Name: Darbe Baskı Tipi Sıcak Kabartma Teknolojisi Kullanılarak Esnek Malzemeler dekanlığı Çalışması (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-04-06T14:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 57 s
Description: Öğrenin, darbe baskı tipi sıcak kabartma teknolojisiyle esnek polimer filmler üzerinde gerçek zamanlı nokta desenleri oluşturmayı. Bu yöntem, biyomedikal cihazlar için düşük maliyetli ve özelleştirilebilir desenleme imkanı sunar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Bu araştırma, Kore Ticaret, Sanayi ve Enerji Bakanlığı (MOTIE) aracılığıyla "Iletken nano kompozit malzemeler kullanılarak iletken bir tabaka için etki baskı tipi sıcak kabartma teknolojisinin geliştirilmesi" başlıklı proje ile desteklenmiştir (N046100024, 2016).

1. Etki baskı tipi sıcak kabartma işleminin imalatı
<ol><li>Model 1'i yapın ve x-stage ile birleştirin (Bkz. Şekil 1). NOT: X-stage üzerine ısı yapılmasını önlemek için Model 1'in alüminyumdan yapılması önerilir. Ayrıca, Model 1'in tasarımı ısı plakasının boyutuna göre değiştiğinden, Model 1'in uzunluğunun ısı plakasının yüzeyi ile Z-evrerulma plakasının en düşük yüksekliği arasındaki mesafe olması önerilir.</li>
	<li>X-stage ve Z-stage'i birleştirin ve Z-stage ve Model 2'yi birleştirin. NOT: Model 2'nin ısı plakasından (örn. alüminyum) ısıya dayanabilecek bir metalden yapıldığından emin olun. Model 2'yi Z sahnesine sıkıca sabitlemek, Z sahnesinin Model 2'nin ağırlığını ve darbe başlığını tutma yeteneğini sağlayacaktır.</li>
	<li>Model 2 ve darbe başlığını birleştirin ve ısı plakasını Model 1'in altına yerleştirin. NOT: Darbe başlığının Model 2'deki en düşük konuma katılması, rulonun ısı plakasının yüzeyine ulaşmasını sağlar. Darbe kafasının ısı plakasının yüzeyi ile herhangi bir temasından kaçınmak için Z-sahnesini maksimum olarak yükselttikten sonra ısı plakasının takılması önerilir. Sahneyi kontrol etmek için uygun yazılım kullanın.</li>
	<li>Film sahibinin STL dosyalarını(Ek Dosya 1 ve Ek Dosya 2)film tutucuyu üç boyutlu (3D) yazıcıyla yazdırmak için uygun bir yazılım kullanarak GCODE dosyalarına dönüştürün. NOT: Yazılım kullanılan 3B yazıcıya göre değişiklik gösterebilir ve bazı ortamlar GCODE dönüştürmeolmadan 3B yazıcı ortamlarını destekleyebilir.</li>
	<li>Film tutucuyu GCODE dosyasıyla yazdırmak için 3B yazıcıyı kullanın. NOT: Film tutucu gibi büyük parçaları yazdırırken daha az daralma meydana geleceği için bir filament (örneğin, Z-HIPS) kullanılması önerilir.</li>
	<li>Isıplakasının sonuna iki film tutucu yerleştirin ve Şekil 1'de gösterildiği gibi polimer filmi film tutucuya sabitle. Polimer filmin ısı plakası üzerinde düz olduğundan emin olmak için, film tutucunun hareket 1'ini kullanarak polimer filmi mümkün olduğunca çekin (Bkz. Şekil 1B). Polimer filmi yana taşımak için film tutucuyu hareket 2 ile hareket ettirin (Bkz. Şekil 1B). NOT: Polimer filmi film tutucuya sabitlemek için vida kullanılması tavsiye edilir. Tutkal, polimer filmi film tutucuya yapıştırmak için yeterli değildir ve desenleme deneyinden sonra polimer filmin ayrılması için en iyisidir.</li>
</ol>2. Kontrol devresinin imalatı
NOT: Bu işlem, darbe üstbilgisinin ve X-Z aşamasının kontrol devresinin oluşturulması işlemini açıklar.
<ol><li>Sinyalleri gönderen kontrol cihazını (Bkz. Malzeme Tablosu)kontrol etmek için darbe üstbilgisine bağlayın.</li>
	<li>Kontrol cihazını darbe üstbilgisine bağladıktan sonra, kontrol sinyalleri olarak -3 V ve +10 V girişini darbe başlığına bağlayın. NOT: Darbe başlığına +10 V kontrol sinyali gönderilirse (Bkz. Şekil 1),yük (darbe kafası) iner ve açma durumuna girer. Bu durumda, mover polimerik film vurur ve polimer film üzerinde desen kazınıyor.<ol>
<li>Darbe başlığının mover'ını kullanarak bir desen oyduktan sonra bir sonraki deseni oymak için mover'ı kaldırın. Mover'ı (darbe kafasını) yükseltmek için -3 V kontrol sinyalini uygulayın. NOT: Darbe başlığının iç kalıntı sıcağa göre manyetize olmasını önlemek için darbe başlığına negatif gerilim girişi yapılır.</li>
	</ol></li>
	<li>Kontrol cihazı yeterli bir kontrol sinyali sağlayamıyorsa, darbe üstbilgisini kontrol etmek için ~0 V-5 V kontrol sinyalini ~-3 V-+10 V'e Figure 2yükselten yüksek güçlü bir çalışma amplifikatörünü (örneğin, OP-AMP) kullanın.<ol>
<li>İlk olarak, çift kanallı DC güç kaynağı hazırlayın (bkz. Malzeme Tablosu). Bu adımdan sonra, tüm kanallara ortak zemin (GND) düğümleri sağlamak için dört düğüm bağlayın: kanal 1 için pozitif gerilim terminali (V1+) ve bir zemin (GND) terminali ve kanal 2 için negatif gerilim terminali (V2-) ve toprak (GND). Genel bağlantı diyagramı Şekil 2'degösterilmiştir. NOT: 2.3.1'de açıklanan adıma göre, farklı mutlak değerlere sahip pozitif ve negatif gerilim operasyonel amplifikatörüne (OP-AMP) temin edilebilir.</li>
		<li>Güç kaynağının kanal 1 (V1-) negatif gerilim terminalini Şekil 2'dekimavi çizgide belirtildiği gibi OP-AMP'nin negatif güç kaynağı gerilim terminaline (Vs-) bağlayın. Daha sonra, kanal 1'e 3 V Vcc voltaj girişi. NOT: Adım 2.3.1'e göre, 3 V Vcc gerilimi OP-AMP negatif güç besleme gerilim terminaline (Vs-) -3 V negatif gerilim olarak verilir.</li>
		<li>Güç kaynağının kanal 2 (V2+) pozitif gerilim terminalini Şekil 2'dekikırmızı çizgide belirtildiği gibi OP-AMP'nin pozitif güç kaynağı gerilim terminaline (Vs+) bağlayın. Daha sonra, kanal 2'ye 10 V Vcc voltaj girişi. NOT: Adım 2.3.1'e göre, 10 V Vcc gerilimi OP-AMP'nin pozitif güç kaynağı gerilim terminaline (Vs+) +10 V pozitif gerilim olarak verilir.</li>
		<li>Şekil 2'dekiyeşil çizgide gösterildiği gibi, bir kontrol cihazının (Vcon+) +çıkış kanalını OP-AMP'nin pozitif giriş kanalına (Vin+) bağlayın.</li>
		<li>Şekil2'deki siyah çizgide gösterildiği gibi, güç kaynağının kanal 2'sinin (Vnd-) zeminine (Vcon-) bir kontrol cihazının çıkış kanalını bağlayın. NOT: (Vcon-) yere (GND) bağlanırken, kanal 2'nin GND'sine ek olarak 2.3.1 adımında bağlanan terminallerden birine bağlanmak mümkündür.</li>
		<li>Her durumda 1 kΩ ve 10 kΩ değerlerinin elektrik direncini hazırlayın ve Şekil 2'degösterildiği gibi kırmızı çizgi ile siyah çizgi arasında bağlayın.</li>
		<li>1 kΩ ile 10 kΩ arasındaki terminali Şekil 2'dekimor çizgide gösterildiği gibi OP-AMP'nin (Vin-) negatif giriş kanalına bağlayın.</li>
		<li>OP-AMP (Vout) çıkış kanalındaki ve adım 2.3.1'de tanımlanan elektrik terminallerinden birinden hatları çekin. Şekilleri2'deki turuncu çizgide gösterildiği gibi çizgileri darbe üstbilgisine bağlayın.</li>
		<li>Güç kaynağı ile ilgili olarak, kanal 1-3 Vcc ve kanal 2-10 Vcc voltajayarlayın. Daha sonra, kontrol cihazından ~0 V-5 V kontrol sinyalleri oluşturun. NOT: Üretilen ~0 V-5 V kontrol sinyalleri OP-AMP tarafından ~-3 V–+10 V'ye yükseltilir ve bu sinyaller 2.2.1 ve 2.2.2 adımlarında açıklandığı gibi darbe üstbilgisini kontrol etmek için gereklidir.</li>
	</ol></li>
</ol>3. Deney tasarımı
NOT: Bu bölümde, polimer filme darbe tipi sıcak kabartma cihazıve gravür nokta desenleri kontrol süreçleri açıklanmaktadır.
<ol><li>Bir kontrol bilgisayarı (PC) kullanarak X-stage ve Z-sahne kontrol etmek için bir aşama kontrol programı (örneğin, Micromove) yükleyin.</li>
	<li>Darbe üstbilgisini kontrol eden kontrol bilgisayarındaki kontrol aygıtını algılamak için DAQ sürücü yazılımını yükleyin ve kontrol cihazını kontrol etmek için bir işletim programı (örneğin, MATLAB) yükleyin.</li>
	<li>Yazılımı yükledikten sonra, desenleme denemesini yürütmek için Şekil 3A'da gösterildiği gibi donanım ortamını oluşturun.<ol>
<li>Donanım ortamını oluşturmak için Şekil 3A'da gösterildiği gibi X sahne, Z aşaması, darbe başlığı, film tutucu ve ısı plakasını yükleyin.</li>
		<li>Polimer filmi film tutucuya sabitle ve filmi düz bir şekilde düzeltmek için 1 ve 2 hareketlerini kullanarak polimer filmin konumunu ayarlayın (Bkz. Şekil 1B). NOT: 2. yönü ayarlarken filmi düz tutmak için iki film tutucunun konumları paralel olmalıdır. Filmi ısı plakası üzerinde düz yapmak için Şekil 1B'degösterildiği gibi, 1.</li>
		<li>Polimer filmi sabitlemeden sonra, filmi cam geçiş sıcaklığının üzerinde ısıtacak şekilde ısı plakasının sıcaklığını ayarlayın. NOT: Her film türünün kendi cam geçiş sıcaklığı vardır. Bu nedenle, ilgili veri sayfasında filmin malzeme özelliklerini kontrol ettikten sonra ısı plakasının sıcaklığını kendi cam geçiş sıcaklığına ayarlaması önerilir.</li>
	</ol></li>
	<li>Donanımı ayarladıktan sonra, sahne ve darbe üstbilgisini kontrol etmek için Şekil 3B'de gösterildiği gibi kontrol devresini bir araya getirin.<ol>
<li>Şekil 3B'de gösterildiği gibi kontrol ortamını oluşturmak için PC, kontrol panosu, güç kaynağı ve OP-AMP'yi hazırlayın.B Şekil 2'de gösterildiği gibi aygıtları bağlayın ve bilgisayarı kontrol panosuna bağlayın.</li>
		<li>Adım 2.3.9'da açıklandığı gibi, 3 Vcc ve 10 Vcc değerlerini sırasıyla güç kaynağının 1 ve 2 kanallarından OP-AMP'ye girin.</li>
	</ol></li>
	<li>Kontrol bilgisayarını kullanarak sahne ve darbe üstbilgisini kontrol edin.<ol>
<li>Aşama kontrol programını kullanarak X ve Z aşamalarını kontrol ederek darbe başlığının ilk konumunu ayarlayın. NOT: Darbe başlığının başlangıç konumunu ayarlarken, darbe başlığı ile ısı plakası arasında çarpışma olmadığından emin olun. Z-sahnenin konumu çok düşükse, mover ısı plakası ile çarpışacak ve hem mover'a hem de ısı plakasına zarar verecektir. Her iki cihazda da hasar varsa, polimerik malzeme üzerinde ince desenleroluşturulmasını engelleyecektir.</li>
		<li>Çalışma programını kullanarak, kontrol cihazından 5 V kontrol sinyali oluşturun. 2.3.1–2.3.9 adımlarına göre OP-AMP 5 V kontrol sinyalini +10 V'a yükseltecek, darbe başlığını açacak ve polimer filmdeki desenleri kazıyacaktır.</li>
		<li>Şimdi işletim programını kullanarak kontrol cihazından 0 V kontrol sinyali oluşturun. 2.3.1–2.3.9 adımlarına göre OP-AMP 0 V kontrol sinyalini -3 V'e yükseltecek ve darbe başlığını kapatacaktır. NOT: Darbe başlığının mover'ı yeni deseni kazımak için bekletilir.</li>
		<li>Bir sonraki deseni kazımak için X-sahnesini konuma getirin.</li>
		<li>3.5.1-3.5.4 adımlarını sırayla tekrarlayarak polimer filme 3x desen kazın.</li>
		<li>Z-stage 10 μm'yi ilk konumdan düşürün ve Z-kademeli hamle sayısını da sayarak 3.5.5 adımını uygulayın. Z-sahne hareketlerinin sayısı üçe çıktığında, X-sahnesini ilk konuma taşıyın ve Z-sahnesini hareket ettirerek darbe başlığını maksimum olarak yükseltin. NOT: Z-sahne yüksekliğinin değiştirilmesi nokta deseninin derinliğinde ve genişliğinde ayarlamalar sağlayacaktır.</li>
	</ol></li>
	<li>Polimer filmi film tutucudan ayırın ve şekil 4A'dagösterildiği gibi bir konfokal mikroskop kullanarak her desenin genişliğini ve derinliğini ölçün (Bkz. Malzeme Tablosu).<ol>
<li>Ölçüm işlemine başlamadan önce, mikroskobun büyütme değerini seçin ve polimer filmin tarama konumunu ayarlamak için başlangıçta doğrudan gözlem modunu kullanın. Konumu doğrudan gözlem yoluyla ayarladıktan sonra polimer filmi düzeltin ve tarama modunu lazer tarama moduna geçin. NOT: Konfokal mikroskobu kullanırken, Şekil 4B'degösterildiği gibi, numunenin düzeltilmesi için akrilik bir panel kullanılması önerilir.</li>
		<li>Lazer tarama modunu kullanarak nokta deseninin derinliğini ve genişliğini ölçün.</li>
	</ol></li>
	<li>Film türünü değiştirdikten sonra 3.3.2-3.6.2 adımlarını tekrarlayın. NOT: Her film türünün cam geçiş sıcaklığı göz önünde bulundurularak, her filmi ısı plakasına yerleştirmeden önce ısı plakasının sıcaklığını belirleyin. Bu çalışmada PVC filmin cam geçiş sıcaklığı 100 °C;; PMMA filmi için 95 °C, PET filmi için 75 °C'dir.</li>
</ol>

<ol><li>Lee, S. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((2018+Optical+Fiber+Communications+Conference+and+Exposition+%28OFC%29%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE%22%5BJournal%5D)">2018 Optical Fiber Communications Conference and Exposition (OFC).</a> IEEE. , 1-3 (2019).</li>
<li>Yang, D., Pan, L., Mu, T., Zhou, X., Zheng, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+fabrication+of+electrochemical+geophone+based+on+FPCB+process+technology%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Measurements+in+Engineering%22%5BJournal%5D)">The fabrication of electrochemical geophone based on FPCB process technology.</a> Journal of Measurements in Engineering. 5 (4), 235-239 (2017).</li>
<li>Fukuda, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fully+printed+high-performance+organic+thin-film+transistors+and+circuitry+on+one-micron-thick+polymer+films%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Fully printed high-performance organic thin-film transistors and circuitry on one-micron-thick polymer films.</a> Nature Communications. 5, 4147(2014).</li>
<li>Sekitani, T., Zschieschang, U., Klauk, H., Someya, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flexible+organic+transistors+and+circuits+with+extreme+bending+stability%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Materials%22%5BJournal%5D)">Flexible organic transistors and circuits with extreme bending stability.</a> Nature Materials. 9 (12), 1015(2010).</li>
<li>Zamkotsian, F., Dohlen, K., Burgarella, D., Ferrari, M., Buat, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((International+Conference+on+Space+Optics-ICSO+2000%5BTitle%5D)+AND+%22International+Society+for+Optics+and+Photonics%22%5BJournal%5D)">International Conference on Space Optics-ICSO 2000.</a> International Society for Optics and Photonics. , 105692A(2019).</li>
<li>Zhang, X., Li, Z., Zhang, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+performance+ultra-precision+turning+of+large-aspect-ratio+rectangular+freeform+optics%5BTitle%5D)+AND+%22CIRP+Annals%22%5BJournal%5D)">High performance ultra-precision turning of large-aspect-ratio rectangular freeform optics.</a> CIRP Annals. 67 (1), 543-546 (2018).</li>
<li>Ziaie, B., Baldi, A., Lei, M., Gu, Y., Siegel, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hard+and+soft+micromachining+for+BioMEMS%3A+review+of+techniques+and+examples+of+applications+in+microfluidics+and+drug+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Drug+Delivery+Reviews%22%5BJournal%5D)">Hard and soft micromachining for BioMEMS: review of techniques and examples of applications in microfluidics and drug delivery.</a> Advanced Drug Delivery Reviews. 56 (2), 145-172 (2004).</li>
<li>Mishra, S., Yadava, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Laser+beam+micromachining+%28LBMM%29-a+review%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+and+Lasers+in+Engineering%22%5BJournal%5D)">Laser beam micromachining (LBMM)-a review.</a> Optics and Lasers in Engineering. 73, 89-122 (2015).</li>
<li>Yun, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+roll-to-roll+hot+embossing+system+with+induction+heater+for+micro+fabrication%5BTitle%5D)+AND+%22Review+of+Scientific+Instruments%22%5BJournal%5D)">Development of roll-to-roll hot embossing system with induction heater for micro fabrication.</a> Review of Scientific Instruments. 83 (1), 015108(2012).</li>
<li>Keränen, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Roll-to-roll+printed+and+assembled+large+area+LED+lighting+element%5BTitle%5D)+AND+%22The+International+Journal+of+Advanced+Manufacturing+Technology%22%5BJournal%5D)">Roll-to-roll printed and assembled large area LED lighting element.</a> The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 81 (1-4), 529-536 (2015).</li>
<li>Park, J., Lee, J., Park, S., Shin, K. H., Lee, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+hybrid+process+for+double-side+flexible+printed+circuit+boards+using+roll-to-roll+gravure+printing%2C+via-hole+printing%2C+and+electroless+plating%5BTitle%5D)+AND+%22The+International+Journal+of+Advanced+Manufacturing+Technology%22%5BJournal%5D)">Development of hybrid process for double-side flexible printed circuit boards using roll-to-roll gravure printing, via-hole printing, and electroless plating.</a> The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 82 (9-12), 1921-1931 (2016).</li>
<li>Rank, A., Lang, V., Lasagni, A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-Speed+Roll-to-Roll+Hot+Embossing+of+Micrometer+and+Sub+Micrometer+Structures+Using+Seamless+Direct+Laser+Interference+Patterning+Treated+Sleeves%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Engineering+Materials%22%5BJournal%5D)">High-Speed Roll-to-Roll Hot Embossing of Micrometer and Sub Micrometer Structures Using Seamless Direct Laser Interference Patterning Treated Sleeves.</a> Advanced Engineering Materials. 19 (11), 1700201(2017).</li>
<li>Shan, X., Liu, T., Mohaime, M., Salam, B., Liu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large+format+cylindrical+lens+films+formed+by+roll-to-roll+ultraviolet+embossing+and+applications+as+diffusion+films%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Micromechanics+and+Microengineering%22%5BJournal%5D)">Large format cylindrical lens films formed by roll-to-roll ultraviolet embossing and applications as diffusion films.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 25 (3), 035029(2015).</li>
<li>Wang, X., Liedert, C., Liedert, R., Papautsky, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+disposable%2C+roll-to-roll+hot-embossed+inertial+microfluidic+device+for+size-based+sorting+of+microbeads+and+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">A disposable, roll-to-roll hot-embossed inertial microfluidic device for size-based sorting of microbeads and cells.</a> Lab on a Chip. 16 (10), 1821-1830 (2016).</li>
<li>Yun, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+Print-Type+Hot+Embossing+Process+Technology%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Engineering+Materials%22%5BJournal%5D)">Impact Print-Type Hot Embossing Process Technology.</a> Advanced Engineering Materials. 20 (9), 1800386(2018).</li>
<li>Ahn, J., Yun, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analyzing+Electromagnetic+Actuator+based+on+Force+Analysis%5BTitle%5D)+AND+%222019+IEEE+International+Conference+on+Robotics+and+Automation+%28ICRA%29%22%5BJournal%5D)">Analyzing Electromagnetic Actuator based on Force Analysis.</a> 2019 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA). , (2019).</li>
</ol>

Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.

Bu çalışmada, etki baskı tipi sıcak kabartma işlemini ve çeşitli genişlik ve derinliklere sahip oyma nokta desenlerini gerçek zamanlı olarak bir dizi polimer filminüzerine uyguladık. Protokol adımları arasında, tüm adımlar arasında iki adım eleştirel olarak ele alınmalıdır. Birincisi ısı plakasının sıcaklığının ayarıdır (adım 3.3.3), ikincisi ise darbe başlığının başlangıç konumunun ayarıdır (adım 3.5.1). Adım 3.3.3, ısı plakası sıcaklığı çok yüksek ise, filmin viskozitesi ince bir desen oluşturulmasını engeller, çünkü b...

Araştırmacılar aktif olarak mevcut cihazları ve ekranları minyatürleştirmek ve bu cihazların esnekliğini artırmak için çalışıyoruz1,2. Elektrik kanallarının genişliğini ve derinliğini mikro veya nano ölçekte azaltmak için yüksek hassasiyetli teknoloji gereklidir. Buna ek olarak, bu cihazların esnekliğini artırmak için, elektrik kanallarının desenleri esnek bir malzeme üzerinde yer almalıdır, bir polimer film gibi3,4. Bu koşulları karşılamak için, ultraince mikroişleme teknolojisi çalışmaları aktif olarak devam etmektedir.
Ultraince mikroüretim teknolojisi, sadece demir veya plastik gibi son derece sert malzemeler değil, aynı zamanda polimer filmler gibi yumuşak malzemeler de dahil olmak üzere olası desenleme malzemeleri bir avantaja sahiptir. Bu avantajlar nedeniyle, bu teknoloji yaygın iletişim, kimya, optik, havacılık, yarı,iletken ve sensörler5,6,7gibi çeşitli alanlarda, bir çekirdek süreci olarak kullanılır. Ultraince mikroişleme alanında, LIGA (litografi, elektrokaplama ve kalıplama) veya mikroişleme yöntemleri8kullanılır. Ancak, bu geleneksel yöntemler çeşitli sorunlar ile ilişkilidir. LIGA yöntemleri, ultra ince desenler oluşturmak için önemli miktarda zaman ve çeşitli işlem adımları gerektirir ve süreçler sırasında birçok farklı ekipman türüne ihtiyaç duydukları için yüksek bir maliyete de maruz kalır. Buna ek olarak, LIGA yöntemleri çevreyi kirleten kimyasallar kullanır.
Bu sorunu gidermek için, sıcak kabartma proses teknolojisi ultra ince mikroproses teknolojileri arasında spotlighted olmuştur. Sıcak kabartma, mikro veya nano ölçekli kabartma kalıp kullanarak ısıtmalı polimer film üzerinde bir desen oluşturan bir teknolojidir. Konvansiyonel sıcak kabartma teknolojisi kalıp şekline bağlı olarak plaka tipi ve rulo-to-roll türüne ayrılır. Sıcak kabartma teknolojisi nin iki türü kalıbın şekli açısından farklıdır, ancak bu iki işlem, kabartma kalıbının polimer filme bir desen kazımak için polimer filmi ısıtmalı bir plakaüzerine bastırması açısından benzerdir. Sıcak kabartma işlemini kullanarak deseni kazımak için polimer filmincam geçiş sıcaklığının üzerinde ısıtılmak ve yeterli miktarda basınç (~30-50 MPa)9uygulamak gerekir. Buna ek olarak, genişlik ve desen derinliği ısıtılmış plaka sıcaklığına bağlı olarak değişir, malzeme, ve kabartma kalıp şekli. Ayrıca desenleme işleminden sonraki soğutma yöntemi polimer filmdeki desenin şeklini etkiler.
Geleneksel sıcak kabartma işleminde kabartma pulları veya silindirleri istenilen desenle kabartma yapılabilir ve kabartma kalıbı aynı deseni sürekli olarak polimer film yüzeylerine yazdırmak için kullanılabilir. Bu özellik bu süreci sadece seri üretim için değil, aynı zamanda polimer filmler 10 ,11,,12,1113,14gibi yumuşak malzemelerle imal cihazlar için de uygun hale getirir. Ancak, geleneksel sıcak kabartma yöntemi sadece kabartma kalıp oyulmuş tek desen oluşturabilirsiniz. Bu nedenle, kullanıcı yeni bir desen yapmak veya desen değiştirmek istediğinde, baskı deseni değiştirmek için yeni bir kalıp yapmak gerekir. Bu nedenle, geleneksel sıcak kabartma, yeni desenler oluştururken veya mevcut tasarımların yerine geçerken maliyetli ve zaman alıcıdır.
Daha önceki çalışma gerçek zamanlı olarak çeşitli genişlik ve derinliklerde nokta desenleri üretmek için etki tipi sıcak kabartma işlemi tanıttı15. Geleneksel sıcak kabartma işleminin aksine, darbe baskı tipi sıcak kabartma yöntemi polimer film desenleri oluşturmak için bir darbe başlığı kullanır. Bu teknoloji, hassas konumlandırma sistemi yle darbe üstbilgisini istenilen konuma taşır. İstenilen genişlikte ve derinlikte ve rasgele bir konumda yazdırma desenleri için bir kontrol sinyali uygulanır. Darbe başlığının yapısı bir mover, bir yay, bir bobin sarma ve bir çekirdekten oluşur (Bkz. Şekil 1A)15. Daha önceki çalışmalar bir analiz ve deney yoluyla böyle bir darbe başlığı sıcak kabartma için uygun kuvvet üretebilir doğruladı16. Bu makalenin protokolü, darbe tipi sıcak kabartma işlemi için donanımın tasarımını ve proses kontrolü için kontrol ortamını kapsar. Buna ek olarak, PET film, PMMA film ve PVC film, tüm bunlar etkisi baskı tipi sıcak kabartma işlemi gerçek zamanlı olarak çeşitli genişlik ve derinliklerde nokta desenleri oluşturabilirsiniz doğrulamak için önerilen protokol ile işlenir nokta desenleri analiz. Bu deneylerin sonuçları, kabartma işleminin uygun şekilde ultra ince desenler üretebileceğini doğrulayan sonuçlar bölümünde aşağıda sunulmuştur.

<table><tbody><tr><td>Vakum Şekillendirme için 0.3mm Yüksek Kaliteli Şeffaf Sert Ambalaj PVC Film Rulosu</td><td>Sunyo</td><td>SY1023</td><td>PVC film / Kalınlık: 300 ve mikro; m</td></tr><tr><td>Akrilik (PMMA) filmi</td><td>SEJIN TS</td><td>C200</td><td>PMMA filmi / Kalınlık: 175 ve mikro; m</td></tr><tr><td>Konfokal Lazer Tarama Mikroskobu: Malzeme Analizi ve Testi için 3D Topografi</td><td>Carl Zeiss</td><td>LSM 700</td><td>3D konfokal mikroskop / Destek Modu: 2D, 2.5D, 3D topografi</td></tr><tr><td>DAQ kartı</td><td>MİLLİ ALETLER</td><td>USB-6211</td><td>İki aşamalı ve darbe başlığı için kontrol kartı / 16 giriş, 16-bit, 250kS/s, Çok İşlevli G/Ç</td></tr><tr><td>DC Güç Kaynağı</td><td>AKILLI</td><td>RDP-305AU</td><td>3 kanal güç kaynağı / çıkış voltajı: 0 ~ 30V, Çıkış akımı: 0 ~ 5A</td></tr><tr><td>L511 aşaması PI</td><td></td><td>L511.20SD00</td><td>Z-aşaması / Seyahat aralığı: 52mm</td></tr><tr><td>Büyük Dijital Ocak</td><td>Gözü DAIHAN Scientific</td><td>HPLP-CP</td><td>Isı Plakası / Maksimum Sıcaklık: 350 ve ordm; C</td></tr><tr><td>M531 aşaması</td><td>PI</td><td>M531.2S1</td><td>X aşaması / Seyahat aralığı: 306mm</td></tr><tr><td>Mylar Polyester PET filmler</td><td>CSHyde</td><td>48-2F-36</td><td>PET film / Kalınlık: 50 ve mikro; m</td></tr><tr><td>OPA2541</td><td>BURR-BROWN</td><td>OPA2541BM</td><td>OP-AMP / Çıkış akımları : 5A, çıkış voltajı : &plusmn; 40V</td></tr></tbody></table>

darbe baskı tipi sıcak kabartma teknolojisi kullanılarak esnek malzemeler dekanlığı Çalışması

Study of a Dot-patterning Process on Flexible Materials using Impact Print-Type Hot Embossing Technology

Burada polimer film üzerinde gerçek zamanlı olarak çeşitli tasarımlar, genişlikler ve derinlikleri ile nokta desenleri oluşturabilirsiniz bir etki baskı tipi sıcak kabartma süreci çalışmamızı sıyoruz. Buna ek olarak, farklı nokta desenleri kazımak için darbe başlığının on-off hareketi ve konumu için bir kontrol sistemi uyguladık. Polyester (PET) filmi, polimetil metakrilat (PMMA) filmi ve polivinil klorür (PVC) filmi gibi çeşitli polimer filmlerde nokta desenleme yaptık. Nokta desenleri bir konfokal mikroskop kullanılarak ölçüldü ve biz darbe baskı tipi sıcak kabartma işlemi nokta desenleme işlemi sırasında daha az hata üretir doğruladı. Sonuç olarak, etkisi baskı tipi sıcak kabartma işlemi polimer filmlerin farklı türleri üzerinde oyma nokta desenleri için uygun olduğu bulunmuştur. Buna ek olarak, geleneksel sıcak kabartma işleminden farklı olarak, bu işlem kabartma damgası kullanmaz. Bu nedenle, işlem basittir ve seri üretim ve küçük miktarlı toplu üretim için benzersiz avantajlar sunan, gerçek zamanlı nokta desenleri oluşturabilirsiniz.

Etki baskı tipi sıcak kabartma işlemi, Şekil 1'degösterildiği gibi nokta desenlerini gerçek zamanlı olarak bir polimer filme kazımak için kullanılabilecek bir işlemdir. Bu işlem, varolan sıcak kabartma işlemiyle ilişkili desen değişimi için yüksek maliyet ve uzun süre sorunlarını çözebilir. Şekil 2'de gösterildiği gibi (bkz. 2.3-2.3.9 basamakları), daq, OP-AMP ve güç kaynağı kullanılarak, darbe başlığının on-off işlemi sırasında uygulanması yla çeşitli polimer f...

Darbe baskı tipi sıcak kabartma teknolojisi, nokta desenleri gerçek zamanlı olarak esnek malzemelere kazımak için bir darbe başlığı kullanır. Bu teknoloji, farklı polimer filmlerde çeşitli genişlik ve derinliklerde nokta desenleri oluşturmak için darbe başlığının on-off hareketini ve konumunu kontrol etmek için bir kontrol sistemine sahiptir.

Darbe Baskı Tipi Sıcak Kabartma Teknolojisi Kullanılarak Esnek Malzemeler dekanlığı Çalışması

Here we present our study on an impact print-type hot embossing process which can create dot patterns with various designs, widths, and depths in real ...

Impact Print-Type Hot Bossed teknolojisi, bir darbe deseni kullanarak çeşitli polimer film türlerinde desen genişliğini ve derinliğini gerçek zamanlı olarak değiştirebilen nokta desenleri yapabilir. Mevcut sıcak kabartma teknolojisi ile karşılaştırıldığında, preslenmiş desen şeklinin maliyeti önemli ölçüde daha düşüktür ve keyfi kabartma şekli gerçek zamanlı olarak yapılabilir. Teknolojimiz biyo cihazlar alanına uygulanabilir ve bu cihazlar kullanıcının biyosinyallerini okuyarak hastanın durumunu veya hastalığını kontrol etmeye yardımcı olabilir.Elektrik ısısı çok düşükse, darbe başlığı polimer filmi yırtabilir veya darbe kafası yıpranabilir. Bu nedenle, tekrarlayan deneylerden uygun bir elektrik ısısı bulmak önemlidir. Model bir yaparak başlayın ve bir X sahne ile birleştirmek.X sahne ve Z sahne birleştirin ve Z sahne ve model iki monte. Ardından, model iki ve darbe başlığını birleştirin ve ısı plakasını model bir'in altına yerleştirin. Isı plakasının sonuna iki film tutucusu takın ve polimer filmi film tutucuya sabitle.Daha sonra, polimer filmin ısı plakası üzerinde düz olduğundan emin olmak için, polimer filmi film tutucudan birini kullanarak mümkün olduğunca çekin. Alternatif olarak, polimer filmi yana taşımak için, film tutucuyu ikinci hareketle hareket ettirin. Son olarak, sinyalleri kontrol etmek için darbe üstbilgisine gönderen kontrol cihazını bağlayın ve kontrol başlığına kontrol sinyalleri olarak eksi 3v ve artı 10v girişi yapın.Son olarak, sinyalleri kontrol etmek için darbe başlığına gönderen kontrol cihazını bağlayın ve kontrol başlığına kontrol sinyalleri olarak eksi 3 volt ve artı 10 volt giriş yapın. X sahne ve Z sahne kontrol etmek için kontrol PC'ye bir sahne kontrol programı yükleyerek başlayın. Darbe üstbilgisini kontrol eden kontrol bilgisayarındaki kontrol aygıtını algılamak için DAQ sürücü yazılımını yükleyin ve kontrol aygıtını denetlemek için bir işletim programı yükleyin.Daha sonra, desenleme deneyini gerçekleştirmek için polimer filmi film tutucuya sabitle ve filmi düz bir şekilde düzeltmek için birinci ve ikinci hareketleri kullanarak polimer filmin konumunu ayarlayın. Polimer filmi sabitlemeden sonra, filmi cam geçiş sıcaklığının üzerinde ısıtacak şekilde ısı plakasının sıcaklığını ayarlayın. Ardından, aşama kontrol programını kullanarak X ve Z aşamalarını kontrol ederek darbe başlığının ilk konumunu ayarlayın.Kontrol cihazından 5v kontrol sinyali oluşturmak için işletim programını kullanın. OP amplifi, 5v kontrol sinyalini 10v'dan fazlasına yükselttikten sonra, darbe başlığını açın ve polimer filme desenleri kazıyın. Ardından, işletim programını kullanarak kontrol cihazından 0v kontrol sinyali oluşturun.OP amplifikasyonu 0v kontrol sinyalini eksi 3v'a yükselttikten sonra darbe üstbilgisini kapatın. Bir sonraki deseni kazımak için X aşamasını konuma getirin. İlk konumdan Z evre on mikron düşürün ve polimer film üzerinde üç kez desen kazınarak Z sahne hamle sayısını sayar.Z sahne hareketlerinin sayısı üçe çıktığında, X sahnesini ilk konuma taşıyın ve Z sahnesini hareket ettirerek darbe başlığını maksimum olarak yükseltin. Son olarak, polimer filmi film tutucudan ayırın ve lazer tarama modunda bir konfokal mikroskop kullanarak her nokta deseninin genişliğini ve derinliğini ölçün. Bu çalışmada, üç polimer film üzerinde bir nokta deseni oluşturuldu ve deseni gözlemlemek için bir konfokal mikroskop kullanıldı.Nokta deseninde dokuz nokta kullanıldı ve z evresinin yüksekliği on mikron aşağı doğru hareket ettiği için desen boyutu örnek birden üç tanesine yükseldi. Ayrıca, bu protokol her nokta deseninin desen genişliğini ve derinliğini ölçebildi ve desen bir noktanın 2B görüntüsü yle açıkça gözlemlenebilirdi. Üç film türündeki nokta desenlerinde yapılan hatalar, Impact Print-Type Hot Bossing işleminin polimer filmlere gerçek zamanlı olarak mikro desenler kazımak için uygun olduğunu gösteren küçüktür.Bu yöntem önerilen yöntemlerin ilkidir, bu nedenle yeni başlayanlar için acumen tasarım, numune hazırlama ve süreç prosedürü görselleştirme ile anlamak için bir yardımcı olacaktır. Bu adımda, eğer film cam geçiş sıcaklığında istirahatte ısıtılırsa, filmin restorasyonu nedeniyle desen orada kazınmayacaktır. Desenleme sıcaklığının belgelenmesi 350 santigrat derecedir ve prosesimiz çizgi desenlerine uyum sağlayabilir.Bu avantajlar, yüksek sıcaklıklar ve ultra ince kanallar kullanılarak yarı iletkende kullanılabilir. Teknolojimiz kontur sistemlerini kullanarak bir model yapabilir. Bu protokol, kimyasal işlem olmadan düşük maliyetle mikro ölçekli desenler yapabilir araştırma için önünü açmaya yardımcı olur.Kimyasal yırtılma riski yoktur, ancak deney sırasında kullanıcı yanıkları önlemek için koruyucu ekipman kullanmak zorundadır, ısı plakası yüksek sıcaklıklara ısıtıldığından beri.

study-dot-patterning-process-on-flexible-materials-using-impact-print

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Microcontact baskı malzemesi yüzeylerde desen proteinleri ve diğer molekülleri yaygın bir biçimde kullanılmaktadır. Biz fibronektin cam üzerine desen damgalama, bu sürecin temel adımları göstermektedir.

Proteinlerin Hücre Biyolojisi Microcontact Baskı

Uzun zincirli altın Alkan tiyoller oluşan Kendinden monte mono tabakaları (SAMs), protein desen ve hücre hapsi oluşumu için iyi tanımlanmış substratları sağlar. Microcontact baskı ile dolgu takip polidimetilsiloksan (PDMS) damga kullanarak hexadecanethiol glikol-sonlandırılır Alkan tiyol monomer damgalı hexadecanethiol bölgede sadece protein ve hücreler adsorbe bir desen üretir.

Protein ve hücre Etrafının İki Boyutlu Desenli Yüzeyler Oluşturma

Burada, küçük moleküller ve proteinlerin desenli yüzeylerin desenlendirme oksit-silisyum ve germanyum ve reaktif organik mono tabakaları göstermek işlevsellik için basit bir yöntem açıklanmaktadır. Bu yaklaşım tamamen kimyasal oksidasyon yüzeyleri korur özelliği morfolojisi üzerinde hassas kontrol sağlar, ve kimyasal ayrımcılık desenleri hazır erişim sağlar.

Yumuşak Litografik işlevsellik ve Desenlendirme Oksit Silisyum ve germanyum

Canlı hücre göç çalışmaları için bir mikroskop odasında yapıştırıcı ve çözünür degradelerin montajı için bir yöntem tarif edilmiştir. Mühendislik ortamı çözümü degradelerle antifouling yüzeyleri ve yapıştırıcı parçaları birleştirir ve bu nedenle bir rehberlik ipuçları göreli önemini belirlemek için izin verir.

Floresan Mikroskobu ile Görüntüleme Hücre Göç Yapıştırıcı ve Çözünür Degradeler oluşturma

Güneş pillerinde plazmonik metal nanoyapıları tanıtmak için uygun bir transfer baskı tabanlı metodoloji açıklanmaktadır.  Nanopillar poli (dimetilsiloksan) damgaları kullanılarak, Ag bazlı sıralı bir nanodisk dizisi, standart hidrojene mikrokristalin Si güneş pilleri ile entegre edildi ve bu da plazmonik ışık yakalama nedeniyle cihaz performanslarının iyileştirilmesine yol açtı.

Transfer Baskı ile Hidrojene Mikrokristal Silikon Güneş Pilleri Işık Yakalama Gümüş Nanoyapıların Entegrasyonu

Bu yazıda, seçici giyilebilir organik elektronik cihazların doğrudan entegrasyon sağlar tekstil organik malzemeler, mevduat bir protokol mevcut. fabrikasyon cihazlar tamamen mekanik bir görünüme saygı ve algılama yetenekleri sağlayan, tekstil entegre edilebilir.

Tekstil Organik Elektronik Cihazlar Basit ve Ölçeklenebilir Fabrikasyon Yöntemi

Burada, yüksek çözünürlüklü iletken desenleri electrohydrodynamic (EHD) jet baskı kullanarak üretmek için bir protokol mevcut. Protokol EHD püskürtmeli baskı iki mod içerir: sürekli yakın alan electrospinning (NFES) ve istek üzerine damla (DOD) EHD nokta tabanlı yazdırma.

Yüksek çözünürlüklü Electrohydrodynamic Jet iki modu kullandıktan biçimlenme: damla talep ve yakın alan Electrospinning

Basit bir protokol hemiwicking yapılarının farklı boyut, şekil ve malzemeleri imalat için sağlanır. Protokol fiziksel damgalama, kalıplama PDMS ve ince film yüzey modifikasyonlar ile ortak malzeme ifade teknikleri bir arada kullanır.

Ölçeklenebilir pul baskı ve Hemiwicking yüzeyler imalatı

Yumuşak hidrojeller üzerindeki hücre dışı matris proteinlerinin nokta dizilerinin tek bir çıkarma modelleme adımıyla mikrotemaslı baskıya dayanan hücresel çekiş kuvvetlerini ölçmek için standart bir yöntemdeki iyileştirmeleri açıklıyoruz. Bu yöntem, hücre kümesi şeklini kontrol etmek için gerekli olan ada desenlerinin daha basit ve daha tutarlı bir şekilde üretilmesini sağlar.

Mikrodesen Traksiyon Mikroskobu için Desen Oluşturma

Bu protokol, nanofibrillenmiş selüloz kağıt üzerinde mikro kanallar üretmek için basit mikro kabartma işlemleri için uygun plastik mikro kalıpları kullanan ve minimum 200 μm genişliğe ulaşan basit bir işlemi açıklar.

Mikro Kabartma: Nanoselüloz Kağıt Bazlı Mikroakışkanlar Üzerinde Mikrokanalların Üretilmesi İçin Uygun Bir İşlem

İnce parçacıkları yüzeye yapıştırarak silikon yüzeylere kalıcı işaretlemeler ve desenler uygulamak için bir yöntem sunuyoruz. İşaretler, tanınabilir bir tasarım veya dijital görüntü korelasyonunda kullanılanlar gibi rastgele bir benek deseni olabilir.

Elastomerik yüzeylere kalıcı, sağlam şablonlu ince parçacık desenlerinin uygulanması

Öğrenin, darbe baskı tipi sıcak kabartma teknolojisiyle esnek polimer filmler üzerinde gerçek zamanlı nokta desenleri oluşturmayı. Bu yöntem, biyomedikal cihazlar için düşük maliyetli ve özelleştirilebilir desenleme imkanı sunar.

Darbe Baskı Tipi Sıcak Kabartma Teknolojisi Kullanılarak Esnek Malzemeler dekanlığı Çalışması

Daha fazla video keşfet