Sunulan Yöntem mikro özelliklere sahip karmaşık yüzey yumuşak-takım süreci, polimer katkı imalat polimer enjeksiyon kalıplama için ekler üretmek için kullanmak için Yani, imalat amaçlamaktadır. Başka bir deyişle, polimer fonksiyonel yüzeyler ile polimer ekler tarafından kalıp enjeksiyon parçalarıdır.

Yüzey işlevleri mikro özellikleri tarafından gerçekleştirilebilir; Örneğin, anomali vd. ¹ ve Luchetta vd. ² hücre biyolojisi ve Hu vd. , alanında fonksiyonel yüzeyleri göstermek ³ optik elemanları, vb gösterilmiştir Yüzey özelliği, mikro sütunlar, bir tür yoğun hücre çoğalması teşvik için soruşturma. Onlar Eğer mikro sütunlar belirli yolları⁴^,⁵' te desenli proliferated doku ve yüzey arasında bağ geliştirmek mümkündür.

Polimer çoğaltmalar mikro özelliklerin yoğun olarak incelenmiştir ve hassas kalıplama birçok süreçleri⁶tarafından elde edilebilir. Örneğin, Metwally vd. yüksek sadakat şekillendirilmiş standart parçalar ve kalıp çoğaltma mikro ve alt mikro özelliklerinin arasında düz yüzeyler⁷bildirdi.

Üretim mikro sütunlar veya özellikler için birçok protokoller vardır; Ancak, bunların çoğu yalnızca düz yüzeyler veya sabit eğriliği ile yüzeyler üzerinde uygulanabilir. Örneğin, Nian vd. ⁸ mikro özellikleri sıcak bir eğri yüzey üzerinde kabartma tarafından elde edilebilir gösterdi. Bu protokoller çoğu gerçek aygıtı tarafından gerekli olan üç boyutlu yüzeyler ile karmaşık şekiller için uygun değildir. Görünüşe göre uydurma bir üç boyutlu kavite yüzeyi mikro özellikleri ile zorluklar geçerli protokoller; Dik olmayan olmaları durumunda bu arada, fırlatma parçaların yüksek en-boy oranı sütun karmaşık bir yüzey üzerine için başarısız olabilir demolding yönünde. Bissacco vd. ⁹ kullanılan 3D kalıp ekler ve alt mikro özellikleri enjeksiyon tarafından elde edilen; onların çalışmada, düşük bir en boy oranıyla belirli alt mikro özellikleri bir alüminyum anotlama işlemi tarafından oluşturulan ve başarıyla polimer karmaşık bir bileşen tarafından çoğaltılır.

Araştırmacılar tasarlanmış yüzey dokusu elde etmek için katkı imalat polimer çoğaltma işlemi zincire dahil girişiminde bulundunuz. Lantada ve ark. AM prototip başlayıp sonra¹⁰enjeksiyon için metalik kalıp ekler elde etmek için kaplama teknikleri uygular bir süreç zinciri nitelendirdi. AM tarafından üretilen polimer parçaları kalıp¹¹^,¹²bu protokol için sunulan yumuşak takım süreci, ekler olarak doğrudan geçerli olabileceğini kanıtladılar.

Önceki çalışmalarda, Ø4 µm PEEK ayağı (2 µm yüksek)¹³enjeksiyon tarafından dikey bir duvara başarıyla demolded olduğunu gösterdi. Bu iletişim kuralı, incelenen ürün dört dişli olan bir yüzükle, her yanında having 60 ° açı ile karakterizedir. Bu ürün Zhang vd. tarafından eğitim gördü Burada mikro Özellikler ön fabrikasyon nikel plakaları uygulayarak eklenmiştir ve mikro ayağı (Ø4 µm) 0,5 en boy oranıyla silikon kauçuk enjeksiyon çatalın dişlerini üzerinde tarafından elde edildi ¹⁴.

Sunulan yöntem, mikro özellikleri yumuşak takım işlem zinciri tarafından oluşturulan karmaşık yüzeylerde elde edilebilir. Çelik kalıp boşluklar KDV fotoğraf-polimerizasyon tabanlı AM tarafından yapılan bir dizi tarafından değiştirilir. Metal AM karşılaştırıldığında, Fotopolimer dayalı benim teknoloji yüksek duyarlık¹⁵ulaşmak mümkün. Ayrıca, süresi ve maliyeti azaltılır CNC işleme dayalı geleneksel kalıp süreçleri önemli ölçüde kıyasla. Tüketilen saat 93 oranında azalır iken bir son vaka çalışması¹⁶göre Termoform için yumuşak-takım kullanarak maliyet 91 oranında azalır. Bu iletişim kuralı bir yüksek tasarım esnekliği ve ara üretim birimi gerektiren ürünler için uygundur. Karbon fiber takviyeli photopolymers imal ekler 2500 devir göze çarpan kalıp bozulma¹⁷önce Polietilen için enjeksiyon kadar dayanabilir kanıtlanmıştır. Enjeksiyon kalıp malzeme seçimi için ekler seçilen Fotopolimer termal özellikleri ile sınırlıdır. Polimerler yüksek erime sıcaklıkları ile Fotopolimer boşluğunda uygulanmayabilir. Bu çalışmada, polietilen (PE) test enjeksiyon yapmak için seçildi.

Bu yöntem, işleme süresinin ve pilot üretim maliyetinin nasıl azaltılacağı gibi üretim alanındaki temel soruların ele alınmasına yardımcı olabilir. Bu tekniğin temel avantajı, eklemeli imalat sayesinde karmaşık parçaların yüzeylerinde mikro özelliklerin elde edilebilmesidir. Eklemeli imalat bölümünün göstericisi, kıdemli bir araştırmacı olan Dr.David Bue Pedersen ve doktora öğrencisi olan Federico ve bir teknisyen olan Michael, enjeksiyon kalıplama parçalarını yapacak.

İlk olarak, eki tasarlamak için bilgisayar destekli tasarım yazılımı kullanın. Burada, dört çatallı halkayı üretmek için bir kalıbın hareketli tarafının ve enjeksiyon tarafının tasvirleri bulunmaktadır. Dişler 60 derecelik bir açıyladır.

Üretim toleransı milimetrenin 1/20'sidir. Ardından, reçineyi fotopolimerizasyon için hazırlayın. Bileşenlerini bir karıştırma cihazında 30 dakika boyunca iyice karıştırın.

İmalat için bir fotopolimerizasyon makinesi seçin. Üretim aşamasını inceleyin ve makinenin imalat adımı için uygun şekilde kurulduğundan emin olun. Tasarımı içe aktarın ve yapıyı en yüksek dikey makine çözünürlüğünde çalıştırın.

İmalattan sonra, basılı ekleri temizlemek için alın. Onları üç kez ultrasonik banyoda üç dakika boyunca izopropanol içine yerleştirin. Çözücü oda sıcaklığında buharlaştıktan sonra, ekleri oda sıcaklığında bir desikatöre yerleştirin.

Ekleri geri kazanın ve UV el fenerleri ile iki kez kürleyin. İşiniz bittiğinde, ekleri çıkarın. Bu, bu noktadaki eklere bir örnektir.

Bunları değerlendirmek için bir lazer taramalı dijital mikroskop kullanın. Hareketli tarafın ek parçasındaki ve enjeksiyon tarafındaki kapıya yakın dört deliğin çapını ve derinliğini ölçün. Ek olarak, kapıdan uzaktaki dört delikte ölçümler yapın.

Bu mikroskop görüntüleri, bu aşamada hareketli yan ek parçanın ve enjeksiyon yan ek parçasının örneklerini sağlar. SEM resmi yüzey kalitesini göstermektedir. Geleneksel bir enjeksiyon kalıplama makinesi ile çalışın.

Mikroenjeksiyon modülünün takılı olduğundan emin olun. Ardından, ekler ve kalıp plakaları ile çalışın. Ardından, hazneyi polietilen granüllerle doldurun.

Kontrollerde makine parametrelerini ayarlayın ve parçanın kalıptan çıkarılması için soğutma süresine izin verin. Birinci ila beşinci seans sırasında vidayı ısıtın. Erime sıcaklığı 175 santigrat derece olduğunda, doğru enjeksiyon kalıplamaya başlayın.

Boşluk dolduktan sonra, beş saniye boyunca 300 bar'lık bir paketleme basıncını koruyun. Sonra kalıbı açın. Çıkarma piminin parçayı dışarı itmesine izin verin.

Bu, bu protokolle kalıplanmış parçanın bir örneğidir. Yüz döngü yürütüldü. Kalıplanmış parçaları değerlendirmek için lazer taramalı dijital mikroskoba geri dönün.

Yüzeyde sütunlar elde edilir. Kapıdan farklı mesafelerde iki alanda izlenen çizgiler üzerindeki sütunların çapını ve yüksekliğini ölçün. Bu, eklemeli imalat ile üretilen kesici uç yüzeyinin bir taramalı elektron mikrografı görüntüsüdür.

Karşılaştırma için, burada enjeksiyon kalıplama ile üretilen polietilen parçanın bir SEM görüntüsü bulunmaktadır. Ek üzerindeki deliklerin nominal boyutları 200 mikrometre çapında ve 200 mikrometre derinliğindedir. Bu, sütun yüksekliğinin deliğin derinliğine bölünmesiyle elde edilen bir karşılaştırmadır ve sütun yüksekliği çoğaltma derecesi olarak adlandırılır.

Partiler, üretilen 100 parçanın çalışmasında üretilen sıraya göre 10'lu gruplar halindedir. Değerler, her gruptan rastgele seçilen bir örnekten alınmıştır. Farklı renkli çubuklar, kesici uç üzerindeki farklı konumları ifade eder.

İşte sütun çapı replikasyon derecesi için benzer bir çizim. Sütun çapının delik çapına bölünmesi. Bu grafikler, sürecin 100 döngü boyunca her pozisyonda kararlı olduğunu göstermektedir.

Enjeksiyon kalıplamadan sonra parçalar üzerindeki deliklerin boyutu değişmedi, bu da sonucu destekliyor. Bu teknik, imalat ve polimer işlemedeki araştırmacıların yumuşak takım sürecini keşfetmelerinin yolunu açtı. Endüstriyel talepleri karşılayan yeni üretim platformunda serbest formlu yüzeylerde mikro özelliklerin oluşturulmasını mümkün kılar.

3D bir bileşenin mikro enjeksiyon kalıplama için yumuşak takım süreç zinciri sütun