وتفيد هذه الورقة الأعمال المضطلع بها في إطار المشروع "متقدمة المعالجة السطحية للأجهزة الطبية القابلة للغرس" تموله الدانمرك "صندوق الابتكار". صاحب البلاغ الاعتراف بامتنان الدعم من ميكرومان شبكة تدريب مبتكرة الأوروبية "بصمة عملية زيروديفيكت صافي-الشكل ميكرومانوفاكتورينج" الممولة من أفق 2020 البرنامج الإطاري للبحث والابتكار الأوروبي الاتحاد.

1-إدراج تلفيق بمضافات التصنيع (صباحا)
<ol><li>تصميم تجاويف اللازمة عن طريق برامج التصميم بمساعدة الكمبيوتر (انظر المواد التكميلية للملفات المستخدمة في هذا العمل). ملاحظة: صنع تدرج مباشرة في مرحلة بناء دون دعم لتجنب تشويه إدراج أثناء علاج. التسامح 0.05 مم.</li>
	<li>اختر راتنج لصور البلمرة، لا سيما واحدة التي يمكن أن تحمل الضغط والحرارة أثناء حقن صب. ملاحظة: قد الراتنج اخترنا (انظر الجدول للمواد) الشد 56 الآلام والكروب الذهنية، استطالة عند كسر 3.5 في المائة، والعاطفة قوامها 115 الآلام والكروب الذهنية، معامل الكسر 3350 الآلام والكروب الذهنية، وانحراف حرارة درجة حرارة 140 درجة مئوية18.</li>
	<li>مزيج مزيج مركب صانعوا (ميثاكريلات الميثيل الملكية والاكريلاميد مزيج، مع TiO2 على أساس صور بادئ) جيدا لمدة 30 دقيقة على الأقل بتشغيل اسطوانة مادية اسطوانة زجاجة الرطب-المختبر، شاكر قارورة أو جهاز خلط مماثل.</li>
	<li>إعداد الجهاز البلمرة صور (فوكسل-حجم 16 ميكرومتر):<ol>
<li>آلات ص التصاعدي، تحقق من أن طلاء ضريبة القيمة المضافة غير التالفة وتنظيفها جيدا.</li>
		<li>لآلات من أعلى إلى أسفل، وفحص نظام المسح لأي عيوب.</li>
		<li>فحص مرحلة البناء وضبط لوحة الإنشاء باستخدام 100 ميكرومتر قياس إحباط لإزاحة لوحة البناء للضريبة على القيمة المضافة بشكل صحيح.</li>
		<li>قبل إشعال مصدر الضوء للأداة آلة إذا أمكن التوصل إلى حالة ثابتة درجة الحرارة قبل التقدم. ينبغي أن يكون هذا درجة حرارة 65 درجة مئوية في المحرك الخفيفة و 30 درجة مئوية داخل الضريبة على القيمة المضافة.</li>
	</ol>
</li>
	<li>استيراد الهندسة إلى وظيفة إعداد البرامج. اتبع الإرشادات من الشركة المصنعة للجهاز19.<ol>
<li>تعيين معلمات الجهاز المناسب لمطابقة صانعوا المختار (سمك كثافة وطبقة خفيفة للإله المستخدمة).</li>
		<li>تشغيل البنية في أعلى دقة الجهاز الرأسي (25 ميكرومتر في هذا البحث).</li>
	</ol>
</li>
	<li>تنظيف إدراج المطبوعة.<ol>
<li>شطف في الايزوبروبانول يتعرضون لحمام الموجات فوق الصوتية للحد الأدنى 3 أشطف جيدا ثلاث مرات، وضمان أن يتم ترك لا بقايا صانعوا على سطح إدراج المطبوعة.</li>
		<li>تسمح المذيبات تتبخر تماما في درجة حرارة الغرفة وتعيين تدرج في مجفف للمبيت جاف في درجة حرارة الغرفة.</li>
	</ol>
</li>
	<li>وظيفة علاج إدراجات المجفف باستخدام الأشعة فوق البنفسجية يومض مرتين، في كل مرة قبل عام 2000 ومضات مع تردد ومضات 10 في الثانية الواحدة (انظر الجدول للمواد).</li>
</ol>2-حقن صب (IM)
<ol><li>تثبيت الوحدة النمطية الحقن الجزئي على تقليدية حقن صب الإله (انظر الجدول للمواد). ملاحظة: في حالتنا هذه، كانت وحدة حقن المسمار مثبتة بزاوية مقدارها 45 درجة، قطر المسمار 8 مم، وكانت القوة لقط 100 كيلو نيوتن.</li>
	<li>جبل تدرج على لوحات العفن.</li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57335/57335fig1.jpg"> رقم 1: آلة الحقن مع قوالب. (أ) إلى جانب الحقن يتم تجميعها مع اللوحات. يتم تمييز الإدراج بدائرة حمراء. (ب) الجانب منقولة يتم تجميعها مع اللوحات مع دبوس قذف. يتم تمييز الإدراج بدائرة حمراء. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57335/57335fig1large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<ol start="3"><li>لمراعاة الاختلافات أثناء عملية الطباعة، جعل يدوياً أي تعديلات طفيفة على إدراج ضرورية من أجل احتواء العفن.</li>
	<li>برغي ألواح العفن على الجهاز.</li>
	<li>تحميل حبيبات PE على هوبر.</li>
	<li>تعيين المعلمة آلة تيالعفن في 60 درجة مئوية، تيالبرميل على 175 درجة مئوية، والخامسالحقن في 65 مم/س. السماح بوقت كاف التبريد للجزء يكون ديمولديد.</li>
	<li>حرارة المسمار على 31 درجة مئوية و 155 درجة مئوية، 165 درجة مئوية، 170 درجة مئوية و 175 درجة مئوية من اليوم الأول للدورة الخامسة. عند درجة حرارة ذوبان 175 درجة مئوية، يبدأ صب حقن دقيقة. بمجرد ملء التجويف، الحفاظ على ضغط 300 بار لمدة 5 ثوان للتعويض عن انكماش PE التعبئة.</li>
	<li>فتح القالب والسماح بدبوس الإخراج لدفع الجزء PE من الجهة المنقولة من إدراج. إذا كان الجزء PE فرضت على الإدراج، تأخذ الجزء بها باليد.</li>
	<li>إيقاف الجهاز في دورات 100 من حقن صب (يتم تعريف دورة من عند إغلاق العفن حتى يتم إخراج الجزء).</li>
</ol>3-نوعية التقييم
<ol><li>قياس القطر وعمق الثقوب في إدراج قبل حقن صب بليزر المسح مجهر رقمي20 . التدبير المتعلق بإدراج على حد سواء؛ في كل إدراج، قياس أربع فتحات في هذين المجالين مع المسافة مختلفة إلى بوابة "بالقرب من بوابة" و "بعيداً عن البوابة".</li>
</ol><img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57335/57335fig2.jpg"> رقم 2: قياس المناطق التي أبرزت في صورة كندي من إدراج- (أ) إدراج الجانب منقولة تناظر هاربة من النسخة المتماثلة؛ (ب) إلى جانب الحقن تناظر الجانبين أعلى من النسخة المتماثلة. يحدد موقع بوابة الحقن في المركز. تتم مقارنة هذين المجالين مع اختلاف المسافة إلى البوابة، "بعيداً عن بوابة" و "بالقرب من بوابة" في البحث. (وقد تم تعديل هذا الرقم من تشانغ وآخرون عام 201722) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57335/57335fig2large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<ol start="2"><li>قياس القطر وارتفاع الأعمدة في قواديس المتعقبة التي تم الحصول عليها من حقن صب. ملاحظة: تجميع أجزاء PE التي تم الحصول عليها في دفعات من 10 قطعة؛ هي الدفعة الأولى أي 1-10، 11-20 هي الدفعة الثانية؛ حتى آخر قطعة. استخدام عينة عشوائية واحدة في كل دفعة والقيام بالقياسات على الجانبين مرة أخرى؛ وأعلى على كل جانب، قياس الدعائم الأربع في هذين المجالين مع المسافة مختلفة إلى البوابة ("بالقرب من بوابة" و "بعيداً عن بوابة").</li>
	<li>تحليل البيانات بالمساعدة من معالجة البرمجيات21 بغية الحصول على الأبعاد الصور.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Doan, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low-Cost+Photolithographic+Fabrication+of+Nanowires+and+Microfilters+for+Advanced+Bioassay+Devices.">Low-Cost Photolithographic Fabrication of Nanowires and Microfilters for Advanced Bioassay Devices.</a> Sensors. 15 (3), 6091-6104 (2015).</li><li>Lucchetta, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+injection+molded+micro-structured+polystyrene+surfaces+on+proliferation+of+MC3T3-E1+cells.">Effect of injection molded micro-structured polystyrene surfaces on proliferation of MC3T3-E1 cells.</a> Express Polymer Letters. 9 (4), 354-361 (2015).</li><li>Hu, H., Tian, H., Shao, J., Ding, Y., Jiang, C., Liu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+bifocal+microlens+arrays+based+on+controlled+electrohydrodynamic+reflowing+of+pre-patterned+polymer.">Fabrication of bifocal microlens arrays based on controlled electrohydrodynamic reflowing of pre-patterned polymer.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 24 (9), 095027 (2014).</li><li>Kolind, K., Dolatshahi-Pirouz, A., Lovmand, J., Pedersen, F. S., Foss, M., Besenbacher, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+combinatorial+screening+of+human+fibroblast+responses+on+micro-structured+surfaces.">A combinatorial screening of human fibroblast responses on micro-structured surfaces.</a> Biomaterials. 31 (35), (2010).</li><li>Wilkinson, C. D., Riehle, M., Wood, M., Gallagher, J., Curtis, A. S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+materials+patterned+on+a+nano-+and+micro-metric+scale+in+cellular+engineering.">The use of materials patterned on a nano- and micro-metric scale in cellular engineering.</a> Materials Science and Engineering C. 19 (1-2), 263-269 (2002).</li><li>Hansen, H. N., Hocken, R. J., Tosello, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Replication+of+micro+and+nano+surface+geometries.">Replication of micro and nano surface geometries.</a> CIRP Annals. 60 (2), 695-714 (2011).</li><li>Metwally, K., Barriere, T., Khan-Malek, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Replication+of+micrometric+and+sub-micrometric+structured+surfaces+using+micro-injection+and+micro-injection+compression+moulding.">Replication of micrometric and sub-micrometric structured surfaces using micro-injection and micro-injection compression moulding.</a> International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 83 (5-8), 779-789 (2016).</li><li>Nian, S. -. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+embossing+system+for+replicating+micro-structures+on+curved+surfaces.">Novel embossing system for replicating micro-structures on curved surfaces.</a> International Polymer Processing. 29 (3), 364-370 (2014).</li><li>Bissacco, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+functional+nano-patterning+to+polymer+medical+micro+implants.">Application of functional nano-patterning to polymer medical micro implants.</a> Proceedings of the 4m/icomm2015 Conference. , (2015).</li><li>Diaz Lantada, A., Piotter, V., Plewa, K., Barie, N., Guttmann, M., Wissmann, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toward+mass+production+of+microtextured+microdevices:+Linking+rapid+prototyping+with+microinjection+molding.">Toward mass production of microtextured microdevices: Linking rapid prototyping with microinjection molding.</a> International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 76 (5-8), 1011-1020 (2015).</li><li>Volpato, N., Solis, D. M., Costa, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+analysis+of+Digital+ABS+as+a+rapid+tooling+material+for+polymer+injection+moulding.">An analysis of Digital ABS as a rapid tooling material for polymer injection moulding.</a> International Journal of Materials and Product Technology. 52 (1-2), 3-16 (2016).</li><li>Mischkot, M., Hansen, H. N., Pedersen, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Additive+manufacturing+for+the+production+of+inserts+for+micro+injection+moulding.">Additive manufacturing for the production of inserts for micro injection moulding.</a> Proceedings of Euspen's 15th International Conference &amp; Exhibition. , (2015).</li><li>Zhang, Y., Hansen, H. N., S&#248;rensen, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Injection+molding+of+micro+pillars+on+vertical+side+walls+using+polyether-ether-ketone+(PEEK).">Injection molding of micro pillars on vertical side walls using polyether-ether-ketone (PEEK).</a> Proceeding of 11th International Conference on Micro Manufacturing. , (2016).</li><li>Zhang, Y., Mischkot, M., Hansen, H. N., Hansen, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Replication+of+microstructures+on+three-dimensional+geometries+by+injection+moulding+of+liquid+silicone+rubber.">Replication of microstructures on three-dimensional geometries by injection moulding of liquid silicone rubber.</a> Proceedings of the 15th International Conference on Metrology and Properties of Engineering Surfaces, ASPE, March 2015. , (2015).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Envisiontec Perfactory MML with ERM. Technical Specifications Document no. MK-MCS-P3MiniMulti-V01-FN-EN. , (2018).</li><li>Hofst&#228;tter, T., Mischkot, M., Pedersen, D. B., Tosello, G., Hansen, H. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evolution+of+surface+texture+and+cracks+during+injection+molding+of+fiber-reinforced,+additively-manufactured,+injection+molding+inserts.">Evolution of surface texture and cracks during injection molding of fiber-reinforced, additively-manufactured, injection molding inserts.</a> Proceedings of ASPE Summer Topical Meeting 2016: Dimensional Accuracy and Surface Finish in Additive Manufacturing. , (2016).</li><li>. Perfactory&#174; Material Available from: <a target="_blank" href="https://envisiontec.com/wp-content/uploads/2016/09/MK-MTS-HTM140IndustrialIV-V01-FN-EN.pdf">https://envisiontec.com/wp-content/uploads/2016/09/MK-MTS-HTM140IndustrialIV-V01-FN-EN.pdf</a> (2017)</li><li>. Software Manual, 2010 Available from: <a target="_blank" href="https://digfablab.wikispaces.com/file/view/Getting+started.pdf">https://digfablab.wikispaces.com/file/view/Getting+started.pdf</a> (2010)</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Olympus LEXT OLS4100 laser scanning digital microscope Manual. , (2018).</li><li>. SPIP&#8482; - Analytical Software for Microscopy Available from: <a target="_blank" href="https://www.imagemet.com/products/spip/">https://www.imagemet.com/products/spip/</a> (2017)</li><li>Zhang, Y., Pedersen, D. B., G&#248;tje, A. S., Mischkot, M., Tosello, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+soft+tooling+process+chain+employing+additive+manufacturing+for+injection+molding+of+a+3d+component+with+micro+pillars.">A soft tooling process chain employing additive manufacturing for injection molding of a 3d component with micro pillars.</a> Journal of Manufacturing Processes. 27, 138-144 (2017).</li></ol>

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

هذا الأسلوب مناسبة لتلفيق إدراج أجزاء البوليمر مع الأشكال المعقدة. فإنه يستبدل تجويف القالب الصلب أداة في حقن صب الإله مع مجموعة من إدراج أداة الناعمة المصنوعة من البوليمرات. يتم تقليل وقت التشغيل الميكانيكي وتكلفة مقارنة بالقطع المعدنية التقليدية؛ ولذلك، يتم تقصير دورة الإنتاج. هذه السلسلة العملية مناسبة للمنتجات في إنتاج متوسطة الحجم (من 1000-10,000 دورات عن طريق حقن صب أو ما شابه ذلك)، ولكن تباين عالية في التصميم. وعلاوة على ذلك، لإدراج مطبوع ثلاثي الأبعاد، لا توجد لوحات العفن الخاصة مطلوبة. لوحات صب حقن التجارية القياسية التي تم شراؤها وتشكيله لاحتوائه إدراج.
في التكنولوجيا الحالية فشل الدولة، لينة الأدوات إليه متميزة17. تم التعرف على إليه عدم ربط انحراف الحرارة درجة حرارة إدراج الأدوات الناعمة وتم التعرف التحلل بسبب الغازي. ولذلك، أن الخطوة الأكثر أهمية أن تختار الراتنج الحق لإدراج التصنيع المضافة التي تنتجها. تحدد الخصائص الحرارية والميكانيكية في حياة إدراج، أي، كم عدد دورات يمكن أن تحمل أثناء حقن صب. كما أنها تحدد نطاق البوليمر مصبوب؛ لا ينبغي أن تكون درجة حرارة العفن البوليمر مصبوب أعلى من درجة حرارة انحراف المواد إدراج.
الخطوة الحاسمة الثانية في البروتوكول هو تصميم الإدراج. ينبغي أن يتبع القواعد العامة لتصميم القالب وينبغي تجنب أجزاء ضعيفة ميكانيكيا في إدراج 3D البوليمرات مطبوعة؛ وبخلاف ذلك، سوف تتأثر حياة أداة سبب الفشل مثل الشقوق.
محدودة نوعية السطح من أجزاء مصبوب الحقن التي تم الحصول عليها خلال عملية التصنيع المضافة المطبقة. بعد تجهيز مثل النقش الكيميائية حل ممكن لتحسين نوعية السطحية. دقة السمات السطحية مسألة أخرى بسبب عملية التصنيع المضافة.
سيتم إنشاء هذا الأسلوب إمكانية لخلق ميزات الصغيرة على سطح الشكل الحر الحقيقي على مطالب صناعية جديدة إنتاج منصة اجتماع. ولذلك، هذا الأسلوب ينطوي على إمكانية تطبيقها والتحقيق للتطبيقات فيما يتعلق بالأجهزة الطبية الجيل القادم التي تتطلب ميزات الصغرى في الأشكال المعقدة، على سبيل المثال فيما يتعلق بالأجهزة الطبية أو وسائل ترسيخ14 . هذا الأسلوب سوف تيسر خلق القيمة من خلال النفقات انخفاضا كبيرا لإنتاج سلسلة الصغيرة والمتوسطة الحجم، وتؤثر تأثيراً إيجابيا على مقياس الوقت للإنتاج في الفجوة بين 1-10 أجهزة فردية والإنتاج الجماهيري الحقيقي. فإنه سيتم فتح جديدة من المنتجات ذات القيمة العالية وتصميم الحلول.

طريقة عرض يهدف إلى صنع سطح معقدة مع ميزات الصغيرة بعملية ميسرة-الأدوات، أي استخدام البوليمر التصنيع المضافة لإنتاج إدراج لصب حقن البوليمر. وبعبارة أخرى، أجزاء البوليمر مع الأسطح الوظيفية حقن مصبوب بإدراج البوليمر.
وظائف السطحية يمكن أن تتحقق بميزات الصغرى؛ على سبيل المثال، دوان et al. 1 ولوتشيتا et al. 2 تثبت الأسطح الوظيفية في مجال بيولوجيا الخلية، وهو جين تاو et al. 3 يبين مثال للعناصر البصرية، و ما إلى ذلك نوع واحد من ميزة السطحية، والأركان الصغرى، حقق مكثفة لتشجيع انتشار الخلايا. فقادرة على تعزيز الترابط بين الأنسجة المتكاثرة والسطح إذا منقوشة دعائم الجزئي في بعض طرق4،5.
بوليمر تكرار السمات الجزئية قد درست مكثفة، وصب دقيقة يمكن أن يتحقق بالعديد من العمليات6. على سبيل المثال، أبلغت متولي et al. عالية الدقة بين أجزاء مصبوب والعفن للنسخ متماثل سمات الجزئية والفرعية الصغرى على الأسطح المسطحة7.
وهناك العديد من البروتوكولات للتصنيع الجزئي ركائز أو الميزات؛ ومع ذلك، يمكن تطبيق معظمها فقط على الأسطح المسطحة أو الأسطح مع انحناء ثابتة. على سبيل المثال، نيان et al. 8 أظهرت أن الميزات الصغرى يمكن أن يتحقق بالنقش الساخنة على سطح منحن. تلك البروتوكولات ليست مناسبة للأشكال المعقدة مع الأسطح ثلاثية الأبعاد، التي مطلوبة من قبل معظم أجهزة الحياة الحقيقية. على ما يبدو، تلفيق ثلاثة تجويف الأبعاد مع ميزات الصغيرة على السطح تحديات البروتوكولات الحالية؛ وفي الوقت نفسه، قد تفشل قذف الأجزاء لركائز ارتفاع نسبة العرض إلى الارتفاع على سطح معقدة إذا كانوا غير عمودي على اتجاه ديمولدينج. بيساككو et al. 9 استخدام إدراج 3D العفن والحصول على الميزات الفرعية الصغرى بحقن صب؛ في دراستهم، التي تم إنشاؤها بواسطة عملية طلاء بأكسيد ألومنيوم الميزات الفرعية الصغرى المحددة مع نسبة العرض إلى الارتفاع منخفض ونسخ بنجاح بواسطة بوليمر مكون معقدة.
حاول الباحثين تشمل التصنيع المضافة في سلاسل عملية النسخ المتماثل البوليمر بغية تحقيق نسيج سطح التصميم. ووصف لانتادا et al. سلسلة عملية التي تبدأ من النماذج صباحا، وثم يستخدم تقنيات الطلاء للحصول على إدراج القالب المعدني لحقن صب10. قد ثبتت أجزاء البوليمر التي تنتجها صباحا تكون قابلة للتطبيق مباشرة كما العفن إدراج11،12، التي هي عملية الناعمة الأدوات المعروضة في هذا البروتوكول.
وفي عملنا السابق، أثبتنا أن Ø4 مكم خاطفة الركائز (ارتفاع 2 ميكرومتر) تم بنجاح ديمولديد على حائط عمودي بحقن صب13. في هذا البروتوكول، المنتج التحقيق خاتم مع أربعة قواديس، كل منها يتميز بوجود بزاوية 60 درجة. وقد درست هذا المنتج تشانغ et al. 14، حيث أدخلت الميزات الصغرى بتنفيذ لوحات النيكل الجاهزة، وحصلت سيليكون المطاط حقن صب في قواديس الأركان الصغرى (Ø4 ميكرومتر) مع نسبة 0.5.
في طريقة عرض، يمكن الحصول على السمات الجزئية على أسطح معقدة تم إنشاؤها بواسطة سلسلة عملية أدوات ناعمة. يتم استبدال تجاويف القالب الصلب بمجموعة من إدراج المقدمة من ضريبة القيمة المضافة تعتمد الصورة-البلمرة صباحا. بالمقارنة مع المعادن صباحا، أنا صانعوا على أساس التكنولوجيا قادرة على تحقيق دقة أعلى15. وعلاوة على ذلك، يتم تقليل وقت التشغيل الميكانيكي وتكلفة إلى حد كبير بالمقارنة مع العمليات الأدوات التقليدية القائمة على التصنيع باستخدام الحاسب الآلي. ووفقا لدراسة الحالة الأخيرة16، باستخدام الأدوات الغازية للتشكيل الحراري، هو تخفيض التكلفة بنسبة 91 في المائة، بينما يتم تقليل الوقت المستهلك بنسبة 93%. هذا البروتوكول مناسبة للمنتجات التي تتطلب مرونة عالية التصميم، وحجم الإنتاج الوسيطة. فقد ثبت أن إدراج المصنوعة من ألياف الكربون التي عززت فوتوبوليميرس يمكن أن تحمل ما يصل إلى 2500 حقن صب دورات للبولي إيثيلين قبل تدهور ملحوظ العفن17. اختيار مواد الحقن مصبوب محدود بالخصائص الحرارية من صانعوا المختار لإدراج. قد لا يتم تطبيق البوليمرات مع ارتفاع درجات الحرارة في ذوبان في تجويف صانعوا. في هذه الدراسة، تم اختيار البولي إيثيلين (PE) لإجراء حقن صب الاختبار.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="623">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Photopolymer resin&#160;</td>
			<td style="width:121px;">EnvisionTec</td>
			<td style="width:119px;">HTM140 V2</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Resin mixing device</td>
			<td style="width:121px;">IKA</td>
			<td>Vortex Genius 3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">3d printer</td>
			<td>Envisiontec</td>
			<td>Perfactory 3&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">UV light flash unit</td>
			<td style="width:121px;">EnvisionTec</td>
			<td style="width:119px;">Otoflash unit</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:24px;width:216px;">Polyethylene&#160;</td>
			<td style="width:121px;">lyondellbasell</td>
			<td style="width:119px;">PE Purell 1840</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Injection moulding machine</td>
			<td>Arburg</td>
			<td>Allrounder 370A&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Image processing</td>
			<td style="width:121px;">SPIP</td>
			<td style="width:119px;">6.2.8</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a soft tooling process chain for injection molding of a 3d component with micro pillars

والغرض من هذه الورقة تقديم أسلوب سلسلة العملية الأدوات الناعمة توظيف التصنيع المضافة (صباحا) لتلفيق من حقن صب إدراج مع السمات السطحية الصغيرة. إدراج "الأدوات الناعمة" تصنع "المعالجة الضوئية الرقمية" (ضريبة القيمة المضافة صور البلمرة) استخدام صانعوا التي يمكن أن تحمل تيمبيراتوريا عالية نسبيا. وقد الجزء صنعت هنا أربعة قواديس بزاوية 60 درجة. يتم ترتيب الأركان الصغرى (Ø200 ميكرومتر، نسبة العرض إلى الارتفاع من 1) على الأسطح من صفين. صب حقن البولي إيثيلين (PE) مع إدراج الأدوات الناعمة تستخدم لاختلاق الأجزاء النهائية. هذا الأسلوب يوضح أنه من الممكن الحصول على حقن مصبوب أجزاء مع المجهرية في هندسة معقدة بإدراج المصنعة المضافة. يتم تقليل وقت التشغيل الميكانيكي وتكلفة إلى حد كبير بالمقارنة مع عمليات الأدوات التقليدية التي تقوم على أساس القطع الكمبيوتر التحكم العددي (الحاسب الآلي). أبعاد الميزات الصغرى التي تتأثر بعملية التصنيع المضافة المطبقة. عمر إدراج يحدد أن هذه العملية أكثر ملاءمة للإنتاج التجريبي. دقة إنتاج إدراجات يحد من عملية التصنيع المضافة كذلك.

ويبين الشكل 3 إدراج لفقتها صباحا وأجزاء PE التي تنتجها حقن صب. وكانت صفين من ثقوب دائرية العمودية على السطح في قواديس (الشكل 3 (ب)). هو البعد الأسمى الثقوب في تدرج مكم Ø200 و 200 ميكرومتر في العمق، مع مركز إلى مركز مسافة 400 ميكرومتر. بنيات طبقة بسبب عملية صباحا مرئية بوضوح. يوجد في أسفل اليسار سطر علامة مرئية قابلة لطي، والتي وقعت عن غير قصد أثناء التحضير لوزارة شؤون المرأة.
ويتضح أن عملية ديمولدينج في الشكل 4. أعمدة ليست موازية لاتجاه ديمولدينج. ولوحظ دعامة لا كسر في جميع العينات المدروسة (الشكل 5). في هذا المعني، ديمولدينج كانت ناجحة. أنها بالفعل تظهر أن الدعائم التي تقوم عليها في الموقف من الآن-من--بوابة أقل لا سيما على الجانب العلوي سبب انخفاض الضغط. فيما يتعلق بالقطر، الفرق من المواقف ليست بارزة، أما بالنسبة للارتفاع.
رقم 6 و رقم 7 يوضح كيف يتم نشر النسخ المتماثل على طول دورات 100 حقن صب. يتم تعريف درجة النسخ المتماثل بالنسبة بين البعد الركائز والبعد من إدراج. على طول 100 دورة، أنجز عملية مستقرة في كل موقف بشأن النسخ المتماثل الرأسي والأفقي على حد سواء. بعد الثقوب على إدراج لم تتغير بعد حقن صب، مما يؤكد هذا الاستنتاج. ارتفاع أعمدة المتمركزة بعيداً عن البوابة كانت أقل من تلك التي وضعت بالقرب من البوابة، لأنه يزيد تدفق البوليمر اللزوجة عندما يزيد طول التدفق.
قد تختلف المعلمات صب حقن ضمن النطاق المسموح به من قبل ورقة البيانات المادية. في إطار عملية استكشاف، معظم من يدير وصلت إلى أكثر من 80 من دورات، مؤكدا أن إدراج أداة حياة صباحا ولم تتأثر في إطار عملية استكشاف. ومع ذلك، تكسير وقعت لإدراج الجانب الحقن في بعض الاختبارات عندما كان الضغط حقن عالية. هذا سبب جزء مركز من إدراج يجري أرق بكثير.
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57335/57335fig3.jpg"> الشكل 3: إدراج والنسخ المتماثلة. (أ) إدراج تنتجها عملية التصنيع المضافة تشكل تجويف القالب؛ يتم عرض نسخة متماثلة واحدة البولي إيثيلين (PE) التي تنتجها حقن صب. علامات على المسطرة المرجعية ملليمتر؛ أرقام علامة سنتيمتر. (ب) توضح الصورة مسح المجهر الإلكتروني (SEM) على السطح للإدراج؛ (ج) توضح الصورة ووزارة شؤون المرأة على سطح الأجزاء PE بواسطة حقن صب. ((أ) و (ب) قد عدلت من تشانغ وآخرون عام 201722) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57335/57335fig3large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57335/57335fig4.jpg"> الشكل 4: نجاح ديمولدينج. ديمولدينج كانت ناجحة على الرغم من أن أعمدة ليست موازية لاتجاه ديمولدينج. (أ) قوالب إغلاق وفتح (ب) قوالب ديمولدينج. (وقد تم تعديل هذا الرقم من تشانغ وآخرون عام 201722) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57335/57335fig4large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57335/57335fig5.jpg"> رقم 5: صورة SEM عرض الجانب من طينة عشوائي واحد. تتم تسمية أربع وظائف التحقيق على الصورة. (وقد تم تعديل هذا الرقم من تشانغ وآخرون عام 201722) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57335/57335fig5large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57335/57335fig6.jpg"> رقم 6: الدعامة ارتفاع درجة النسخ المتماثل- درجة النسخ المتماثل من ارتفاع عمود يعرف بارتفاع الدعامة/عمق الثقب. وكان عرض القيمة يعني درجة النسخ المتماثل في أربعة مواقع في كل دفعة. وتم قياس العينة المختارة عشوائياً في كل دفعة واحدة. أربعة مواقع هي "بعيد الظهر" للموقف بعيداً عن البوابة على الجانب الخلفي، "مرة أخرى-بالقرب من" للموقف بالقرب من البوابة في الجانب الخلفي، "أعلى الآن" للموقف بعيداً عن البوابة على ظهر المركب، و "أعلى-بالقرب من" للموقف بالقرب من بوابة على الجانب العلوي. (وقد تم تعديل هذا الرقم من تشانغ وآخرون عام 2017 22) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57335/57335fig6large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57335/57335fig7.jpg"> رقم 7: الدعامة درجة النسخ المتماثل القطر. درجة النسخ المتماثل القطر أركان يحددها قطر الدعامة/قطر الثقب. وكان عرض القيمة يعني درجة النسخ المتماثل في أربعة مواقع في كل دفعة. وتم قياس العينة المختارة عشوائياً في كل دفعة واحدة. أربعة مواقع هي "بعيد الظهر" للموقف بعيداً عن البوابة على الجانب الخلفي، "مرة أخرى-بالقرب من" للموقف بالقرب من البوابة في الجانب الخلفي، "أعلى الآن" للموقف بعيداً عن البوابة على ظهر المركب، و "أعلى-بالقرب من" للموقف بالقرب من بوابة على الجانب العلوي. (تم تعديل هذا الرقم من تشانغ وآخرون عام 2017 22). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57335/57335fig7large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>

Watch this Scientific Journal Video about A Soft Tooling Process Chain for Injection Molding of a 3D Component with Micro Pillars at JoVE.com

A Soft Tooling Process Chain for Injection Molding of a 3D Component with Micro Pillars

سلسلة عملية أدوات ناعمة لحقن صب عنصر ثلاثي الأبعاد مع مايكرو الركائز

ويرد وضع بروتوكول لاختلاق حقن صب إدراج لهندسة معقدة مع ميزات الدقيقة على الأسطح توظف صناعة مضافات (صباحا).

The purpose of this paper is to present the method of a soft tooling process chain employing Additive Manufacturing (AM) for fabrication of injection ...

a-soft-tooling-process-chain-for-injection-molding-3d-component-with

Research

JoVE Journal

Engineering

12.5K Views.  Technical University of Denmark. ويرد وضع بروتوكول لاختلاق حقن صب إدراج لهندسة معقدة مع ميزات الدقيقة على الأسطح توظف صناعة مضافات (صباحا).

Video: A Soft Tooling Process Chain for Injection Molding of a 3D Component with Micro Pillars

Fabrication, Densification, and Replica Molding of 3D Carbon Nanotube Microstructures

The introduction of new materials and processes to microfabrication has, in large part, enabled many important advances in microsystems, lab-on-a-chip devices, and their applications. In particular, capabilities for cost-effective fabrication of polymer microstructures were transformed by the advent of soft lithography and other micromolding techniques 1, 2, and this led a revolution in applications of microfabrication to biomedical engineering and biology. Nevertheless, it remains challenging to fabricate microstructures with well-defined nanoscale surface textures, and to fabricate arbitrary 3D shapes at the micro-scale. Robustness of master molds and maintenance of shape integrity is especially important to achieve high fidelity replication of complex structures and preserving their nanoscale surface texture. The combination of hierarchical textures, and heterogeneous shapes, is a profound challenge to existing microfabrication methods that largely rely upon top-down etching using fixed mask templates. On the other hand, the bottom-up synthesis of nanostructures such as nanotubes and nanowires can offer new capabilities to microfabrication, in particular by taking advantage of the collective self-organization of nanostructures, and local control of their growth behavior with respect to microfabricated patterns. 
Our goal is to introduce vertically aligned carbon nanotubes (CNTs), which we refer to as CNT "forests", as a new microfabrication material. We present details of a suite of related methods recently developed by our group: fabrication of CNT forest microstructures by thermal CVD from lithographically patterned catalyst thin films; self-directed elastocapillary densification of CNT microstructures; and replica molding of polymer microstructures using CNT composite master molds. In particular, our work shows that self-directed capillary densification ("capillary forming"), which is performed by condensation of a solvent onto the substrate with CNT microstructures, significantly increases the packing density of CNTs. This process enables directed transformation of vertical CNT microstructures into straight, inclined, and twisted shapes, which have robust mechanical properties exceeding those of typical microfabrication polymers. This in turn enables formation of nanocomposite CNT master molds by capillary-driven infiltration of polymers. The replica structures exhibit the anisotropic nanoscale texture of the aligned CNTs, and can have walls with sub-micron thickness and aspect ratios exceeding 50:1. Integration of CNT microstructures in fabrication offers further opportunity to exploit the electrical and thermal properties of CNTs, and diverse capabilities for chemical and biochemical functionalization 3.

We present methods for fabrication of patterned microstructures of vertically aligned carbon nanotubes (CNTs), and their use as master molds for production of polymer microstructures with organized nanoscale surface texture. The CNT forests are densified by condensation of solvent onto the substrate, which significantly increases their packing density and enables self-directed formation of 3D shapes.

تلفيق، التكثيف، وطبق الأصل من صب 3D المجهرية الأنابيب الجزيئية الكربونية

The introduction of new materials and processes to microfabrication has, in large part, enabled many important advances in microsystems, lab-on-a-chip ...

Micro 3D Printing Using a Digital Projector and its Application in the Study of Soft Materials Mechanics

Buckling is a classical topic in mechanics. While buckling has long been studied as one of the major structural failure modes1, it has recently drawn new attention as a unique mechanism for pattern transformation. Nature is full of such examples where a wealth of exotic patterns are formed through mechanical instability2-5. Inspired by this elegant mechanism, many studies have demonstrated creation and transformation of patterns using soft materials such as elastomers and hydrogels6-11. Swelling gels are of particular interest because they can spontaneously trigger mechanical instability to create various patterns without the need of external force6-10. Recently, we have reported demonstration of full control over buckling pattern of micro-scaled tubular gels using projection micro-stereolithography (P&mu;SL), a three-dimensional (3D) manufacturing technology capable of rapidly converting computer generated 3D models into physical objects at high resolution12,13. Here we present a simple method to build up a simplified P&mu;SL system using a commercially available digital data projector to study swelling-induced buckling instability for controlled pattern transformation.
A simple desktop 3D printer is built using an off-the-shelf digital data projector and simple optical components such as a convex lens and a mirror14. Cross-sectional images extracted from a 3D solid model is projected on the photosensitive resin surface in sequence, polymerizing liquid resin into a desired 3D solid structure in a layer-by-layer fashion. Even with this simple configuration and easy process, arbitrary 3D objects can be readily fabricated with sub-100 &mu;m resolution.
This desktop 3D printer holds potential in the study of soft material mechanics by offering a great opportunity to explore various 3D geometries. We use this system to fabricate tubular shaped hydrogel structure with different dimensions. Fixed on the bottom to the substrate, the tubular gel develops inhomogeneous stress during swelling, which gives rise to buckling instability. Various wavy patterns appear along the circumference of the tube when the gel structures undergo buckling. Experiment shows that circumferential buckling of desired mode can be created in a controlled manner. Pattern transformation of three-dimensionally structured tubular gels has significant implication not only in mechanics and material science, but also in many other emerging fields such as tunable matamaterials.

We demonstrate controlled pattern transformation of swelling gel tubes by elastic instability. A simple projection micro stereo-lithography setup is built using an off-the-shelf digital data projector to fabricate three-dimensional polymeric structures in a layer-by-layer fashion. Swelling hydrogel tubes under mechanical constraint display various circumferential buckling modes depending on dimension.

الصغرى 3D الطباعة باستخدام جهاز عرض رقمي وتطبيقاتها في دراسة ميكانيكا مواد لينة

Buckling is a classical topic in mechanics. While buckling has long been studied as one of the major structural failure modes1, it has recently drawn new ...

Process of Making Three-dimensional Microstructures using Vaporization of a Sacrificial Component

Vascular structures in natural systems are able to provide high mass transport through high surface areas and optimized structure. Few synthetic material fabrication techniques are able to mimic the complexity of these structures while maintaining scalability. The Vaporization of a Sacrificial Component (VaSC) process is able to do so. This process uses sacrificial fibers as a template to form hollow, cylindrical microchannels embedded within a matrix. Tin (II) oxalate (SnOx) is embedded within poly(lactic) acid (PLA) fibers which facilitates the use of this process. The SnOx catalyzes the depolymerization of the PLA fibers at lower temperatures. The lactic acid monomers are gaseous at these temperatures and can be removed from the embedded matrix at temperatures that do not damage the matrix. Here we show a method for aligning these fibers using micromachined plates and a tensioning device to create complex patterns of three-dimensionally arrayed microchannels. The process allows the exploration of virtually any arrangement of fiber topologies and structures.

The Vaporization of a Sacrificial Component (VaSC) process is used to fabricate microvascular structures. This procedure uses sacrificial poly(lactic) acid fibers to form hollow microchannels with precise 3D geometric positioning provided by laser micromachined guide plates.

عملية صنع المجهرية ثلاثي الأبعاد باستخدام تبخير مكون قرباني

Vascular structures in natural systems are able to provide high mass transport through high surface areas and optimized structure. Few synthetic material ...

Micro-masonry for 3D Additive Micromanufacturing

Transfer printing is a method to transfer solid micro/nanoscale materials (herein called &#8216;inks&#8217;) from a substrate where they are generated to a different substrate by utilizing elastomeric stamps. Transfer printing enables the integration of heterogeneous materials to fabricate unexampled structures or functional systems that are found in recent advanced devices such as flexible and stretchable solar cells and LED arrays. While transfer printing exhibits unique features in material assembly capability, the use of adhesive layers or the surface modification such as deposition of self-assembled monolayer (SAM) on substrates for enhancing printing processes hinders its wide adaptation in microassembly of microelectromechanical system (MEMS) structures and devices. To overcome this shortcoming, we developed an advanced mode of transfer printing which deterministically assembles individual microscale objects solely through controlling surface contact area without any surface alteration. The absence of an adhesive layer or other modification and the subsequent material bonding processes ensure not only mechanical bonding, but also thermal and electrical connection between assembled materials, which further opens various applications in adaptation in building unusual MEMS devices.

This paper introduces a 3D additive micromanufacturing strategy (termed &#8216;micro-masonry&#8217;) for the flexible fabrication of microelectromechanical system (MEMS) structures and devices. This approach involves transfer printing-based assembly of micro/nanoscale materials in conjunction with rapid thermal annealing-enabled material bonding techniques.

الصغرى البناء ل 3D المضافة Micromanufacturing

Transfer printing is a method to transfer solid micro/nanoscale materials (herein called &#8216;inks&#8217;) from a substrate where they are generated to ...

Energy Dispersive X-ray Tomography for 3D Elemental Mapping of Individual Nanoparticles

Energy dispersive X-ray spectroscopy within the scanning transmission electron microscope (STEM) provides accurate elemental analysis with high spatial resolution, and is even capable of providing atomically resolved elemental maps. In this technique, a highly focused electron beam is incident upon a thin sample and the energy of emitted X-rays is measured in order to determine the atomic species of material within the beam path. This elementally sensitive spectroscopy technique can be extended to three dimensional tomographic imaging by acquiring multiple spectrum images with the sample tilted along an axis perpendicular to the electron beam direction.
Elemental distributions within single nanoparticles are often important for determining their optical, catalytic and magnetic properties. Techniques such as X-ray tomography and slice and view energy dispersive X-ray mapping in the scanning electron microscope provide elementally sensitive three dimensional imaging but are typically limited to spatial resolutions of &gt; 20 nm. Atom probe tomography provides near atomic resolution but preparing nanoparticle samples for atom probe analysis is often challenging. Thus, elementally sensitive techniques applied within the scanning transmission electron microscope are uniquely placed to study elemental distributions within nanoparticles of dimensions 10-100 nm.
Here, energy dispersive X-ray (EDX) spectroscopy within the STEM is applied to investigate the distribution of elements in single AgAu nanoparticles. The surface segregation of both Ag and Au, at different nanoparticle compositions, has been observed.

The use of energy dispersive X-ray tomography in the scanning transmission electron microscope to characterize elemental distributions within single nanoparticles in three dimensions is described.

التصوير المقطعي الطاقة المتشتتة الأشعة السينية ل3D عنصري رسم الخرائط من الجسيمات النانوية الفردية

Energy dispersive X-ray spectroscopy within the scanning transmission electron microscope (STEM) provides accurate elemental analysis with high spatial ...

Fabrication Process of Silicone-based Dielectric Elastomer Actuators

This contribution demonstrates the fabrication process of dielectric elastomer transducers (DETs). DETs are stretchable capacitors consisting of an elastomeric dielectric membrane sandwiched between two compliant electrodes. The large actuation strains of these transducers when used as actuators (over 300% area strain) and their soft and compliant nature has been exploited for a wide range of applications, including electrically tunable optics, haptic feedback devices, wave-energy harvesting, deformable cell-culture devices, compliant grippers, and propulsion of a bio-inspired fish-like airship. In most cases, DETs are made with a commercial proprietary acrylic elastomer and with hand-applied electrodes of carbon powder or carbon grease. This combination leads to non-reproducible and slow actuators exhibiting viscoelastic creep and a short lifetime. We present here a complete process flow for the reproducible fabrication of DETs based on thin elastomeric silicone films, including casting of thin silicone membranes, membrane release and prestretching, patterning of robust compliant electrodes, assembly and testing. The membranes are cast on flexible polyethylene terephthalate (PET) substrates coated with a water-soluble sacrificial layer for ease of release. The electrodes consist of carbon black particles dispersed into a silicone matrix and patterned using a stamping technique, which leads to precisely-defined compliant electrodes that present a high adhesion to the dielectric membrane on which they are applied.

This manuscript shows the fabrication process for the manufacture of dielectric elastomer soft actuators based on silicone membranes. The three key stages of production are presented in detail: blade casting of thin silicone membranes; pad printing of compliant electrodes; and the assembly of all the components.

عملية تصنيع عازل المرنة الأجهزة التنفيذية القائمة على السيليكون

This contribution demonstrates the fabrication process of dielectric elastomer transducers (DETs). DETs are stretchable capacitors consisting of an ...

Adsorption Device Based on a Langatate Crystal Microbalance for High Temperature High Pressure Gas Adsorption in Zeolite H-ZSM-5

We present a high-temperature and high-pressure gas adsorption measurement device based on a high-frequency oscillating microbalance (5 MHz langatate crystal microbalance, LCM) and its use for gas adsorption measurements in zeolite H-ZSM-5. Prior to the adsorption measurements, zeolite H-ZSM-5 crystals were synthesized on the gold electrode in the center of the LCM, without covering the connection points of the gold electrodes to the oscillator, by the steam-assisted crystallization (SAC) method, so that the zeolite crystals remain attached to the oscillating microbalance while keeping good electroconductivity of the LCM during the adsorption measurements. Compared to a conventional quartz crystal microbalance (QCM) which is limited to temperatures below 80 &#176;C, the LCM can realize the adsorption measurements in principle at temperatures as high as 200-300 &#176;C (i.e., at or close to the reaction temperature of the target application of one-stage DME synthesis from the synthesis gas), owing to the absence of crystalline-phase transitions up to its melting point (1,470 &#176;C). The system was applied to investigate the adsorption of CO2, H2O, methanol and dimethyl ether (DME), each in the gas phase, on zeolite H-ZSM-5 in the temperature and pressure range of 50-150 &#176;C and 0-18 bar, respectively. The results showed that the adsorption isotherms of these gases in H-ZSM-5 can be well fitted by Langmuir-type adsorption isotherms. Furthermore, the determined adsorption parameters, i.e., adsorption capacities, adsorption enthalpies, and adsorption entropies, compare well to literature data. In this work, the results for CO2 are shown as an example.

A protocol for high-temperature and high-pressure gas adsorption measurements on zeolite H-ZSM-5 using an adsorption measurement device based on a langatate crystal microbalance is presented. Prior to the adsorption measurements, the synthesis of zeolite H-ZSM-5 on the langatate crystal microbalance sensor by the steam-assisted crystallization (SAC) method is demonstrated.

جهاز الامتصاص واستنادا إلى Langatate كريستال توازن دقيق لدرجة حرارة عالية الضغط العالي امتزاز الغاز في الزيوليت H-ZSM-5

We present a high-temperature and high-pressure gas adsorption measurement device based on a high-frequency oscillating microbalance (5 MHz langatate ...

Challenges in Rheological Characterization of Highly Concentrated Suspensions &#8212; A Case Study for Screen-printing Silver Pastes

A comprehensive rheological characterization of highly concentrated suspensions or pastes is mandatory for a targeted product development meeting the manifold requirements during processing and application of such complex fluids. In this investigation, measuring protocols for a conclusive assessment of different process relevant rheological parameters have been evaluated. This includes the determination of yield stress, viscosity, wall slip velocity, structural recovery after large deformation and elongation at break as well as tensile force during filament stretching.
The importance of concomitant video recordings during parallel-plate rotational rheometry for a significant determination of rheological quantities is demonstrated. The deformation profile and flow field at the sample edge can be determined using appropriate markers. Thus, measurement parameter settings and plate roughness values can be identified for which yield stress and viscosity measurements are possible. Slip velocity can be measured directly and measuring conditions at which plug flow, shear banding or sample spillover occur can be identified clearly. 
Video recordings further confirm that the change in shear moduli observed during three stage oscillatory shear tests with small deformation amplitude in stage I and III but large oscillation amplitude in stage II can be directly attributed to structural break down and recovery. For the pastes investigated here, the degree of irreversible, shear-induced structural change increases with increasing deformation amplitude in stage II until a saturation is reached at deformations corresponding to the crossover of G' and G'', but the irreversible damage is independent of the duration of large amplitude shear. 
A capillary breakup elongational rheometer and a tensile tester have been used to characterize deformation and breakup behavior of highly filled pastes in uniaxial elongation. Significant differences were observed in all experiments described above for two commercial screen-printing silver pastes used for front side metallization of Si-solar cells.

A protocol for a robust and application relevant rheological characterization of highly concentrated suspensions is presented. Silver pastes used for screen-printing application in solar cell production are employed as model systems.

التحديات في الريولوجية توصيف المعلقات عالية التركيز - دراسة حالة ل-طباعة الشاشة الفضية المعاجين

A comprehensive rheological characterization of highly concentrated suspensions or pastes is mandatory for a targeted product development meeting the ...

Predicting Catalyst Extrudate Breakage Based on the Modulus of Rupture

The mechanical strength of extruded catalysts and their natural or forced breakage by either collision against a surface or by a compressive load in a fixed bed are important phenomena in catalyst technology. The mechanical strength of the catalyst is measured here by its bending strength or flexural strength. This technique is relatively new from the perspective of applying it to commercial catalysts of typical sizes used in the industry. Catalyst breakage by collision against a surface is measured after a fall of the extrudates through the ambient air in a vertical pipe. Quantifying the impact force is done theoretically by applying Newton's second law. Measurement of catalyst breakage due to stress in a fixed bed is done following the standard procedure of the bulk crush strength test. Novel here is the focus on measuring the reduction in the length to diameter ratio of the extrudates as a function of the stress.

Here we present a protocol to measure the modulus of rupture of an extruded catalyst and the breakage of said catalyst extrudates by collision against a surface or by compression in a fixed bed.

توقع محفز اكستروداتي الكسر استناداً إلى المعامل تمزق

The mechanical strength of extruded catalysts and their natural or forced breakage by either collision against a surface or by a compressive load in a ...

Combining Microfluidics and Microrheology to Determine Rheological Properties of Soft Matter during Repeated Phase Transitions

The microstructure of soft matter directly impacts macroscopic rheological properties and can be changed by factors including colloidal rearrangement during previous phase changes and applied shear. To determine the extent of these changes, we have developed a microfluidic device that enables repeated phase transitions induced by exchange of the surrounding fluid and microrheological characterization while limiting shear on the sample. This technique is &#181;2rheology, the combination of microfluidics and microrheology. The microfluidic device is a two-layer design with symmetric inlet streams entering a sample chamber that traps the gel sample in place during fluid exchange. Suction can be applied far away from the sample chamber to pull fluids into the sample chamber. Material rheological properties are characterized using multiple particle tracking microrheology (MPT). In MPT, fluorescent probe particles are embedded into the material and the Brownian motion of the probes is recorded using video microscopy. The movement of the particles is tracked and the mean-squared displacement (MSD) is calculated. The MSD is related to macroscopic rheological properties, using the Generalized Stokes-Einstein Relation. The phase of the material is identified by comparison to the critical relaxation exponent, determined using time-cure superposition. Measurements of a fibrous colloidal gel illustrate the utility of the technique. This gel has a delicate structure that can be irreversibly changed when shear is applied. &#181;2rheology data shows that the material repeatedly equilibrates to the same rheological properties after each phase transition, indicating that phase transitions do not play a role in microstructural changes. To determine the role of shear, samples can be sheared prior to injection into our microfluidic device. &#181;2rheology is a widely applicable technique for the characterization of soft matter enabling the determination of rheological properties of delicate microstructures in a single sample during phase transitions in response to repeated changes in the surrounding environmental conditions.

We demonstrate the fabrication and use of a microfluidic device that enables multiple particle tracking microrheology measurements to study the rheological effects of repeated phase transitions on soft matter.

الجمع بين ميكروفلويديكس وميكرورهيولوجي لتحديد خصائص انسيابية لينة المسألة أثناء التحولات المرحلة المتكررة

The microstructure of soft matter directly impacts macroscopic rheological properties and can be changed by factors including colloidal rearrangement ...