Name: a soft tooling process chain for injection molding of a 3d component with micro pillars
Uploaded: 2018-08-04T12:30:00
Duration: 5 min 32 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Soft Tooling Process Chain for Injection Molding of a 3D Component with Micro Pillars at JoVE.com

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 ...

Research

JoVE Journal

Engineering

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

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

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

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

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

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

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

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

Challenges in Rheological Characterization of Highly Concentrated Suspensions ÃƒÆ’Ã‚Â¢ÃƒÂ¢Ã¢â‚¬Å¡Ã‚Â¬ÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã‚Â A Case Study for Screen-printing Silver Pastes

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

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

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 ...