이 종이 프로젝트 "표면 처리 이식 재 의료 장비에 대 한" 혁신 기금 덴마크에 의해 투자의 맥락에서 수행 하는 작업을 보고 합니다. 저자 기꺼이 인정 유럽 혁신적인 교육 네트워크 MICROMAN "과정 지문 Zero-defect 그물 모양 MICROMANufacturing에 대 한" 연구는 유럽의 혁신에 대 한 지평선 2020 프레임 워크 프로그램에 의해 자금 지원 조합입니다.

1. 삽입 (오전)을 제조 하는 첨가제로 제조
<ol><li>컴퓨터 지원 설계 소프트웨어에 의해 필요한 구멍 디자인 (이 작품에 사용 되는 파일에 대 한 보충 자료 를 참조). 참고: 직접 스테이지의 건물을 피하기 위해 치료 하는 동안 삽입을 휘게 지원 없이 삽입을 제조 한다. 공차는 0.05 m m입니다.</li>
	<li>하나를 선택 수 지 사진 중 합에 대 한 특히 사출 성형 동안 압력과 열을 견딜 수 있는. 참고: 수 지 ( 재료의 표참조) 선택 56 MPa, 연신 율 3.5%의 휴식, 115 MPa의 굽 힘 강도, 3350 MPa의 굴곡 계수 및 140 ° C18의 열 변형 온도에서 인장 강도.</li>
	<li>젖은 실험실 병 롤러, 플라스 크 쉐이 커에 재료 용기를 실행 하 여 최소 30 분에 대 한 철저 하 게 복합된 photopolymer 블렌드 (독점 메 틸 메타 크 릴 산 및 아크릴 혼합, 티 오2 기반 사진 시작자)를 혼합 또는 유사한 혼합 장치입니다.</li>
	<li>사진 중 합 기계 (복-16 µ m의 크기)를 준비:<ol>
<li>상향식 오전 기계에 대 한 부가 가치세 코팅 손상 하 고 철저 하 게 청소 있는지 확인 합니다.</li>
		<li>탑-다운 기계, 닦는 시스템 결함을 검사 합니다.</li>
		<li>빌드 단계를 검사 하 고 올바르게 빌드 접시 vat 오프셋 100 µ m 게이지 호 일을 사용 하 여 빌드 접시를 조정 합니다.</li>
		<li>미리 진행 하기 전에 정상 온도 도달 가능 하면 기계 도구의 광원을 점화. 이 온도 65 ° C 가벼운 엔진 및 부가 가치세 내부 30 ° C 이어야 한다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>작업 준비 소프트웨어에 기를 가져옵니다. 기계 제조 업체19에서 지침을 따릅니다.<ol>
<li>선택한 photopolymer (빛 강도와 레이어 두께 사용된 기계에 대 한)에 맞게 적절 한 기계 매개 변수를 할당 합니다.</li>
		<li>높은 수직 기계 해상도 (이 연구에서 25 µ m)에서 빌드를 실행 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>인쇄 된 삽입을 청소.<ol>
<li>행 구 기 소 프로 파 놀 3 분에 대 한 초음파 목욕에 노출에 그들 세 번 철저 하 게 헹 구 고 photopolymer 잔류물 없음 인쇄 된 삽입의 표면에 남아</li>
		<li>실 온에서 완전히 증발 하 고 실 온에서 건조 하룻밤 desiccator에 삽입을 설정 하는 용 매를 허용 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>게시물 치료 말린된 삽입 UV를 사용 하 여 초당 10 섬광의 주파수와 함께 2000 년까지 각 시간 깜박 표시등이 두 번 ( 재료의 표참조).</li>
</ol>2입니다. 사출 성형 (IM)
<ol><li>기존의 사출 성형 기에 마이크로 주입 모듈 설치 ( 재료의 표참조). 참고: 우리의 경우, 주입 모듈 했다 45 °의 각도로 장착 나사, 나사 직경 8mm, 있었고 클램핑 힘 100 kN.</li>
	<li>금형 판에 삽입을 탑재 합니다.</li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57335/57335fig1.jpg"> 그림 1: 사출 기계 금형. (a) 사출 측면 판으로 조립 된다. 삽입은 빨간색 동그라미에 의해 강조 표시 됩니다. (b) 이동식 측면 방출 핀 접시로 조립 된다. 삽입은 빨간색 동그라미에 의해 강조 표시 됩니다. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57335/57335fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<ol start="3"><li>인쇄 과정에서 변이 담당 하도록 수동으로 수정할 어떤 약간의 삽입을 금형에 맞게 필요한.</li>
	<li>기계에 금형 플레이트를 나사.</li>
	<li>호퍼에과 립 PE를 로드 합니다.</li>
	<li>60 ° c, T 175 ° C에서,배럴 및 65 m m V주입 기계 매개 변수 T형 을 설정/s. demolded 될 부분에 대 한 충분 한 냉각 시간을 허용 합니다.</li>
	<li>31 ° C, 155 ° C, 165 ° C, 170 ° C 5 세션 1에서 175 ° C에서 나사를 열. 용융 온도 175 ° C, 정확한 사출 성형을 시작 합니다. 일단 구멍 가득, PE 수축에 대 한 보상을 5 초 동안 300 바의 패킹 압력을 유지 합니다.</li>
	<li>금형을 열고 방출 핀 삽입의 이동 가능한 측면에서 PE 부분을 밀어 수 있도록 합니다. PE 부분 삽입에 고정 됩니다, 경우 참여 밖으로 손으로.</li>
	<li>100 사이클 (주기 정의에서 부분 나올 때까지 금형이 닫힐 때) 사출 성형의에서 컴퓨터를 중지 합니다.</li>
</ol>3. 품질 평가
<ol><li>디지털 현미경20 스캐닝 레이저를 지름과 사출 성형 하기 전에 삽입에 구멍의 깊이 측정 한다. 두 삽입;에서 측정 각 삽입에 게이트 "게이트" 및 "게이트" 멀리 다른 거리와 두 지역에 4 개의 구멍을 측정 합니다.</li>
</ol><img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57335/57335fig2.jpg"> 그림 2: 삽입의 CAD 이미지에 강조 하는 영역을 측정. (a)는 이동식 측면 삽입 복제;의 내리에 해당 (b) 주입 측면 복제본의 상단 측면에 해당합니다. 사출 게이트 중심에 찾습니다. 게이트, "지금까지 게이트"와 "게이트" 근처에 차이 거리 두 분야 연구에 비교 됩니다. (이 그림 수정 된 장 외. 201722) <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57335/57335fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<ol start="2"><li>지름 측정 고 사출 성형에서 가져온 추적 된 가지에 기둥 높이. 참고: 그룹 취득된 PE 부품 10 개;의 일괄 처리로 즉, 1-10 1 배치, 11-20 제 2 배치; 까지 마지막 조각. 한 무작위 샘플을 사용 하 여 각 일괄 처리에서 고 정상 및 뒤 측;에 측정 각 측면에 4 개의 기둥 ("가까운 문" 및 "게이트" 멀리) 게이트를 다른 거리와 두 영역에서 측정 합니다.</li>
	<li>이미지 크기를 얻기 위하여 소프트웨어21 처리의 도움으로 데이터를 분석 합니다.</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>

저자는 공개 없다.

이 메서드는 복잡 한 모양 가진 고분자 부품 삽입의 제조에 적합 합니다. 도구 강철 몰드 캐비티 사출 성형 기 폴리머에서 만든 부드러운 도구 삽입의 집합에서 대체 합니다. 가공 시간 및 비용이 감소 기존의 금속 가공;에 비해 따라서, 생산 주기의 단축은. 이 프로세스 체인은 제품 (주입 몰딩 또는 이와 유사한 1000-10000 사이클)에서 중간 규모 생산, 하지만 디자인에 높은 변형에 적합 합니다. 또한, 3D 인쇄 삽입, 아니 특별 한 몰드 플레이트가 필요 합니다. 표준 상업적인 사출 성형 판 구입 하 고 삽입에 맞게 가공 했다.
현재 기술에 상태, 부드러운 공구17가지 메커니즘 의해 실패 합니다. 부드러운 공구 삽입의 열 변형 온도 연결 실패 메커니즘 발견 되었습니다 하 고 분해 가스 방출 때문에 발견 되었습니다. 따라서, 가장 중요 한 단계는 첨가제 생산에 의해 생성 하는 삽입을 위해 바로 수 지를 선택 하는. 열 및 기계적 속성 삽입, 즉, 사출 성형 하는 동안 견딜 수 있는 얼마나 많은 사이클의 수명을 결정 합니다. 그것은 또한 성형된 폴리머;의 범위를 결정 합니다. 금형 온도 성형된 폴리머의 삽입 재료의 변형 온도 보다 높은 해서는 안됩니다.
프로토콜에서 두 번째 중요 한 단계는 삽입의 디자인입니다. 금형 디자인의 일반 규칙을 따라야 한다 고 3D 인쇄 된 폴리머 삽입;에 기계적으로 약한 부분을 피해 야 한다 그렇지 않으면, 공구 수명 균열 같은 오류로 인해 영향을 받을 것입니다.
얻은 사출 성형 부품의 표면 품질 적용된 첨가제 제조 과정에 의해 제한 됩니다. 게시물 처리와 같은 화학 에칭은 표면 품질을 개선 하기 위해 가능한 솔루션. 정밀 표면 기능 첨가제 제조 과정으로 인해 또 다른 문제입니다.
이 메서드는 새로운 생산 플랫폼 회의 산업 요구에 진짜 자유 형식 표면에 마이크로 기능을 만들기 위한 가능성을 만들 것입니다. 따라서,이 메서드는 적용 하 고 다음 세대 의료 기기 의료 기기 또는 이식 장치14 관련 예를 들어 복잡 한 모양에 마이크로 기능을 필요로 하는 관련 응용 프로그램에 대 한 조사 . 이 메서드 작은--매체 볼륨 시리즈 제작을 위한 현저 하 게 감소 된 비용을 통해 가치 창출을 촉진 하 고 긍정적으로 1-10 개별 소자와 실제 대량 생산 사이의 격차에 생산에 대 한 날짜 표시줄에 영향을 미칠. 그것은 새로운 고부가가치 제품 및 디자인 솔루션을 열 것 이다.

제시 하는 방법 소프트 금형 과정, 즉, 폴리머 사출 성형에 대 한 삽입을 생산 하기 위해 폴리머 첨가제 제조를 사용 하 여 마이크로 기능 복잡 한 표면 제조 목표로 합니다. 즉, 폴리머 기능성 표면 부품은 사출 성형 고분자 삽입에 의해입니다.
표면 기능을 마이크로 기능;에 의해 실현 될 수 있다 예를 들어, Doan 외. 1 과 Luchetta 외. 2 세포 생물학과 Hu 외 의 분야에서 기능성 표면 설명 3 광학 요소, 등 의 예를 보여 줍니다. 한 가지 유형의 표면 기능, 마이크로 기둥, 세포 증식 촉진을 위한 집중적으로 조사 했다. 그들은 마이크로 기둥 특정 방법4,5에 꽃무늬는 경우 증식된 조직 및 표면 사이의 결합을 향상 시킬 수 있습니다.
마이크로 기능 고분자 복제 집중적으로 연구, 그리고 정확한 성형 많은 프로세스6에 의해 달성 될 수 있다. 예를 들어, Metwally 그 외 여러분 평면 표면7에 성형된 부품 및 복제 마이크로 마이크로 하위 기능에 대 한 금형 사이 고 충실도 보도 했다.
있다 많은 프로토콜 제조 마이크로 기둥 또는 기능; 그러나, 그들의 대부분은 평면 서피스 또는 일정 곡률으로 표면에 적용할 수 있습니다. 예를 들어, Nian 외. 8 마이크로 기능 핫 엠보싱 곡선된 표면에 의해 달성 될 수 있었다 보여주었다. 그 프로토콜 3 차원 표면, 대부분 실제 장치에 의해 요구 되는 복잡 한 모양을 위한 적합 하지 않습니다. 분명히, 제작 3 차원 캐비티 표면에 마이크로 기능 도전 현재 프로토콜; 만약 그들이 비 수직 사출 부품의 복잡 한 표면에 높은 종횡비 기둥에 대 한 실패할 수 있습니다 한편, demolding 방향에. Bissacco 외. 9 3D 금형 인서트를 사용 하 고 사출 성형;에 의해 얻은 하 마이크로 기능 그들의 연구에서 낮은 종횡비와 특정 하 마이크로 기능 프로세스를 아노다이징 알루미늄에 의해 생성 된 되었고 폴리머 복잡 한 구성 요소에 의해 성공적으로 복제.
연구팀은 고분자 복제에 대 한 프로세스 체인에 첨가제 제조 설계 표면 질감을 달성 하기 위하여 포함 하려고 했습니다. Lantada 외. 오전 프로토 타입에서 시작 하 여 다음 금속 금형 인서트 사출 성형10을 얻기 위해 코팅 기법을 사용 하 여 프로세스 체인을 설명 합니다. 오전에 의해 생산 하는 고분자 부품 형 삽입11,12이 프로토콜에 부드러운 금형 과정으로 직접 적용할 수 있도록 입증 되었다 있다.
우리의 이전 작품에서는, 우리는 Ø4 µ m 픽 기둥 (2 µ m 높은) 성공적으로 사출 성형13에 의해 수직 벽에 demolded는 증명 하고있다. 이 프로토콜에서 조사 제품 4 가지 반지, 각 60 °의 각도 함으로써 특징. 이 제품은 장 수 그 외 여러분 에 의해 공부 하고있다 14, 마이크로 기능을 구현 하 여 소개 되었다 사전 조작 니켈 플레이트, 그리고 마이크로 기둥 (Ø4 µ m) 0.5의 비율로 tines에 실리콘 고무 사출 성형 하 여 얻은 했다.
제시 방법에서 마이크로 기능 소프트 툴 프로세스 체인에 의해 만들어진 복잡 한 표면에 얻어질 수 있다. 철강 금형 충 치 통 사진 중 합-기반 오전 의해 삽입의 집합으로 대체 됩니다. 금속 오전에 비해, photopolymer 기반 기술은 이다 높은 정밀도15달성할 수 있어요. 또한, 가공 시간 및 비용 CNC 가공에 따라 기존의 금형 프로세스에 비해 크게 감소 된다. 최근 사례 연구16에 따르면 thermoforming에 대 한 소프트-도구를 사용 하 여 비용 감소 됩니다 91%, 소비 시간 93%로 감소 하는 동안. 이 프로토콜은 중간 생산 볼륨과 높은 설계 유연성을 요구 하는 제품에 적합 합니다. 그것은 탄소 섬유 강화 광에서 제조 삽입 2500 사출 성형 눈에 띄는 금형 악화17전에 폴 리 에틸렌 대 주기까지 견딜 수 있습니다 입증 되었습니다. 사출 성형 재료의 선택은 삽입에 대 한 선택한 photopolymer의 열 특성에 의해 제한 됩니다. 높은 녹는 온도와 폴리머 photopolymer 캐비티에 적용 되지 않을 수 있습니다. 이 연구에서는 폴 리 에틸렌 (PE) 사출 성형 테스트 실시 선정 되었습니다.

<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

이 문서의 목적은 부드러운 금형 프로세스 체인 마이크로 표면 기능 사출 성형 삽입의 제조에 대 한 첨가제 제조 (오전)을 채용의 방법을 제시 하는 것입니다. 부드러운 공구 삽입 디지털 빛 가공 (부가 가치세 사진 중 합) photopolymer 상대적으로 높은 temperaturea를 견딜 수 있는 사용 하 여 제조 된다. 여기에 제조 부분에는 60 °의 각도와 4 가지 있다. (Ø200 µ m, 1의 가로 세로 비율) 마이크로 기둥 표면에 두 개의 행으로 정렬 됩니다. 부드러운 공구 삽입과 폴 리 에틸렌 (PE) 사출 성형 최종 부품을 조작 하는 데 사용 됩니다. 이 방법은 첨가제 제조 삽입 하 여 마이크로 구조 복잡 한 형상에 사출 성형 부품을 얻을 수 보여줍니다. 가공 시간 및 비용 컴퓨터 수치 제어 (CNC) 가공에 따라 기존의 금형 프로세스에 비해 크게 감소 된다. 마이크로 기능 치수 적용된 첨가제 제조 프로세스에 의해 영향을 받습니다. 삽입의 일생이이 과정은 시험 생산에 대 한 더 적합 한 결정 합니다. 삽입 생산의 정밀도 뿐만 아니라 첨가제 제조 과정에 의해 제한 됩니다.

그림 3 에 오전에 의해 조작 삽입 및 사출 성형에 의해 생산 하는 PE 부분 보여준다. 원형 구멍의 두 행 하였다 (그림 3 (b))에 표면에 수직 이었다. 삽입에 구멍의 공칭 치수 Ø200 µ m 이며 센터에 센터 거리 400 µ m와 깊이, 200 µ m. 오전 프로세스로 인해 레이어 구조 명확 하 게 볼 수 있습니다. 라인을 왼쪽 아래에 보이는 접이식 마크, SEM.에 대 한 준비 하는 동안 실수로 일어나는
Demolding 과정은 그림 4에 나와 있습니다. 기둥 demolding 방향에 평행 하지 않습니다. 아니 기둥을 깨고 모든 공부 샘플 (그림 5)에서 관찰 되었다. 이런이 의미에서 demolding는 성공적 이었다입니다. 그것은 이미 멀리-에서-는-게이트의 위치에 기둥 들은 위쪽 압력 강하 때문에 보다 현저 하 게 낮은 표시. 직경에 대해 위치에서 차이 높이 관해서는 저명한 하지 않습니다.
그림 6 과 그림 7 은 복제 사출 성형의 100 주기를 따라 전파 하는 방법을 보여 줍니다. 복제의 정도 기둥의 차원 및 삽입의 크기 사이의 비율에 의해 정의 됩니다. 100 사이클에 따라 안정적인 프로세스는 수직 및 측면 복제에 관한 각 위치에서 달성 되었다. 삽입에 구멍의 차원 사출 성형,이 결론을 확인 후 변경 되지 않았습니다. 게이트까지 위치 기둥 높이 폴리머 흐름 흐름 길이 증가 하는 때 그것의 점성을 증가 하기 때문에 그는 문 근처에 배치 보다 낮은 했다.
사출 성형 매개 변수는 재료 데이터 시트에서 허용 하는 범위 내에서 변화 했다. 대부분 80 개 이상의 주기를 도달 하는 실행의 탐험된 프로세스 창에서의 공구 수명 삽입 확인은 영향을 받지 탐험된 프로세스 창에서. 그러나, 크래킹 일부 테스트에서 사출 측면에 대 한 삽입에 발생 한 사출 압력은 높은 때. 이것은 훨씬 얇은 되 고 삽입의 중심 부분입니다.
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57335/57335fig3.jpg"> 그림 3: 삽입 및 복제본. (a) 삽입 첨가제 제조 공정에 의해 생산 양식 금형 캐비티; 사출 성형에 의해 생산 한 폴 리 에틸렌 (PE) 복제 표시 됩니다. 참고 눈금자에 표시는 밀리미터; 숫자 표시 센티미터. (b) 스캐닝 전자 현미경 (SEM) 이미지 삽입;의 표면을 보여줍니다. (c) SEM 이미지를 사출 성형 하 여 만든 PE 부품의 표면을 보여줍니다. ((a)와 (b)에서 수정 된에서 장 외. 201722) <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57335/57335fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57335/57335fig4.jpg"> 그림 4: 성공적인 demolding. Demolding는 비록 기둥 demolding 방향에 평행 하지 않습니다 성공 했다. (a) 금형을 닫고 demolding (b) 금형 열. (이 그림 수정 된 장 외. 201722) <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57335/57335fig4large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57335/57335fig5.jpg"> 그림 5: 한 무작위 타인의 측면 보기의 SEM 이미지. 조사 4 개의 위치는 이미지에 표시 되어 있습니다. (이 그림 수정 된 장 외. 201722) <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57335/57335fig5large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57335/57335fig6.jpg"> 그림 6: 기둥 높이 복제 정도. 기둥 높이의 복제도 기둥/구멍의 깊이의 높이 의해 정의 됩니다. 4 개의 위치에서 복제 학위의 의미 가치는 각 일괄 처리에 표시 했다. 1 개의 무작위로 선택 된 샘플 각 일괄 처리에서 측정 했다. 4 개의 위치는 "다시-근처" 뒷면, "최고-멀리"는 위쪽에서 게이트까지 위치에 게이트 근처 위치에 대 한 뒷면에 게이트까지 위치에 대 한 "다시 멀리" 그리고 "상단-근처" 위치에 대 한 상단 측면에 게이트 근처. (이 그림 수정 된 장 외. 2017 22) <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57335/57335fig6large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57335/57335fig7.jpg"> 그림 7: 기둥 직경 복제 정도. 복제 정도의 기둥 직경 구멍의 기둥/직경의 직경에 의해 정의 됩니다. 4 개의 위치에서 복제 학위의 의미 가치는 각 일괄 처리에 표시 했다. 1 개의 무작위로 선택 된 샘플 각 일괄 처리에서 측정 했다. 4 개의 위치는 "다시-근처" 뒷면, "최고-멀리"는 위쪽에서 게이트까지 위치에 게이트 근처 위치에 대 한 뒷면에 게이트까지 위치에 대 한 "다시 멀리" 그리고 "상단-근처" 위치에 대 한 상단 측면에 게이트 근처. (이 그림은 장 외. 2017 22에서 수정 되었습니다). <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57335/57335fig7large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>

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

마이크로 3D 부품의 사출 성형에 대 한 부드러운 금형 프로세스 체인 기둥

첨가제 제조 (오전)을 채용 하는 표면에 마이크로 기능으로 복잡 한 형상에 대 한 삽입 성형 사출 날조를 위한 프로토콜 제공 됩니다.

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

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Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Engineering

12.5K 조회수.  Technical University of Denmark. 첨가제 제조 (오전)을 채용 하는 표면에 마이크로 기능으로 복잡 한 형상에 대 한 삽입 성형 사출 날조를 위한 프로토콜 제공 됩니다.

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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.

3D 카본 나노튜브 Microstructures의 제조, Densification 및 복제 성형

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

연구

공학

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.

소프트 재료 역학의 연구에서 디지털 프로젝터와 응용 프로그램을 사용하여 마이크로 3D 인쇄

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.

희생 구성 요소의 증발을 사용하여 세 가지 차원 미세 만들기의 과정

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.

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.

개별 나노 입자의 3D 원소 매핑에 대한 에너지 분산 X 선 단층 촬영

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.

실리콘 엘라스토머 계 유전 액츄에이터 제조 공정

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.

제올라이트 고온 고압의 가스 흡착 용 Langatate 크리스탈 마이크로 밸런스 기준 흡착 기기 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.

고농도 현탁액의 유변학 적 특성에 도전 - 스크린 인쇄 실버 페이스트에 대한 사례 연구

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.

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.

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