ניתן ליישם את הייצור הדו-פאזי של נוזל מוצק גם על ייצור של חומרים מיקרוספריים מבניים בתחומים שונים של המחקר, כולל מגזרי האלקטרוניקה, הביופארמה, האנרגיה והביטחון. מערכת זו אינה דורשת חוטים או חיבור חשמלי ומאפשרת למדוד מגוון רחב של יישומים הקשורים לדפורמציה מיקרו-מבנית. לפני תחילת ההליך, לבנות פלטפורמה ניסיונית הכוללת מדפסת תלת-ממד שונה, מחוון מד זן, התקן נהיגה, מסגרת תמיכה, מוט אלומיניום, עדשת PDMS, טלפון חכם, משקולות, מגבר מודפס, מד זן.
הגדר את גובה שכבת הניילון במדפסת ל- 0.05 מילימטרים. הגדר את קוטר ראש ההדפסה ל-0.2 מילימטרים והגדר את טמפרטורת הזרבובית ל-220 מעלות צלזיוס. הגדר את מהירות ההדפסה ל- 2000 מילימטרים לדקה.
התאימו את הכיוון של ראש ההבלטה הכדורי כך שנחיר המתכת פונה לפלטפורמת הטמפרטורה הנמוכה והדפיסו קו מתאר כדי להבטיח שבלט רגיל. ואז לתלות את הניילון על הטור. הקצה הקדמי חייב להיכנס למיכל סליל ההדפסה כדי להיות נמס על ידי חריר המתכת.
כדי להרכיב את המיקרוסקופ PDMS, השתמשו במיקסר מגנטי כדי לערבב יחס משקל של 10 ל-1 של מבשר PDMS לריפוי פתרון הסוכן ולירידה בגז של התערובת למשך 40 דקות. כאשר כל הבועות הוסרו, יוצקים את התערובת לתוך מיכל PDMS של ראש ההבלטה הכדורית ומסובבים את ראש ההבלטה הכדורי ואת הפלטפורמה כך שזור הפלסטיק פונה לפלטפורמת הטמפרטורה הגבוהה. הגדר את תוספת זרבובית הפלסטיק ל-50 מיקרוליטרים ולהשתמש בסיבוב הזרבובית ומנוע הצעדים בציר Z כדי למקם את הקצה התחתון של התקן הפיפטי במרחק של 20 מילימטרים מהתבנית.
לאחר מכן מחממים את פלטפורמת הטמפרטורה הגבוהה וסוחטים את מיכל PDMS כדי להדפיס את עדשת PDMS. כאשר עדשת PDMS המודפסת התקררה לטמפרטורת החדר, השתמש לפינצטה גומי כדי להסיר אותה מהמדפסת. כדי לבצע מדידת זן בדיקת טעינה, השתמש אגוזים וברגים כדי לתקן קצה אחד של 380 על ידי 51 על ידי 3.8 מילימטר אלומיניום 6063-T83 בר לשולחן הניתוחים ולצייר צלב במרכז ו 160 מילימטרים מהקצה החופשי של קרן cantilever.
כדי להסיר את שכבת תחמוצת על הקרן, ללטש את פני השטח עם נייר זכוכית עדין בזווית של כ 45 מעלות מכיוון רשת חוט מד המתח. השתמש צמר גפן ספוג אצטון כדי לנגב את פני השטח של קרן cantilever חול ואת פני השטח של הדבק מד המתח. לאחר מכן חבר את התקן הנהיגה ואת מחוון מד המתח והפעיל את הכוח.
לאחר מכן, הר מד זן על פני השטח המרכזיים של מוט האלומיניום בקצה הקבוע שלו ותקן משקל סטנדרטי לקצה החופשי של קרן cantilever כדי לשלוט על קלט הכוח המרוכז. הקלט קריאה בסיסית באמצעות מחוון מד זן קונבנציונלי בשיטת חיבור רבע גשר לפני החלפת מד המתח במגבר ניילון. חבר את עדשת PDMS למצלמת הטלפון החכם עם חיישן שמונה מגה פיקסל במרחק מיקוד של 29 מילימטרים ולהתאים את אורך המוקד של המצלמה עד תמונה ברורה מתקבלת.
לאחר מכן השתמש במיקרוסקופ PDMS כדי לקרוא את ההנעה של המצביע. כדי לבצע ניתוח אלמנטים סופי, יבא את קרן ה- cantilever ואת מנגנון ההטמה לספריית החומרים של התוכנה והדמיה של מיקומם. לנתח את המאפיינים המכניים של מצביע מנגנון הגברה תחת הפעולה של קרן cantilever ולהשתמש אלמנטים tetrahedral עם גודל אלמנט עדין כדי ליצור רשתות שינוי לשימוש במודלים גיאומטריים תלת-ממדיים.
לאחר מכן מקד את צירי הכיפוף, במיוחד את הציר בין המצביע לגופים האחרים, והחיל כוח מרוכז של ניוטון אחד על מרכז הקצה החופשי של קרן ה- cantilever. ככל שטמפרטורת הפלטפורמה עולה, קוטר הירידה ורדיוס העקמומיות יורדים, וזווית המגע עולה. כאן מוצגת השוואה של מדידת התזוזה הניסיונית עם סימולציות FEA עבור ניילון, בעוד גרף זה ממחיש את הפערים המינימליים והמקסימום בין המדרונות עבור ABS.
בניסוי מייצג זה נקבעו רגישויות המדידה לניילון ול-ABS. קשה לשלוט בטמפרטורת התבניות של עדשת PDMS. אנו משתמשים במדחחום קרינת אינפרא אדום ללא מגע ובפלטפורמה בטמפרטורה גבוהה כדי להבטיח ששינויי הטמפרטורה יהיה בסובלנות.
שיטת ייצור נוזלי מוצק זה יכול להיות מיושם גם על מחקרים בתחום biopharmaceuticals, במיוחד להכנת מבנים מיקרוספרה.
