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.bdigitaluss.remotexs.co/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.bdigitaluss.remotexs.co/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><tbody><tr><td>Photopolymer resin</td><td>EnvisionTec</td><td>HTM140 V2</td><td></td></tr><tr><td>Resin mixing device</td><td>IKA</td><td>Vortex Genius 3</td><td></td></tr><tr><td>3d printer</td><td>Envisiontec</td><td>Perfactory 3&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>UV light flash unit</td><td>EnvisionTec</td><td>Otoflash unit</td><td></td></tr><tr><td>Polyethylene</td><td>lyondellbasell</td><td>PE Purell 1840</td><td></td></tr><tr><td>Injection moulding machine</td><td>Arburg</td><td>Allrounder 370A&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Image processing</td><td>SPIP</td><td>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.bdigitaluss.remotexs.co/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.bdigitaluss.remotexs.co/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.bdigitaluss.remotexs.co/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.bdigitaluss.remotexs.co/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.bdigitaluss.remotexs.co/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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Universidad San Sebastian

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.

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

Micropunching Lithography for Generating Micro- and Submicron-patterns on Polymer Substrates

Conducting polymers have attracted great attention since the discovery of high conductivity in doped polyacetylene in 19771. They offer the advantages of low weight, easy tailoring of properties and a wide spectrum of applications2,3. Due to sensitivity of conducting polymers to environmental conditions (e.g., air, oxygen, moisture, high temperature and chemical solutions), lithographic techniques present significant technical challenges when working with these materials4. For example, current photolithographic methods, such as ultra-violet (UV), are unsuitable for patterning the conducting polymers due to the involvement of wet and/or dry etching processes in these methods. In addition, current micro/nanosystems mainly have a planar form5,6. One layer of structures is built on the top surfaces of another layer of fabricated features. Multiple layers of these structures are stacked together to form numerous devices on a common substrate. The sidewall surfaces of the microstructures have not been used in constructing devices. On the other hand, sidewall patterns could be used, for example, to build 3-D circuits, modify fluidic channels and direct horizontal growth of nanowires and nanotubes.
A macropunching method has been applied in the manufacturing industry to create macropatterns in a sheet metal for over a hundred years. Motivated by this approach, we have developed a micropunching lithography method (MPL) to overcome the obstacles of patterning conducting polymers and generating sidewall patterns. Like the macropunching method, the MPL also includes two operations (Fig. 1): (i) cutting; and (ii) drawing. The "cutting" operation was applied to pattern three conducting polymers4, polypyrrole (PPy), Poly(3,4-ethylenedioxythiophen)-poly(4-styrenesulphonate) (PEDOT) and polyaniline (PANI). It was also employed to create Al microstructures7. The fabricated microstructures of conducting polymers have been used as humidity8, chemical8, and glucose sensors9. Combined microstructures of Al and conducting polymers have been employed to fabricate capacitors and various heterojunctions9,10,11. The "cutting" operation was also applied to generate submicron-patterns, such as 100- and 500-nm-wide PPy lines as well as 100-nm-wide Au wires. The "drawing" operation was employed for two applications: (i) produce Au sidewall patterns on high density polyethylene (HDPE) channels which could be used for building 3D microsystems12,13,14, and (ii) fabricate polydimethylsiloxane (PDMS) micropillars on HDPE substrates to increase the contact angle of the channel15.

A micropunching lithography approach is developed to generate micro- and submicron-patterns on top, sidewall and bottom surfaces of polymer substrates. It overcomes the obstacles of patterning conducting polymers and generating sidewall patterns. This method allows rapid fabrication of multiple features and is free of aggressive chemistry.

마이크로 및 Submicron 패턴 폴리머 기판을 생성하기위한 리소그래피를 Micropunching

Conducting polymers have attracted great attention since the discovery of high conductivity in doped polyacetylene in 19771. They offer the advantages of ...

연구

공학

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 ...

Manufacturing of Three-dimensionally Microstructured Nanocomposites through Microfluidic Infiltration

Microstructured composite beams reinforced with complex three-dimensionally (3D) patterned nanocomposite microfilaments are fabricated via nanocomposite in&#64257;ltration of 3D interconnected microfluidic networks. The manufacturing of the reinforced beams begins with the fabrication of microfluidic networks, which involves layer-by-layer deposition of fugitive ink filaments using a dispensing robot, filling the empty space between filaments using a low viscosity resin, curing the resin and finally removing the ink.&#160;Self-supported 3D structures with other geometries and many layers (e.g.&#160;a few hundreds layers) could be built using this method. The resulting tubular micro&#64258;uidic networks are then infiltrated with thermosetting nanocomposite suspensions containing nanofillers (e.g.&#160;single-walled carbon nanotubes), and subsequently cured. The infiltration is done by applying a pressure gradient between two ends of the empty network (either by applying a vacuum or vacuum-assisted microinjection). Prior to the infiltration, the nanocomposite suspensions are prepared by dispersing nanofillers into polymer matrices using ultrasonication and three-roll mixing methods. The nanocomposites (i.e.&#160;materials infiltrated) are then solidified under UV exposure/heat cure, resulting in a 3D-reinforced composite structure. The technique presented here enables the design of functional nanocomposite macroscopic products for microengineering applications such as actuators and sensors.

Three-dimensional (3D) microstructured composite beams are fabricated through the directed and localized infiltration of nanocomposites into 3D porous microfluidic networks. The flexibility of this manufacturing method enables the utilization of different thermosetting materials and nanofillers in order to achieve a variety of functional 3D reinforced nanocomposite macroscopic products.

미세 유체 침투를 통해 세 가지 차원 미세 구조 나노 복합 재료의 제조

Microstructured composite beams reinforced with complex three-dimensionally (3D) patterned nanocomposite microfilaments are fabricated via nanocomposite ...

화학

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 ...

Microfabrication of Chip-sized Scaffolds for Three-dimensional Cell cultivation

Using microfabrication technologies is a prerequisite to create scaffolds of reproducible geometry and constant quality for three-dimensional cell cultivation. These technologies offer a wide spectrum of advantages not only for manufacturing but also for different applications. The size and shape of formed cell clusters can be influenced by the exact and reproducible architecture of the microfabricated scaffold and, therefore, the diffusion path length of nutrients and gases can be controlled.1 This is unquestionably a useful tool to prevent apoptosis and necrosis of cells due to an insufficient nutrient and gas supply or removal of cellular metabolites.
Our polymer chip, called CellChip, has the outer dimensions of 2 x 2 cm with a central microstructured area. This area is subdivided into an array of up to 1156 microcontainers with a typical dimension of 300 m edge length for the cubic design (cp- or cf-chip) or of 300 m diameter and depth for the round design (r-chip).2
So far, hot embossing or micro injection moulding (in combination with subsequent laborious machining of the parts) was used for the fabrication of the microstructured chips. Basically, micro injection moulding is one of the only polymer based replication techniques that, up to now, is capable for mass production of polymer microstructures.3 However, both techniques have certain unwanted limitations due to the processing of a viscous polymer melt with the generation of very thin walls or integrated through holes. In case of the CellChip, thin bottom layers are necessary to perforate the polymer and provide small pores of defined size to supply cells with culture medium e.g. by microfluidic perfusion of the containers.
In order to overcome these limitations and to reduce the manufacturing costs we have developed a new microtechnical approach on the basis of a down-scaled thermoforming process. For the manufacturing of highly porous and thin walled polymer chips, we use a combination of heavy ion irradiation, microthermoforming and track etching. In this so called "SMART" process (Substrate Modification And Replication by Thermoforming) thin polymer films are irradiated with energetic heavy projectiles of several hundred MeV introducing so-called "latent tracks" Subsequently, the film in a rubber elastic state is formed into three dimensional parts without modifying or annealing the tracks. After the forming process, selective chemical etching finally converts the tracks into cylindrical pores of adjustable diameter.

We present two processes for the microfabrication of porous polymer chips for three-dimensional cell cultivation. The first one is hot embossing combined with a solvent vapour welding process. The second one uses a recently developed microthermoforming process combined with ion track technology leading to a significant simplification of manufacture.

입체 세포 배양을위한 칩 크기의 공사장 공중 발판의 Microfabrication

Using microfabrication technologies is a prerequisite to create scaffolds of reproducible geometry and constant quality for three-dimensional cell ...

생물학

Rapid and Low-cost Prototyping of Medical Devices Using 3D Printed Molds for Liquid Injection Molding

Biologically inert elastomers such as silicone are favorable materials for medical device fabrication, but forming and curing these elastomers using traditional liquid injection molding processes can be an expensive process due to tooling and equipment costs. As a result, it has traditionally been impractical to use liquid injection molding for low-cost, rapid prototyping applications. We have devised a method for rapid and low-cost production of liquid elastomer injection molded devices that utilizes fused deposition modeling 3D printers for mold design and a modified desiccator as an injection system. Low costs and rapid turnaround time in this technique lower the barrier to iteratively designing and prototyping complex elastomer devices. Furthermore, CAD models developed in this process can be later adapted for metal mold tooling design, enabling an easy transition to a traditional injection molding process. We have used this technique to manufacture intravaginal probes involving complex geometries, as well as overmolding over metal parts, using tools commonly available within an academic research laboratory. However, this technique can be easily adapted to create liquid injection molded devices for many other applications.

We have devised a method for low-cost and rapid prototyping of liquid elastomer rubber injection molded devices by using fused deposition modeling 3D printers for mold design and a modified desiccator as a liquid injection system.

액상 사출 성형을위한 3D 인쇄 금형을 사용하여 의료 기기의 신속하고 저렴한 프로토 타이핑

Biologically inert elastomers such as silicone are favorable materials for medical device fabrication, but forming and curing these elastomers using ...

생체공학

Patterning of Microorganisms and Microparticles through Sequential Capillarity-assisted Assembly

Controlled patterning of microorganisms into defined spatial arrangements offers unique possibilities for a broad range of biological applications, including studies of microbial physiology and interactions. At the simplest level, accurate spatial patterning of microorganisms would enable reliable, long-term imaging of large numbers of individual cells and transform the ability to quantitatively study distance-dependent microbe-microbe interactions. More uniquely, coupling accurate spatial patterning and full control over environmental conditions, as offered by microfluidic technology, would provide a powerful and versatile platform for single-cell studies in microbial ecology. 
This paper presents a microfluidic platform to produce versatile and user-defined patterns of microorganisms within a microfluidic channel, allowing complete optical access for long-term, high-throughput monitoring. This new microfluidic technology is based on capillarity-assisted particle assembly and exploits the capillary forces arising from the controlled motion of an evaporating suspension inside a microfluidic channel to deposit individual microsized objects in an array of traps microfabricated onto a polydimethylsiloxane (PDMS) substrate. Sequential depositions generate the desired spatial layout of single or multiple types of micro-sized objects, dictated solely by the geometry of the traps and the filling sequence. 
The platform has been calibrated using colloidal particles of different dimensions and materials: it has proven to be a powerful tool to generate diverse colloidal patterns and perform surface functionalization of trapped particles. Furthermore, the platform was tested on microbial cells, using Escherichia coli cells as a model bacterium. Thousands of individual cells were patterned on the surface, and their growth was monitored over time. In this platform, the coupling of single-cell deposition and microfluidic technology allows both geometric patterning of microorganisms and precise control of environmental conditions. It thus opens a window into the physiology of single microbes and the ecology of microbe-microbe interactions, as shown by preliminary experiments.

We present a technology that uses capillarity-assisted assembly in a microfluidic platform to pattern micro-sized objects suspended in a liquid, such as bacteria and colloids, into prescribed arrays on a polydimethylsiloxane substrate.

순차모세혈관 보조 어셈블리를 통한 미생물 및 미생물 입자의 패터닝

Controlled patterning of microorganisms into defined spatial arrangements offers unique possibilities for a broad range of biological applications, ...

Assembly and Characterization of an External Driver for the Generation of Sub-Kilohertz Oscillatory Flow in Microchannels

Microfluidic technology has become a standard tool in chemical and biological laboratories for both analysis and synthesis. The injection of liquid samples, such as chemical reagents and cell cultures, is predominantly accomplished through steady flows that are typically driven by syringe pumps, gravity, or capillary forces. The use of complementary oscillatory flows is seldom considered in applications despite its numerous advantages as recently demonstrated in the literature. The significant technical barrier to the implementation of oscillatory flows in microchannels is likely responsible for the lack of its widespread adoption. Advanced commercial syringe pumps that can produce oscillatory flow, are often more expensive and only work for frequencies less than 1 Hz. Here, the assembly and operation of a low-cost, plug-and-play type speaker-based apparatus that generates oscillatory flow in microchannels is demonstrated. High-fidelity harmonic oscillatory flows with frequencies ranging from 10-1000 Hz can be achieved along with independent amplitude control. Amplitudes ranging from 10-600 &#181;m can be achieved throughout the entire range of operation, including amplitudes &#62; 1 mm at the resonant frequency, in a typical microchannel. Although the oscillation frequency is determined by the speaker, we illustrate that the oscillation amplitude is sensitive to fluid properties and channel geometry. Specifically, the oscillation amplitude decreases with increasing channel circuit length and liquid viscosity, and in contrast, the amplitude increases with increasing speaker tube thickness and length. Additionally, the apparatus requires no prior features to be designed on the microchannel and is easily detachable. It can be used simultaneously with a steady flow created by a syringe pump to generate pulsatile flows.

The protocol demonstrates a convenient method to produce harmonic oscillatory flow from 10-1000 Hz in microchannels. This is performed by interfacing a computer-controlled speaker diaphragm to the microchannel in a modular manner.

마이크로채널에서 서브킬로헤르츠 진동 흐름의 생성을 위한 외부 드라이버의 조립 및 특성화

Microfluidic technology has become a standard tool in chemical and biological laboratories for both analysis and synthesis. The injection of liquid ...

Three-dimensional Printing of Thermoplastic Materials to Create Automated Syringe Pumps with Feedback Control for Microfluidic Applications

Microfluidics has become a critical tool in research across the biological, chemical, and physical sciences. One important component of microfluidic experimentation is a stable fluid handling system capable of accurately providing an inlet flow rate or inlet pressure. Here, we have developed a syringe pump system capable of controlling and regulating the inlet fluid pressure delivered to a microfluidic device. This system was designed using low-cost materials and additive manufacturing principles, leveraging three-dimensional (3D) printing of thermoplastic materials and off-the-shelf components whenever possible. This system is composed of three main components: a syringe pump, a pressure transducer, and a programmable microcontroller. Within this paper, we detail a set of protocols for fabricating, assembling, and programming this syringe pump system. Furthermore, we have included representative results that demonstrate high-fidelity, feedback control of inlet pressure using this system. We expect this protocol will allow researchers to fabricate low-cost syringe pump systems, lowering the entry barrier for the use of microfluidics in biomedical, chemical, and materials research.

Here we present a protocol to construct a pressure-controlled syringe pump to be used in microfluidic applications. This syringe pump is made from an&#160;additively manufactured body, off-the-shelf hardware, and open-source electronics. The resulting system is low-cost, straightforward to build, and delivers well-regulated fluid flow to enable rapid microfluidic research.

인쇄를 만드는 열가 소성 재료의 3 차원 미세 응용 프로그램에 대 한 피드백 제어와 주사기 펌프를 자동

Microfluidics has become a critical tool in research across the biological, chemical, and physical sciences. One important component of microfluidic ...

Interlinked Macroporous 3D Scaffolds from Microgel Rods

A two-component system of functionalized microgels from microfluidics allows for fast interlinking into 3D macroporous constructs in aqueous solutions without further additives. Continuous photoinitiated on-chip gelation enables variation of the microgel aspect ratio, which determines the building block properties for the obtained constructs. Glycidyl methacrylate (GMA) or 2-aminoethyl methacrylate (AMA) monomers are copolymerized into the microgel network based on polyethylene glycol (PEG) star-polymers to achieve either epoxy or amine functionality. A focusing oil flow is introduced into the microfluidic outlet structure to ensure continuous collection of the functionalized microgel rods. Based on a recent publication, microgel rod-based constructs result in larger pores of several hundred micrometers and, at the same time, lead to overall higher scaffold stability in comparison to a spherical-based model. In this way, it is possible to produce higher-volume constructs with more free volume while reducing the amount of material required. The interlinked macroporous scaffolds can be picked up and transported without damage or disintegration. Amine and epoxy groups not involved in interlinking remain active and can be used independently for post-modification. This protocol describes an optimized method for the fabrication of microgel rods to form macroporous interlinked scaffolds that can be utilized for subsequent cell experiments.

Microgel rods with complementary reactive groups are produced via microfluidics with the ability to interlink in aqueous solution. The anisometric microgels jam and interlink into stable constructs with larger pores compared to spherical-based systems. Microgels modified with GRGDS-PC form macroporous 3D constructs that can be used for cell culture.

마이크로젤 로드의 상호 연결된 거대 다공성 3D 스캐폴드

A two-component system of functionalized microgels from microfluidics allows for fast interlinking into 3D macroporous constructs in aqueous solutions ...