Karmaşık geometriyi katkı imalat (AM) istihdam yüzeylerde mikro özelliklere sahip için ekler enjeksiyon imalatı için bir protokol sunulmuştur.
Bu kağıt amacı enjeksiyon kalıplama ekler mikro yüzey özellikleri ile imalatı için katkı imalat (AM) istihdam yumuşak takım süreç zinciri Yöntem sunmaktır. Yumuşak takım ekler dijital ışık nispeten yüksek temperaturea dayanabilir bir Fotopolimer kullanarak işleme tarafından (KDV fotoğraf polimerizasyon) üretilmektedir. Burada üretilen bölümü 60 ° açı ile dört dişli olan vardır. Mikro ayağı (Ø200 µm, en boy oranı 1) yüzeyler üzerinde iki satır tarafından düzenlenir. Polietilen (PE) enjeksiyon kalıplama yumuşak takım ekler ile son parçaları imal etmek kullanılır. Bu yöntem, enjeksiyon kalıplanmış parçalar microstructures karmaşık geometri ile katkı imal edilmiş ekler tarafından elde etmek için uygun olduğunu gösterir. Süresi ve maliyeti önemli ölçüde sayısal kontrol (CNC) bilgisayar işleme dayalı geleneksel kalıp işlemlere göre azaltılır. Mikro özellikleri boyutları uygulanan katkı üretim süreci tarafından etkilenmiştir. Ekler ömrünü bu işlem için pilot üretim daha uygun olduğunu belirler. Ekler üretim duyarlığını katkı imalat işleminin de sınırlıdır.
Sunulan Yöntem mikro özelliklere sahip karmaşık yüzey yumuşak-takım süreci, polimer katkı imalat polimer enjeksiyon kalıplama için ekler üretmek için kullanmak için Yani, imalat amaçlamaktadır. Başka bir deyişle, polimer fonksiyonel yüzeyler ile polimer ekler tarafından kalıp enjeksiyon parçalarıdır.
Yüzey işlevleri mikro özellikleri tarafından gerçekleştirilebilir; Örneğin, anomali vd. 1 ve Luchetta vd. 2 hücre biyolojisi ve Hu vd. , alanında fonksiyonel yüzeyleri göstermek 3 optik elemanları, vb gösterilmiştir Yüzey özelliği, mikro sütunlar, bir tür yoğun hücre çoğalması teşvik için soruşturma. Onlar Eğer mikro sütunlar belirli yolları4,5‘ te desenli proliferated doku ve yüzey arasında bağ geliştirmek mümkündür.
Polimer çoğaltmalar mikro özelliklerin yoğun olarak incelenmiştir ve hassas kalıplama birçok süreçleri6tarafından elde edilebilir. Örneğin, Metwally vd. yüksek sadakat şekillendirilmiş standart parçalar ve kalıp çoğaltma mikro ve alt mikro özelliklerinin arasında düz yüzeyler7bildirdi.
Üretim mikro sütunlar veya özellikler için birçok protokoller vardır; Ancak, bunların çoğu yalnızca düz yüzeyler veya sabit eğriliği ile yüzeyler üzerinde uygulanabilir. Örneğin, Nian vd. 8 mikro özellikleri sıcak bir eğri yüzey üzerinde kabartma tarafından elde edilebilir gösterdi. Bu protokoller çoğu gerçek aygıtı tarafından gerekli olan üç boyutlu yüzeyler ile karmaşık şekiller için uygun değildir. Görünüşe göre uydurma bir üç boyutlu kavite yüzeyi mikro özellikleri ile zorluklar geçerli protokoller; Dik olmayan olmaları durumunda bu arada, fırlatma parçaların yüksek en-boy oranı sütun karmaşık bir yüzey üzerine için başarısız olabilir demolding yönünde. Bissacco vd. 9 kullanılan 3D kalıp ekler ve alt mikro özellikleri enjeksiyon tarafından elde edilen; onların çalışmada, düşük bir en boy oranıyla belirli alt mikro özellikleri bir alüminyum anotlama işlemi tarafından oluşturulan ve başarıyla polimer karmaşık bir bileşen tarafından çoğaltılır.
Araştırmacılar tasarlanmış yüzey dokusu elde etmek için katkı imalat polimer çoğaltma işlemi zincire dahil girişiminde bulundunuz. Lantada ve ark. AM prototip başlayıp sonra10enjeksiyon için metalik kalıp ekler elde etmek için kaplama teknikleri uygular bir süreç zinciri nitelendirdi. AM tarafından üretilen polimer parçaları kalıp11,12bu protokol için sunulan yumuşak takım süreci, ekler olarak doğrudan geçerli olabileceğini kanıtladılar.
Önceki çalışmalarda, Ø4 µm PEEK ayağı (2 µm yüksek)13enjeksiyon tarafından dikey bir duvara başarıyla demolded olduğunu gösterdi. Bu iletişim kuralı, incelenen ürün dört dişli olan bir yüzükle, her yanında having 60 ° açı ile karakterizedir. Bu ürün Zhang vd. tarafından eğitim gördü Burada mikro Özellikler ön fabrikasyon nikel plakaları uygulayarak eklenmiştir ve mikro ayağı (Ø4 µm) 0,5 en boy oranıyla silikon kauçuk enjeksiyon çatalın dişlerini üzerinde tarafından elde edildi 14.
Sunulan yöntem, mikro özellikleri yumuşak takım işlem zinciri tarafından oluşturulan karmaşık yüzeylerde elde edilebilir. Çelik kalıp boşluklar KDV fotoğraf-polimerizasyon tabanlı AM tarafından yapılan bir dizi tarafından değiştirilir. Metal AM karşılaştırıldığında, Fotopolimer dayalı benim teknoloji yüksek duyarlık15ulaşmak mümkün. Ayrıca, süresi ve maliyeti azaltılır CNC işleme dayalı geleneksel kalıp süreçleri önemli ölçüde kıyasla. Tüketilen saat 93 oranında azalır iken bir son vaka çalışması16göre Termoform için yumuşak-takım kullanarak maliyet 91 oranında azalır. Bu iletişim kuralı bir yüksek tasarım esnekliği ve ara üretim birimi gerektiren ürünler için uygundur. Karbon fiber takviyeli photopolymers imal ekler 2500 devir göze çarpan kalıp bozulma17önce Polietilen için enjeksiyon kadar dayanabilir kanıtlanmıştır. Enjeksiyon kalıp malzeme seçimi için ekler seçilen Fotopolimer termal özellikleri ile sınırlıdır. Polimerler yüksek erime sıcaklıkları ile Fotopolimer boşluğunda uygulanmayabilir. Bu çalışmada, polietilen (PE) test enjeksiyon yapmak için seçildi.
Bu yöntem için polimer parçaları karmaşık şekiller ile ekler imalatı için uygundur. Bu enjeksiyon makinası polimerler yapılan yumuşak alet ekler bir dizi araç çelik kalıp boşluğunda yerini alır. Süresi ve maliyeti geleneksel metal işleme göre azalır; Bu nedenle, üretim döngüsü kısaltılır. Bu süreç zinciri (dan 1000-10,000 döngüsü tarafından enjeksiyon kalıp ya da benzer) orta ölçekli üretim ürünlerinde, ama tasarım yüksek varyasyon için uygundur. Ayrıca, 3D yazdırılan ekler için özel kalıp plakası yok gereklidir. Standart ticari enjeksiyon kalıplama plaka satın ve ekler sığacak şekilde işlenmiş.
Mevcut teknoloji devlet, yumuşak takım farklı mekanizma17tarafından başarısız olur. Başarısızlık mekanizması yumuşak takım Ekle ısı saptırma sıcaklığını bağlanacak şekilde belirlenmiştir ve ayrışma fışkırması nedeniyle olmak olduğu belirlendi. Bu nedenle, en kritik adım için katkı üretim tarafından üretilen ekler doğru reçine seçmektir. Termal ve mekanik özelliği ekler, Yani, kaç devir enjeksiyon sırasında dayanabilir ömrünü belirler. Ayrıca kalıp polimer aralığını belirler; kalıplı polimer kalıp sıcaklığını Ekle malzeme saptırma sıcaklık yüksek olmamalı.
İkinci önemli adım iletişim kuralı ekleme tasarımıdır. Kalıp tasarımı genel kuralları takip edilmesi gereken ve mekanik olarak zayıf parçalar bir 3D baskılı polimer eklemek kaçınılmalıdır; Aksi takdirde, alet ömrü çatlaklar gibi hataları nedeniyle etkiler.
Yüzey kalitesi elde edilen enjeksiyon kalıplanmış parçalar tarafından uygulanan katkı üretim süreci sınırlıdır. Sonrası gibi kimyasal gravür işleme yüzey kalitesini artırmak için olası bir çözümdür. Hassas yüzey özellikleri katkı üretim süreci nedeniyle başka bir konudur.
Bu yöntem gerçek serbest biçimli yüzeyi Tarih yeni bir üretim platformu toplantı endüstriyel talepler mikro özellikleri oluşturmak için olasılık oluşturur. Bu nedenle, bu yöntem uygulanan ve uygulamalar ile bağlantılı olarak, örneğin tıbbi aygıt ya da aygıt14 yerleştirilmesi ile bağlantılı olarak karmaşık şekiller üzerinde mikro özellikleri gerekir sonraki nesil tıbbi cihazlar için soruşturma potansiyeline sahiptir . Bu yöntem küçük orta birim seri üretimler için önemli ölçüde azaltılmış giderleri değer oluşturmayı kolaylaştırmak ve zaman ölçeği 1-10 bireysel cihazlar ve gerçek seri üretim arasındaki boşluğu üretimi için olumlu etkiler. Daha yeni yüksek değerli ürün ve tasarım çözümlerine kadar açılır.
The authors have nothing to disclose.
Bu kağıt “yenilik Fonu Danimarka tarafından finanse edilen proje ileri yüzey tedavisi için implante edilebilir tıbbi cihazlar” kapsamında üstlenilen iş bildirir. Yazar minnetle kabul Avrupa yenilikçi eğitim ağ MICROMAN “ufuk 2020 çerçeve programı tarafından finanse edilen araştırma ve yenilik Avrupa için işlem için parmak izi Zero-defect Net-şekil MICROMANufacturing” desteğinden Birliği.
Photopolymer resin | EnvisionTec | HTM140 V2 | |
Resin mixing device | IKA | Vortex Genius 3 | |
3d printer | Envisiontec | Perfactory 3 | |
UV light flash unit | EnvisionTec | Otoflash unit | |
Polyethylene | lyondellbasell | PE Purell 1840 | |
Injection moulding machine | Arburg | Allrounder 370A | |
Image processing | SPIP | 6.2.8 |