JoVE Journal > Engineering
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
Türkçe

Automatically Generated
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Engineering

Silikon tabanlı Dielektrik Elastomer Aktüatörler Fabrikasyon Süreci

Published: February 01, 2016
doi:
10.3791/53423
, , ,
1Microsystems for Space Technologies Laboratory,Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne

Summary

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.

Abstract

Bu katkı dielektrik elastomer dönüştürücüler (DETs) ait üretim süreci gösteriyor. DETs iki uyumlu elektrot arasına yerleştirilmiş bir elastomerik dielektrik dokudan oluşan gerilebilir kapasitörlerdir. Bu dönüştürücüler büyük tahrik suşları aktüatörler olarak kullanıldığında (300% alan suşu) ve bunların yumuşak ve uyumlu doğa elektriksel olarak ayarlanabilen optik, dokunsal geribildirim cihazların, dalga enerji hasat, deforme olabilen hücrenin de dahil olmak üzere geniş bir uygulama yelpazesi için istismar edilmiştir -kültür cihazlar, uyumlu tutucular ve biyo-ilham balık gibi zeplin ve tahrik. Çoğu durumda, DETs bir ticari markalı akrilik elastomer ve karbon tozu veya karbon yağ elle uygulanan elektrotlar ile yapılır. Bu kombinasyon viskoelastik sürünme ve kısa bir ömür boyu sergileyen olmayan tekrarlanabilir ve yavaş aktüatörler yol açar. Biz burada ince elastomer silikona dayalı DETs tekrarlanabilir üretimi için komple bir süreç akış sunuyoruzİnce silikon membranların membran bırakma ve on gerdirme, sağlam uyumlu elektrotlar, montaj ve test desen döküm dahil e filmler. Membranlar Yayım kolaylığı için bir suda-çözünür gözden çıkarılabilir tabaka ile kaplanmış esnek bir polietilen tereftalat (PET), substratlar üzerine dökülür. Elektrotlar, bir silikon matris içine dağıtılmış, karbon karaları taneciklerinin oluşur ve uygulanan üzerinde dielektrik dokudan yüksek bir yapışma sunmak uyumlu elektrotlar tam olarak tanımlanmış yol açan bir damgalama teknik kullanılarak desenli.

Introduction

Dielektrik elastomer dönüştürücüler (DETs) dolayısıyla lastik kapasitör 1 oluşturan, iki uyumlu elektrotlar arasında sıkışmış (genellikle 10-100 mikron kalınlığında) bir elastomerik dielektrik membran oluşan yumuşak cihazlardır. DETs çok büyük suşları üretme yeteneğine sahip aktüatörler olarak kullanılabilir, 2 yumuşak suşu sensörleri 3, ya da yumuşak güç jeneratörleri 4 (en 1,700% yüzey gerilme ortaya konmuştur). Aktüatörler olarak kullanıldığında, bir voltaj iki elektrot arasına tatbik edilir. Oluşturulan elektrostatik kuvvet (Şekil 1) 1 yüzey alanı kalınlığı indirgeme ve artan dielektrik membran sıkar. Tahrik düzeneğine ek olarak, aynı temel yapı, (ince esnek bir membran ve esneyebilen elektrotlar) mekanik deformasyon ile indüklenen kapasitans değişikliği yararlanarak, şekil değiştirme sensörü veya enerji hasat cihazı olarak kullanılabilir. Dielektrik elastomer a tarafından oluşturulan büyük suşlarıctuators (DEAS) ve yumuşak ve uyumlu bir doğal tür balık benzeri zeplin 8 ilham biyo elektriksel olarak ayarlanabilen lens 5, döner motor 6, deforme olabilen hücre kültürü cihazları 7, ve tahrik gibi birçok uygulamalar için kullanılmaktadır.

Çok büyük tahrik suşları 1 sergilemek gösterdi olmuştur çünkü çoğu DETs literatürde rapor, dielektrik elastomer zar olarak VHB adlı 3M tescilli akrilik elastomer filmi kullanın. Film formunda bu malzemenin kullanılabilirliği (harekete zorlanma kenara), bu tür kendi tepki hızını sınırlayan mekanik kayıplar ve viskoelastik sürünme gibi önemli sakıncaları bir dizi olsa bile, aynı zamanda DET uygulamalar için yaygın olarak kullanılan önemli bir faktördür küçük bir çalışma sıcaklığı aralığı ve kocaman bir eğilimi. Buna karşılık, silikon elastomerler, aynı zamanda 1000 kat daha hızlı bir yanıt hızı ile cihazlara yol DETs dielektrik zar olarak kullanılabilirnedeniyle çok azaltılmış mekanik kayıplar 9 akrilik elastomerler, daha. Buna ek olarak, ek tasarım özgürlüğü verir sertliklerine geniş bir ürün yelpazesi içinde bulunmaktadır. Bununla birlikte, silikon, genellikle DETs kullanılmak üzere ince zarlarına uygulanması gereken yapışkan bir baz formunda, satılmaktadır. Diyaframın kalınlığı serbestçe seçilebilir ve üretici tarafından değil olarak önceden yapılmış filmler için olduğu gibi, ancak, bu, henüz serbestlik ek derecesi sağlar.

Bu protokol bir dielektrik elastomer aktüatör imalatı gösterir. Bununla birlikte, aynı zamanda enerji hasat cihazları ve şekil sensörleri de dahil olmak üzere daha geniş bir anlamda bir dielektrik elastomer dönüştürücüler, imalatı için bir değişiklik için çok az uygulanabilir. Burada suda çözünür gözden çıkarılabilir tabaka ile kaplanmış esnek PET yüzeylerde ince (10-100 um) silikon filmlerin geniş bir alanı (A4) dökme için bir yöntem sunulmaktadır. Kurban tabaka kuvvetleri req azaltırBöylece serbest bırakılması sırasında membranın mekanik deformasyon azaltarak, alt tabakadan silikon zarı ayırmak için edinilmiş. Filmin deformasyon nedeniyle strese bağlı yumuşatıcı (Mullins etkisi) için anizotropik mekanik özellikleri neden olabilir ve bu nedenle de 10 kaçınılmalıdır. Elektrotlar bir DET ikinci kilit bileşenidir. Onların rolü Elastomerik membran yüzeyinde elektrik yüklerini dağıtmaktır. Güvenilir bir aktüatörü üretmek için, elektrotlar, bozundurucu çatlama delaminating, veya iletkenlik kaybetmeden 20% 'den daha yüksek bir tekrar suşları dayanabilmesi gerekir; mekanik yapısı 11 kuvvetlendirecekti olarak ayrıca, onlar uyumlu olmalıdır. Uyumlu elektrotlar yapmak için var farklı teknikler arasında, el-uygulamalı karbon siyahı parçacıkları ya da karbon gres iki en yaygın olarak kullanılan yöntemler 11 vardır. Bununla birlikte, bu yöntemler, çok az olumsuz yönleri vardır: elle uygulama cihazının küçültülebilmeleri önlenmektedirs, tekrarlanamadı sonuçlara yol açar ve zaman alıcıdır. Buna ek olarak, karbon tozu veya yağ zara bağlı değildir ve bu yöntem ile üretilen elektrotlar aşınma ve mekanik aşınmaya tabi tutulur. Ayrıca, yağ halinde, bağlanma sıvısı dielektrik dokudan içine nüfuz ederler ve mekanik özelliklerini değiştirebilir. Enkapsüle karbon tozu veya gres elektrotların ömrü dolayısıyla oldukça kısadır. Burada, bu şekilde 0,5 mm'ye özelliklere sahip hızlı ve yeniden üretilebilir bir desen hassas elektrotlar sağlayan, hassas bir tasarım yumuşak silikon damga vasıtasıyla zara transfer edildiği bir damgalama tekniği isimli tampon baskı ile uyumlu elektrot model vermenin sunulmuştur. Uygulanan çözelti, onları çok esnek ve mekanik aşınmaya karşı dirençli ve yıpranmaya kılmak suretiyle, bir elastomerik zara güçlü yapışma ile tedavi elektrotlara gelen, uygulama sonrasında çapraz-bağlanmış olan bir silikon matris içinde karbon siyahının bir karışımından oluşur.

Aşağıdaki protokol tam desenli uyumlu elektrotlar ile hızlı ve güvenilir DEAS üretimi için gerekli olan tüm adımları açıklar. Bu elektrotlar, montaj, elektrik bağlantısı ve test membran döküm ve on gerdirme, desenlendirme ve hizalama içerir. Şekil 2 'de gösterildiği gibi video amaçla, bir dişli şeklindeki elektrot ile basit bir düzlem aktüatörü imal. Motor, iki uygun elektrot desenli olduğu bir membran tutucu üzerinde gerilmiş ince silikon membran oluşur. Gibi bir otomatik mekanizma çerçevesi sonra alt elektroda elektriksel teması sağlamak için eklenir. 3 aktüatörün farklı bileşenlerle montaj takımımın bir dağıtılmış görünüşünü göstermektedir. Video gerçekleşen cihaz DEAS temel prensibini gösteren dışında hiçbir pratik uygulama olmasına rağmen, özel uygulamalar hedefleyen farklı aktüatörler gibi aynı işlemi kullanılarak yapılmıştırvb yumuşak kıskaçlar, ayarlanabilir lensler, ayarlanabilir mm dalga faz kaydırıcı olarak

Protocol

1. Silikon Membran Üretim Kurban tabaka döküm Rulodan yüksek kaliteli 125 um kalınlığında bir PET 400 mm uzunluğunda tabaka kesin. (Ağırlık içinde% 5 izopropanol, poli akrilik asit) geçici çözeltisi hazırlayın: izopropanol arada 32 g ve 50 ml plastik bir tüp içinde poli akrilik asit solüsyonu (su içinde% 25), 8 gr karıştırın. İyice sallayın. Izopropanol ile emdirilmiş tüysüz ücretsiz mendil ile PET substratı temizleyin. Izopropanol ile emdirilmiş tüysüz ücretsiz mendil ile vakum tablo temizleyin. Vakum masaya PET substratı Lay ve vakum pompası açın. Görme hiçbir büyük toz parçacıkları vakum masa ve PET maddesi arasına sıkışıp emin olmak için vakum tablo inceleyin. Toz parçacıkları tespit edilirse, önceki temizlik adımları tekrarlayın. Izopropanol ile emdirilmiş tüysüz ücretsiz mendil ile PET maddesi üst yüzeyini temizleyin. Profil çubuk a yerleştirin5 mm / sn otomatik film kaplayıcıya ve set kaplama hızına pplicator. Profil çubuğun önünde gözden çıkarılabilir tabaka, 2 ml solüsyon koyun ve kaplayıcı makineyi çalıştırın. Profil çubuk kaplayıcı dışında PET tabaka lift o sona ermiş ve bir tüy bırakmayan ücretsiz sıcak suya batırılmış mendil ile silerek temizleyin zaman. Film aplikatör geri çekin ama vakum pompası çalışmasına izin ve vakum plaka üzerinde PET alt tabakayı bırakın. 2 dakika boyunca hava içinde tabaka kurumaya bırakın. Silikon membran döküm 80 ° C'ye isitin. Silikon baz 15 g bir karıştırma kabına çapraz bağlayıcı 1,5 g ekleyin. Viskozitesini azaltmak için bir silikon çözücü 10 g ekleyin. Bir planeter karıştırıcı ile, silikon karışımı karıştırın. 2200 rpm'de 2000 rpm'de 2 dakika karıştırma döngüsü artı 2 dakika gaz alma döngüsü kullanın. 225 mikron evrensel aplikatör yüksekliğini ayarlayın. PET levha üst ve set t aplikatör yerleştirino 3 mm / sn aplikatör hızını filme. Transferi bir şırınga ile PET maddesi üzerine karıştırma pot silikon karışımı 15 ml. Tam PET maddesi (Şekil 4A) üzerinden silikonu uygulamak için otomatik aplikatör başlatın. Pompayı kapatın ve 5 dakika döküm tabakasının çözücü buharlaşması izin için bekleyin. 80 ° C'de 30 dakika süre ile bir fırında bir cam plaka üzerine bir membran ve yerine aktarın. Izopropanol ile emprenye havsız mendil ile aplikatörü ve vakum plaka temizleyin. 30 dakika sonra, fırından membran kaldırmak kirletici yüzeyi korumak için ince bir PET folyo ile 5 dakika daha oda sıcaklığında soğumaya ve kapak bırakın. Elastomerik membran 2. Yayın ve Ön gerilme Prestretch destek fabrikasyon Kuru silikon transferi yapıştırıcının rulodan bir A4 boyutunda dikdörtgen kesin. Tek o kaldırEl koruyucu kuru silikon transferi yapışkan kapakları ve f uygulama sırasında kabarcıklarının oluşumunu önlemek için özen, bir A4 asetat film üzerine yapıştırıcıyı uygulayın. Bir bilgisayar nümerik kontrol (CNC), lazer gravür üreticinin protokolüne göre (Şekil 4B) kullanarak yapışkan kaplı şeffaf film içine prestretch destek deseni kesin. Membran destek fabrikasyon Kuru silikon transferi yapıştırıcı rulo 290 mm dikdörtgen bir 500 mm kesin. Soyma uzaklıkta kuru silikon transfer yapışkanı koruyucu kapakları on ve 3 mm kalınlığındaki bir poli (metil metakrilat) üzerine lamine folyo (PMMA) plaka. PMMA çerçevede, dış çapı 52 mm ve membran sahipleri olarak hizmet verecek iç çapı 44 mm kesme halkaları. Membran bırakma Daire içine çap 55 mm adım 1 dökme silikon membran / PET tabaka sandviç Cuteter, üreticinin protokolüne uygun olarak, bir CNC lazer gravür (Şekil 4B) ile ve koruyucu bir film soyarak. Yapışkan silikon yüzeye (Şekil 4C) ile temas halinde olduğu şekilde, aşağı kesim silikon membran daire yapışkan yüzüne destekleyen prestretch lazer kesim sabitleyin. Kaynar su banyosu hazırlayın ve içine takımını (silikon membran ve yapışkan destek) daldırın. Batık iken, nazikçe ve yavaşça PET tabaka uzakta silikon zarı (Şekil 4D) dan soymak. Su banyosu silikon membran kaldırmak ve havada kurumaya bırakın ya da hızlandırmak için kurutma işlemi azot silah kullanın. Membran kalınlığı ölçümü ve prestretch Üreticinin protokolüne uygun bir iletim interferometresi zarın kalınlığı ölçülür. 45 mm'lik bir çapa prestretcher ayarlayın ve prestr yersedye parmaklar etch destek-silikon membran, aşağı yapışkan tarafı. Sedye parmaklar (Şekil 4E) arasındaki prestretch desteği kesti. Equi-çift eksenli prestretcher halka saat yönünün tersine (Şekil 5) döndürerek bir faktör 1.3 (% 30 prestretch) tarafından membran prestretch için 58.5 mm prestretcher çapı artırın. Yapışkan açığa PMMA zar sahibinden kapak filmi çıkarın ve Önceden gerilmiş membran yüzeyinde (Şekil 4F) üzerine PMMA zar tutucu sopa. Sedye gelen Önceden gerilmiş membran kaldırmak için zar tutucu etrafında kesin. Bir iletim interferometresi ile Önceden gerilmiş membran son kalınlığını ölçün. Tampon Baskı ile 3. Desenlendirme Uyumlu Elektrotlar İletken mürekkebin hazırlanması 125 ml'lik plastik karıştırıcı kapta, w, siyah 0,8 gr karbon koyuni 16 g izopropanol ve 12 mm çapında 6 adet çelik topları. Bir planeter karıştırıcı içinde, 10 dakika boyunca 2000 rpm'de karıştırın. 4 gr silikon elastomer bölüm A, 4 gr parça B ve 16 gr izooktan ekleyin. Bir planeter karıştırıcı içinde, 10 dakika boyunca 2000 rpm'de karıştırın. Tampon baskı makinesinin Kur Manyetik bloğu (Şekil 4G) istenilen elektrot desen klişe takın. Iletken silikon bazlı mürekkeple mürekkep haznesi doldurun. Mürekkep dolu mürekkep haznesi üstünde klişe bloğu (manyetik blok üzerinde sabit klişe) yerleştirin ve makineye derleme yükleyin. Makinede silikon pedi sabitleyin. Hizalanma Yazıcı tabanındaki hizalama plakasını (Şekil 4H) yerleştirin. Üreticinin protokolüne göre hizalama plaka üzerinde elektrot tasarımı uygulanacaktır tampon baskı makinesinde baskı döngüsü başlatın. Görmebasılı elektrodun örtüşme ve hizalama plakasının kazınmış referans yapısını inceleyin. Herhangi bir hiza düzeltmek için xy-θ sahne taşıyın. Hizalama plaka temizleyin ve başka elektrot yazdırın. Görme referans yapısı ile uyum incelemek ve referans yapısı (Şekil 4H) üzerine baskılı desen mükemmel bir süperpozisyon elde edene kadar bir platform konumu ve baskı elektrotlar hareket devam. Uyumlu elektrotlar yazdırma Yazıcı üssüne Önceden gerilmiş membran yerleştirin. Tampon baskı makine üzerinde zar üst kısmında (Şekil 4I) elektrodu damga baskı döngüsü başlatmak. Yaklaşık 4 um yeterli bir elektrot kalınlığı elde etmek için iki kez membran basar. Yazıcı tabanından zarını çıkarın yazıcı bazında sonraki Önceden gerilmiş membran yerleştirin ve tüm Önceden gerilmiş mem kadar baskı işlemini tekrarlayınbrane'ler damgalı. 30 dakika boyunca 80 ° C'de bir fırın içinde damgalı elektrot ile membranlar yerleştirin. 30 dakika sonra, fırından membranlar kaldırmak. Ters Yazıcı tabanı üzerinde yazılı membranların birini zar arka yüzünü açığa yerleştirin. Desen alt elektrot baskı döngüsü başlatmak. Yazıcı tabanından zarını çıkarın yazıcı bazında sonraki membran yerleştirin ve tüm membranlar her iki tarafta damgalı kadar baskı işlemini tekrarlayın. Çapraz bağlantı 30 dakika taban elektrodu boyunca 80 ° C'de bir fırında membranlar yerleştirin. 4. Elektrik Bağlantıları Oluşturma Membran yuvasına (cf 2.2) için kullanılan aynı PMMA plakasında aktüatör için çerçeveyi tutan bir CNC lazer gravür kullanarak olarak hizmet verecek Kes aktüatör çerçeveler. Peel-off aktüatör çerçevesinin üstüne yapışkan destek. Alt elektrot ile temas eder ve bir elektrik teması sağlamak için çerçevenin tarafına katlanır aktüatör çerçeve (Şekil 3) bir parçası iletken bant 18 mm x 2.5 mm parça uygulanır. Membran tutucu içindeki aktüatör çerçevesini kaydırın ve yavaşça aktüatör çerçevesinin yapıştırıcı sopa parmaklarıyla zarı basın. Bir neşter ile membran tutucu ve aktüatör çerçeve arasındaki sınırda zarı kesme ve eski kaldırın. Üst elektrodun temas bölgesi üzerinde 18 mm x 2.5 mm iletken bant ikinci parçası uygulayın. Bir elektrik bağlantısı için iletken bandın her parçası üzerinde bir tel yerleştirin. Bir yüksek gerilim kaynağına iki teli bağlayın ve 2 kV genlikli bir 2 Hz kare sinyali uygulayın. Cihazın periyodik genişleme gözlemleyin.

Representative Results

Silikon membran döküm Silikon membranlar PET maddesi salınır ve (adım 2.2 sonunda), bir çerçeve üzerinde bağlantısız sonra, kalınlıkları 6 Şekil. Iletim interferometre, örneğin ölçülen genişliği boyunca bir silikon tabakasının kalınlığı homojenliğini gösterir edilebilir 1 mm / sn bir döküm hızında 3 farklı etkin aralık yüksekliklerine (50, 100 ve 150 um), 200 mm PET alt-tabakanın (not uygulama PET maddesi daha geniş olduğu için bu, ilgili uygulama dinlenme ayak Şekil 4A'da görüldüğü gibi PET maddesi kendisinde vakum olup. aplikatör ve alt-tabaka arasında etkili bir aralık uygulama yüksekliği eksi PET alt-tabakanın kalınlığına eşittir. 125 um Örneğin, bir alt-tabaka ve PET protokolü kullanılan 225 um'lik bir uygulama yüksekliği), 100 um etkili bir boşluk olur. İçin50 mikron etkili boşluk yüksekliği, silikon tabakanın sol ve sağ tarafı arasında bir açık yükseklik farkı vardır. Uygulayıcının yüksekliği sol ve sağ tarafta elle yapılması gerekir, çünkü bu ve bazı hata kaçınılmazdır. Ancak, aplikatörün dikkat ayarı ile, genellikle 100 um etkili bir aralık yüksekliğinin (σ = 0,81 um) için durum az 1 um bir kalınlık standart sapma ile membranlar elde. Aplikatör yüksekliği çok büyük olduğunda 150 um (Şekil 6) arasında etkili bir boşluk döküm zarın görülebildiği gibi, dalgalılık, silikon karışımının çözücü buharlaşmasıyla meydana gelen membran görünmesini başlar. Elde edilen kuru film kalınlığına ve uygulama yüksekliği arasındaki ilişki silikon karışımının ve döküm hızına bağlıdır. Bu yazıda kullanılan silikon karışımı, 2-parça silikon oluşur ve bir çözücü vi azaltmak içinKarışımın scosity. Çözücü sertleşmeden önce membran buharlaşır gibi, film kalınlığının bir tahmin silikon karışımı içinde katı hacim fraksiyonu etkili bir boşluk yüksekliği çarpımı ile elde edilebilir. Bununla birlikte, bir menisküs oluşmasını ve beklenenden daha ince bir kalınlığa gelen uygulayıcının arka dinamik etkileri vardır. Boşluk yüksekliği ve elde edilen kuru membran kalınlığı arasındaki ilişki döküm hızı, aplikatör yüksekliğine bağlıdır ve aplikatör şekli ile. Şekil 7 bu parametreler nasıl etkilediğini göstermek için membranlar farklı hızlarda ve yüksekliklerde dökülmüştür bir deney sonuçlarını gösterir kuru film kalınlığı. Bu yüksek hızlarda, döküm ince zarlara yol açtığı ve hız etkisi aralık yüksekliği arttıkça daha belirgin hale gelir olduğu görülebilir. Aktivasyon Performansı Burada imal aktüatör kuv ile karakterize ediliruygulanan voltajın bir fonksiyonu olarak dişli-benzeri elektrodun dış çapa ing. Sabit standın üzerine bir kamera gerilimi arttıkça aktüatör fotoğraflarını çekmek için kullanılır. Görüntüler aktüatör genişlemesini ölçmek için bir görüntü işleme komut (Vizyon, National Instruments) ile analiz edilir. Bu elektrodun gibi cog dış çevresine bir daire (Şekil 8) takarak yapıldı. Rahat durumdan dairenin çapı artışı (örneğin, rahat bir aktüatör çapı tarafından bölünen herhangi çalıştırılan çap) çapsal bir esneme olarak sunulmuştur. Aynı kalınlığa (34,5 um) iki ayrı aktüatörler Sonuçlar Şekil 8'de gösterilmektedir. Her iki cihaz 4 kV bir harekete geriliminde% 10 çapsal esneme ile aynı şekilde yerine getirir. Aktüatörün cevap hızı yaklaşık% 4 bir suşuna gelen, 3 kV 2 Hz kare sinyal uygulanarak ölçüldü. Actu genişlemesiator 0,25 msn bir zaman çözünürlüğü ile yüksek hızlı bir kamera ile çekildi. Yükselen kenar sonra voltaj tetik önce 200 kare (50 msn), 200 kare ile, yakalandı. Daha sonra zamana bağımlı deformasyon ayıklamak için analiz görüntüleri (Şekil 9). Yükselme zamanı (son deformasyon% 90 ulaşmak için gereken süre) 3.75 msn, ve hangi saatlerini yükselmesi akrilik elastomerler, membranların olarak kullanıldığında gözlenir aksine ne gözlenebilir viskoelastik sürünme, öncesi ve gerilim aşamasından sonra orada saniyelik birkaç yüz, genellikle 12 görülmektedir. Diğer cihazlara proses akışının uygulanması Bu makalede üretilen aktüatör eden üretim süreci, hem de bir gerilim uygulanması üzerine elektrot yüzey alanında bir artış ile, bir DEA temel çalışma prensibi gösterilmiştir, ve bu nedenle bu eğitim için iyi bir gösterimidir. Bununla birlikte, buaktüatör bir DEA harekete prensibini gösteren başka hiçbir belirli bir amacı vardır. Bununla birlikte, burada sunulan işlem çok yönlüdür ve özel uygulamalar yönelik seçenek dönüştürücüler ve çeşitli üretmek için kullanılabilir. Biz burada biz aktüatör dayalı sunulan metodoloji kullanılarak imal geliştirilen uygulamaların bir kaç seçilmiş örnekleri sunuyoruz. Yumuşak biyo-ilham ayarlanabilir lens (Şekil 10A) imal edilmiştir. Bu az 200 mikro-saniye 9'da% 20 odak uzaklığının değiştirilmesi yeteneğine sahiptir. Cihaz, yeterli malzeme ve iyi imalat süreçlerinin kombinasyonu hızlı tepki hızları ve uzun ömürlü olan DEAS neden olduğunu göstermektedir harekete performansı gözle görülür azalma olmadan 400 milyondan fazla döngüleri için harekete geçirilebilir. Benzer geometri lensleri ancak VHB bant genişliği daha küçük büyüklük fazla 3 emir var yaygın olarak kullanılan ticari akrilik elastomer kullanılarak yapılan <s> 9 kadar. Ped baskı ile uyumlu elektrotlar desenlendirme böylece aynı zar üzerinde bağımsız küçük ölçekli elektrotların imalat sağlayan çok hassas tanımlı elektrotlar yapma olanağı sağlar. Bu, üç elektriksel olarak bağımsız elektrotlar (Şekil 10B) içeren bir DEA tabanlı döner motor imalatı ile gösterilmiştir örneğin şöyledir. Motorun merkezinde ekseni ve dayanıklı kütle 1500 rpm 13 dönmeye olabilir. Motor kavramı da güvenilir çalıştırıcıları üretebilir tampon baskı göstermek için ileri itti olmuştur. Kendinden Geçirme haddeleme robot dairesel bir parça (Şekil 10C) boyunca tur çalıştırmak için inşa edilmiştir. Robot 15 cm / sn 13 ortalama hızda fazla 25 km gitti. Bu işlem (ya da bunun küçük farklılıklar) ile üretilen diğer uygulamalar deforme olabilen, hücre kültür sistemleri 14, Dielektrik elastomer jeneratörler bulunmaktadır <s> 15 yukarı, çok kademeli yumuşak kıskaç 16 veya ayarlanabilir mm dalga radyo frekansı faz kaydırıcılar 17. Dielektrik elastomer aktüatörler Şekil 1. Temel prensip En:. En basit şekliyle (1A), DEA iki uyumlu elektrotlar arasında sıkışmış bir yumuşak elastomer membran oluşur. DC gerilim, elektrotlar arasındaki uygulandığı zaman elektrotlar bir kalınlık azalmasına ve bir yüzey genişlemesine yol açan, bir membran çabucak sıkacak bir sıkışma stresi yarattığı üzerine (1 B), elektrostatik yükler getirdi. Alt: (2A) protokol açıklanan ayar elemanı, bir çerçeve üzerinde uzatılmış bir membran içerir. Dairesel elektrotlar veya elektrik bağlantısı sağlamak için zarın sınırına uzantılı zarın her iki tarafında bulunmaktadır. Aktif area iki elektrot üst üste bölge, yani merkezde daire olduğunu. Bir gerilim uygulandığında (2B), elektrostatik kuvvet zarı sıkıştırır. Bu, aktif bölgede membran kalınlığında bir azalma ve elektrot yüzeyinin bir artışa neden olur. Membran önceden gerilmiş olduğundan, elektrodun etrafında pasif bölge, merkezi aktif bölgenin genişleme karşılamak için gevşer. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız. . Şekil bu protokolde imal 2. Demonstrator aktüatör Sol: Bir çerçeve üzerinde sabitlenmiş bir gerilmiş silikon membran içeren bitmiş cihaz, uyumlu elektrot çifti her iki zarın iki tarafında ve elektrik bağlantıları desenli. Right: bekleme durumu (siyah) gösteren kompozit görüntü ve aktif devlet (camgöbeği). Yapının çapı bir% 10 artış elektrotlar genelinde uygulanan 4 kV ile izlenmektedir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız. Şekil 3. aktüatör görünümünü Exploded. Videoda üretilen çalıştırıcıyı oluşturan farklı bileşenleri. Membran tutucu Önceden gerilmiş silikon membran muhafaza ve elektrot baskı aşaması esnasında zar işlemek için kullanılır. Elektrotlar tedavi edildikten sonra, aktivatör çerçeve membranı tutucu içine yerleştirilebilir ve aktüatörü tutmak için bir çerçeve parçası ve alt elektrod aracına bir elektrik temas hem de sağlamaktadır. Membran aktüatör çerçeveye sabitlendikten sonra, membrane tutucu çıkarılabilir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız. Üretim işleminin Şekil 4. bakış. Bir otomatik film uygulama kaplayıcı kullanılarak silikon membran (A) Döküm. Tedavi silikon membran ve prestretch desteklerin (B) Lazer kesim. (C) prestretch destek silikon membran yerleştirilmesi. Sıcak suda PAA kurban tabakanın eriterek PET maddesi silikon membran bırakılması (D). Parmak bağlama prestretch destek bölümlerinin (E) kesme. (F) Prestretch ve membran yüzeyine membran yuvasının yapışan. (G) Klişe koşul ile doluuctive mürekkep. (H) Lazer içerlek rakam iyi hizalanmış elektrodun örneğini gösterir, elektrot hizalama kazınmış. (I) Silikon membran damgalı elektrot ile. (J) Biten bir cihaz. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız. Membran prestretcher Şekil 5. Çalışma prensibi. (A) Çeşitli metal parmaklar plastik bir halka eklenmiş ve uzunlukları boyunca bir doğrusal (radyal) bir şekilde hareket ettirmek için sınırlıdır. Halka dairesel hareket kısıtlanır. Plastik halka parmak metal pimler bulundukları içine içine işlenmiş yuvaları, çeşitli kavisli etti. Parmakların kenarını saran bir dairenin yarıçapı R1 . (B) prestretcher anulus parmak sınırlayıcı dairenin yarıçapını arttırarak, saat yönünün tersine, parmaklar aynı anda tercüme döndürülmüş R 2 R 1 den kenarları olan. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız. Döküm silikon tabakaların Şekil 6. kalınlığı homojenlik. 200 mm PET alt-tabakanın genişliği boyunca vulkanize silikon membran kalınlığı ölçümü, uygulayıcının, üç farklı aralık ayarları için. Döküm hızı 1 mm / sn dir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız. İçerik "fo: keep-together.within sayfa =" always "> Döküm parametrelerinin bir fonksiyonu olarak 7. Kuru film kalınlığı Şekil. Kuru film kalınlığı hacimce% 62 katı içerikli bir silikon-çözücü karışımı için farklı aplikatör yükseklikleri ve hız için elde edilmiştir. Daha yüksek hız, eşit aplikatör ayarları için ince zarlara açar ve artan membran kalınlığı ile hız artar etkisi. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız. Şekil göstericinin 8. çalıştırılması. 34,5 um (prestretch sonra) bir kalınlıkta olan iki cihaz uygulanan voltajın bir fonksiyonu olarak dış çaptan uzanır. Yaklaşık 1 çapının artış% 0 maksimal uygulanan gerilimde gözlenmektedir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız. Bir voltaj adımı girişine Şekil 9. Şekil değiştirme tepkisi. Kare, 3 kV 2 Hz sinyali yaklaşık% 4 (Şekil 8 e bakınız) bir yük üreten cihaza uygulanır. Alan genişletme saniyede 4000 kare bir yüksek hızlı kamera ile izlenmektedir. Aktüatör nihai boyutunun% 90 ulaşması için daha az 4 msn sürer. Geçişten sonra, aktüatör boyutu sabit kalması ve viskoelastik sürünme görünmüyor öncesi ve. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız. <p class="jove_content" fo:keep-together.within sayfa "her zaman" => Sunulan işlem akışı ile yapılan 10. Dielektrik elastomer aktüatörler rakam. Bu belgede açıklanan metodoloji izleyerek yapılan dielektrik elastomer aktüatör üç örnek. Az 200 mikro-saniyeye% 20 odak uzunluğunu değiştirme yeteneğine sahip (A) Hızlı ve yumuşak ayarlanabilir lens. 1500 rpm'de dönen yetenekli (B) Döner elastomer mikro motor. (C) Kendi Geçirme haddeleme robotu. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Discussion

Şöyle fabrikasyon işlemi özetlenebilir. Membranın döküm için kullanılan PET maddesi uzerinde suda çözünür gözden çıkarılabilir tabakanın uygulanması başlayın. Bu durum potansiyel olarak zarın zarar verebilir salma işlemi esnasında aşırı deforme olmasını engeller. Silikon daha sonra ince bir tabaka halinde döküm ve bir fırın içinde kurutulmuştur. Silikon kaplaması ile A4 PET levha 55 mm çapında dairesel diskler halinde kesilmiş ve esnek prestretch desteklere kalmış. Prestretch destekler gözden çıkarılabilir tabaka, çözücü ve on gerdirme aşamaları esnasında zar işlemek için kullanılır. PET maddesi membranın ayırmak için, bu gözden çıkarılabilir tabakanın eritmek için sıcak su içine daldırılır. Bu işlem genel olarak zar önemli ölçüde üzerinde çekmeye kalmadan serbest sağlar. Membran ayaklı sonra, önceden gerilmiş olabilir. Ön gerilme mekanik çerçeveleri tutan sabitleme önce düzlem zarı germe oluşur. Bu adım oluşturduğuörneğin asistan olarak modu, harici gerilim zarında kuvvetleri ve düzlem dielektrik elastomer aktüatörler için gerekli olan, burada üretilen edilir. Protokol, eş-eksenli hem düzlem yönlerde, yani eşit germe değeri germe kullanın. Bununla birlikte, uygulamaya bağlı olarak, farklı bir on gerdirme yapılandırmalar tek eksenli (membran diğer yönde serbest bırakılır ise, sadece x veya y ekseni boyunca uzanan) ya da anizotropik (x ve y boyunca farklı değerler) olarak kullanılabilir.

Bir teknik denilen tampon baskı tam desen tam olarak zar üzerinde mm boyutunda elektrotlar tanımlamanızı sağlar Önceden gerilmiş silikon membran üzerinde uyumlu bir elektrot kullanılır. Bu işlemde, mürekkep, bir klişe (tasarım zar 13 aktarılmadan önce, kazınmış baskılı ve daha sonra düzgün bir silikon damgasıyla klişe alınmayı hangi bir çelik levha) bir doktor bıçağı ile uygulanır. Hiçy tasarımı kendi klişe gerektirir. Bunlar geometri elektronik çizim onları üreten özel şirketlerin, sipariş edilebilir. Bir gerilebilir iletken elektrot yapmak için, bir polimerik matris içinde 18,19, tozu dağıtmak homojen siyah karbon yığılmaları kırmak ve iyi bilinen bir tekniktir bilyalı öğütme, kesme kuvvetleri kullanılarak bir silikon matris içinde karbon karası dağıtılır.

Yazdırırken, tasarım membran çerçeveye bir hassas konumlandırma ve yönlendirmesinden yazdırılır önemlidir. Bunu yapmak için, hassas bir xy-θ sahne ve bir hizalama kullanın. Hizalama, membranın çerçevenin aynı şekil PMMA bir parça olup, bir CNC lazer gravür kullanarak yüzey üzerine, asitlenmiş elektrot bir tasarıma sahiptir. Membran üzerine yazdırmadan önce biz hizalamasını kontrol etmek hizalama plaka üzerinde yazdırın. Baskılı tasarım kazınmış tasarımı uymuyorsa iki tasarım Overl kadar xy-θ sahne ayarlamakap (Şekil 4 H). Protokolde, üst ve alt elektrot aynı tasarıma sahip, bu yüzden tampon baskı makinesi, iki elektrot uygulamalar arasında dokunulmaz edilebilir. Bununla birlikte, bazı durumlarda, elektrotlar geometrileri üst ve alt elektrot için farklıdır. Zarlar (adımlarla 3.4.3 ile 3.4.4 arasında, yani) Üst elektrot sertleşmesi için fırında iken bu durumda, yerine düzenlenen klişe bloğu (klişe oluşan takımını kaldırmak için gerekli olan tampografi makineden inkpot ile manyetik blok) üzerinde. Daha sonra yüklü klişe taban elektrodu tasarımlı biri için değiştirilmelidir. Klişe bloğu taşındı, çünkü ikinci elektrot tasarımı ile kazınmış bir hizalama plaka kullanarak yeni bir hizalama işlemini (adım 3.3) yapılması gerekmektedir. Her iki elektrot tatbik edildikten sonra, bunlar ön ücretleri sağlayan bir dış tahrik devresine bağlı olmasına gerekya da harekete geçirme. Uyumlu elektrotlar ve sürüş elektronik arasındaki elektrik bağlantılarını yapmak için farklı çözümler vardır. Burada, prototip için çok uygundur bir yöntem, yapışkan kaplı çerçeveleri ve iletken bant (Şekil 3) kullanılarak gösterilmiştir. Toplu üretim için, bakır yastıkları elektrotlar temas ile baskılı devre kartlarına kullanımı daha iyi bir alternatif (ticari PCB ile yapılan bir cihazın bir örnek için Şekil 10A bakınız).

Süreç akışının adımların çoğu ticari ekipman veya ürünleri kullanın. Iki istisna silikon membranların ve on gerdirme adımlar kalınlığının ölçümüdür. Kalınlık ölçümü için, bir paralel beyaz ışık kaynağı (spot boyutu <1 mm) membran geçme ve bir spektrometre tarafından toplanan oluşan ev yapımı beyaz ışık iletim interferometre kullanın. Bir fu olarak iletilen ışık şiddeti girişim saçaklar dönemidalga boyu nction zar 20 kalınlığının hesaplanması için kullanılmaktadır. Diğer yöntemler kalınlığını ölçmek için kullanılabilir olduğunu, fakat bunlar tahribatsız olmalıdır ve ideal olarak temassız çok ince zar deforme önlemek için. Membranların ön germe için, radyal yerinden olabilir 8 metalik parmakları oluşan ev yapımı radyal prestretcher kullanın. Prestretch destek sedye (Şekil 4E) parmakları takılıp böylece bir zar prestretch için, parmak içeri doğru hareket ettirilir. Membran prestretch için, parmak bu nedenle etkili zarın on gerdirme biaksiyal equi yol silikon membran çapı artan, dışarı doğru taşınır. Sekiz parmak olan dönme parmak radyal ayrımı (Şekil 5) tanımlayan bir halka, bağlanır.

Burada sunulan bir önemli olan gibi bir etkin ve köklü akışını sahipSağlam ve güvenilir tekrarlanabilir cihazların imalatı. O seçme ve uygulama membranların özelliklerinin terzilik izin verdiği önceden yapılmış filmlerin satın karşılaştırıldığında, ince elastomer membranlar döküm, çok tasarım özgürlüğü verir. Silikon elastomerler halinde Örneğin, kopmada uzama sertliği ve farklı zincir uzunluğu ve çapraz bağlanma yoğunluğu ürünlerin seçilmesi ile seçilebilir, ve kalınlık döküm işlemi ayarlayarak değiştirilebilir. Son nokta önceden yapılmış filmler ile mümkün olmayan, bağımsız bir şekilde son membran kalınlığı ve prestretch seçmek için, örneğin sağlar.

En cihazlar aynı zar üzerinde aktif ve pasif bölgeler oluşur olarak yeteneği küçük ölçekte (alt mm cm) tam desen elektrot için, aynı zamanda DEAS için önemli bir gerekliliktir. Bu elektrot şekli kesin membran üzerine tanımlanmalıdır anlamına gelir. Buna ek olarak, elektrotlar her iki tarafına uygulanan gibi olmalıdırtam olarak belirlenmiş bir biçimin yanı sıra, elektrodlar da tam olarak membran üzerinde konumlandırılmalıdır: zarın, bu birbirlerine göre iki elektrot hizalamak için gereklidir. Burada sunulan damgalama işlemi bu iki gereksinimlerini karşılamaktadır. Sadece birkaç saniye bir elektrot yazdırmak için gerekli Üstelik, tampon baskı, hızlı bir süreç olduğunu ve aktüatörler kolaylıkla toplu işlenen bu yöntemi kullanarak olabilir. Elle uygulanan yaygın olarak kullanılan karbon gres veya gevşek toz elektrotlar aksine, bizim yaklaşım tam da uygulanır hangi zara güçlü bir yapışma sunmak elektrotlar tanımlanan yol açar. Bu aşınmaya karşı son derece dayanıklıdır ve zar 13 aynlmasının edilemez. Membran ile temas tek parça yumuşak bir silikon damga çünkü tampon baskı bir temas yöntemi olmasına rağmen, o ince ve kırılgan silikon zarları üzerinde mürekkep uygulamak için kullanılabilir. Ancak, mühür ve tarihleri ​​arasında bazı kaçınılmaz yapışma vardamga geri yukarı doğru hareket kez zarında hafif bir deformasyona neden e membran. Membran çok inceyse, bu zarın patlamasına yol açabilir. Bu etkin daha kalın 10 mikron membranlar için tampon baskı yönteminin uygulanmasını sınırlamaktadır. Ince zarlar için, temassız desen yöntemleri, mürekkep püskürtmeli baskı gibi, kullanılmalıdır.

DEAS fazla 15 yıldır üzerinde çalışılan olmasına rağmen, bugünün deas çoğu hala elle uygulanan gres elektrotlar ile birlikte hazır poliakrilat filmler dayanmaktadır. Bu el yapımı yöntemler DEAS zorlanma ve güç tüketimi bakımından DEAS ilginç performansa rağmen, sanayi tarafından sınırlı kabulü ile, laboratuvar prototip devlet çoğunlukla kalmasına neden olmuştur. Güvenilir üretim süreçleri zaten yayınlanmış olmasına rağmen, onlar adanmış otomatik kurulumları 21,22 ile elde edilen unprestretched, yığılmış kasılma aktüatör imalatı ilgilidir. Prkapsayabilecektir burada sunmak bir DEA imal etmek gerekli önemli adımlar tüm açıklar ve kolayca tanımlanmış bir hedef uygulama uyacak şekilde tatbik edilebilir çok yönlü çok amaçlı bir süreçtir akar.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

This work was partially funded by the Swiss National Science Foundation, grant 200020-153122. The authors wish to thank the member’s of our soft transducers group – past and present – for their contribution to the refining of our fabrication process flow.

Materials

High quality PET substrate, 125 um thick DuPont Teijin Melinex ST-506 low surface roughness and absence of defects
Isopropanol 99.9% Droguerie Schneitter
Poly(acylic acid) solution (25%) Chemie Brunschwig 00627-50 Mw=50kDa
Automatic film applicator Zehntner ZAA 2300 with vacuum table
Profile rod applicator Zehntner ACC378.022 22.86 um
Oven Binder FD 115
Dow Corning Sygard 186 silicone kit Dow Corning Sylgard 186 silicone used for casting membranes
Dow Corning OS-2 silicone solvent Dow Corning OS2 environmentally-friendly solvent. Mixture of 65% Hexamethyldisiloxane and 35% Octamethyltrisiloxane
Thinky planetary mixer Thinky ARE-250
container PE-HD 150 ml Semadeni 1972 Container to mix the silicone for the membrane
Medical grade 125ml PP wide mouth jar with cap  Thinky 250-UM125ML Container to mix the ink
Bearing-Quality steel balls 12 mm McMaster-Carr 9292K49
Universal applicator with adjustable gap Zehntner ZUA 2000.220
Transparency film for overhead projector Lyreco 978.758
Dry silicone transfer adhesive (roll) Adhesive Research Arclear 8932
poly(methyl methacrylate) plate 500mmx290mmx3mm Laumat Plexi 3mm
Prestretching rig "home made"
USB spectrometer for visible light Ocean Optics USB4000-VIS-NIR Spectrometer for the thickness measurement
Tungsten halogen white light source Ocean Optics LS-1 Light source for the thickness measurement
400 micrometer optical fiber Ocean Optics QP400-2-VIS-NIR Optical fiber on the spectrometer side for the thickness measurement
600 micrometer optical fiber Ocean Optics P600-2-VIS-NIR Optical fiber on the light source side for the thickness measurement
Carbon black Cabot Black Pearl 2000
Silicone Nusil MED-4901 Nusil MED-4901 silicone used in conductive ink
Pad-printing machine TecaPrint TCM-101
Thin steel cliché 100mmx200mm TecaPrint E052 100 200 Steel plate etched with the design you need to print. The etching is performed by the company selling the cliché.
96 mm inkcup TecaPrint 895103 Component of the pad printing machine in which the ink is contained
Soft silicone 30mm printing pad TecaPrint T-1013 Printing pad for the pad printing machine
60 W CO2 Laser engraving machine Trotec Speedy 300 To cut frames and foils
Carbon conductive tape SPI supplies 05081-AB For electrical connections to the electrodes
4 channels 5 kV EAP controller Biomimetics laboratory low power high voltage source to test the actuators. http://www.uniservices.co.nz/research/centres-of-expertise/biomimetics-lab/eap-controller
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Pelrine, R., Kornbluh, R., Pei, Q., Joseph, J. High-speed electrically actuated elastomers with strain greater then 100%. Science. 287 (5454), 836-839 (2000).
  2. Keplinger, C., Li, T., Baumgartner, R., Suo, Z., Bauer, S. Harnessing snap-through instability in soft dielectrics to achieve giant voltage-triggered deformation. Soft Matter. 8 (2), 285-288 (2012).
  3. Böse, H., Fuss, E. Novel dielectric elastomer sensors for compression load detection. Proc. of SPIE. 9056, 905614 (2014).
  4. Koh, S., Keplinger, C., Li, T., Bauer, S., Suo, S. Dielectric Elastomer Generators: How Much Energy Can Be Converted?. IEEE. ASME. Trans. Mechatron. 16 (1), 33-41 (2012).
  5. Carpi, F., Frediani, G., Turco, S., De Rossi, D. Bioinspired Tunable Lens with Muscle-Like Electroactive Elastomers. Adv. Funct. Mater. 21 (21), 4152-4158 (2011).
  6. Anderson, I., et al. A thin membrane artificial muscle rotary motor. Appl. Phys. A Mater. Sci. Process. 98 (1), 75-83 (2010).
  7. Akbari, S., Shea, H. R. An array of 100um x 100um dielectric elastomer actuators with 80% strain for tissue engineering applications. Sens. Actuators A-Phys. 186, 236-241 (2012).
  8. Jordi, C., et al. Large planar dielectric elastomer actuators for fish-like propulsion of an airship. Proc. SPIE. 7642, 764223 (2010).
  9. Maffli, L., Rosset, S., Ghilardi, M., Carpi, F., Shea, H. Ultrafast all-polymer electrically tuneable silicone lenses. Adv. Funct. Mater. 25 (11), (2015).
  10. Rosset, S., Maffli, L., Houis, S., Shea, H. R. An instrument to obtain the correct biaxial hyperelastic parameters of silicones for accurate DEA modeling. Proc. SPIE. 9056, 90560M (2014).
  11. Rosset, S., Shea, H. R. Flexible and stretchable electrodes for dielectric elastomer actuators. Appl. Phys. A Mater. Sci. Process. 110 (2), 281-307 (2013).
  12. Rosset, S., O’Brien, B., Gisby, T., Xu, D., Shea, H. R., Anderson, A. Self-sensing dielectric elastomer actuators in closed-loop operation. Smart Mater. Struct. 22 (10), 104018 (2013).
  13. Rosset, S., Shea, H. Towards fast, reliable, and manufacturable DEAs: miniaturized motor and Rupert the rolling robot. Proc. SPIE. 9430, (2015).
  14. Poulin, A., Rosset, S., Shea, H. Toward compression of small cell population: Harnessing stress in passive regions of dielectric elastomer actuators. Proc. SPIE. 9056, 90561Q (2014).
  15. McKay, T., Rosset, S., Anderson, I., Shea, H. Dielectric elastomer generators that stack up. Smart Mater. Struct. 24 (1), 015014 (2015).
  16. Araromi, A., et al. Rollable Multisegment Dielectric Elastomer Minimum Energy Structures for a Deployable Microsatellite Gripper. IEEE. ASME. Trans. Mechatron. 20 (1), 438 (2015).
  17. Romano, P., Araromi, O., Rosset, S., Shea, H., Perruisseau-Carrier, J. Tunable millimeter-wave phase shifter based on dielectric elastomer actuation. Appl. Phys. Lett. 104 (2), 024104 (2014).
  18. Awasthi, K., Kamalakaran, R., Singh, A., Srivastava, O. Ball-milled carbon and hydrogen storage. Int. J. Hydrogen Energy. 27 (4), 425-432 (2002).
  19. Leong, C. K., Chung, D. Carbon black dispersions as thermal pastes that surpass solder in providing high thermal contact conductance. Carbon. 41 (13), 2459-2469 (2003).
  20. . Transmission Measurements of Polymer Thin Films. Ocean Optics application note. , (2014).
  21. Lotz, P., Matysek, M., Schlaak, H. Fabrication and application of miniaturized dielectric elastomer stack actuators. IEEE. ASME. Trans. Mechatron. 16 (1), 58-66 (2011).
  22. Tepel, D., Hoffstadt, T., Maas, J. Automated manufacturing process for DEAP stack-actuators. Proc. SPIE. 9056, 905627 (2014).

Tags

SiliconeDielectric ElastomerActuatorFabricationMembraneSacrificial LayerPETCastingMixingCoatingVacuumApplicatorCrosslinkerViscosityDefect-freeClean Environment

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Rosset, S., Araromi, O. A., Schlatter, S., Shea, H. R. Fabrication Process of Silicone-based Dielectric Elastomer Actuators. J. Vis. Exp. (108), e53423, doi:10.3791/53423 (2016).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image