制造复杂塑料微观结构的质量生产过程

厨具中的塑料零件,儿童玩具,甚至汽车通常都是通过成型工艺大量生产的。但是,很难看到大量产生复杂的塑料微分组件,因此您只能用显微镜看到它们,这很困难。

在5月22日的《美国国家科学院论文集》中亚博老虎机网登录马里兰大学化学教授John Fourkas及其小组报告了一种新技术的开发,该技术有望使复杂塑料微观结构的大规模生产成为常规的一步过程。

Fourkas说:“生产大物体的模具通常由两个或更多的碎片组成。”“这使得创建具有极其复杂形状的组件,例如,包括孔诸如孔 - 计算机键盘上的防尘架。但是,当您尝试使用相同的过程创建微观对象时,您会遇到许多问题,例如对齐模具的不同部分。”

为了解决质量产生的塑料零件的问题,该塑料零件比人头发的直径小,Fourkas的团队修改了一种称为微转移成型的技术。在此过程中,通过在原始物体上固定称为PDM的弹性物质(Bathtub填缝的主要组成部分)来制作模具,该物质附着在表面上。然后将硬化模具拆下并用于创建副本。

Fourkas说:“当原始物体包含闭环时,微转移成型的问题就会出现。”“想象一下,您想批量生产金门大桥的微观版本。该桥固定在其塔的表面上,形成一个封闭的环。PDM固化后,原始桥模式将被卡在其中。”

到目前为止,封闭环问题已通过层成层来解决。Fourkas说:“这种逐层技术只能用于塑造有限的结构,并且需要精确的每个模具对齐。”“我们意识到,我们可以利用PDM的属性,通常被视为一个问题,即它喜欢坚持自己。”

Fourkas团队在原始结构中创建了一个薄薄的PDM墙,有效地删除了任何闭环。“例如,在黄金大门上,我们将在整个桥模型的整个长度下方创建一个薄壁。这将使从原始物体中取出模具是可能的。” Fourkas说。然后,一旦模具免费,模具中的壁区域就可以通过轻柔的压力封闭,从而可以创建不包含墙壁的桥梁的副本。

Fourkas说:“这项技术令人兴奋的事情之一是,它大大增加了可以在单个成型步骤中创建的显微镜结构的范围。这代表了朝着由塑料制成的微型机器批量生产的重要一步。”

Fourkas团队最近还发明了一种成功的方法,将包括金属在内的广泛材料(包括金属)结合到由多光子吸收聚合(MAP)制造的微结构中。亚博网站下载

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