激光切割和PDMS固化键合制备低成本、简单的PMMA喷嘴

由 ty10086 提交于 周三, 08/25/2021 - 16:25
文章英文标题
Low Cost and Simple PMMA Nozzle Fabrication by Laser Cutting and PDMS Curing Bonding
正文
电流体动力( EHD )印刷可以在不使用任何掩模的情况下快速制作微米或纳米级线条，适用于工业应用中的小批量生产。但要求喷头应一次性使用，因为喷头容易被不清洗的油墨堵塞。CO2激光器是大多数低成本、高速度的聚合物中制备微扳手的优良工具。本文提出了一种基于激光切割和PDMS (聚二甲基硅氧烷)固化键合的低成本PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯)喷嘴制备方法。研究了厚度对PMMA基体最大应力和变形速率的影响，以减小激光切割后PMMA喷嘴的变形。为了避免热键合后PMMA喷嘴内的应力集中，提出了PDMS固化键合方法。研究了旋涂速度对PDMS厚度的影响。基于接触角对O2等离子体条件进行优化，以提高PMMA喷嘴的结合强度。EHD打印实验验证了所提喷嘴制造方法的实用性。
文章内容（英文）
Electrohydrodynamic (EHD) printing can rapidly fabricate micro- or nano-scale lines without employment of any mask, which is suitable for small volume production in industrial applications. However, it is required that the nozzles should be disposable since they can easily be blocked by the un-cleaned ink. CO2 laser is an excellent tool for fabrication of micro-trenches in most of polymers with low-cost and high-speed. This paper presented a low-cost PMMA (Polymethyl methacrylate) nozzle fabrication method based on laser cutting and PDMS (Polydimethylsiloxane) curing bonding. The influence of thickness on the maximum stress and deformation rate of PMMA substrate was investigated to decrease the deformation of PMMA nozzle after laser cutting. To avoid stress concentration in PMMA nozzle after thermal bonding, PDMS curing bonding method was proposed. The effect of spin-coating speed on PDMS thickness was studied. The O2 plasma conditions were optimized based on contact angle to improve the bonding strength of PMMA nozzle. The EHD printing experiments demonstrated the practicability of proposed nozzle fabrication method.
来源出处
Journal|[J]International Journal of Precision Engineering and ManufacturingVolume 22, 2021. PP 139-146
DOI
https://doi.org/10.1007/S12541-020-00436-3
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