微尺度计算机断层扫描 (μCT) 泄漏途径的成像,以优化无泄漏的3D打印流体
Rowan Leeder1, Kathryn E Rankin2, Adrian M Nightingale1
1Mechanical Engineering, Faculty of Engineering and Physical Sciences, University of Southampton, Southampton SO17 1BJ, U.K.
概括
微流体设备的3D打印可以通过专注于通道壁质量而不是填充来优化防止泄漏. 调整层高度和流速可以大大降低成本和制造时间.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 工程 工程师 工程师 工程师
- 流体动力学 流体动力学
背景情况:
- 化丝制造 (FFF) 是微流体设备的可访问的3D打印方法.
- 默认的FFF设置往往会导致微流体设备的泄漏.
- 了解泄漏的结构原因对于优化FFF至关重要.
研究的目的:
- 调查FFF打印的微流体器件中泄漏的结构原因.
- 确定优化打印参数对设备性能和泄漏的影响.
- 确定可靠和具有成本效益的微流体设备制造的关键参数.
主要方法:
- 结合微观计算断层扫描 (μCT) X射线成像与大规模泄漏测试.
- 分析了打印参数 (填充,层高度,流量) 和通道壁质量之间的关系.
- 通过参数优化量化节省时间和材料成本.
主要成果:
- 用FFF打印的设备的泄漏仅取决于通道壁质量,而不是填充率.
- 减少填充可以显著减少印刷时间和材料成本 (节省超过50%).
- 较小的层高度 (<0.1毫米) 和增加的流量 (>100%) 提高了通道壁的完整性,并防止泄漏.
结论:
- 优化道壁质量对于使用FFF制造的无泄漏微流体设备至关重要.
- 调整FFF参数可以大幅降低成本和时间,而不会影响设备的性能.
- 这项研究提供了一个数据驱动的方法,可靠和经济的微流体设备制造.


