Injection molding of polymeric microfluidic devices
Polimer tabanlı mikro-akışkanlar-dinamiği cihazlarının enjeksiyon kalıplaması
- Tez No: 338196
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. BARBAROS ÇETİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Mikro-akışkanlar-dinamiği cihazlarının seri üretimi, kullan-at tip cihazların yaygın olarak kullanıldığı klinik teşhis ve biyoteknoloji alanları için büyük bir öneme sahiptir. Enjeksiyon kalıplama yöntemi iyi bilinen ve düşük maliyetli seri üretim için uygun bir yöntemdir. Bu çalışmanın amacı bütünleşik mikro-akışkanlar-dinamiği cihazlarının tekrarlanabilir, verimli ve hassas bir şekilde seri üretimini yapabilecek bir metot geliştirmektir. Bu amaçla, enjeksiyon kalıplama yöntemi mikro-akışkanlar-dinamiği cihazlarının seri üretimi için uyarlanmıştır. Tasarım sürecinde, sayısal deneyler Moldow® simulasyon programı kullanılarak yapılmıştır. Ürün kalitesini arttırmak için, tasarlanan kalıp yüksek hassasiyetli mekanik işleme yöntemiyle üretilmiştir. Klasik enjeksiyon makinası mikro-akışkanlar-dinamiği cihazının üretilmesi için adapte edilmiştir. Enjeksiyon kalıplaması farklı kalıp sıcaklıklarında uygulanmıştır. Enjekte edilen parçaların burkulma karakterizasyonu, parça deformasyonu incelenilerek yapılmıştır. Kalıp sıcaklığının ürün kalitesine etkisi deformasyon ve bağlanma kalitesi açılarından incelenmiştir. Deney sonuçları ışığında burkulma ve bağlanma kalitesinin bire-bir ilişkili olduğu gözlemlenmiştir. Parça burkulması azalırken, fiziksel bağlanma kuvvetinde artış görülmüştür. En düşük burkulmanın gözlemlendiği kalıp sıcaklığında üretilen parçaların, basınç dayanımlarının diğerlerine göre en yüksek olduğu görülmüştür. Bu kalıp sıcaklığı, tasarlanan mikro-akışkanlar-dinamiği cihazı için en uygun sıcaklıktır. Deney sonuçları, simülasyon sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Bunların ışığında, Moldow® simulasyon programının enjeksiyon kalıbı tasarımı için bir çok açıdan iyi olmasına rağmen, enjeksiyon kalıplama sürecinin tüm fiziğini kapsayamadığı gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Mass-production of microfluidic devices is important for fields in which disposable devices are widely used such as clinical diagnostic and biotechnology. Injection molding is a well-known, promising process for the production of devices on a mass-scale at low-cost. The major objective of this study is to develop a technique for repeatable, productive and accurate fabrication of integrated microfluidic devices on a mass production scale. To achieve this, injection molding process is adapted for the fabrication of a microfluidic device with a single microchannel. During the design procedure, numerical experimentation was performed using Moldflow® simulation tool. To increase the product quality, high-precision mechanical machining is utilized for the manufacturing of the mold of the microfluidic device. A conventional injection molding machine is implemented for the injection molding process of the microfluidic device. Injection molding is performed at different mold temperatures. The warpage of the injected pieces is characterized by measuring the part deformation. The effect of the mold temperature on the quality of the final device is assessed in terms of part deformation and the bonding quality. From the experimental results, one-to-one correspondence between the warpage and the bonding quality of the molded pieces is observed. As the warpage of the pieces decresases, the bonding quality increases. A maximum point for the breaking pressure of the bonding and the minimum point for the warpage was found at the same mold temperature. This mold temperature was named as the optimum temperature for designed microfluidic device. The experimental results are also used to discuss the assessment of the simulation results. It was observed that although Moldflow® can predict many aspects of the process, all the physics of the injection molding process cannot be covered.
Benzer Tezler
- Yeni nesil enjeksiyon makinesinin ve kalıbının geliştirilmesi
Development of new generation injection molding machine and mold
DENİZ SÖNMEZ
Doktora
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞEGÜL AKDOĞAN EKER
- Metal enjeksiyon kalıplama yöntemiyle üretilen 17-4 PH paslanmaz çeliklerde enjeksiyon parametrelerinin yüzey pürüzlülüğü, mikroyapı ve mekanik özelliklere etkisi
The effect of injection parameters on surface roughness, microstructure and mechanical properties of 17-4 PH stainless steel produced by metal injection molding method
BURAK BAYRAM
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BURAK ÖZKAL
- Plastik enjeksiyonda geri dönüşümlü malzeme katkısı ile işlem parametrelerinin kalıntı gerilmeler üzerindeki etkisinin incelenmesi
Investigation of effect of recycled material concentration with process parameters on residual stresses in injection molding
MİRİGÜL ALTAN
Doktora
Türkçe
2007
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. MEHMET EMİN YURCİ
- Nikel esaslı süperalaşım malzemelerin toz enjeksiyon kalıplama yöntemi ile üretilmesi ve karakterizasyonu
Production of nickel based superalloy materials by powder injection molding method and their characterization
ÖZGÜR ÖZGÜN
Doktora
Türkçe
2012
Mühendislik BilimleriSakarya ÜniversitesiMetal Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. H. ÖZKAN GÜLSOY
DOÇ. DR. RAMAZAN YILMAZ
- Enjeksiyon kalıplamaya uygun dış elektrik alana duyarlı termoplastik elastomer geliştirilmesi
Development of external electric field sensitive thermoplastic elastomer suitable for injection molding
ONUR ÇETİNKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Polimer Bilim ve TeknolojisiGazi Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ULVİ ŞEKER
DR. ŞÜKRAN KATMER