미세유체칩 제작을 위한 투명 열가소성 고분자 압출 적층제조 연구

Q: 이 논문에서 정의한 보상 설계란 무엇인가?

보상 설계는 압출방식 적층제조 공정에서 CAD 데이터와 실제 적층 결과물 간의 형상 불일치 문제를 해결하기 위해, 목표 치수를 얻기 위해 CAD 데이터상의 형상을 실제 적층물의 편차를 고려하여 보정하는 설계 작업이다.

Q: 압출 적층제조로 미세유체칩 제작 시 채널 간격은 어떻게 조절하는가?

연구 결과, 압출 적층제조된 미세유체칩의 채널 간격은 CAD 데이터 대비 약 72~80% 수준으로 작게 제작된다. 노즐 이송 속도를 조절함으로써 수십 μm 수준의 간격 미세 조절이 가능하며, 이를 통해 보상 설계를 적용하여 원하는 채널 너비를 구현한다.

박성제; 이지은; 손용; 박석희

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자료유형: 학술저널

저자정보: 박성제 (한국생산기술연구원) 이지은 (한국생산기술연구원) 손용 (한국생산기술연구원) 박석희 (부산대학교)

저널정보: 한국기계가공학회 한국기계가공학회지 한국기계가공학회지 제21권 제10호

발행연도: 2022.10

수록면: 106 - 112 (7page)

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Microfluidic chips have been used as multipurpose devices in physical, chemical, and biological engineering. Herein, we manufactured microfluidic chips based on a compensation design using a material extrusion additive manufacturing (ME-AM) process and polymethyl methacrylate (PMMA). Because the as-printed single-layer window plate is not transparent, it was post-processed using the thermo-compression technique, thereby enhancing the transparency. A set of parameter studies for the compensation design of a microfluidic channel was conducted using 3D models with different geometries of the channel gap distance. According to the experimental results, the channel gap distances of the ME-manufactured parts were designed and fabricated at approximately 72-80% size of CAD geometry. In addition, the channel gap distance could be finely tuned by controlling the nozzle speed. Finally, the feasibility of the suggested fabrication method for microfluidic applications was demonstrated by a simple liquid flow test with the as-fabricated transparent PMMA chip.

#Additive Manufacturing(적층 성형) #Material Extrusion(압출 적층) #Microfluidic Chip(미세유체칩) #Polymethyl Methacrylate(폴리메틸 메타크릴레이트) #Compensation Design(보상 설계)

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