در تحقیقات علمی و عملیات روزانه آزمایشگاهی، انتقال دقیق مایعات جزئی کلید موفقیت آزمایشات است. به عنوان ابزار اصلی در این فرآیند، تمام جزئیات فرآیند تولید از نکات میکروپیپت فیلتر بسیار مهم است، به خصوص سرعت جریان و کنترل فشار مواد در قالب، که مستقیماً دقت شکل و اندازه نوک را تعیین می کند.
در فرآیند تولید نوک میکروپیپت فیلتر، اکسترودر نقش حیاتی ایفا می کند. این نه تنها مسئول گرم کردن و پلاستیک کردن مواد کاملاً فیلتر شده و پیش تصفیه شده است، بلکه وظیفه تغذیه مواد پلاستیکی شده به داخل قالب برای قالب گیری اکستروژن از طریق چرخش پیچ آن نیز بر عهده دارد. در این فرآیند، سرعت اکسترودر به یک پارامتر کلیدی برای تنظیم سرعت جریان و فشار مواد تبدیل می‌شود.
تنظیم سرعت به طور مستقیم بر ویژگی های جریان مواد در قالب تأثیر می گذارد. هنگامی که سرعت بیش از حد سریع است، سرعت جریان مواد در قالب تسریع می‌شود، که ممکن است منجر به جریان ناپایدار شود، به خصوص در قسمت‌های پیچیده قالب، مانند نوک یا قسمت منحنی نوک، ممکن است مواد به جریان نیفتند. به دلیل سرعت جریان بیش از حد به طور مساوی توزیع می شود که منجر به انحراف شکل می شود. علاوه بر این، سرعت بیش از حد ممکن است اصطکاک بین مواد و دیواره قالب را افزایش دهد و باعث گرم شدن موضعی مواد شود و بر شکل و کیفیت نهایی نوک تأثیر بگذارد.
برعکس، زمانی که سرعت خیلی کم است، سرعت جریان مواد در قالب کاهش می‌یابد و زمان ماندگاری طولانی‌تر می‌شود. این نه تنها راندمان تولید را کاهش می دهد، بلکه ممکن است به دلیل گرم شدن طولانی مدت مواد در قالب باعث تغییر شکل حرارتی شود. تغییر شکل حرارتی به پدیده ای اطلاق می شود که ماده تحت دمای بالا مداوم تغییر شکل می دهد. برای نوک میکروپیپت، تغییر شکل حرارتی ممکن است باعث انحراف ابعاد و اعوجاج شکل نوک شود و حتی بر دقت آب بندی و انتقال مایع آن تأثیر بگذارد.
به منظور دستیابی به کنترل دقیق شکل و اندازه نوک، سازندگان باید سرعت اکسترودر را به خوبی کنترل کنند. این فرآیند کنترل مستلزم در نظر گرفتن همه جانبه عوامل متعددی از جمله خواص مواد، طراحی قالب، شکل و اندازه مورد نیاز نوک و غیره است.
خواص مواد اساس کنترل سرعت است. مواد مواد مختلف دارای نقطه ذوب و سیالیت متفاوتی هستند. بنابراین، هنگام تنظیم سرعت، این ویژگی های مواد باید به طور کامل در نظر گرفته شود تا اطمینان حاصل شود که مواد می توانند به طور یکنواخت در قالب جریان داشته باشند و در اثر گرم شدن بیش از حد تغییر شکل نمی دهند.
طراحی قالب نیز مستقیماً بر تنظیم سرعت تأثیر می گذارد. ساختار، اندازه و مواد قالب بر ویژگی های جریان مواد تأثیر می گذارد. به عنوان مثال، طراحی کانال جریان قالب باید تا حد امکان صاف باشد تا مقاومت مواد در هنگام جاری شدن کاهش یابد. مواد قالب باید رسانایی حرارتی خوبی داشته باشد تا اطمینان حاصل شود که مواد می توانند به طور یکنواخت خنک شوند و در قالب جامد شوند.
شکل و اندازه دلخواه نوک هدف نهایی کنترل سرعت است. بسته به نیازهای آزمایشی، نوک ممکن است نیاز به شکل، اندازه و ظرفیت خاصی داشته باشد. برای دستیابی به این هدف، سازندگان باید سرعت اکسترودر را به طور دقیق کنترل کنند تا اطمینان حاصل شود که مواد مطابق مسیر و سرعت از پیش تعیین شده در قالب جریان می یابد تا نوک با شکل ثابت و اندازه دقیق به دست آید.
در تولید واقعی، کنترل سرعت فرآیندی است که فناوری و تجربه را ترکیب می کند. تولیدکنندگان برای اطمینان از دقت و ثبات کنترل سرعت باید به تجهیزات پیشرفته تولید و ابزارهای فنی، مانند اکسترودرهای با دقت بالا، سیستم‌های کنترل دما و سیستم‌های نظارت زمان واقعی اعتماد کنند. در عین حال، تکنسین های با تجربه نیز ضروری هستند. آنها می توانند به طور انعطاف پذیر سرعت را با توجه به خواص مواد، طراحی قالب و شکل نوک مورد نظر برای دستیابی به بهترین اثر اکستروژن تنظیم کنند.
به منظور اطمینان از کیفیت و سازگاری بالای نوک ها، تولیدکنندگان نیز باید پس از اکستروژن، بازرسی های کیفی دقیقی را روی نوک ها انجام دهند. این شامل بازرسی ظاهری، اندازه‌گیری ابعاد، آزمایش ظرفیت و غیره است تا اطمینان حاصل شود که هر نوک استانداردها و الزامات از پیش تعیین‌شده را برآورده می‌کند.
اگرچه کنترل سرعت اکسترودر نقش حیاتی در ساخت نوک میکروپیپت فیلتر ایفا می کند، اما این فرآیند نیز با چالش های زیادی روبرو است. به عنوان مثال، با تعمیق مداوم تحقیقات علمی و تنوع نیازهای آزمایشی، شکل و اندازه مورد نیاز نوک ها بیشتر و پیچیده تر می شود، که الزامات بالاتری را برای دقت و انعطاف پذیری کنترل سرعت ایجاد می کند.
برای رویارویی با این چالش‌ها، تولیدکنندگان باید به‌طور مداوم فناوری‌ها و روش‌های جدید، مانند استفاده از طراحی پیشرفته با کمک کامپیوتر (CAD) و فناوری‌های ساخت به کمک کامپیوتر (CAM) را برای دستیابی به طراحی قالب دقیق‌تر و فرآیند اکستروژن کارآمدتر بررسی کنند. در عین حال، آنها همچنین نیاز به تقویت همکاری و تبادل با سایر زمینه ها مانند علم مواد و مهندسی مکانیک دارند تا به طور مشترک نوآوری و توسعه فناوری تولید نوک میکروپیپت فیلتر را ارتقا دهند.
با توسعه مداوم تولید هوشمند و فناوری اینترنت اشیا، کنترل سرعت اکسترودر هوشمندتر و خودکارتر خواهد شد. تولیدکنندگان می‌توانند از طریق نظارت و تحلیل داده‌ها به کنترل دقیق و بهینه‌سازی فرآیند اکستروژن دست یابند، در نتیجه کارایی تولید، کاهش هزینه‌ها و بهبود کیفیت محصول را بهبود می‌بخشند. این ابزارهای قابل اعتمادتر و کارآمدتر انتقال میکرو مایعات را برای تحقیقات علمی فراهم می کند و توسعه عمیق تحقیقات علمی را ارتقا می دهد.
با تنظیم سرعت اکسترودر، سرعت جریان و فشار مواد در قالب را می توان به خوبی کنترل کرد و در نتیجه بر شکل و اندازه نوک تأثیر می گذارد. این فرآیند مستلزم در نظر گرفتن همه جانبه عوامل متعددی مانند خواص مواد، طراحی قالب و شکل نوک مورد نیاز است تا دقت و قوام بالای نوک را تضمین کند. با پیشرفت و نوآوری مداوم فناوری، کنترل سرعت اکسترودر هوشمندتر و خودکارتر خواهد شد و ابزارهای انتقال میکرو مایع قابل اعتمادتر و کارآمدتری را برای تحقیقات علمی فراهم می کند.
