Dans le développement et la fabrication de consommables microfluidiques, le collage est souvent un défi, mais aussi un processus essentiel qui doit être évolutif et rentable. D'autres paramètres sont essentiels pour ce processus : la liaison doit être stable et ne pas fuir. L'imagerie joue souvent un rôle important, en particulier dans les tests de diagnostic, de sorte que les propriétés optiques d'une pièce collée sont aussi souvent importantes. Comme le consommable sera probablement en contact avec des matériaux biologiques, il est souvent nécessaire d'éliminer le contact avec les colles ou de le réduire au minimum.
Chez Axxicon, nous avons développé un processus de collage qui répond à ces défis et qui est basé sur un processus d'impression de précision utilisant des colles UV modifiées. La colle sera imprimée selon un motif défini autour des structures microfluidiques.
Le processus est défini en trois étapes :
1. Conception du site
La conception de l'impression est faite sur mesure par produit et est totalement adaptable. La création d'un design peut se faire dès la phase de conception pour la fabrication (DFM) du produit. Il n'y a que quelques limitations qu'il faut garder à l'esprit. En raison de la technique d'impression utilisée, l'espace requis entre les éléments microfluidiques est minimal. Et l'ajout de caractéristiques d'alignement augmente le niveau de précision à 3-5µm sur les axes x et y. Impression L'utilisation de caractéristiques d'alignement permet d'imprimer sur des structures complexes et des formes extérieures non conformes de produits avec une très grande précision. Le processus d'impression est optimisé pour chaque produit. En ajustant la conception et les paramètres, il est possible de contrôler le flux de l'adhésif après l'impression pour éviter qu'il ne coule dans le canal. Le type de composition de l'adhésif peut être modifié pour répondre aux exigences de l'application.
2. Impression
L'utilisation des caractéristiques d'alignement permet d'imprimer sur des structures complexes et des formes extérieures non conformes des produits avec une très grande précision. Le processus d'impression est optimisé pour chaque produit. En ajustant la conception et les paramètres, il est possible de contrôler le flux de l'adhésif après l'impression pour éviter qu'il ne coule dans le canal. Le type ou la composition de l'adhésif peut être modifié pour répondre aux exigences de l'application.
3. Durcissement
Le collage est effectué dans une presse fabriquée sur mesure. À l'aide de plaques de guidage, il est possible de coller les pièces de manière très précise sur les dimensions extérieures du produit. Les lames microfluidiques seront pressées ensemble avec une force et un alignement contrôlés. Ensuite, elles seront exposées à la lumière UV. La presse est contrôlée par un contrôleur logique programmable (PLC), ce qui élimine l'erreur humaine. Une série de paramètres peuvent être modifiés pour obtenir la liaison souhaitée et prendre en compte la durée ou l'intensité de la lumière UV.
Propriétés commerciales
La technique de collage à base d'adhésif UV d'Axxicon présente de gros avantages en termes d'évolutivité. La technologie d'impression peut facilement être adaptée à une situation où elle pourrait être intégrée dans une ligne de production automatisée et être réalisée en un seul mouvement. Pour les faibles volumes de production, elle peut être réalisée manuellement, le temps de cycle étant d'environ 60 secondes, selon la conception et la taille du produit.
Pour les volumes de production moyens (lots de 10 000 et plus), il est possible de passer à un processus semi-automatique où le temps de cycle est ramené à environ 30-40 secondes.
Pour les volumes de production élevés, un processus en ligne peut être mis en place. Le temps de cycle par produit atteint alors la vitesse des produits moulés par injection, soit 10-15 secondes.
Le coût de l'adhésif lui-même a un impact très faible sur le coût du consommable, puisqu'il est inférieur à 0,1 centime par échantillon collé. La durée de conservation après collage est de plus de 12 mois.
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