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Predicting the replication fidelity of injection molded solid polymer microneedles / Tim Evens in INTERNATIONAL POLYMER PROCESSING, Vol. 37, N° 3 (2022)
[article]
Titre : Predicting the replication fidelity of injection molded solid polymer microneedles Type de document : texte imprimé Auteurs : Tim Evens, Auteur ; Sylvie Castagne, Auteur ; David Seveno, Auteur ; Albert Van Bael, Auteur Année de publication : 2022 Article en page(s) : p. 237-254 Note générale : Bibliogr. Langues : Anglais (eng) Catégories : Matières plastiques -- Moulage par injection
Micro-aiguilles
Polycarbonates
Polypropylène
Prévision, Théorie de la
Réplication (technologie)
Simulation par ordinateurIndex. décimale : 668.9 Polymères Résumé : Microneedles are sharp microscopic features, which can be used for drug or vaccine delivery in a minimally invasive way. Recently, we developed a method to produce polymer microneedles using laser ablated molds in an injection molding process. At this moment, extensive injection molding experiments are needed to investigate the replication fidelity. Accurate predictions of the injection molding process would eliminate these costly and time expensive experiments. In this study, we evaluated the replication fidelity of solid polymer microneedles using numerical simulations and compared the results to injection molding experiments. This study was performed for different sizes of microneedles, different thermoplastics (polypropylene and polycarbonate) and different mold materials (tool steel, copper alloy and aluminium alloy). Moreover, different processing conditions and different locations of the microneedles on the macroscopic part were considered. A good correlation with experimental findings was achieved by optimizing the heat transfer coefficient between the polymer and the mold, while using a multiscale mesh with a sufficient number of mesh elements. Optimal heat transfer coefficients between 10,000 and 55,000 W/m2 K were found for the different combinations of polymer and mold materials, which resulted in an accuracy of the simulated microneedle replication fidelity between 94.5 and 97.0%. Note de contenu : - MATERIALS AND METHODS : Thermoplastic polymers - Mold insert -
Injection molding product - Injection molding experiments
- INJECTION MOLDING SIMULATIONS SETTINGS : It can be assumed that the macroscopic flow - Simulation parameters in Moldex3D - Mesh convergence study using multi-scale meshing - Heat transfer coefficient - Replication fidelity in function of the location of the microfeatures - Replication fidelity in function of the injection molding parameter - Replication fidelity in function of the mold material
- RESULTS AND DISCUSSION : Macroscopic flow - Mesh convergence study - Effect of the heat transfer coefficient - Replication fidelity in function of the location of the microfeatures - Replication fidelity in function of the injection molding parameters - Replication fidelity in function of the mold material
- Table 1 : Main properties of the thermoplastics based on material datasheets and the Moldex3D 2020 material database
- Table 2 : Thermal properties of the different mold materials based on material datasheets
- Table 3 : Injection molding process parameters for the two thermoplastic materials
- Table 4 : Default and adapted simulation parameters in Moldex3D
- Table 5 : Adapted injection molding process parameters for the two thermoplastic materials
- Table 6 : Heat transfer coefficients, corresponding to a minimal average absolute deviation between the simulated and experimentally determined replication fidelity, for the PP and PC in combination with the tool steel, the aluminium alloy and the copper alloy mold insert
DOI : https://doi.org/10.1515/ipp-2021-4207 En ligne : https://drive.google.com/file/d/1oNumrisvhCE-7j_vpdYOWG6Ed6AmPXcr/view?usp=shari [...] Format de la ressource électronique : Permalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=37904
in INTERNATIONAL POLYMER PROCESSING > Vol. 37, N° 3 (2022) . - p. 237-254[article]Réservation
Réserver ce documentThe influence of mechanical recycling on properties in injection molding of fiber-reinforced polypropylene / Tim Evens in INTERNATIONAL POLYMER PROCESSING, Vol. XXXIV, N° 4 (08/2019)
[article]
Titre : The influence of mechanical recycling on properties in injection molding of fiber-reinforced polypropylene Type de document : texte imprimé Auteurs : Tim Evens, Auteur ; G.-J. Bex, Auteur ; M. Yigit, Auteur ; J. de Keyzer, Auteur ; F. Desplentere, Auteur ; A. van Bael, Auteur Année de publication : 2019 Article en page(s) : p. 398-407 Note générale : Bibliogr. Langues : Anglais (eng) Catégories : Composites à fibres -- Moulage par injection
Composites à fibres -- Propriétés mécaniques
Composites à fibres -- Recyclage
Composites à fibres courtes
Composites à fibres de carbone
Composites à fibres de verre
Composites à fibres végétales
Essais dynamiques
Lin et constituantsLe lin cultivé (Linum usitatissimum) est une plante annuelle de la famille des Linaceae cultivée principalement pour ses fibres, mais aussi pour ses graines oléagineuses. Les fibres du lin permettent de faire des cordes, du tissu (lin textile pour ses qualités anallergiques, isolantes et thermorégulateurs), ou plus récemment des charges isolantes pour des matériaux de construction. Les graines sont utilisées pour produire de l'huile de lin pour l'industrie de l'encre et de la peinture, pour la consommation humaine et animale, à cause de sa richesse en oméga 3.
Le lin est une des rares fibres textiles végétales européennes. Elle a comme caractéristiques la légereté, la rigidité et la résistance et comme particularité d'être une fibre longue (plusieurs dizaines de centimètres), par rapport aux fibres courtes (coton, chanvre) ou moyennes (laine).
Polypropylène
Résistance à la traction
Résistance au chocs
Rigidité (mécanique)Index. décimale : 668.4 Plastiques, vinyles Résumé : Due to higher mechanical demands on technical parts, the application of short fiber reinforced thermoplastics for injection molding is strongly increasing. Therefore, more attention needs to be paid to the optimization of their recycling processes. Mechanical shredding of thermoplastics into granules is a common recycling method within polymer industries. The breaking of polymer chains and reinforcing fibers during this process may affect the material properties. This study presents the effect of ten recycling sequences on four different materials: polypropylene, glass fiber filled polypropylene, carbon fiber filled polypropylene and flax fiber filled polypropylene. Tests indicate that recycling has a negative influence on most of the mechanical properties. Polypropylene without fibers forms an exception as it does not exhibit any significant change in material properties. Glass fiber and carbon fiber reinforced polypropylene show a decrease in stiffness and tensile strength during the recycling steps. The impact strength of carbon and flax fiber reinforced polypropylene increases whereas that of glass fiber reinforced polypropylene decreases. Note de contenu : - MATERIALS AND METHODS
- RESULTS AND DISCUSSION : Tensile strength - Flexural modulus - Impact strength - Stress-strain curve - Effect of recycling on the fiber length distribution - DiscussionDOI : 10.3139/217.3770 En ligne : https://www.degruyter.com/document/doi/10.3139/217.3770/pdf Format de la ressource électronique : Permalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=33058
in INTERNATIONAL POLYMER PROCESSING > Vol. XXXIV, N° 4 (08/2019) . - p. 398-407[article]Réservation
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