Ανάπτυξη αγώγιμων επιστρώσεων και μικροδομών μέσω συνδυασμού τεχνολογίας ψεκασμού (INKJET) προσθετικής κατασκευής

Χίου, Μαρτίνος; Chiou, Martinos

dc.contributor.author	Χίου, Μαρτίνος	el
dc.contributor.author	Chiou, Martinos	en
dc.date.accessioned	2023-01-05T09:47:57Z
dc.date.available	2023-01-05T09:47:57Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/56524
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.24222
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Δισδιάστατη εκτύπωση	el
dc.subject	Μελάνη νανοσωματιδίων άνθρακα	el
dc.subject	Τριδιάστατη εκτύπωση	el
dc.subject	Βιοϊατρικές εφαρμογές	el
dc.subject	Αγώγιμες και διηλεκτρικές επιστρώσεις	el
dc.subject	Inkjet printing 2D	en
dc.subject	Continuous and drop on demand printing	en
dc.subject	Carbon-based conductive inks	en
dc.subject	Fused Filament Fabrication - 3D	en
dc.title	Ανάπτυξη αγώγιμων επιστρώσεων και μικροδομών μέσω συνδυασμού τεχνολογίας ψεκασμού (INKJET) προσθετικής κατασκευής	el
heal.type	bachelorThesis	el
heal.classification	Τεχνική Υλικών	el
heal.language	el	el
heal.access	free	el
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2022-07-07
heal.abstract	Στην παρούσα εργασία μελετάται η ικανότητα εκτύπωσης (printability) δύο μελανών νανοσωματιδίων που έχουν ως βάση το νερό. Η σύστασή τους είναι ίδια με μόνη διαφορά ως προς το συστατικό rGO-APTES, το οποίο περιέχεται στην μία εκ των δύο. Γίνεται αναφορά τόσο στην προετοιμασία της μελάνης όσο και των μεθόδων επιφανειακής τροποποίησης των πολυμερικών επιφανειών PLA, πριν την εκτύπωση. Η προσθετική κατασκευή αφορά την 3D εκτύπωση του πολυμερικού υποστρώματος PLA, με την τεχνική εναπόθεσης τήγματος υλικού (FFF). Δίνεται ιδιαίτερη έμφαση στην παραμετροποίηση του σχηματισμού της σταγόνας κατά την βαθμονόμηση καθώς και στον τρόπο εκτύπωσης της μελάνης. Σημαντικό μέρος της μελέτης αποτελεί η βελτιστοποίηση παραμέτρων που αφορούν την απόσταση (spacing) των σημείων εκτύπωσης και ποσότητας μελάνης στα σημεία (drop volume). Τέλος, αναφέρονται οι μέθοδοι ξήρανσης και σκλήρυνσης του εκτυπωμένου υμενίου και παρουσιάζεται η ποιοτική αξιολόγηση του τελικού προϊόντος με χρήση προφιλόμετρου, δοκιμές αποκόλλησης με laser ablation, χάραξης με pencil, διαβροχής με απιονισμένο νερό και αυτοκόλλητη ταινία. Στόχος είναι η βελτιστοποίηση των παραμέτρων εκτύπωσης με αποτέλεσμα την ικανότητα εκτύπωσης των δύο μελανών, τον περιορισμό εκτεταμένης διασποράς (spreading), δημιουργίας ομοιόμορφου εκτυπωμένου υμενίου, αποτροπής του φαινομένου «καφέ δακτύλιος» (coffee ring), καλής διαβροχής και πρόσφυσης μελάνης - υποστρώματος. Στο θεωρητικό μέρος παρουσιάζονται οι διαθέσιμες τεχνολογίες ψεκασμού μελάνης (inkjet) και οι βασικές αρχές λειτουργίας τους. Αρχικά, γίνεται ιστορική αναδρομή της συγκεκριμένης τεχνολογίας και αναφέρεται η χρήση της σε καινοτόμες εφαρμογές. Γίνεται λεπτομερής αναφορά σε μελάνες νανοσωματιδίων και πιο συγκεκριμένα σε νανοσωματίδια άνθρακα και στις ιδιότητές τους. Δίνεται έμφαση στην σύσταση και στα ρεολογικά χαρακτηριστικά των μελανών καθώς και στα φαινόμενα διαβροχής και αλληλεπίδρασης αυτών με το υπόστρωμα. Στη συνέχεια, αναφέρονται οι μέθοδοι επιφανειακής τροποποίησης των υποστρωμάτων ( υδρόφοβη → υδρόφιλη συμπεριφορά) και οι μέθοδοι ξήρανσης ή σκλήρυνσης του εκτυπωμένου υμενίου. Επιπλέον, περιγράφονται οι τεχνικές ανάπτυξης αγώγιμων και διηλεκτρικών επιστρώσεων με την τεχνολογία inkjet. Ακολουθούν διατάξεις χημικής ανίχνευσης κυρίως στο τομέα της ιατρικής και βιολογίας και τέλος παρουσιάζονται οι καινοτόμες εφαρμογές τους.	el
heal.abstract	In this study it is analyzed the printability of two inks of nanoparticles which have the water as a base. Their composition is the same with only difference the ingredient rGO-APTES, which is found only in one of them. Reference is made about the preparation of the ink and the surface modification methods of the polymeric surfaces PLA, before the print. The prosthetic construction is about the 3D printing of the polymeric substrate PLA, with the method Fused Filament Fabrication. Special emphasis is given to the parameterization of the drop formation during the calibration and the way of printing the ink. Important part of the study is the optimization of the parameters about the spacing and the drop volume of the printing points. Finally, there are mentioned the methods of drying and curing of the printed film and the quality evaluation of the final product is presented with the use of profilometer, detachment tests with laser ablation, engraving with pencil, wetting with deionized water and adhesive tape. The goal is to optimize the printing parameters resulting in the printing ability of the two inks, the limitation of extensive spreading, the creation of a smooth printed film, the avoidance of the coffee ring effect, good wetting and the adhesion of ink-substrate. The theoretical part presents the available inkjet technologies and their basic operating principles. Firstly, this technology is historically reviewed and its use in innovative applications is reported. A detailed reference is done about nanoparticle inks and more specifically about carbon nanoparticles and their properties. Emphasis is placed on the composition and rheological characteristics of the inks as well as on the effects of wetting and their interaction with the substrate. Next, the methods of surface modification of the substrates are reported (hydrophobic → hydrophilic behavior) and the methods of drying or curing of the printed film. In addition, techniques for developing conductive and dielectric coatings with inkjet technology are described. Following are chemical detection devices mainly in the field of medicine and biology and finally their innovative applications are presented	el
heal.advisorName	Χαριτίδης, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Χαριτίδης, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Κυρανούδης, Χρήστος	el
heal.committeeMemberName	Ζουμπουλάκης, Λουκά	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Επιστήμης και Τεχνικής των Υλικών (ΙΙΙ)	el
heal.academicPublisherID	ntua	el
heal.numberOfPages	164 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false
heal.fullTextAvailability	false