A fundição de rolo de filme é um processo usado para converter polímero extrudado em rolos para processamento posterior. É uma tecnologia comum para converter teias flexíveis e outros materiais finos em filmes.
Os mestres de padrão de canal microfluídico impressos em 3D foram testados quanto à funcionalidade e capacidade de fabricação em massa usando um processo de fundição por laminação de feixe E em escala industrial. Os resultados mostraram que os dispositivos padronizados eram duráveis por até 68 passagens pelo sistema.
Qualidade
Uma qualidade importante do filme final é a sua espessura uniforme. Isto é especialmente crítico em linhas de coextrusão onde o material fundido passa através de um sistema de matriz plana que adota o formato final do filme plano. É também necessário que a película resultante seja suficientemente temperada para preservar as suas propriedades mecânicas e clareza.
Para atingir esses objetivos, vários processos devem ser integrados à linha de produção. Isso inclui a extrusora, um sistema de filtragem e uma seção de resfriamento e enrolamento. O sistema de filtração ajuda a evitar a passagem a jusante de impurezas fundidas e géis gerados durante o processo de coextrusão.
A permeabilidade do filme também pode ser melhorada pela adição de surfactantes ou pelo aumento da concentração de dispersões poliméricas no solvente de revestimento. Além disso, a espessura dos filmes pode ser reduzida utilizando uma base de filme mais fina. Essas melhorias podem ajudar a reduzir o custo dos filmes e aumentar seu desempenho. Porém, é fundamental considerar as necessidades específicas de cada produto e processo na escolha do filme soprado ou fundido.
Durabilidade
A qualidade de uma linha fundida é determinada pelos componentes utilizados e pela forma como eles interagem entre si. Todos esses sistemas precisam ser de primeira classe para produzir filmes de alta qualidade. Os principais componentes incluem o sistema de matriz plana, blocos de alimentação de coextrusão e um sistema de filtração.
Esses sistemas derretem materiais plásticos e os misturam em uma mistura consistente. O material então passa por uma matriz plana e se transforma em um filme fino. O filme é então resfriado por rolos de resfriamento para minimizar o pré-estiramento. O filme resultante é então aparado e tratado com corona antes de ser enrolado em rolos.
Os resultados dos testes de rugosidade mostraram que a maior umidade no ambiente de fundição pode levar a uma taxa mais lenta de evaporação do solvente. Isto pode reduzir a formação de defeitos e melhorar a morfologia do filme. Além disso, o processo de fundição permite um maior número de execuções do padrão antes de uma degradação significativa. Estas descobertas sugerem que o projeto de dispositivos microfluídicos fundidos pode ser melhorado considerando o impacto das variáveis ambientais na durabilidade do padrão.
Confiabilidade
Todos os componentes individuais de uma linha fundida devem ser capazes de trabalhar juntos para fornecer qualidade de primeira classe. Isso ocorre porque mesmo pequenas diferenças na linha podem resultar em problemas significativos de produção. Isto é particularmente verdadeiro no caso do processo de casting, que requer um sistema altamente flexível para poder produzir uma ampla variedade de filmes.
Eficiência
O processo de seleção de filmes é um dos mais antigos e remonta ao século XIX. Utiliza uma solução de polímero em solvente para revestir uma correia metálica, que depois passa por zonas de secagem. É possível produzir uma variedade de formatos e tamanhos diferentes usando esta técnica. No entanto, não é adequado para produção contínua, pois requer o uso de correias transportadoras pesadas que requerem mecanismos especiais de rastreamento.
Além disso, o processo não é compatível com técnicas de padronização de alta resolução que podem ser utilizadas para aplicações microfluídicas. Consequentemente, a tecnologia atual não consegue preencher a lacuna entre a pesquisa e a comercialização em microfluídica.
Os padrões fundidos resultantes foram avaliados quanto à sua funcionalidade medindo o índice de mistura dos fluidos que fluem através deles. Os resultados mostraram que os canais permaneceram para múltiplas passagens, embora não tenham atingido a mistura completa. No entanto, os resultados foram encorajadores porque demonstraram que o processo de fundição de filme pode ser utilizado para prototipagem rápida de misturadores microfluídicos.