Συγκόλληση μικρορευστονικών πολυμερικών διατάξεων με υπερήχους, χωρίς τη χρήση ενεργειακού κατευθυντή - Ιορδανίδης, Χρήστος (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Μηχανολογικών Κατασκευών και Αυτομάτου Ελέγχου, 2016)
Ο σκοπός της διπλωματικής εργασίας ήταν η συγκόλληση θερμοπλαστικών πολυμερικών μικρορευστονικών διατάξεων από πολυμεθακρυλικό μεθύλιο (ΡΜΜΑ) και από πολυμερές κυκλοολεφίνης (COP), χωρίς τη χρήση ενεργειακού κατευθυντή. Οι μικρορευστονικές διατάξεις κατασκευάζονται σε διαστάσεις 1.50 cm x 4.50 cm, πάχους 0.2 cm, και επεξεργάζονται οι επιφάνειες τους για να αποκτήσουν μια επιπεδότητα. Η επιπεδότητα των δοκιμίων διαδραματίζει τεράστιο ρόλο στη συγκόλληση με υπερήχους. Η τεχνολογική στάθμη στη συγκόλληση με υπερήχους σε θερμοπλαστικά πολυμερή μέχρι και σήμερα, παρατίθεται και γίνεται προσπάθεια επιβεβαίωσης και αναπαραγωγής κάποιων μεθόδων. Συγκεκριμένα, εξετάζεται η χρήση διαλύτη ισοπροπανόλης, ακετόνης και μίγμα αυτών, αλλά και η εισαγωγή μκρο-κατευθυντών ενέργειας, με πρόσδωση τραχύτητας στις επιφάνειες των πολυμερών. Επίσης, εξετάζεται η περίπτωση πολλαπλών διαδοχικών συγκολλήσεων με υπερήχους, με στάδια προθέρμανσης. Τέλος, εξετάζεται η περίπτωση που το ένα εκ των δύο δοκιμίων προς συγκόλληση είναι λεπτό φιλμ από το υλικό πάχους 0.03 cm. Χρησιμοποιείται διάταξη ελαστικού υποστρώματος για βελτίωση της επιπεδότητας και της ομοιόμορφης κατανομής της ενέργειας. Η διάταξη αποτελείται από λεπτό φιλμ PDMS πάχους 0.03 cm, και επίπεδου πλακιδίου πυριτίου, πάχους 0.05 cm. Απαιτείται περισσότερη ενέργεια στα δείγματα μας, αλλά τα αποτελέσματα εμφανίζουν μεγαλύτερα ποσοστά συγκόλλησης σε όλη τη διεπιφάνεια. Για πλάτος ταλάντωσης 4.5 και 5 μm, με δύναμη συγκόλλησης 400 Newton, σε μεγάλους χρόνους συγκόλλησης 16 δευτερολέπτων, η ενέργεια είναι 1500 Joule, το ποσοστό συγκόλλησης είναι πάνω από 90% της επιφάνειας για το ΡΜΜΑ, ενώ για το COP έχουμε ακόμα μεγαλύτερα ποσοστά συγκόλλησης. Οι αντίστοιχες συνθήκες είναι για πλάτος ταλάντωσης 5.5 και 6 μm, δύναμη συγκόλλησης 550 Ν, σε χρόνους συγκόλλησης 16 δευτερολέπτων και ενέργεια συγκόλλησης 2500 Joule.