Simulación de procesos BA-LIFT con consideración de un rebote del blister

Dolera Alonso, Luis (2019). Simulación de procesos BA-LIFT con consideración de un rebote del blister. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. Industriales (UPM).

Description

Title: Simulación de procesos BA-LIFT con consideración de un rebote del blister
Author/s:
  • Dolera Alonso, Luis
Contributor/s:
  • Morales Furió, Miguel
  • Moreno Labella, Juan José
Item Type: Final Project
Degree: Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales
Date: September 2019
Subjects:
Freetext Keywords: Tecnología láser, radiación, LIFT, fluidos, ensayos, Elementos Finitos, transferencia de material, Resolución Computacional, óxido de polietileno, jet
Faculty: E.T.S.I. Industriales (UPM)
Department: Física Aplicada e Ingeniería de Materiales
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

El desarrollo de la tecnología y la ciencia en las últimas décadas ha ocasionado una necesidad imperiosa de emplear nuevas técnicas para la elaboración de dispositivos cuyo correcto funcionamiento recae en la capacidad de obtenerlos sin modificar significativamente sus características durante la producción. Con objeto de alcanzar dicho grado de precisión y exquisita funcionabilidad la tecnología láser está adquiriendo una gran importancia por la posibilidad de transmitir gran cantidad de energía de una manera muy concentrada. De este modo, se permite la producción de dispositivos cuya minuciosidad es fundamental, como en el campo de la microelectrónica o biosensores. Desde la implantación de la tecnología láser en la industria, se han buscado las alternativas que otorgaran mejores resultados que las empleadas comúnmente. Técnicas como el inkjet printing adquieren gran peso por la posibilidad de producción en masa mientras que otras como la fotolitografía ofrecen resultados más precisos. Los inconvenientes presentes en estas técnicas provocan la búsqueda de otros métodos que proporcionen unas soluciones más aceptables. El proceso Laser Induced Forward Transfer o LIFT surge como una alternativa de escritura directa al inkjet printing dónde se elimina el cabezal y, por tanto, los problemas de obstrucción de este, y permite la aplicación de la tecnología láser a unos materiales con un mayor rango de viscosidad. Esta técnica permite la elaboración de dispositivos sin que sea necesario el empleo de máscaras protectoras y extendiendo su uso a un campo de materiales que otras técnicas no pueden alcanzar. Estas características hacen del proceso LIFT una técnica de impresión versátil y muy socorrida. La técnica LIFT es un proceso por el cual una gota de tinta es depositada desde el material transferido o sustrato donante en un sustrato receptor. Dicho sustrato donante se encuentra adyacente en la parte inferior de un material que es transparente a la radiación electromagnética, siendo este distinto según el espectro emitido, y por la parte inferior existe un gap a través del cual se produce la transferencia del material hasta el sustrato receptor. La emisión del rayo láser atraviesa el material transparente a la radiación e interactúa con el sustrato donante, donde se produce una pequeña evaporación del material, formando una burbuja que evoluciona en el tiempo hasta que una pequeña parte del material se desprende y se deposita. Si la irradiación es considerablemente grande, la deposición del material conduce a la formación de un vóxel en el sustrato receptor. El desarrollo de ordenadores más potentes y las necesidades de la sociedad para resolver y comprender los fenómenos físicos de una manera más legible y accesible han provocado el desarrollo de herramientas que permiten la realización de predicciones de una manera precisa y diligente en diferentes campos de la ingeniería, lo que permite la evaluación de diferentes fenómenos físicos mediante simulaciones. En el presente Trabajo se lleva a cabo un estudio teórico de los aspectos que determinan el funcionamiento de un equipo láser y de la mecánica de fluidos con el objeto de entender el comportamiento de los materiales en un proceso de transferencia láser. Más adelante, se analizan las técnicas actuales empleadas en la industria en el proceso de transferencia láser y se aborda el Método de los Elementos Finitos con el propósito de entender el funcionamiento de los softwares de resolución computacional que llevan a cabo simulaciones de dichos procesos. Una vez planteado el marco teórico se lleva a cabo una serie de simulaciones de una solución de 0.15% en peso de óxido de polietileno cuando es transferido mediante BA-LIFT planteándose la influencia de un efecto de rebote durante el proceso de transferencia. El análisis se realiza con el programa COMSOL MULTIPHYSICS, donde se compara el efecto de los diferentes fenómenos físico. Finalmente, se lleva a cabo un análisis de los resultados obtenidos al incluir el efecto de un rebote y son comparados con otros en los que no se valora la posibilidad de la existencia de este efecto, llegándose a una serie de conclusiones, que se encuentran sujetas a posibles cambios en estudios posteriores.

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Item ID: 56833
DC Identifier: http://oa.upm.es/56833/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:56833
Deposited by: Biblioteca ETSI Industriales
Deposited on: 11 Oct 2019 05:55
Last Modified: 09 Dec 2019 23:30
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