Design, fabbricazione e caratterizzazione di superfici prototipali micro-strutturate per la riduzione dell'attrito interno di una siringa

This thesis work stems from the goal of reducing the friction between the inner surface of a syringe and the rubber seal lining the piston. Some prototypes were made using Two Photon Polymerization technology by varying Aspect Ratio, Area Density and micro-cavity geometry. Next, a dimensional characterization was carried out to evaluate accuracy, precision and replicability of the process. Next, a surface and wettability characterization was carried out, as the latter can be affected by both micro-structures and surface morphology. In order to identify the most significant parameters in reducing friction, specimens were tested using a tribometer to determine the Coefficient of Friction generated by contact between micro-structured surfaces and an elastomeric seal.

Il lavoro di tesi nasce dall'obiettivo di ridurre l'attrito tra la superficie interna di una siringa e la guarnizione di gomma che riveste il pistone. Sono stati realizzati dei prototipi mediante la tecnologia Two Photon Polymerization variando Aspect Ratio, Area Density e geometria delle micro-cavità. Successivamente è stata svolta una caratterizzazione dimensionale, per valutare accuratezza, precisione e replicabilità del processo. In seguito è stata svolta una caratterizzazione superficiale e di bagnabilità, in quanto quest'ultima può essere influenzata sia dalle micro-strutture che dalla morfologia superficiale. Al fine di individuare i parametri più significativi nel ridurre l'attrito, i provini sono stati testati mediante un tribometro per determinare il Coefficiente d'attrito generato dal contatto tra le superfici micro-strutturate e una guarnizione elastomerica.