本文關(guān)鍵詞：電火花加工微尺度結(jié)構(gòu)模具鑲塊試驗(yàn)研究

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【摘要】：聚合物微流控芯片已廣泛應(yīng)用于生物化學(xué)、臨床、醫(yī)藥和環(huán)境等領(lǐng)域,需求量日益增大。實(shí)現(xiàn)其批量化生產(chǎn)的主要工藝方法是熱壓成型與注塑成型,而在高性能模具鋼上加工出具有微尺度結(jié)構(gòu)的模具鑲塊是實(shí)現(xiàn)這種工藝方法的關(guān)鍵。電火花加工技術(shù)以其低成本、高材料選擇度、柔性非接觸式加工等特點(diǎn),在微結(jié)構(gòu)制造中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。因此,開(kāi)展電火花加工微尺度結(jié)構(gòu)模具鑲塊的試驗(yàn)研究,對(duì)聚合物微流控芯片走向?qū)嵱没⑴炕纳a(chǎn)具有重要意義。首先,針對(duì)微尺度凸起結(jié)構(gòu)的制造,采用了一種窄縫式電極代替凹槽式電極成形的工藝方法。使用的電極絲,對(duì)慢走絲電火花線切割加工銅鶴合金窄縫工藝規(guī)律進(jìn)行了探索,先后研究第一次切割窄縫寬度與加工參數(shù)之間關(guān)系,三次切割各自的去除量;從而在多次切割中,可確定出每次切割的偏移量,以便切割出符合尺寸精度、表面質(zhì)量要求的窄縫。運(yùn)用該試驗(yàn)的結(jié)果,在厚度為6mm的銅鶴合金(W70%)電極板上可切割出寬度140±2阿、表面粗糖度Ra0.37的窄縫。其次,在寬度為200um、160un、140um的窄縫電極上進(jìn)行了精密電火花成形微尺度凸起結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)試驗(yàn);分析研究了搖動(dòng)量與成形尺寸、電極工位個(gè)數(shù)與成形精度之間關(guān)系,得出使用四個(gè)工位電極成形微凸起結(jié)構(gòu)。然后,在以上試驗(yàn)研宄的基礎(chǔ)上,針對(duì)某種模具鑲塊微尺度變截面凸起結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),將電火花成形使用的四個(gè)窄縫電極做在一塊電極板上,各窄縫電極保持一定相對(duì)位置,形成了一種整體式多工位電極。多工位電極既可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電極損耗的補(bǔ)償,又避免了多個(gè)電極更換成形時(shí)帶來(lái)的重復(fù)裝夾、找正、定位誤差。測(cè)量成形結(jié)果,發(fā)現(xiàn)隨著成形凸起高度的減小,凸起成形精度變差。對(duì)于這種現(xiàn)象,從電火花成形加工機(jī)理和誤差復(fù)映兩個(gè)角度予以分析、解釋。最后,針對(duì)另一種模具鑲塊微尺度四槽結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了一種多工位組合電極,在保留多工位的同時(shí),組合式的結(jié)構(gòu)解決了高速鐵削加工微凸起電極難以實(shí)現(xiàn)在凸起交匯處清角的難題。成形加工后,微凹槽結(jié)構(gòu)尺寸精度可控制在3tim以內(nèi),達(dá)到了成型聚合物微流控芯片模具鋼型腔的使用要求。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG661

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1192885