微流控技術(shù)是在幾百微米甚至更小的通道中對流體進(jìn)行操縱完成各種實(shí)驗(yàn)的技術(shù)。它能做到運(yùn)用微量的樣品或試劑進(jìn)行具有高分辨率的分離和檢測。而微流控芯片是實(shí)現(xiàn)微流控技術(shù)的重要裝置。微流控芯片的加工材料、加工方法和降低通道內(nèi)的粗糙度無疑是微流控技術(shù)發(fā)展中最關(guān)鍵的問題。而高分子材料具有來源廣、品種多、易加工等優(yōu)勢受到了微流控芯片研究者的重視。同時(shí)其加工方法微注塑成型因?yàn)榭梢詫?shí)現(xiàn)批量、連續(xù)生產(chǎn),也引起微流控芯片制造者的關(guān)注。本文通過研究微流控芯片的注塑加工工藝,采用正交分析的方法確定熔體溫度、模具溫度、注射速度、保壓壓力對微流控芯片注塑成型過程中的影響順序和最優(yōu)注塑工藝,并取用在最優(yōu)注塑工藝下成型的微流控芯片的進(jìn)行液體混合實(shí)驗(yàn)和液滴成型實(shí)驗(yàn)。本文的主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:（1）根據(jù)注塑模具加工精度和液滴生成裝置以及液體混合裝置的特點(diǎn),確定液滴生成裝置通道截面的尺寸為500μm×500μm,液體混合裝置通道截面的尺寸為400μm×400μm。運(yùn)用專業(yè)軟件COMSOL進(jìn)行了液體混合和液滴生成的仿真,由仿真結(jié)果證實(shí)當(dāng)液滴生成裝置的通道截面為500μm×500μm,分散相流體的速度為連續(xù)相流體的1/2時(shí),微通... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１?ＰＤＭＳ微流控芯片模塑成型［１力??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１?ＰＤＭＳ?ｍｉｃｒｏ－ｆｌｕｉｄｉｃ?ｃｈｉｐ?ｍｏｌｄｉｎｇ??（３）熱壓法??

?北京化工大學(xué)碩士學(xué)位論文???放入基片??｜??抽真空、加熱??預(yù)加壓??｜??加壓??贓、冷卻??釋放真空??ｉ?基片??完成??圖１－２熱壓成型過程［１９１??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ｓｃｈｅｍａ?ｏｆ?ｈｏｔ?ｅｍｂｏｓｓｉｎｇ??（４）注塑成型法??注塑成型法是最常用的生產(chǎn)塑料制品的方法，該方法是由注塑機(jī)與模具共同實(shí)現(xiàn)??的。隨著機(jī)械精細(xì)加工的不斷發(fā)展，模具中模芯的尺寸可以加工到微米級別，這使得??微流控芯片的加工開始向注塑方向發(fā)展。注塑時(shí)通過調(diào)節(jié)熔體溫度、模具溫度、注射??速度、保壓壓力等工藝參數(shù)可以批量化生產(chǎn)微流控芯片，與熱壓成型相比，注塑法加??工效率更高、成型速度更快，更加適合微流控芯片的批量生產(chǎn)。??（５）激光燒蝕法??激光燒蝕法是將高能量的激光束（ＵＶ、Ｃ０２等）與數(shù)控技術(shù)、ＣＡＤ／ＣＡＭ技術(shù)有??機(jī)結(jié)合，可直接在材料上進(jìn)行三維燒蝕，這與常用的化學(xué)腐蝕法相比較有效地降低了??加工微流控芯片的步驟和成本，加工精度更高其加工過程簡化為：沖擊強(qiáng)化過程、??熱吸收過程、表面融化過程、氣化過程、復(fù)合過程等，其激光燒蝕過程如圖１－２所示。??４??

?１緒論???ｎｓ?．．．．．：＝．＝ｉ?Ｚ?沖擊強(qiáng)化過程??丨丨丨???????？??ｆｉｓ??：?：：｜?熱吸收過程??＂＇：：?表麵傾程??ｍｓ??＂：執(zhí)篇?氣艦程??＾??復(fù)合釀??１〇＂９?？ｌ（Ｈｓ????圖１－３激光燒蝕法加工過程??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｌａｓｅｒ?ａｂｌａｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ??１．２微注塑成型技術(shù)研究??近年伴隨著微機(jī)電系統(tǒng)［２｜］?（Ｍｉｃｒｏｅｌｅｔｒｏ?Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ?Ｓｙｓｔｅｍ，ＭＥＭＳ）在醫(yī)療、航??天航空、生物、軍事、環(huán)境與安全等領(lǐng)域取得的優(yōu)良成績，零件的微型化是ＭＥＭＳ??技術(shù)發(fā)展的必經(jīng)之路，而微注塑成型是實(shí)現(xiàn)微結(jié)構(gòu)制品規(guī)模生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)［２２］。英國??布拉德福德大學(xué)的＼＼＾１以如等［２３］人對微注塑件進(jìn)行了定義：制品的質(zhì)量在幾毫克內(nèi)；??制品表面有微米級別尺寸的結(jié)構(gòu)；或是制品的公差在微米范圍內(nèi)，但整體尺寸沒有限??制。由于微型零件尺寸微小，甚至含有納米級別的結(jié)構(gòu)，這就使得在模具加工方面增??加了很大的難度。許多在傳統(tǒng)注塑加工中可以忽略的比如壁面滑移、對流換熱、粘性??耗散等現(xiàn)象，在微注塑加工過程中對微制品的填充產(chǎn)生巨大的影響該方面的研究??通常利用三維模擬軟件實(shí)現(xiàn)。經(jīng)過對微注塑成型加工多方面研究發(fā)現(xiàn)熔體溫度、模具??溫度、注射速度、注射壓力、保壓壓力、保壓時(shí)間等注塑工藝參數(shù)會直接影響微型零??件的成型效果在微注塑成型的研究過程中，對微注塑成型模具的設(shè)計(jì)與加工、微??注塑成型的數(shù)值模擬、微注塑成型的工藝參數(shù)的研究等將會進(jìn)入一個(gè)全新的領(lǐng)域。??進(jìn)入到２０世紀(jì)后，ＭＥＭＳ的優(yōu)勢不斷凸顯出來，微制品的注塑加工方法成為國??內(nèi)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[2]微流控芯片注射成型及模內(nèi)鍵合研究[D]. 楚純朋.中南大學(xué) 2014
[3]CO2激光直寫聚合物微流控芯片的理論與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 相恒富.浙江大學(xué) 2007

碩士論文
[1]帶有微結(jié)構(gòu)特征制品的注塑充填流動不平衡研究[D]. 鄧愛林.西南科技大學(xué) 2019
[2]超聲波對微流控芯片注塑成型質(zhì)量影響的研究[D]. 王凱.大連理工大學(xué) 2016
[3]基于微流控芯片的液滴分離方法與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 張鵬翼.河北工業(yè)大學(xué) 2014
[4]美容用微注塑成型聚合物微針的研究[D]. 薛領(lǐng).北京化工大學(xué) 2013
[5]工藝參數(shù)對聚丙烯微圓柱陣列充填性能的影響研究[D]. 董自開.鄭州大學(xué) 2013
[6]PDMS微流控芯片的制備工藝研究[D]. 夏飛.南京理工大學(xué) 2010
[7]注塑模具CAD脫模系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D]. 梁長記.山東大學(xué) 2010
[8]微結(jié)構(gòu)塑件注射成型模擬與試驗(yàn)研究[D]. 張傳贊.大連理工大學(xué) 2008
[9]PDMS微流控芯片關(guān)鍵工藝技術(shù)研究[D]. 李永剛.中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所） 2006



本文編號：3324480