聚合物微流控芯片微通道复制成型技术

阐述了复制成型技术在实现微流控芯片批量化生产过程中的重要意义。分析了微流控芯片对材料的要求,介绍了常用于制作微流控芯片的聚合物材料及其模塑性能。比较了目前常用的加工复制成型模具凸模微结构的加工方法。综述了热压成型、注射成型以及浇铸成型在微流控芯片微通道成型中的应用,并对其进行了比较分析,展望了未来微流控芯片复制成型技术的发展趋势。     

PMMA微流控芯片最佳注射成型工艺的实验研究

以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为原料,通过注塑加工的方式制备微流控芯片,经过多次注塑实验得出影响PMMA微流控芯片成型质量的主要因素是:模具温度、保压压力、熔体温度和注射速度.在其他参数不变的情况下,通过正交实验和极差分析确定了PMMA微流控芯片注射成型的最佳工艺:熔体温度260℃,模具温度50℃,保压压力60 MPa...     

基于CAE分析的工艺参数对微结构复制程度的影响

针对注射成型中微流控芯片中微结构复制不完全的情况,采用单因素法,利用Moldflow软件对微流控芯片抽象物理模型进行仿真分析,考察熔体温度、模具温度、保压压力、注射压力等4个工艺参数对微结构复制情况的影响。结果表明,熔体温度与模具温度的影响较大,保压压力的影响次之,注射压力的影响不显著。     

微流控芯片注射成型过程的数值模拟研究

以生物测试上广泛使用的微流控芯片为研究对象,研究使用聚合物微型注塑方法进行类似产品大规模、批量化生产的可能性。在建立微流控芯片结构模型的基础上,运用聚合物成型分析软件Moldllow对其在不同工艺参数下的成型过程进行了系统研究。结果表明,熔体温度的改变对充填时间的影响甚微,充填时间随着注射速度的增加而明显缩短,注射压力随熔体温度的增加而减小,随注射速度的增加而增加。增加熔体温度和注射速度可以降低翘曲变形。     

微流控芯片技术的现状与发展

简要叙述微流控芯片的定义及应用,介绍几种制作微流控芯片的方法,分析微流控芯片成型中的关键技术,如:压力、温度、时间等.综合国内外发展,结合当前微流控芯片的现状,提出微流控芯片在一些方面的尝试和探讨.     

微流控芯片UV固化微流道复制精度研究

研究了一种改进型紫外光(UV)固化注射成型装置,利用线型紫外光源辐照加工微流控芯片,并对微流控芯片上的微流道的复制精度进行研究。结果表明,该工艺成型的微结构制品复制精度较好,在相同工艺条件下,制品上的微结构轮廓曲线重合度高;光源的扫描速率对制品的成型精度有重要的影响,适当的光源扫描速率下,制品的微结构轮廓复制精度较高;充模压力的大小对制品的复制精度也有一定影响。     

基于PMMA材料的微流控芯片批量注塑技术研究

微流控芯片可以操控微纳尺度上流体,借助尺度效应的帮助进行检测,具有检测过程迅速、检测准确、试剂消耗量小等特点,常应用于高效筛选、分析化学、食品安全、环境检测等领域。伴随微流控技术的发展,聚合物材料逐渐取代传统的玻璃、硅等材料成为微流控芯片的主流基体材料。面向聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材质的微流控芯片,开展了设计、数值模拟仿真、注塑模具设计及微流控芯片注塑成型的全过程研究,对未来微流控芯片的大规模注塑制备具有一定借鉴意义,最后也对未来微流控芯片与注塑加工工艺相结合的发展趋势进行了展望。     

COC微流控芯片注塑成型微结构复制度研究

环烯烃共聚物(COC)材料具有比聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)更加优良的光学性能、尺寸稳定性与极低的吸水性。以具有微结构的塑件——微流控芯片为研究对象,利用单因素和正交试验研究COC材料注塑成型过程工艺参数对微结构复制度的影响规律并加以分析。结果表明:熔体温度对其微通道的复制度影响最大,是影响微通道复制不完全的主要因素;注射压力和模具温度次之;保压压力和注射速度的影响较小。     

光固化微流控芯片的表面亲水性能

微流控芯片表面的亲水性对生物诊断具有重要的影响,利用紫外光固化料,在注射成型技术的基础上,制作了微流控芯片,以接触角为衡量指标,研究了紫外光固化单体含量、单体种类、树脂种类、紫外光辐照强度和照射时间对制品表面亲水性的影响,结果表明,光固化微注射工艺条件对芯片接触角的影响并不明显,增加光照强度和光照时间,芯片接触角变化并不明显,均在0°~5°之内,而混合单体和树脂成型制品的接触角较小,增加树脂和单体种类,及适当添加助剂有利于改善亲水性,即紫外光固化材料的组成是影响芯片亲水性的主要因素,且适量的助剂可以有效改善芯片接触角,最佳接触角为17°。     

微流控芯片脱模缺陷分析及其脱模装置研究

为减小微流控芯片的脱模缺陷,设计了4种顶杆式脱模方案。采用有限元法模拟了4种脱模方案下微流控芯片的脱模过程。模拟结果显示,顶杆的数目和位置对微流控芯片的脱模应力具有重要影响,采用第1种脱模方案时,微流控芯片的最大脱模应力达到123 MPa,超过了微流控芯片所用聚甲基丙烯酸甲酯的强度极限110 MPa,微流控芯片在脱模后发生断裂;其它3种脱模方案下微流控芯片均能顺利脱出,且脱模应力均小于强度极限。为了克服顶杆脱模方式下芯片易出现表面质量差的缺陷,设计了一种新型的气动脱模装置,并通过有限元法模拟了微流控芯片在此装置下脱模应力的分布,证实了该装置的有效性及优越性。     

小缺口壳体母体运载复合滑块机构注塑模设计

针对小缺口充电器外壳塑件的成型,设计了一种无顶出两板式两次开模冷热流道注塑模具.在模具中,采用单腔布局,使用热流道和移位式冷浇口浇注系统及气吹脱模等方式保证塑件表面的成型质量.塑件的脱模分外壁脱模、内壁脱模两部分进行;针对外壁,采用一种定模弹簧弹出式哈夫滑块机构实现塑件四个侧面外壁的脱模.针对内壁,采用一种复合式抽芯机...     

玩具罩壳多腔三板两次顶出热流道注塑模设计

结合玩具罩壳塑件1模4腔注射成型的生产要求,设计了一副1模4腔三板注塑模具用于该塑件的生产.使用热流道和冷流道相结合的复合流道,克服了多腔浇注时因流道过长而产生的流道容易堵塞问题.根据玩具罩壳的特征,对塑件模腔进行分型并设计成型零件,简化了单个模腔结构,保证了单个模腔的4个外侧面都能设置1个侧抽芯机构.为保证模具自动化...     

汽车暖风机下壳体CAE优化与模具设计

针对轿车暖风机下壳体侧壁多且深、细小筋位较多等复杂结构特征,结合CAE技术进行了3种浇注系统方案的优化分析,确定了最优的注塑成型工艺方案;模具结构为两板式热流道一模一腔结构,产品的脱模包括型腔前模脱模和型芯后模脱模两种方式;设计中利用了Moldfl ow2015进行注塑工艺优化分析,UG–HB_Mould6.6外挂进行结构设计和改进;模具结构设计合理。     

矿泉水瓶盖的热流道注塑模设计

A hot runner injection mould for bottle lids was designed based on CAD/CAE. The top-center of the lid was selected as the gate location. A set of optimal parameters was determined via molding window analysis, i.e., mold temperature 60 ℃, melt temperature 220 ℃, and injection time 0.4 s. The key issues in the design of the hot runner system, the structure and movement principle of sequential demoulding mechanism were introduced in details. The effects of injection pressure and clamp force on the filling quality were examined to improve the design.     

水辅与气辅成型残余壁厚的对比研究

在实验的基础上,首先分析了水辅注射成型与气辅注射成型的特点,并从机理上分析了水辅成型和气辅成型制件残余壁厚的形成,进而对比分析了水辅及气辅成型制件残余壁厚的大小。结果表明,对于具有流动方向偏转结构的模具,水辅成型制件的壁厚均匀性优于气辅成型制件;水辅成型更易于生产截面为圆形的制件。     

型腔气体反压智能注射马桶盖模具创新设计

为了解决马桶盖的翘曲变形和表面质量问题,提出一种气体反压注射的方法,通过Moldex3D软件分析预测气体反压工艺塑件存在的可能问题并加以改善.设计了一套气体反压马桶盖模具,利用热流道+冷流道的方式解决了材料浪费和模具偏心问题,采用斜顶+直顶块的联合顶出机构减少了产品变形,同时制定型腔气体反压(GCP)辅助注塑工艺的流程...     

艺术网格鸟巢模型特殊脱模机构模具设计

针对某艺术网格形状塑件注塑成型和脱模困难的注塑成型难题,设计了一种单腔点浇口三板模具。模具分4次开模,2次顶出来实现塑件的自动化注塑生产。浇注系统采用20个点浇口对单腔进行分区同步浇注,采用8条水路进行仿形冷却以保证塑件的充分充填和防止注塑后翘曲变形。设计了4种机构来实现塑件的自动脱模,为解决塑件模腔内狭小空间内内壁的脱模机构设计提供了一种新思路。     

助力筒带2种多次抽芯机构热流道注射模设计

针对筒形塑件的模具设计困难问题,设计了一种简化型1模1腔两板注射模具来实现其自动化注塑成型.模具中,采用卧式布局来简化模腔的分型,简化了模具整体结构.使用了热流道浇注系统来保证模腔的成型质量.塑件内、外壁的脱模使用了3种4个机构来进行抽芯脱模,一种为油缸滑块单次抽芯机构,一种为油缸+斜导柱3次抽芯机构,一种为哈夫滑块双...     

Measurement and Analysis of Cavity Pressure and Melt Filling Capacity During Injection Molding

Using an online measure system consisted of a high sensitivity pressure sensor, a spiral channel mold and a data collecting/analysis series. The cavity pressure and flow length response under different injection pressure, injection velocity, mold temperature and different vibration condition was measured and analyzed in this study. The results show that the cavity pressure and flow length increased with the increase of injection pressure, injection velocity and mold temperature. In vibration assisted injection molding (VAIM), the cavity pressure and flow length increased as a result of imposing vibration. The change of amplitude and frequency in VAIM had more distinct effect on flow length than injection pressure. The results also indicate that the measure system established in this study can accurately monitor and record the changes of cavity pressure, and could be used in the study of melt's filling capacity in injection molding process.