塑料中空板薄膜新技（jì）術

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    塑料筐壓力對微通道成形影響（xiǎng）的仿真分析本文給有限（xiàn）元模（mó）型施（shī）加溫度為98壓力為2000N得到熱應力耦合（hé）場節點位移局部放大，結論本文通過對溫度壓（yā）力作用下塑料微通道成形（xíng）的仿真。虛線為微模具的外輪廓，如所示。從左至右取節點498490488482472462六個節點，如虛線橢圓圈所示。用y方向和x方向的位移隨時間變化曲線來示微通道底部及側（cè）壁塑料的流動情況，如和所示。

      溫度-結構耦合場節（jiē）點（diǎn）位（wèi）移局部（bù）放大y方向位（wèi）移曲線x方（fāng）向位移曲線（xiàn）從可（kě）以看出，前50節點498代（dài）的微凸起頂部的塑料（liào）的y方向流動速率最快且y位移量最大。而右邊的節（jiē）點490488482472462y方向流動速率逐（zhú）漸減小，位移量依次減小。從可以看出，位於微凸起底部（bù）附近的節點490x方（fāng）向的位移最（zuì）大，首先向模（mó）具的側壁流動，右邊的節點488482472498隨之向模具側壁流動，隻是位移依次（cì）減小，節點462所代那局（jú）部塑料（liào）水平方向（xiàng）的流動（dòng）最小。所有節點在（zài）周圍塑料的擠壓下共同向微模具的空腔流動。50s150範（fàn）圍內壓力堅持不變，各點的位移（yí）基本沒有變化，由於微（wēi）通道已經成（chéng）形，處於堅持形狀階段，這（zhè）對微通道的成形是非常（cháng）有利的壓力分別為500N1000N1500N2000N本文研究50和150時節點498490488482472462六個不同位置的位（wèi）移變化曲線來說明壓力對微通道成形的影（yǐng）響，分別如（rú）和所示。

    50不同壓力下150不同壓力下位移變化曲線由和可以看出，壓（yā）力為500N50時，微通（tōng）道在y方向隻有5.6m150時為5.7m.可見，壓力小時微通道複製不完全，隻能是微（wēi）凸起高度的一（yī）部分。隨著壓力的增加，y方向位移逐漸增大。當壓力（lì）為2000N時，y方向的位（wèi）移（yí）在50和150分別（bié）增加到22.1m和22.9m.因此，壓力為2000N對微（wēi）通道的完全複製是必要的

     塑料筐溫度對微通道成形（xíng）影（yǐng）響的仿真分析我50內升壓至2000N升溫分別至8590和98取節點498490488482472462節點位移進行分析。可以看出，85和90下各個節點位置的位移幾乎重合，而溫度為98時各個（gè）位置相（xiàng）對前兩溫度變化較大（dà）。從趨勢可以看出，隨著溫度接近PMMA 玻璃化溫度，塑料的流動性明顯加強，有利於（yú）微通道成形。

       不同溫度節點位移變化曲線在50內（nèi）將上（shàng）下熱壓板升至（zhì）98同時在芯片四周施加空氣對流（liú）。050時得到溫度場分布局部放大。取五個（gè）不同（tóng）位置（zhì）的節點1587519769197671976519485溫度場進（jìn）行分析，如（rú）中虛線（xiàn）橢圓圈所示。由0可以看出，PMMA 基（jī）片中部已經形成了均勻穩定的溫度場梯度。50時，位置1溫度最高，為97.69這是由於它和下加熱板直接接（jiē）觸，最先得到熱量，升溫速率最（zuì）快；位置5溫度次之，為97.05這是由於基（jī）片與上加熱板之間有微模具，使得上熱壓板傳（chuán）到芯片上麵的速率（lǜ）相對較慢。位置2和4相對邊境的距離相同，但是後者溫度明顯高於前者，由於上（shàng）下麵的傳熱速率不一致所致，位置3溫度最低，隻有93.82.不（bú）同位置溫度不同肯定導致塑（sù）料流動性差別，這會對微通道（dào）成形（xíng）質量發生直接影響（xiǎng）。為了使各層的溫（wēn）差（chà）盡量減小，進（jìn）行保溫。保溫時（shí）間對微通道的成形是重要的（de）環節。

      實驗結果在微通道成形（xíng）的（de）實驗中，采用的大連理工大學自主研製的RYJI型熱壓成形機。依照仿真結果進行塑料（liào）微通道的熱壓成形實驗。50內將基片升溫至98同時線性升（shēng）壓至（zhì）2000N載荷後，保溫保壓100降溫降壓後脫模，得到微（wēi）通道截麵如2所示（shì）。由（yóu）2a來看，升溫升壓（yā）的50內，塑料沿著（zhe）微凸起的側壁向下流動，逐漸填充空腔。而在保溫保（bǎo）壓的100內，塑料（liào）進一步向微（wēi）模具的底部流（liú）動（dòng），幾乎充溢整個空腔，並堅持住微通道形狀。實（shí）驗結果顯示，微通道形（xíng）狀（zhuàng）與仿真結果是一致的微通道成形過程與（yǔ）仿真結論基本（běn）吻合（hé）。

      分析了壓力，溫度及保溫保壓時間對微通道的（de）影響。較大的壓力是微通道（dào）完全複（fù）製的必要（yào）條件，溫度在玻（bō）璃（lí）化溫度附近，有（yǒu）助於塑料的流動，而合適的保溫保壓時間使理想的微通道堅（jiān）持穩定。通過實驗（yàn）對仿真結果（guǒ）進行了驗證，可以（yǐ）實現對微流控芯片微通道熱壓成形過程的（de）有（yǒu）效控製。

       如所示。然後進行熱應力場耦合（hé）分析，a第一階段（b第二階段微通道（dào）成（chéng）形示意本（běn）文首先建立（lì）多層傳熱的溫度場幾何模型。取PMMA 基片沿著（zhe）微通（tōng）道方向的一截麵作為研究對象，取一半建立二維的熱應力耦合幾何模型，經（jīng）過映射網格劃（huá）分後得到有限（xiàn）元模型，如所示。