1、聚合物微流控芯片是一種典型的微結構制品，尺寸跨度較大，注塑成型過程中不僅要克服收縮、翹曲變形和燒焦等宏觀成型缺陷，而且還要避免微結構的復制不完全、破損等微觀缺陷。因此，研究復雜微結構制品的注塑成型工藝對微流控芯片技術及微注塑成型技術的發(fā)展都具有十分重要的現(xiàn)實意義。本研究對象為具有微圓柱陣列的微流控芯片，微流控芯片長100mm、寬16mm、厚1.5mm、側壁厚0.5mm，在表面寬為2mm的矩形區(qū)域內有序地分布著13000多個直徑50μm高

2、15μm的圓柱，并且在高為6.23mm的梯形區(qū)域內分布著1000多個直徑100μm高50μm的圓柱。本文重點研究注塑成型工藝參數(shù)對微圓柱陣列成型質量的影響規(guī)律，并且研究微流控芯片產(chǎn)生翹曲變形的原因及影響規(guī)律，提出解決方案。本研究主要內容包括：
　?、磐ㄟ^單因素試驗研究熔體溫度、模具溫度和注射速度等工藝參數(shù)對具有微圓柱陣列的微流控芯片的注塑成型質量的影響規(guī)律。試驗中依次改變各工藝參數(shù)，觀察微圓柱成型質量及微流控芯片宏觀翹曲變形量的變

3、化規(guī)律，確定各工藝參數(shù)的取值范圍。
　?、评脝我蛩卦囼灲Y果及Minitab軟件設計六因素五水平正交試驗表及試驗方案。以減小微流控芯片宏觀翹曲變形和控制微圓柱成型高度為優(yōu)化目標，利用Minitab軟件處理試驗數(shù)據(jù)，并且對主要工藝參數(shù)進行交互作用分析。試驗發(fā)現(xiàn)模具溫度和注射速度是影響微圓柱成型質量和微流控芯片宏觀翹曲變形量的主要因素，熔體溫度是次要因素，熔體溫度和注射速度對微流控芯片成型質量有明顯的交互作用。
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4、驗優(yōu)化的工藝參數(shù)進行短射試驗。首先，注射量不變，通過改變注射速度觀察熔體流動前沿的變化，研究注射速度與熔體流動形態(tài)之間的關系，確定注射速度取值范圍;其次，注射速度不變，改變注射量觀察制品形狀，研究注射量與制品成型區(qū)域及缺陷位置之間的關系，再依據(jù)微流控芯片的結構，確定采用3級注射成型工藝及初步確定速度轉換的位置。最后，通過調整注射速度進行充填試驗，觀察微圓柱成型高度及微流控芯片宏觀翹曲變形量的變化規(guī)律，初步確定注射速度的取值范圍。