基于Moldflow的微流控芯片收缩变形研究.pdf

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1、l4模具工业2012年第38卷第8期基于Moldflow的微流控芯片收缩变形研究陈灿波，刘莹，田慧卿(大连理工大学模塑制品教育部工程研究中心，辽宁大连116024)摘要：用Moldflow模拟微流控芯片的注射成型过程可以发现潜在的设计缺陷，但Moldfolw的材料库并不能包括所有牌号的聚合物原料。以PMMA(CP51A)为测试对象，通过测试其黏度和PVT特性曲线，并以此为基础模拟其在方向(宽度方向)和】，方向(长度方向)的收缩变形量，其模拟结果和实测收缩变形量两者获得较为一致结果。关键词：微流控芯

2、片；Cross—WLF方程；修正的双域Tait方程；特性参数中图分类号：TG241；TP391．73文献标识码：A文章编号：1001—2168(2012)08～0014—05MoldflOW．basedstudyofshrinkagedeformationofmicro．fluidicchipCHENCan—bo，LIUYing，TianHui—qing(EngineeringResearchCenterforMoldingProductofMinistryofEducation，DalianUn

3、iversityofTechnology，Dalian，Liaoning116024，China)Abstract：ThepotentialdesigndefectsCallbediscoveredbysimulatingthei~ectionmold-ingprocessofmicrofluidicchipswithMoldflow，butthedatabaseofMoldflowdoesnotin-cludeallkindsofpolymersmaterials．Theviscosityand

4、PⅥcurvesofPMMA(CP51A)weretestedinthisstudyandbasedonit．theshrinkagedeformationamountinXdirection(widthdirection)andYdirection(1engthdirection)wassimulated．whichindicatedasimi-larresultwiththatgettingfromactualmeasurement．Keywords：micro·fluidicchip；Cro

5、ss·WLFEOS；modifiedtwo-domainTaitEOS；characteris-ticparameters1引言制造艺主要包括热压成型技术、注射成型技术及Moldflow软件是一款塑料注射成型模拟的计算注射压缩成型技术，其中注射成型技术是加_r效率机辅助程分析软件，可以帮助用户预先发现并解最高的一种，而微流控芯片的模具制造技术但1是芯决潜在的设计缺陷“。但Moldflow材料库中的材料片成型质餐的重要保证。FUQUAND和CHIEN并不能包括所有牌号的聚合物原料，刚近似材料替RD等

6、人使J{jPMMA米研究微流控芯片的注射代必然会产生一定的误筹，冈此测试出实际加：所成过程。在芯片的键合艺中，芯片的宏观成刚材料的特性参数来模拟成型过程，才能够获得更质馘也起着关键的作用。芯片的宏观成型质餐包为准确的结果。括芯片的平面度、表面粗糙度等都是芯片键合的重微流控芯片是一种带有微结构的塑件，广泛应要影响冈素，冈此对微流控芯片的宏观成型过程的J{j在新药物的合成与筛选以及食品和商品检验、环模拟是必不可少的。境监测、军事科学等领域，其制造1：艺比较复杂而且费州高昂，其中微沟槽结构及其网络的设计

7、、芯2试验材料及设备简介片的键合都是其关键环I。目前，微流控芯片的微流控芯片注射所，【{{的材料为PMMA，由英国Lucite公司生产，牌号为CP51A。测试黏度所朋的收稿日期：2012—04—14。设备是英国Bohlin公司生产的型号RosandRH7D作者简介：陈州J波(1986一)，男(汉族)，浙江虞人，在读颂十研的舣料筒毛细管流变仪。黏度测试所Hj口模尺寸究牛，从事聚合物PVT；~试及研究_I：作，地址：大连¨【：人学模为K径比l6、直径．5mm，测试温度220～260℃，具研究所，(1U

8、话)l8940935137，(电子信箱)chencanbo85ll26@l26．COl'n。剪切速率500～l0000S～。模具工业2012年第38卷第8期l5PVT；~U试所用的设备是上述毛细管流变仪及其为模型常数，n为非牛顿指数，f’为材料常数。冈D附带的PVT口模，料简直径为15mm，被压缩熔体很小，一般取为零，所以该方程可以简化为：的初始体积为20cm，测试的温度范同在40～Q(3)叼240℃，熔融时间为10min，温度偏差为±0．1℃，其结1+(构示意图如图1所示。(12