PMMA微流控芯片注射成型多目标优化实验研究 |
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引用本文: | 吴旺青,雷益华,单志颖,蒋炳炎.PMMA微流控芯片注射成型多目标优化实验研究[J].中南大学学报(自然科学版),2023(7):2630-2641. |
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作者姓名: | 吴旺青 雷益华 单志颖 蒋炳炎 |
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作者单位: | 中南大学机电工程学院,极端服役性能精准制造全国重点实验室 |
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基金项目: | 国家自然科学基金重点国际(地区)合作研究项目(51920105008)~~; |
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摘 要: | 随着微流控技术的不断发展和聚合物材料的广泛应用,注射成型技术因其快速、低成本、大批量的生产等优势而成为聚合物微流控芯片成型制造的主要方式之一,但也存在微结构成型难、残余应力与宏观变形等问题。为表征聚合物微流控芯片成型能力、研究工艺参数对成型质量的影响,采用正交实验研究熔体温度、注射压力、注射速度、保压压力和保压时间对聚甲基丙烯酸酯(PMMA)微流控芯片微通道复制度、残余应力、宏观翘曲变形三种指标的影响规律,并利用灰色关联分析法对三种指标进行多目标优化得到最优工艺参数。研究结果表明:影响微通道复制度最主要的因素是注射速度和熔体温度,影响残余应力与翘曲变形最主要的因素是熔体温度;利用正交实验对三种指标优化得到的最优参数存在差异,而利用灰色关联分析方法进行多目标优化得到了微通道复制度高、残余应力小和翘曲变形小的高质量芯片。最优注射成型工艺参数如下:熔体温度为245℃、注射压力为160 MPa、注射速度为50 cm3/s、保压压力为70 MPa和保压时间为5 s。
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关 键 词: | 微流控芯片 注射成型 多目标优化 |
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