專利名稱：塑料微流控芯片的型腔移動式射壓成型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子材料成型技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種塑料微流控芯片的型腔移動式射
壓成型方法。
背景技術(shù)：
目前的塑料微流控芯片注塑成型方法，對于微溝槽橫截面形狀要求為矩形的塑料 微流控芯片，很容易使微溝槽的開口處產(chǎn)生圓角，而沒有復(fù)制出模具型腔鑲塊微凸起的根 部直角。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種塑料微流控芯片的型腔移動式射壓成型方 法，使塑料微流控芯片的微溝槽在開口處具有與模具型腔鑲塊微凸起根部相同的輪廓。
本發(fā)明的技術(shù)方案是型腔鑲塊上表面具有高30微米 100微米的微凸起，型腔 鑲塊與動模板的安裝孔滑動配合，型腔鑲塊具有微凸起的上表面用于組成型腔，型腔鑲塊 的下表面與一壓塊的上表面以平面配合，壓塊的下表面與一楔形塊的上表面以斜面配合， 楔形塊的下表面與動模固定板的上表面以平面配合，楔形塊的上表面相對于動模固定板的 上表面具有2。 6°的傾斜角度。壓印時，通過楔形塊與壓塊之間的斜面配合，將楔形塊 垂直于型腔厚度方向的前移運動轉(zhuǎn)化為型腔鑲塊在平行于型腔厚度方向上的前移運動。具 體包括如下步驟 a)合模塑料熔體注射前，模具完全閉合，型腔厚度比塑料微流控芯片的厚度設(shè) 計尺寸大0微米 20微米。 b)注射在塑料熔體注射過程中，利用塑料熔體的充模壓力使型腔鑲塊與壓塊在 動模板的配合孔中向遠離定模板的方向移動，型腔逐漸擴大，直至壓塊被楔形塊擋住，由于 2° 6°的傾斜角度具有自鎖能力，型腔鑲塊所受到的塑料熔體充模壓力并不能推動楔形 塊向外滑動，此時的型腔厚度比塑料微流控芯片的厚度設(shè)計尺寸大50微米 200微米。在 塑料熔體充模壓力作用下發(fā)生的型腔鑲塊逐漸后退、型腔逐漸擴大，既用于產(chǎn)生壓縮步驟 所需的壓縮余量，又能避免在塑料熔體注入型腔時發(fā)生噴射現(xiàn)象。 c)壓縮注射結(jié)束后，使楔形塊向模具內(nèi)部滑動，驅(qū)使壓塊與型腔鑲塊向靠近定 模板的方向移動50微米 200微米，將型腔內(nèi)的塑料微流控芯片壓實，并且將型腔鑲塊的 微凸起完全壓入塑料微流控芯片中，使型腔鑲塊微凸起的截面輪廓完全復(fù)制到塑料微流控 芯片的表面。實施壓印時，型腔鑲塊對塑料微流控芯片施加的壓強為3兆帕 15兆帕。
d)開模取成品塑料微流控芯片凝固定型后，模具打開，用真空吸盤取出塑料微 流控芯片。 e)楔形塊后撤將楔形塊撤回，使下一個生產(chǎn)周期中型腔鑲塊與壓塊在注射步驟 的后移不受限制。 本發(fā)明的效果和益處是能在普通注塑機上進行塑料微流控芯片的射壓成型，避免在注射階段產(chǎn)生噴射，確保所成型的塑料微流控芯片的微溝槽在開口處具有與模具型腔 鑲塊微凸起根部相同的輪廓。


圖1是塑料微流控芯片的示例圖。 圖2是塑料微流控芯片微溝槽橫截面形狀要求的示意圖。 圖3是常規(guī)注塑成型時微流控芯片微溝槽與模具型腔鑲塊微凸起的截面圖。 圖4是本發(fā)明合模時模具結(jié)構(gòu)主視圖。 圖5是本發(fā)明注射時模具結(jié)構(gòu)主視圖。 圖6是本發(fā)明壓縮時模具結(jié)構(gòu)主視圖。 圖7是本發(fā)明壓縮時模具結(jié)構(gòu)在A-A剖切位置的俯視圖。 圖8是本發(fā)明壓縮時模具結(jié)構(gòu)在B-B剖切位置的左視圖。 圖中l(wèi)塑料微流控芯片；2微流控芯片的微溝槽；3微溝槽開口處的圓角；4型腔 鑲塊；5型腔鑲塊的微凸起；6壓塊；7楔形塊；8動模固定板；9動模板；10定模板；11定模 固定板；12定位環(huán)；13定位環(huán)與定模固定板的連接螺釘；14主流道襯套；15澆口 ；16動模 部分的連接螺釘；17導(dǎo)柱；18導(dǎo)套；19墊塊；20定模部分的連接螺釘。
具體實施例方式
以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細敘述本發(fā)明的具體實施方式
。 如圖1所示，所要成型的塑料微流控芯片1具有微溝槽2。塑料微流控芯片1的 外形尺寸為長40毫米 100毫米，寬25毫米 100毫米，厚1毫米 2毫米。微溝槽2 可以是如圖l所示的呈十字形排列，也可以是呈蛇形或其他形式的排列。塑料微流控芯片 1的成型材料可以采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯(PC)。 如圖2所示，塑料微流控芯片1上的微溝槽2的橫截面形狀要求為矩形、梯形或三
角形。微溝槽2的橫截面尺寸為寬30微米 100微米，高30微米 100微米。 如圖3所示，采用常規(guī)注塑成型方法所得到的塑料微流控芯片1的微溝槽2在開
口處容易產(chǎn)生圓角3，從而沒有將型腔鑲塊4的微凸起5的根部直角復(fù)制出來。 如圖4所示，在型腔移動式射壓成型的合模步驟，使模具完全閉合，型腔鑲塊4具
有微凸起的上表面用于組成型腔，型腔鑲塊4與壓塊6處于距離定模板10較近的位置，此
時的型腔厚度比塑料微流控芯片1的厚度設(shè)計尺寸大0微米 20微米。壓塊6具有一斜
面，其斜面與楔形塊7的斜面具有相同的傾斜角度，壓塊6與楔形塊7的斜面相對于動模固
定板8的上表面的傾斜角度為2° 6° 。 如圖5所示，在型腔移動式射壓成型的注射步驟，塑料熔體注入型腔，在塑料熔體 充模壓力的作用下，型腔鑲塊4與壓塊6在動模板9的配合孔中向遠離定模板10的方向移 動，型腔逐漸擴大，直至壓塊6的斜面被楔形塊7的斜面擋住，由于2。 6°的傾斜角度具 有自鎖能力，型腔鑲塊4所受到的塑料熔體充模壓力不能推動楔形塊7向外滑動，此時的型 腔厚度比塑料微流控芯片1的厚度設(shè)計尺寸大50微米 200微米。 如圖6、圖7、圖8所示，在型腔移動式射壓成型的壓縮步驟，使楔形塊7在墊塊19 支撐起來的空間中向內(nèi)滑動，驅(qū)使壓塊6與型腔鑲塊4在動模板9的配合孔中向靠近定模板10的方向移動50微米 200微米，將型腔內(nèi)的塑料微流控芯片1壓實，并且將型腔鑲塊 4的微凸起完全壓入塑料微流控芯片1中，使型腔鑲塊4的微凸起的橫截面輪廓完全復(fù)制到 塑料微流控芯片1的表面。 塑料微流控芯片1凝固定型后，模具打開，用真空吸盤取出塑料微流控芯片l，然 后將楔形塊7撤回，使下一個生產(chǎn)周期中型腔鑲塊4與壓塊6在注射步驟的后移不受限制。
權(quán)利要求
一種塑料微流控芯片的型腔移動式射壓成型方法，其特征在于型腔鑲塊(4)的上表面具有高30微米～100微米的微凸起，型腔鑲塊(4)與動模板(9)的安裝孔滑動配合，型腔鑲塊(4)具有微凸起的上表面用于組成型腔，型腔鑲塊(4)的下表面與壓塊(6)的上表面以平面配合，壓塊(6)的下表面與楔形塊(7)的上表面以斜面配合，楔形塊(7)的下表面與動模固定板(8)的上表面以平面配合，楔形塊(7)的上表面相對于動模固定板(8)的上表面具有2°～6°的傾斜角度；壓印時，通過楔形塊(7)與壓塊(6)之間的斜面配合，將楔形塊(7)垂直于型腔厚度方向的前移運動轉(zhuǎn)化為型腔鑲塊(4)在平行于型腔厚度方向上的前移運動；具體包括如下步驟，a)合模模具完全閉合，型腔厚度比塑料微流控芯片(1)的厚度設(shè)計尺寸大0微米～20微米；b)注射塑料熔體注入型腔，在塑料熔體的充模壓力下，型腔鑲塊(4)與壓塊(6)在動模板(9)的配合孔中向遠離定模板(10)的方向移動，型腔擴大，直至壓塊(6)被楔形塊(7)擋住，此時的型腔厚度比塑料微流控芯片(1)的厚度設(shè)計尺寸大50微米～200微米；c)壓縮注射結(jié)束后，使楔形塊(7)向模具內(nèi)部滑動，驅(qū)使壓塊(6)與型腔鑲塊(4)向靠近定模板(10)的方向移動50微米～200微米，對型腔內(nèi)的塑料微流控芯片(1)實施壓印，型腔鑲塊(4)對塑料微流控芯片(1)施加的壓強為3兆帕～15兆帕；d)開模取成品塑料微流控芯片(1)凝固定型后，模具打開，用真空吸盤取出塑料微流控芯片(1)；e)楔形塊后撤將楔形塊(7)撤回，使下一個生產(chǎn)周期中型腔鑲塊(4)與壓塊(6)在注射步驟的后移不受限制。
全文摘要
一種塑料微流控芯片的型腔移動式射壓成型方法，屬于高分子材料成型技術(shù)領(lǐng)域。其特征是當(dāng)模具完全閉合后，注入塑料熔體，在充模壓力下，型腔鑲塊后移，型腔逐漸擴大；注射結(jié)束后，通過楔形塊使型腔鑲塊向前移動，將型腔內(nèi)的塑件壓實，并將型腔鑲塊微凸起的截面輪廓完全復(fù)制到塑料微流控芯片表面；開模取出塑料微流控芯片后，將楔形塊撤回，使型腔鑲塊在下一生產(chǎn)周期的后移不受限制。依序包括合模步驟、注射步驟、壓縮步驟、開模取成品步驟、楔形塊后撤步驟。本發(fā)明的效果和益處是能在普通注塑機上進行塑料微流控芯片的射壓成型，避免在注射階段發(fā)生噴射，確保所成型的塑料微流控芯片的微溝槽具有與模具型腔鑲塊微凸起相同的截面輪廓。
文檔編號B29C45/14GK101791840SQ20101030012
公開日2010年8月4日 申請日期2010年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月8日
發(fā)明者于同敏, 劉克成, 劉瑩, 宋滿倉, 王學(xué)虎, 王敏杰, 祝鐵麗 申請人:大連理工大學(xué)