一种聚合物微流控芯片超声辅助热压成型装置

塑料加工应用技术1.本发明涉及聚合物元器件加工技术领域，尤其涉及一种聚合物微流控芯片超声辅助热压成型装置。背景技术：2.微流控芯片又称为芯片实验室，由于样品消耗量少、分析速度快、高通量检测等特点，已经被广泛应用于化学、生物、医学等领域。近年来，在微流控芯片的各种材料中，由于材料成本和加工成本低廉的显著优点，热塑性材料例如聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯等，已经成为微流控芯片最为普遍使用的材料。热塑性材料成型微流控芯片较为成熟和常用的方法是热压成型，但是热压成型存在加热时间长、能源消耗高、成型压力大、热变形和成型精度受限制等问题，如何发明一种工艺简单、能耗低、成型精度高的聚合物微流控芯片热压成型装置，是目前本技术领域人员函待解决的问题。技术实现要素：3.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种聚合物微流控芯片热压成型装置，包括：底板1；支撑座2，所述支撑座2固定安装在所述底板1的顶部；支撑杆3，所述支撑杆3固定安装在所述底板1左右两侧的顶部；超声波交换器4，所述超声波交换器4安装在所述支撑座2的顶部；下模具固定板5，所述下模具固定板安装在所述支撑杆的顶部；下模具板6，所述下模具板6固定安装在所述下模具固定板5的顶部；上模具固定板11；上加热板12，所述上加热板12固定安装在所述上模具固定板11的底部；上模具板13，所述上模具板13固定安装在所述上加热板12的底部；模腔9，所述模腔9开设在所述下模具板的顶部内壁上。4.进一步优化的，所述超声波交换器4开有接口，与超声波发生器相接，超声波发生器与超声波交换器相互配合为模腔提供相应振幅的超声波，进而为被加工的微流控芯片提供热量。5.进一步优化的，所述下模具体顶端设有导套7，所述上模具体底端设有导柱8，所述导柱和所述导套有微小的过盈，减少被加工芯片横向移动，提高加工精度。6.进一步优化的，所述上模具固定板11顶部的联接孔10与拉伸机相连，为聚合物微流控芯片超声辅助热压加工提供压力。7.进一步优化的，所述下模具板6上的模腔9下方设置有电加热板，所述电加热板一侧设置有电源插头，通过电加热板为下模具板提供热量。8.进一步优化的，所述上模具板13顶部固定安装有上加热板12，所述上加热板一侧设置有电源插头，通过上加热板为上模具板提供热量。9.与现有技术相比，本发明的有益效果是该种聚合物微流控芯片超声辅助热压成型装置，设计合理，实用性强，利用超声波作用于热塑性聚合物时其产热过程具有迅速、高效的特点，有效提高成型工艺的生产效率，超声振动具有增强聚合物流动性的作用，将之应用于热塑性聚合物微纳结构成型工艺中显著提高成型精度，解决了传统的热压成型能源消耗高、成型精度低等问题。附图说明10.图1是本发明的一种聚合物微流控芯片超声辅助热压成型装置的主视图。11.图中：1底板、2支撑座、3支撑杆、4超声波交换器、5下模具固定板、6下模具板、7导套、8导柱、9模腔、10联接孔、11上模具固定板、12上加热板、13上模具板。12.图2为底板的俯视图。13.图3为支撑座的主视图以及俯视图。14.图4为支撑杆的结构示意图。15.图5为下模具固定板的主视图以及俯视图。16.图6为下模具板的主视图以及俯视图。17.图7为上模具板的俯视图。18.图8为模腔的俯视图。具体实施方式19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。20.本发明提供一种聚合物微流控芯片超声辅助热压成型装置，如图1所示，包括底板1、支撑座2、支撑杆3、超声波交换器4、下模具固定板5、下模具板6、导套7、导柱8、模腔9、联接孔10、上模具固定板11、上加热板12、上模具板13。21.如图2所示的底板1与图3所示的支撑座2在底板1中心部分通过螺栓联接，如图2所示的底板1的顶部四周安装有图4所示的支撑杆3，在支撑座2的顶部安装有超声波交换器4，如图4所示的支撑杆3与如图5所示的下模具固定板5通过内六角圆柱头螺钉联接，超声波交换器4与如图5所示的下模具固定板5通过螺栓联接，如图5所示的下模具固定板与如图6所示的下模具板通过内六角圆柱头螺钉联接，如图6所示的下模具板顶部开有如图8所示的模腔，如图7所示的上模具板13与上加热板12通过内六角圆柱头螺钉联接，上加热板12与上模具固定板11同样通过内六角圆柱头螺钉联接，上下模具体通过上模具体上的导柱8与下模具板6上开设的导套7联接，以此来减少被加工芯片横向移动，提高加工精度。22.工作原理：当需要对聚合物微流控芯片面板导通微通道时，将聚合物微流控芯片面板放置在下模具板的模腔中，将超声波交换器的通孔对准聚合物微流控芯片面板上需要开通微通道的区域，通过导柱和导套联接上下模具体，通过联接孔使聚合物微流控芯片超声辅助热压成型装置与拉伸机联接，之后通过拉伸机施加纵向压力，抵住聚合物微流控芯片面板，将聚合物微流控芯片面板固定，给上下加热板接通电源加热，之后启动超声波发生器，使超声波发生器产生的超声波传到超声波交换器，并通过通孔传递到聚合物微流控芯片面板上，面板受热融化，通过拉伸机施加纵向压力，形成微通道。23.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。技术特征：1.一种聚合物微流控芯片超声辅助热压成型装置,包括底板1，其特征在于所述底板的顶部中央固定安装有支撑座2，所述底板的顶部左右两侧均安装有支撑杆3，所述支撑座的顶部安装有超声波交换器4，所述支撑杆的顶部安装有下模具体，所述下模具体包括下模具固定板5、下模具板6，上模具体，所述上模具体包括上模具固定板11、上加热板12以及上模具板13，所述下模具体设有导套7，所述上模具体设有导柱8，所述上模具体和下模具体通过导柱8与导套7连接，所述下模具板6的顶部内壁上开设有模腔9，所述上模具固定板11顶部开有联接孔10。2.根据权利要求1所述的一种聚合物微流控芯片超声辅助热压成型装置,其特征在于所述超声波交换器4开有接口，与超声波发生器相接，超声波发生器与超声波交换器相互配合为模腔提供相应振幅的超声波，进而为被加工的微流控芯片提供热量。3.根据权利要求1所述的一种聚合物微流控芯片超声辅助热压成型装置,其特征在于所述下模具体顶端设有导套7，所述上模具体底端设有导柱8，所述导柱和所述导套有微小的过盈，减少被加工芯片横向移动，提高加工精度。4.根据权利要求1所述的一种聚合物微流控芯片超声辅助热压成型装置,其特征在于所述上模具固定板11顶部的联接孔10与拉伸机相连，为聚合物微流控芯片超声辅助热压加工提供压力。5.根据权利要求1所述的一种聚合物微流控芯片超声辅助热压成型装置,其特征在于所述超声波交换器4开有接口，与超声波发生器相接，超声波发生器与超声波交换器相互配合为模腔提供相应振幅的超声波，进而为被加工的微流控芯片提供热量。6.根据权利要求1所述的一种聚合物微流控芯片超声辅助热压成型装置,其特征在于所述上模具板13上方固定设置有上加热板12，所述上加热板一侧设置有电源插头，通过上加热板为上模具板提供热量。技术总结本发明公开一种聚合物微流控芯片超声辅助热压成型装置,包括底板，所述底板的顶部中间部分固定安装有支撑座，所述支撑座的顶部安装有超声波交换器，所述超声波交换器开有接口，与超声波发生器相接，所述底板的顶部左右两侧安装有支撑杆，所述支撑杆的顶部安装有下模具体以及上模具体，所述下模具体包括下模具板以及下模具固定板，所述上模具体包括上模具板、上加热板以及上模具固定板，上下模具体通过导柱、导套联接，所述上模具固定板顶部设有联接孔，通过该联接孔与拉伸机相连。该种聚合物微流控芯片热压成型装置,设计合理,工艺简单，利用超声波作用于热塑性聚合物时产热过程具有迅速、高效的特点，提高成型工艺的生产效率，利用超声振动具有增强聚合物流动性的作用，提高成型精度，解决了传统的热压成型能源消耗高、成型精度低等问题。成型精度低等问题。成型精度低等问题。技术研发人员：傅志红 黄功健 周志凯 刘小清 张先跃 梅加吉受保护的技术使用者：中南大学技术研发日：2022.06.13技术公布日：2022/8/18









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