1、 论文作者签名：一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：甜吲艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌 导师签名：气磬冀卅特别感谢导师贺永副教授。贺老师全程指点我的研究进展，在我研究出现瓶颈的时候，是他为我指明了方向；在我开始懈怠的时候，是他对我进行了鞭策；在我学习实习摇摆不定的时候，是他支持了我的决定。贺老师总是积极的进行零距离的沟通，将他的学识以及看法传授给学生，更多的以学生的立场看问题。感谢贺老师在我攻读硕士学位期闻给予的无私关怀、理解和信任。感谢所有帮助、关心、理解和支持我的亲人、朋友、同学。魏子渊二零一四年三月于求是园摘要道的制造成型技术进行了深入
2、的研究。针对现阶段微流道制造技术发展的现状和存在的问题，提出了基于熔融沉积牺牲层工艺制造微流道的方法，并设计了相关实验优选了熔融材料、优化了熔融沉积喷头结构，分析了熔融沉积工艺参数和成型质量的关系。最后，基于熔融沉积牺牲层工艺，制造了徼流控芯片，通过仿真和实验展示了微流控芯片的应用。论文的章节安排如下： 瓼， 琭瑃， 猻 簃琭二维微流控芯片的流场模拟实验结果及分析图微分析系统分类可进行分析的技术，其最大的特征和优势是多种单元技术在微小可控平台上灵活组合和规模集成【。使用微流控芯片可以大大缩短样品的处理时间，在显著提高监测分辨率和灵敏度的同时，大幅降低消耗和成本，因此被广泛的应用于化学、生物学、
3、物理学、光学和材料科学等领域【】，从方方面面改善人类的生存环境，显示出广泛而重要的应用价值。微流控芯片作为一种新型的技术，最早由瑞士的研究员等在世纪年代初期提出现牟庑颍链耍骺匦酒纳桃导壑悼J枷韵郑月，第一家微流控芯片杂志成立，并作为微流控芯微流道的另外一个作用是引入可控的流体和对流体进行预处理。流体的引入可以根据，厂可以分为微电铸、微复刻和湎呱畈愎饪蹋蝗砉饪獭，使用弹性模代替光刻中使用的硬质模。这些方法都有其使用的范围和优点，但是制造方法对于环境都有一定的危害，并不是每一种方法都适合于大批量的生产，并且在制造的过程中需要消耗比较多的时间。以模具复刻制造微流道为例，每制造一款微流道就需要重新铸模
4、，在生产的过程中造成了很多不便。更为严重的问题是，现阶段的制造方式很难应用于三维微流道的制造，制造芯片的过程柔性差，制约了微流控芯片的发展。因此需要探索一种新型的微流道制造方法，该方法具备了生产过程环境友好、成本低、可适用于大规模的生产制造，可实现快速生产定浙江大学硕士学位论文制微流道的功能，克服上述微流道制造技术的缺点。熔融沉积快速成型，是一种应用比较广泛的快速成型工艺，该工艺需要将零件的三维实体模型进行分层切片处理，并生成二维平面信息，然成型，经过预热等处理之后开始逐层沉积；后处理，取出支撑和打磨表面。熔融沉积成型发展非常迅速，主要因为它具备了其他加工工艺缺少的优点：整个系统原理简单、维护
5、成本低、系统运行安全，非常利于产品的推广。无污染，在成型的过程中，既不会对环境造成伤害，也不会应用到激光等存在一定危险的技术。在成型复杂结构的零件时具有一定的优势。后处理简单，相较于其他的工艺操作繁杂存在清理残余液体、粉末等步骤，熔融沉积快速成型只需要将实体与接收板剥离即可。而气压式熔融沉积快速成型系统的出现扩展了成型材料的选择范围。徼流道制造技术的研究现状了、取展示各个材料及其性能的比较。最佳的工艺参数取决于材料的流变特性，以为例获得其流变特性，从而确定了热压工艺过程的温度、压力和时间。图鞯劳际荆渲三维螺旋图案，褰徊鎅型图案浙江大学硕士学位论文熔融沉积技术的国内外研究现状不同成分配比下材料的
6、拉伸性能，可以大大降低成本和成型的时间。以及喷出过程中的压力场与速度场的变化，得出一体式喷头更适合本项实验的结论。第四章，详细介绍了沉积的麦芽糖醇形状和工艺之间的关系。以理论分析为基础，研究了影响熔融麦芽糖醇挤出量、沉积形状和复刻在上的微流道形状的因素。试验了进气压力、温度、平台迸给速度对沉积麦芽糖醇形状的影响。比较了最终成型的微流道形状和麦芽糖醇的沉积形状的区别，得出两者近似相同的结论。总结了本文的研究工作和研究成果，探讨和展望了后续研究的方向。第一章绪论 ；、。一浙江大学硕士学位论文第二章熔融沉积式微流道加工实验平台设计新型微流道加工工艺通过气压式熔融沉积装置得到所需要的糖丝形状之后，得到
7、微流道结构需要经过如下步骤：浇注，即将溶液浇注在成型的糖丝形状之上；成型，将其放在高温环境下固化；脱模，得到的固体需要从接收板上剥离出来；后处理。在浇注中选择材料，是因为其具有如下几个特性：无毒性、无固化副产物，不仅提供了安全的环境也提供了制造微流道所必须的稳定环境；固化后透明且具有弹性，有利于对制造的微流道进行实时检测；固化后抗解聚，在较大的温度范围内。保持性能稳定；化学稳定性好，可以在乙醇溶液中保持材料稳定。在成型时需要将浇注的微流道放置于合适的温度下固化，温度设置过低容易导致成型的时间过长，温度过高在成型时会改变糖丝的形状，进而影响微流道的精度。因此需要选用合适的温度。乙醇溶液中浸泡，待
8、其充分溶胀之后，从接收板上剥离。后处理的过程可以分为两步：将脱模后的放置在水中，溶化残留的浙江大学硕士学位论文表面处理实验，其中创硗枷瘢冲洗溶液之后图像浙江大学硕士学位论文第二章熔融沉积式微流道加工实验平台设计发生糖粉溶液从喷嘴中倾斜喷出。为保证喷嘴出丝速度矢量垂直向下，喷射效果稳定，结合外置式喷头的设计，将喷头结构改用对称一体式设计，其结构图如图所示。美上誊、萍斗登斟暾口肾剧育群萨为玪的气压，随着实验的进行，气泵中气压的压力会逐渐降低，如果直接将气泵接入熔融沉积系统中，容易导致沉积的状态不稳定。通过引入点胶控制仪，可以在较长的时间内保证输出气压的稳定性，并且可以实现出气口自由关闭，为沉积的过程提供了更大的自由度，并且点胶控制仪在出气口闭合之后会产生负压，避免了糖粉在沉积终点上出现过度堆积的现象。第二章熔融沉积式微流道加工实验平台设计!觥!R弧猒：馹
