康維嘉，賀建蕓，胡凌驍，李嘉維，楊衛(wèi)民，謝鵬程

(北京化工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，北京 100029)

加工與應(yīng)用

微流控芯片注射紫外光固化成型中缺陷形成機(jī)理及解決方案研究

康維嘉，賀建蕓*，胡凌驍，李嘉維，楊衛(wèi)民，謝鵬程

(北京化工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，北京 100029)

提出了一種微流控芯片的新型成型方法——紫外(UV)光固化微注射模塑成型，微通道“十”字處和整個(gè)基體表面的氣泡為其成型的主要缺陷，對(duì)后續(xù)芯片的使用將會(huì)造成很大影響；利用可視化實(shí)驗(yàn)研究分析了缺陷的形成原因，并研究了各工藝(注射壓力、抽真空、注射方式、光照方式等)對(duì)缺陷改善的影響。結(jié)果表明，注射方式對(duì)“十”字處氣泡的形成影響最大，光照方式對(duì)基體表面氣泡的形成影響最大，通過(guò)選用適當(dāng)?shù)淖⑸浞绞胶凸庹辗绞剑軌蛲耆鉀Q“十”字處和基體上的缺陷。

微流控芯片;微通道;紫外光固化；微注射模塑成型;缺陷;可視化

0 前言

微流控芯片又稱芯片實(shí)驗(yàn)室，芯片上分布著網(wǎng)絡(luò)微通道，將生物和化學(xué)等領(lǐng)域中涉及的樣品制備、反應(yīng)、分離和檢測(cè)等基本單元集成到一塊數(shù)十平方厘米(甚至更小)的芯片上，以代替常規(guī)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)[1]，廣泛應(yīng)用于生物化學(xué)、臨床、醫(yī)藥、環(huán)境等領(lǐng)域。制備微流控芯片的傳統(tǒng)材料主要有硅、玻璃、石英，加工方法主要有刻蝕加工[2]。高分子材料因其成本低、種類多、可批量生產(chǎn)以及生物相容性良好等特點(diǎn)，正日益成為微流控芯片的主要材料[3]。聚合物材料成型微流控芯片常用的加工方法有熱壓成型[4-5]和注射成型。熱壓成型周期長(zhǎng)，注射成型效率更高，近年來(lái)受到越來(lái)越多人的關(guān)注，大連理工大學(xué)宋滿倉(cāng)等[6]對(duì)微注射過(guò)程中模具對(duì)微結(jié)構(gòu)的影響做了許多研究。中南大學(xué)蔣炳炎等[7-8]也對(duì)微流控芯片注射成型工藝進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)化、數(shù)值模擬等研究。Guber等[9]進(jìn)行了一些關(guān)于微流控芯片注射成型的研究并取得了一定進(jìn)展。但是，由于高分子材料經(jīng)塑化后黏度較大，流動(dòng)性差，而微結(jié)構(gòu)尺寸較小，注射成型存在塑化溫度高、熔體黏度大的問(wèn)題，導(dǎo)致微型腔充填不完全，從而影響微零件成型精度和復(fù)制性[10]。UV固化技術(shù)具有固化速度快、污染少、節(jié)能、固化產(chǎn)物性能優(yōu)異等特點(diǎn)，符合當(dāng)今世界對(duì)環(huán)保、節(jié)能的要求[11]。

針對(duì)目前聚合物微零件注射成型中存在的問(wèn)題，本文提出了一種微流控芯片加工成型新方法——UV光固化微注射模塑成型，其特點(diǎn)是：周期短、自動(dòng)化程度高、一次成型；流動(dòng)性能好、充填能力好、復(fù)制精度較高；光固化料常溫下為液體，不需要螺桿塑化和加熱，同樣成型精度下更加節(jié)能。其工藝過(guò)程為：用液體光固化材料代替熱塑性聚合物，對(duì)微型腔進(jìn)行注射充模；關(guān)閉注射閥，提供一定的保壓壓力；使用UV光源透過(guò)模具型腔一側(cè)的鋼化玻璃照射型腔；型腔中的物料快速固化；對(duì)固化后的制品進(jìn)行脫模，其成型裝置原理圖如圖1所示。UV光固化微注射模塑成型是一種新型的成型方法，目前對(duì)此成型方法的研究還鮮見(jiàn)報(bào)道。由于微流控芯片的基體結(jié)構(gòu)與微通道尺寸相差幾個(gè)數(shù)量級(jí)且光固化反應(yīng)為化學(xué)反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)微流控芯片微注射光固化成型的過(guò)程中易在成型制品中出現(xiàn)氣孔缺陷 。本文通過(guò)可視化實(shí)驗(yàn)，觀察研究了微流控芯片在UV光固化微注射模塑成型中缺陷的產(chǎn)生過(guò)程，分析了其產(chǎn)生原因，并在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上提出減小和避免這種缺陷產(chǎn)生的方法，以提高芯片的成型品質(zhì)，促進(jìn)微流控芯片的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

圖1 UV光固化微注射模塑成型原理圖Fig.1 Principle diagram of the UV curing injection molding

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要原料

聚氨酯丙烯酸酯，LE-6702，鶴山市勵(lì)志門(mén)貿(mào)易有限公司；

乙氧基乙基丙烯酸酯，EOEOEA，常熟恒榮商貿(mào)有限公司；

三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，TMPTA，常熟恒榮商貿(mào)有限公司；

二羥基二甲基二苯基一丙酮，1173，常熟恒榮商貿(mào)有限公司。

1.2 主要設(shè)備及儀器

UV光固化微注射模塑成型機(jī)，自制；

模具，自制；

UV光輻射設(shè)備，F(xiàn)UV-8B1T，廣州市富沃自動(dòng)化設(shè)備有限公司；

UV光輻射設(shè)備，UPECII，最大功率為1000 mw/mm2，功率可調(diào)，深圳市尤藍(lán)譜科技有限公司；

光學(xué)顯微鏡，PH50-3A43L-A，上饒縣楓林儀器經(jīng)營(yíng)部；

高速攝像機(jī)，UVC′C′04-B05，美國(guó)SVSi公司。

1.3 樣品制備

1—成型模腔 2—儲(chǔ)料筒 3—注射筒 4—UV固化光源控制器 5—控制箱圖2 UV光固化微注射模塑成型裝置Fig.2 UV curing micro injection moulding device

實(shí)驗(yàn)室自制的UV光固化微注射模塑成型機(jī)如圖2所示。UV光源距離可調(diào)，輻射強(qiáng)度和輻照時(shí)間由光源控制器控制，光照固化實(shí)驗(yàn)采用恒定輻照強(qiáng)度(100 %光照功率)；合模單元和頂模裝置采用氣缸驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)開(kāi)模和合模；本實(shí)驗(yàn)?zāi)＞邷囟葹槌?；注射缸由氣缸?qū)動(dòng)；注射管路設(shè)有4個(gè)電磁閥，分別控制進(jìn)料管路、注射管路、排料管路和模具入口管路。加工過(guò)程：首先將低聚物聚氨酯丙烯酸酯、活性稀釋劑乙氧基乙基丙烯酸酯、活性稀釋劑三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、光引發(fā)劑2 - 羥基 - 2 - 甲基 - 1 - 苯基 - 1 - 丙酮分別按67 %、18 %、12 %、3 %(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆蚝?，放到真空烘箱中進(jìn)行12 h的真空脫泡處理，之后混合物料被泵吸到儲(chǔ)料缸中，經(jīng)過(guò)電磁閥進(jìn)入注射缸；合模后，打開(kāi)注射開(kāi)關(guān)，混合樹(shù)脂由注射缸注射到成型模腔中并進(jìn)行保壓；混合樹(shù)脂充填完成后打開(kāi)UV固化光源，待樹(shù)脂充分固化后開(kāi)模，頂模得到制品。

2 微流控芯片的典型缺陷

微流控芯片的基體結(jié)構(gòu)是平板形狀，在其上有尺寸微小的結(jié)構(gòu)——微流道，其尺寸跨越幾個(gè)數(shù)量級(jí)，在UV光固化注射模塑成型過(guò)程中宏觀和微觀同時(shí)存在，芯片出現(xiàn)多種多樣的成型缺陷[12]。一種典型的缺陷是在芯片上出現(xiàn)氣泡，如圖3所示。

(a)“十”字角有4個(gè)氣泡的制品 (b)“十”字角有2個(gè)氣泡的制品 (c)基體面上布滿氣泡的制品圖3 帶有缺陷的微流控芯片F(xiàn)ig.3 Microfluidic chips with defects

3 缺陷成因分析

3.1 氣孔缺陷產(chǎn)生的理論分析

可視化技術(shù)因其能夠直觀如實(shí)反映具體過(guò)程而成為研究高分子材料加工成型過(guò)程的重要手段[13]。對(duì)于微流控芯片基體而言，因其是一塊平板，充模時(shí)基本沒(méi)什么困難，微通道尺寸與基體平板的尺寸相差幾個(gè)數(shù)量級(jí)，充模過(guò)程中存在多尺度流動(dòng)，造成微通道處的充模流動(dòng)狀態(tài)復(fù)雜，造成微通道附近存在缺陷如圖3(a)、3(b)所示。因微流控芯片的基體是一個(gè)平板，充模過(guò)程除了造成微通道附近的缺陷外其他部位基本不會(huì)因充模造成缺陷，圖3(c)所示的缺陷主要是由于后續(xù)的光照過(guò)程造成的。

3.2 氣孔缺陷成因充模過(guò)程的可視化研究

(a)固化過(guò)程可視化原理圖 (b)充?？梢暬韴D圖4 可視化觀察系統(tǒng)原理圖Fig.4 Visual observation system

圖5 充模可視化過(guò)程所用模具Fig.5 The mold used in the molding visualization process

因微通道尺寸太小，對(duì)于光固化料在微通道處的流動(dòng)狀態(tài)，本實(shí)驗(yàn)采用了微距鏡頭進(jìn)行拍攝,拍攝原理圖如圖4(b)所示，所用模具的實(shí)物圖如圖5所示；光路走向如圖6所示。采用微距鏡頭觀察微通道處的填充時(shí)，照明光線垂直入射。光線接觸到液體與模具型腔接觸的表面，再沿原路返回到鏡頭中，在觀察場(chǎng)中呈現(xiàn)為亮的部分，在液體未與模具型腔接觸的地方，入射光線在液體和空氣界面上發(fā)生反射和折射，折射光又經(jīng)型腔表面發(fā)生二次反射，在觀察場(chǎng)中呈現(xiàn)為陰影。由于微結(jié)構(gòu)加工時(shí)存在圓角(放大后的示意圖如圖7所示)。根據(jù)光路圖的原理，微流道的圓角在觀察場(chǎng)中呈現(xiàn)為陰影。在微通道顯微平面圖上，2個(gè)外邊沿間的距離代表微通道的開(kāi)口寬度，2個(gè)內(nèi)邊沿間的距離代表微通道的底部寬度，如圖8所示。

圖6 光路走向圖Fig.6 The light path to the sketch

圖7 微結(jié)構(gòu)示意圖(單位：mm)Fig.7 Microstructure

圖像所在的幀數(shù)序號(hào)：(a)50 (b)52 (c)54 (d)58 (e)65圖10 0.125 MPa壓力充模時(shí)的可視化過(guò)程Fig.10 Molding process of visualization under 0.125 MPa pressure

圖8 微結(jié)構(gòu)在鏡頭中的圖像Fig.8 Microstructure in the camera image

圖9 溶液沿著微流道的方向充模Fig.9 Molding along the micro-channel

實(shí)驗(yàn)前將裝在注射缸中的物料放入真空烘箱中真空處理4 h以上，除去物料中由于配比混合產(chǎn)生的氣泡，用自制的注射裝置在保證管道的暢通和良好的密封性能后進(jìn)行預(yù)注射，消除管道中的氣泡，保證液體充滿管道，以0.125 MPa的注射壓力進(jìn)行充模，溶液沿著微通道向前流動(dòng)的狀態(tài)如圖9所示，在第50、52、54、58、65幀觀察到的圖像如圖10所示。在光固化料未到達(dá)微通道處時(shí)，光固化料流動(dòng)平穩(wěn)，當(dāng)接觸到微通道時(shí)，光固化料受到微通道的阻礙，有明顯的滯后現(xiàn)象，并且混合樹(shù)脂沿著微通道前進(jìn)時(shí)，能夠看到微通道處的陰影逐漸變寬；在光固化料首先接觸到的“十”字那一側(cè)首先出現(xiàn)2個(gè)氣泡，然后光固化料躍到“十”字另一側(cè)，隨著前一側(cè)的氣泡慢慢變小，另一側(cè)也出現(xiàn)2個(gè)小的氣泡。

由于混合樹(shù)脂到達(dá)“十”字處時(shí)翻越了微通道，為了研究溶液翻越微通道時(shí)對(duì)形成缺陷造成的影響，用自制的注射裝置在保證注射管道內(nèi)溶液無(wú)氣泡的情況下，使用圖3的模具從垂直于微通道的方向充模，從沿著微通道的橫截面方向觀察，在第62、63、64、65幀觀察到的圖像如圖11所示。由于模腔內(nèi)存在空氣，溶液進(jìn)入模腔后，模腔內(nèi)的空氣被溶液推著向前，在接觸到微通道時(shí)受到微通道的阻礙，空氣聚集在微通道處形成了一個(gè)氣泡，當(dāng)溶液翻越到微通道的另一側(cè)時(shí)，隨著溶液的向前流動(dòng)，空氣聚集的氣泡被拉長(zhǎng)，并隨著溶液進(jìn)入到另一側(cè)，在另一側(cè)逐漸形成一個(gè)氣泡，并伴隨著充模的進(jìn)行，氣泡逐漸變大。

圖像所在的幀數(shù)序號(hào)：(a)62 (b)63 (c)64 (d)65圖11 溶液垂直于微流道的方向充模Fig.11 Mold-filling vertical to the micro-channel

固化時(shí)間/s：(a)0 (b)4 (c)6 (d)8 (e)16 (f)24 (g)32 (h)70圖12 固化過(guò)程的可視化Fig.12 Visualization of solidification process

3.3 氣孔缺陷成因光照過(guò)程的可視化研究

對(duì)于整個(gè)微流控芯片制品而言，因微距鏡頭拍攝的范圍較小不能完整顯示出整個(gè)微流控芯片的成型狀態(tài)，故使用攝像機(jī)記錄物料完全充模后輻照固化過(guò)程，由于UV燈垂直照射的緣故，只能呈一定角度進(jìn)行可視化研究的拍攝記錄，如圖4(a)為斜角拍攝方式。為了研究圖3(c)氣泡的形成原因，采用的實(shí)驗(yàn)配方中聚氨酯丙烯酸酯、乙氧基乙基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、2 - 羥基 - 2 - 甲苯 - 1 - 苯基 - 1 - 丙酮的含量分別為67 %、20 %、10 %、3 %，實(shí)驗(yàn)工藝參數(shù)：光源輻照強(qiáng)度為1000 mV/cm2、模具溫度為20 ℃、保壓壓力為0.6 MPa。由于物料常溫下為流體的特點(diǎn)，其注射過(guò)程不同于傳統(tǒng)熱塑性材料的注射過(guò)程，注射壓力對(duì)其填充能力的影響遠(yuǎn)大于注射速度，而且注射速度過(guò)大會(huì)使具有一定黏度的物料短時(shí)間內(nèi)無(wú)法充分填充結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生包覆氣泡的現(xiàn)象。在保證充模過(guò)程沒(méi)有氣泡并且完全充滿模具型芯后，打開(kāi)UV光輻照固化，同時(shí)打開(kāi)攝像機(jī)并記錄，整個(gè)過(guò)程從開(kāi)啟UV光照射開(kāi)始記錄，直到不再產(chǎn)生新的氣泡為止，可視化過(guò)程如圖12所示。

從圖12可以看到0 s時(shí)模具型腔充填狀態(tài)良好沒(méi)有氣泡，表明材料本身和充填過(guò)程滿足要求；開(kāi)始光照后的0～12 s內(nèi)沒(méi)有氣泡產(chǎn)生，但是制品出現(xiàn)了泛白現(xiàn)象，而且泛白的趨勢(shì)從中心向四周擴(kuò)散，向外擴(kuò)散后不再存在，其中8 s時(shí)制品近玻璃的表層已經(jīng)全部固化,16 s時(shí)表面的泛白現(xiàn)象完全消失，并在中心底部的位置開(kāi)始出現(xiàn)明顯氣泡； 16～32 s時(shí)段內(nèi)氣泡逐漸變多，并從中心位置向四周擴(kuò)散延伸，可以看出氣泡隨著制品達(dá)到成型厚度而產(chǎn)生在制品底部；根據(jù)完整的可視化過(guò)程70 s之后不再產(chǎn)生新的氣泡，因此可以推斷70 s時(shí)固化反應(yīng)已經(jīng)完全結(jié)束。根據(jù)圖4、圖5可知輻照開(kāi)始后固化過(guò)程分為兩個(gè)階段，第一個(gè)階段為未產(chǎn)生表觀氣泡階段，這一時(shí)段持續(xù)了10 s，此階段反應(yīng)一直進(jìn)行，制品出現(xiàn)泛白并從中心向四周擴(kuò)散，隨后泛白現(xiàn)象消失；第二階段為氣泡產(chǎn)生階段，在10 s后開(kāi)始出現(xiàn)氣泡，70 s后不再產(chǎn)生新的氣泡，從16～32 s的圖像可以看出氣泡從中心向周圍逐漸增多。

由于光照先經(jīng)過(guò)玻璃進(jìn)入模腔最后到達(dá)模腔底部，因此固化沿著厚度方向從模腔內(nèi)靠近玻璃表面的一側(cè)開(kāi)始向下固化，固化過(guò)程逐漸向下進(jìn)行，固化厚度逐漸增加，補(bǔ)縮流道減小，阻力過(guò)大而使得補(bǔ)縮中斷，使模腔形成封閉環(huán)境，而固化反應(yīng)沒(méi)有停止，因此只能不斷收縮最終形成真空泡孔，從制品的角度來(lái)看就是導(dǎo)致氣泡缺陷無(wú)一例外的出現(xiàn)在模芯底側(cè)表面即制品底部，而在另一側(cè)靠近玻璃的表面光滑平整沒(méi)有任何缺陷；另一方面固化反應(yīng)速率過(guò)快，當(dāng)中心物料反應(yīng)完時(shí)周圍的液體物料向中心補(bǔ)縮，而補(bǔ)縮速率未使其完全致密填充因收縮產(chǎn)生的空位，用于補(bǔ)縮的物料就已經(jīng)發(fā)生了固化，又產(chǎn)生了新的收縮，新收縮的周圍繼續(xù)補(bǔ)縮，因此由中心向外連鎖產(chǎn)生真空氣泡。

4 改善芯片品質(zhì)的途徑

光固化微注射成型的微流控芯片，微通道處存在氣泡這種缺陷會(huì)影響芯片的使用，實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，通過(guò)適當(dāng)?shù)恼{(diào)整注射參數(shù),可以消除微通道處的氣泡,適當(dāng)調(diào)整光照方式可以消除微流控芯片基體上的氣泡。

4.1 對(duì)注射壓力的控制

為分析注射壓力對(duì)缺陷的影響，安排了一系列的單因素實(shí)驗(yàn)。分別以0.125、0.25、 0.5、0.6、 0.75 MPa的注射壓力進(jìn)行充模，在第64、65、66、67、68、69、70、71幀觀察到的圖像類似于圖10，氣泡依然存在。

4.2 對(duì)模腔進(jìn)行抽真空處理

考慮到氣泡的形成是由于模腔內(nèi)存在空氣的原因，從模具一端抽真空，同時(shí)從另一端以0.3 MPa的注射壓力進(jìn)行注射，真空度為0.07 MPa，在第103、106、110、113幀觀察到的圖像如圖13所示。溶液進(jìn)入模腔后，前進(jìn)時(shí)在微通道的一側(cè)形成了2個(gè)氣泡，當(dāng)翻過(guò)微通道的另一側(cè)后即進(jìn)入到抽真空的那一端后，模腔內(nèi)不存在空氣，溶液流動(dòng)平穩(wěn)，沒(méi)有形成氣泡，最終的結(jié)果是在微通道一側(cè)形成了2個(gè)氣泡。因?yàn)槟Ｇ粌?nèi)不可能達(dá)到絕對(duì)真空，真空度最高只能達(dá)到0.07 MPa，所以，缺陷得到了改善但并沒(méi)有完全消除。

圖像所在的幀數(shù)序號(hào)：(a)103 (b)106 (c)110 (d)113圖13 抽真空后溶液的充模過(guò)程Fig.13 Mold-filling process after vacuum

4.3 對(duì)注射方式的控制

以0.3 MPa的注射壓力進(jìn)行頻率注射充模(在溶液接觸到微通道時(shí)注射開(kāi)關(guān)以開(kāi)—關(guān)—開(kāi)的循環(huán)方式注射)，在第303、335、353、373幀觀察到的圖像如圖14所示。溶液進(jìn)入模腔后平穩(wěn)的向前流動(dòng)，且陰影部分與模腔中沒(méi)有溶液沖模時(shí)接近，說(shuō)明滯留效應(yīng)得到緩解；溶液到達(dá)微通道“十”字處時(shí)，沒(méi)有形成氣泡，溶液平穩(wěn)翻躍到微通道的另一側(cè)繼續(xù)向前流動(dòng)，在微通道兩側(cè)都沒(méi)有形成氣泡，缺陷完全消除，缺陷消除后的微流控芯片“十”字結(jié)構(gòu)完整，如圖17。

圖像所在的幀數(shù)序號(hào)：(a)303 (b)335 (c)353 (d)373圖14 采用頻率注射時(shí)溶液的充模過(guò)程Fig.14 Mold-filling of frequency injection

4.4 對(duì)光照方式的控制

使用線光源掃描光照方式進(jìn)行照射，光照路徑沿著澆口遠(yuǎn)端至澆口的方向，掃描速度為1 mm/s，光照方式示意圖如圖15所示。以制品表觀的泡孔缺陷為表征，與固定光照方式的成型制品進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖16所示，檢驗(yàn)其改善能力。

圖15 光照方式示意圖Fig.15 Light way

(a)固定光照方式 (b)掃描光照方式圖16 實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.16 Experimental results

圖17 微流控芯片“十”字結(jié)構(gòu)放大圖Fig.17 Magnification of “cross” structure of the microfluidic chip

5 結(jié)論

(1)微流控芯片基體是直徑為50 mm、厚度為3 mm的圓片，基體體積很小，增大注射壓力，充模速度增大，充模在很短時(shí)間內(nèi)完成，微流道一側(cè)的氣泡只能被拉長(zhǎng)到另一側(cè)，并不能消除；“十”字處的氣孔主要是由于模腔內(nèi)的空氣沒(méi)被完全排出；因模腔內(nèi)真空度最大只能達(dá)到0.07 MPa，不能達(dá)到絕對(duì)真空，所以抽真空，只能改善這一缺陷，并不能完全消除；

(2)連續(xù)注射時(shí)，模腔內(nèi)的液體以湍流的形式前進(jìn)，空氣在“十”字角處形成漩渦排不出去，最終形成氣孔；而采用頻率注射的方式時(shí)，當(dāng)液體到達(dá)“十”字角處時(shí)，液體以層流的方式緩慢越過(guò)微結(jié)構(gòu)，空氣被完全排出，不會(huì)形成漩渦，“十”字角處的缺陷被完全解決；

(3)UV光源由遠(yuǎn)離流道入口處向另一側(cè)掃描，由于成型過(guò)程中有保壓壓力的存在，制品受到光照固化收縮的同時(shí)能夠及時(shí)得到補(bǔ)縮，不會(huì)出現(xiàn)由于補(bǔ)縮因收縮產(chǎn)生空位的物料還未完全填充空位就已經(jīng)發(fā)生固化的現(xiàn)象；由于收縮產(chǎn)生的空位及時(shí)得到了填充，制品固化過(guò)程中因光照收縮產(chǎn)生的氣泡被完全消除，光照產(chǎn)生的氣泡缺陷被完全解決。

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埃克森美孚與贏泰達(dá)成戰(zhàn)略合作 攜手助推中國(guó)塑料加工行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)

在第31屆中國(guó)國(guó)際塑料橡膠工業(yè)展覽會(huì)期間，?？松梨?中國(guó))投資有限公司與恩格爾注塑機(jī)械(常州)有限公司共同簽署戰(zhàn)略協(xié)議，埃克森美孚將與恩格爾旗下贏泰品牌正式結(jié)為戰(zhàn)略合作伙伴。恩格爾注塑機(jī)械(常州)有限公司銷售及售后服務(wù)總裁馮驍先生和?？松梨?中國(guó))投資有限公司副總經(jīng)理黃衛(wèi)防先生蒞臨簽約儀式現(xiàn)場(chǎng)，就雙方未來(lái)的合作進(jìn)行了深入交流。共同簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議。恩格爾注塑機(jī)械(常州)有限公司作為恩格爾集團(tuán)全資子公司，出產(chǎn)的贏泰品牌是服務(wù)于中國(guó)及海外新興市場(chǎng)的新創(chuàng)品牌，專注于為大批量生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的廠商提供高品質(zhì)、可靠耐用的注塑機(jī)。根據(jù)協(xié)議，?？松梨趯y手贏泰，為塑機(jī)終端用戶提供全面的潤(rùn)滑解決方案，助力高產(chǎn)量塑料加工廠商實(shí)現(xiàn)降本增效，節(jié)能減排，同時(shí)進(jìn)一步提升加工穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量。此外，雙方將在品牌合作、市場(chǎng)開(kāi)發(fā)和市場(chǎng)資源支持、潤(rùn)滑油技術(shù)交流、潤(rùn)滑油產(chǎn)品供應(yīng)和服務(wù)等方面共同建立長(zhǎng)期穩(wěn)定、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系。

在此背景下，定位于標(biāo)準(zhǔn)化商業(yè)應(yīng)用，并具有高性價(jià)比的贏泰注塑機(jī)，將幫助塑料加工企業(yè)在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型中取得先機(jī)，轉(zhuǎn)向更高質(zhì)量的注塑生產(chǎn)。而作為潤(rùn)滑油行業(yè)的領(lǐng)先者，埃克森美孚則始終致力于提供高性能的潤(rùn)滑產(chǎn)品及創(chuàng)新升級(jí)的技術(shù)服務(wù)，幫助塑料加工設(shè)備高效穩(wěn)定運(yùn)行。旗下美孚DTE 10超凡TM系列液壓油，具有卓越的清潔性能和耐用性，能夠幫助延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命；出色的剪切穩(wěn)定性和高粘度指數(shù)有助于提升液壓系統(tǒng)效率，降低設(shè)備的能源消耗，為終端用戶節(jié)省運(yùn)行成本，有效提升企業(yè)生產(chǎn)力，幫助企業(yè)從競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的市場(chǎng)中脫穎而出。贏泰的銷售及售后服務(wù)總裁馮驍先生在簽約儀式上表示：“依托于恩格爾的集團(tuán)優(yōu)勢(shì)，贏泰堅(jiān)持以高品質(zhì)的產(chǎn)品和可信賴的服務(wù)為宗旨，不遺余力地打造高效穩(wěn)定的注塑設(shè)備和嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的服務(wù)理念。此次與?？松梨诮Y(jié)為戰(zhàn)略合作伙伴，希望雙方能夠攜手共進(jìn)，互惠互利，助推中國(guó)塑料加工行業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展。”“在‘工業(yè)4.0’和‘中國(guó)制造2025’的大背景下，如何滿足用戶對(duì)于高品質(zhì)塑料制品的需求是對(duì)塑料加工企業(yè)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。”?？松梨?中國(guó))投資有限公司副總經(jīng)理黃衛(wèi)防先生說(shuō)道，“擁有超過(guò)150年的潤(rùn)滑管理經(jīng)驗(yàn)，?？松梨诓粌H為合作伙伴提供全面的潤(rùn)滑產(chǎn)品和專業(yè)的服務(wù)，更能充分認(rèn)識(shí)到合作伙伴所面臨的各種需求和挑戰(zhàn)。此次埃克森美孚與贏泰簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，雙方將強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，共同幫助塑料加工企業(yè)降本增效，不斷提升自身生產(chǎn)力，讓終端用戶生意更順心?！?/p>

Formation Mechanisms and Solutions of Defects in MicrofluidicChips During UV-curing Injection Molding

KANG Weijia, HE Jianyun*, HU Lingxiao, LI Jiawei,YANG Weimin, XIE Pengcheng

(College of Mechanical and Electrical Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, China)

This paper reported a new method for the formation of microfluidic chips through UV-curing microinjection molding. Because UV-curable materials were liquid at room temperature and the curing process is performed by chemical reactions, there were a number of differences between UV-curing microinjection molding and conventional microinjection molding. The results from injection-molding experiments indicated that the bubbles appearing near the “cross” of micro channel as well as the whole surface of microfluidic chips were considered as a major defect in the forming process. Such a defect showed a negative effect on the use of microfluidic chips. Formation causes of this defect were analyzed through a visible experiment, and effects of injection pressure, vacuum, injection mode and illumination mode on the defect were investigated, and solutions for elimination of the defect were explored. The results indicated that the injection mode and illumination mode determined the formation of bubbles near the “cross” and on the whole surface of microfluidic chips, respectively. The defect could be eliminated completely by adopting suitable injection and illumination modes.

microfluidic chip; micro channel; UV-curing; microinjection molding; defect; visualization

2017-01-13

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51573017)

TQ320.66+2

B

1001-9278(2017)06-0071-08

10.19491/j.issn.1001-9278.2017.06.012

聯(lián)系人，jyhe2009@163.com