塑料筐壓力對微通道成形影響的仿真分析本文給有限元模型施加溫度為98壓力為2000N得到熱應力耦合場節(jié)點位移局部放大，結論本文通過對溫度壓力作用下塑料微通道成形的仿真。虛線為微模具的外輪廓，如所示。從左至右取節(jié)點498490488482472462六個節(jié)點，如虛線橢圓圈所示。用y方向和x方向的位移隨時間變化曲線來示微通道底部及側壁塑料的流動情況，如和所示。
溫度-結構耦合場節(jié)點位移局部放大y方向位移曲線x方向位移曲線從可以看出，前50節(jié)點498代的微凸起頂部的塑料的y方向流動速率最快且y位移量最大。而右邊的節(jié)點490488482472462y方向流動速率逐漸減小，位移量依次減小。從可以看出，位于微凸起底部附近的節(jié)點490x方向的位移最大，首先向模具的側壁流動，右邊的節(jié)點488482472498隨之向模具側壁流動，只是位移依次減小，節(jié)點462所代那局部塑料水平方向的流動最小。所有節(jié)點在周圍塑料的擠壓下共同向微模具的空腔流動。50s150范圍內壓力堅持不變，各點的位移基本沒有變化，由于微通道已經成形，處于堅持形狀階段，這對微通道的成形是非常有利的壓力分別為500N1000N1500N2000N本文研究50和150時節(jié)點498490488482472462六個不同位置的位移變化曲線來說明壓力對微通道成形的影響，分別如和所示。
50不同壓力下150不同壓力下位移變化曲線由和可以看出，壓力為500N50時，微通道在y方向只有5.6m150時為5.7m.可見，壓力小時微通道復制不完全，只能是微凸起高度的一部分。隨著壓力的增加，y方向位移逐漸增大。當壓力為2000N時，y方向的位移在50和150分別增加到22.1m和22.9m.因此，壓力為2000N對微通道的完全復制是必要的
塑料筐溫度對微通道成形影響的仿真分析我50內升壓至2000N升溫分別至8590和98取節(jié)點498490488482472462節(jié)點位移進行分析?？梢钥闯?，85和90下各個節(jié)點位置的位移幾乎重合，而溫度為98時各個位置相對前兩溫度變化較大。從趨勢可以看出，隨著溫度接近PMMA 玻璃化溫度，塑料的流動性明顯加強，有利于微通道成形。
不同溫度節(jié)點位移變化曲線在50內將上下熱壓板升至98同時在芯片四周施加空氣對流。050時得到溫度場分布局部放大。取五個不同位置的節(jié)點1587519769197671976519485溫度場進行分析，如中虛線橢圓圈所示。由0可以看出，PMMA 基片中部已經形成了均勻穩(wěn)定的溫度場梯度。50時，位置1溫度最高，為97.69這是由于它和下加熱板直接接觸，最先得到熱量，升溫速率最快；位置5溫度次之，為97.05這是由于基片與上加熱板之間有微模具，使得上熱壓板傳到芯片上面的速率相對較慢。位置2和4相對邊境的距離相同，但是后者溫度明顯高于前者，由于上下面的傳熱速率不一致所致，位置3溫度最低，只有93.82.不同位置溫度不同肯定導致塑料流動性差別，這會對微通道成形質量發(fā)生直接影響。為了使各層的溫差盡量減小，進行保溫。保溫時間對微通道的成形是重要的環(huán)節(jié)。
實驗結果在微通道成形的實驗中，采用的大連理工大學自主研制的RYJI型熱壓成形機。依照仿真結果進行塑料微通道的熱壓成形實驗。50內將基片升溫至98同時線性升壓至2000N載荷后，保溫保壓100降溫降壓后脫模，得到微通道截面如2所示。由2a來看，升溫升壓的50內，塑料沿著微凸起的側壁向下流動，逐漸填充空腔。而在保溫保壓的100內，塑料進一步向微模具的底部流動，幾乎充溢整個空腔，并堅持住微通道形狀。實驗結果顯示，微通道形狀與仿真結果是一致的微通道成形過程與仿真結論基本吻合。
分析了壓力，溫度及保溫保壓時間對微通道的影響。較大的壓力是微通道完全復制的必要條件，溫度在玻璃化溫度附近，有助于塑料的流動，而合適的保溫保壓時間使理想的微通道堅持穩(wěn)定。通過實驗對仿真結果進行了驗證，可以實現對微流控芯片微通道熱壓成形過程的有效控制。
如所示。然后進行熱應力場耦合分析，a第一階段（b第二階段微通道成形示意本文首先建立多層傳熱的溫度場幾何模型。取PMMA 基片沿著微通道方向的一截面作為研究對象，取一半建立二維的熱應力耦合幾何模型，經過映射網格劃分后得到有限元模型，如所示。
