在基于数字光处理 (DLP) 的微流体芯片打印中,对联紫外线能量透和树脂流动力学的机械建模
Xinhui Wang1, Antony Seng Kai Kho2,3, Jinghang Liu4
1Centre of Micro/Nano Manufacturing Technology (MNMT-Dublin), School of Mechanical & Materials Engineering, University College Dublin, 4 Dublin, Ireland.
Micromachines
|March 6, 2025
概括
数字光处理 (DLP) 微流体芯片的3D打印面临着过度固化的挑战. 一个新的模型揭示了UV光透和树脂流的相互作用如何影响微通道准确性.
科学领域:
- 微流体学 微流体学
- 增材制造 增材制造 增材制造
- 聚合物科学 聚合物科学
背景情况:
- 数字光处理 (DLP) 为微流体芯片提供高分辨率的3D打印.
- 在DLP微型制造中的挑战包括UV能量透和树脂流动动力学.
- 控制微通道过度固化对于实现所需的形状保真至关重要.
研究的目的:
- 开发一个新的3D DLP过度固化交互模型 (DLP-OCIM).
- 为了研究紫外线能量透和树脂流在微通道过度固化的结合效应.
- 为优化DLP微流体芯片制造提供流程见解.
主要方法:
- 开发并使用DLP-OCIM模拟微通道形成.
- 采用COMSOL多物理6.1用于UV光传播,光聚合动力学和树脂流动的合模拟.
- 使用线性和环状微流体芯片进行实验验证.
主要成果:
- 微通道过度固化是由于UV能量透和层剥离期间的树脂流动引起的.
- 增加层厚导致渐进的过度固化和倾斜的微通道截面.
- 微通道几何学会影响树脂流动,横向通道比纵向通道显示更平坦的过度固化配置文件.
结论:
- 这项研究首次全面分析了DLP微通道制造中紫外线能量和树脂流的相互作用.
- 结果为控制过度固化提供了有价值的见解,以提高形状保真度.
- 提供了优化策略,以提高高分辨率微流体设备的打印精度.
