Injection molding of polymeric microfluidic devices

Mikro-akışkanlar-dinamiği cihazlarının seri üretimi, kullan-at tip cihazların yaygın olarak kullanıldığı klinik teşhis ve biyoteknoloji alanları için büyük bir öneme sahiptir. Enjeksiyon kalıplama yöntemi iyi bilinen ve düşük maliyetli seri üretim için uygun bir yöntemdir. Bu çalışmanın amacı bütünleşik mikro-akışkanlar-dinamiği cihazlarının tekrarlanabilir, verimli ve hassas bir şekilde seri üretimini yapabilecek bir metot geliştirmektir. Bu amaçla, enjeksiyon kalıplama yöntemi mikro-akışkanlar-dinamiği cihazlarının seri üretimi için uyarlanmıştır. Tasarım sürecinde, sayısal deneyler Moldow® simulasyon programı kullanılarak yapılmıştır. Ürün kalitesini arttırmak için, tasarlanan kalıp yüksek hassasiyetli mekanik işleme yöntemiyle üretilmiştir. Klasik enjeksiyon makinası mikro-akışkanlar-dinamiği cihazının üretilmesi için adapte edilmiştir. Enjeksiyon kalıplaması farklı kalıp sıcaklıklarında uygulanmıştır. Enjekte edilen parçaların burkulma karakterizasyonu, parça deformasyonu incelenilerek yapılmıştır. Kalıp sıcaklığının ürün kalitesine etkisi deformasyon ve bağlanma kalitesi açılarından incelenmiştir. Deney sonuçları ışığında burkulma ve bağlanma kalitesinin bire-bir ilişkili olduğu gözlemlenmiştir. Parça burkulması azalırken, fiziksel bağlanma kuvvetinde artış görülmüştür. En düşük burkulmanın gözlemlendiği kalıp sıcaklığında üretilen parçaların, basınç dayanımlarının diğerlerine göre en yüksek olduğu görülmüştür. Bu kalıp sıcaklığı, tasarlanan mikro-akışkanlar-dinamiği cihazı için en uygun sıcaklıktır. Deney sonuçları, simülasyon sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Bunların ışığında, Moldow® simulasyon programının enjeksiyon kalıbı tasarımı için bir çok açıdan iyi olmasına rağmen, enjeksiyon kalıplama sürecinin tüm fiziğini kapsayamadığı gözlemlenmiştir.