微細流路模具的激光熔覆成型試驗研究.pdf

1、對于生物制劑的制備及分析，當前醫(yī)學領域已經開始利用微流控分析芯片逐步取代傳統(tǒng)的分析實驗室來作為分析平臺，而微流控分析芯片也因其體積微小，用途廣泛，攜帶方便等優(yōu)勢而逐步滲透到DNA分析、基因表達分析、疾病診斷、藥物篩選和免疫學測定等多方面領域的應用中。阻礙微流控芯片推廣普及的一個重要原因是其過高的制造成本。為了縮短微流控分析芯片的生產周期，降低其制造成本，本文研究了微細流路模具的激光熔覆成型工藝。根據實際需要，研究了掩模法激光熔覆成型小尺

2、寸零件的工藝，為微流控分析芯片的發(fā)展做出了貢獻，為激光熔覆成型工藝的推廣普及提供了一定的試驗依據。主要研究內容及結果如下：
　　 (1)分析了激光熔覆過程中，熔池內部對流的產生原因及其對于熔覆層形成的影響，同時分析了熔池內存在的幾種不同的作用關系以及作用形式，為更深入地了解熔覆過程奠定了基礎，同時，采用ANSYS大型有限元分析軟件，對掩模法激光熔覆微細流路凸模的過程進行了模擬仿真。建立了熔覆實體的三維有限元模型，經過加載、計算，

3、得到最終的溫度場結果，為后續(xù)的相關試驗工作提供模擬數據。
　　 (2)利用JK1001型連續(xù)激光器，通過單因素試驗法及正交試驗法，研究了不銹鋼粉末的熔覆成型特性。由所得試驗數據分析了各工藝參數的變化對于熔覆層幾何尺寸、表面精度及微觀形貌的影響。以表面精度及微觀形貌為標準最終確定出一組最佳的工藝參數為，激光功率：470w，送粉量：2.03099/min，掃描速度：500mm/min。最后，對熔覆層表面進行了顯微硬度檢測，結果顯示，

4、熔覆層表面的硬度值與基體較為接近，且不同位置處的硬度分布較為均勻，大小介于580-590HV之間。作為激光熔覆成型工序，檢測結果滿足要求。
　　 (3)提出了掩模法激光熔覆成型小尺寸樣件的工藝，通過分析，理論上證明了該工藝的可行性，闡述了可能出現(xiàn)的失效形式是掩模邊的彎曲變形，而引發(fā)的原因是熱輸入密度的過高，這個問題通過控制板厚及能量密度可以得到有效解決。最后，經反復計算取掩模板的厚度為0.2mm，通過合理控制工藝參數，加工出微細