聚合物微结构的热压成形技术以其制作周期短、方法简单、易于实现批量生产等优点,已经应用于聚合物微流控芯片、聚合物光波导器件等的制作,具有良好的应用前景。随着聚合物微结构热压成形技术的不断发展,对性能优良的加工设备的需求更加迫切。 本文以目前聚合物微结构热压成型技术为基础,以实现自动化和批量化生产为目标,对RYJ-Ⅱ型热压成形设备的温度控制系统进行了研制。首先综述了聚合物微结构热压成形技术的研究现状,对比分析了国内外各类热压成形设备的性能,对温度控制系统展开如下研究: 对系统方案进行了研究。从导热能力和机械性能两个方面确定了热压头的材料,通过对几种常用的加热和制冷方案的对比,确立了以电加热棒作为系统的加热器件,以循环油冷却作为系统的制冷方案。根据温控系统关键位置处对绝热性能的不同需求,完成了对隔热材料的选择。 对温度控制系统的硬件进行了设计。完成了以拧入式Pt100铂电阻温度传感器,信号调理模块,A/D转换器为模拟量输入通道,以D/A转换器、双向可控硅及其触发器为数字量输出通道的设计和配置。 进行了温度控制系统的性能实验。分别对温度控制系统的升/降温速度,稳态温度控制精度,稳态温度均匀性,动态温度均匀性进行了实验测试。 对影响温度均匀性的因素进行分析。为了进一步提高热压面的温度均匀性,从热压面与环境的热交换和热压头材料的热扩散率两个方面对热压面温度不均匀的原因进行了分析,并给出了一些改进的方案。 温度控制系统经过近半年的研制,已经投入到聚合物微结构的制作中,其实际性能已满足热压成形对温度控制的需要。