[实用新型]用于微流控芯片加工的3D打印机

说明书

技术领域

本实用新型涉及微流控芯片的加工设备，特别涉及一种用于微流控芯片加工的3D打印机。

背景技术

微流控技术指的是在微升级或纳升级反应空间中精确流体控制的一门技术。作为一门涉及化学、流体物理 、微电子、新材料、生物学和生物医学等领域的前沿技术，微流控技术具有微型化，集成化，便携化等优点。微流控芯片利用微升级流体在芯片内构建微型的反应和分析单元，实现对无机离子、有机物质、核酸、蛋白质和其他生化组份快速、准确的检测，因此微流控芯片也被称为“芯片上的实验室”（Lab on a chip）。这种芯片具备体积轻巧、使用样品及试剂量少、反应速度快、可大量平行处理、即用即弃等优点，被用于各个分析领域，如生物医学、新药物的合成与筛选以及检验检疫、环境监测、刑事科学、军事科学和航天科学等重要应用领域。

微流控芯片一般由PDMS、玻璃、高聚物等材料制成，其中PDMS和玻璃芯片在实验室中使用较多，不容易量产，而塑料芯片量产的成本低，因而成为市场应用的主流。塑料芯片的现有制备方法主要是热压法、注塑法和激光加工法，热压法及注塑法包括热模压工艺、封合工艺等，制备过程简单易行，但由于热压及封合过程中容易造成通道变形，往往产生较大误差。激光加工法可以改善这些问题，但是所用的激光设备成本较高，所用材料限定较窄。塑料芯片无论是采用热压还是注塑方式，都需要先制作模具，钢制模具或合金模具的制作时间长，成本高，只有批量生产的时候才能拉低芯片的价格。因此在芯片需求量小的情况下，塑料芯片的加工将是十分昂贵的。综上所述，开发一种用于微流控芯片生产的新型加工设备，实现低成本的、高精度的微流控芯片加工，很有必要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种对比现有技术加工便捷、成本较低、精度较高的用于微流控芯片加工的3D打印机，解决背景技术中提出的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于微流控芯片加工的3D打印机，包括打印机本体和设于打印机本体上的动力源、机械臂、打印光板、储液槽和光照组件，所述的动力源与机械臂和光照组件电连接，动力源上设有用于控制机械臂、打印光板和光照组件的控制部件；所述的机械臂连接打印光板，机械臂上设有用于实时监测打印光板高度位置的位置检测器，位置检测器与控制部件电连接；所述的打印光板下方设置用于盛放打印介质的储液槽，储液槽下方设置光照组件；所述的储液槽底部设有用于接收光照的投影屏；所述的打印机本体底面设有水平检测器和至少三个调节底座，调节底座均布于打印机本体底面，水平检测器设于打印机本体底面中心，水平检测器和调节底座均与控制部件电连接。设有控制部件的动力源被设置为当水平检测器的反馈结果不合格时，即3d打印机机位不处于水平状态时，动力源不给予机械臂和光照组件动力，不进行打印动作，同时，控制部件控制所有的调节底座进行高度调节直至水平检测器的反馈结果符合水平要求；打印过程中，打印光板在储液槽中从适当高度位置开始运动配合其他部件实现分层打印，位置检测器实时反馈打印光板在打印过程中的高度位置变化给控制部件。

作为优选，所述的打印光板的外廓投影与储液槽的内廓投影相同。

作为优选，所述的打印介质为由功能性聚合物单体、交联剂、光引发剂配制成的光敏树脂液体介质。

作为优选，所述的光照组件为光照强度100~250mJ/cm²的组件。

作为优选，所述的光照组件包括由下而上依次设置的光源、快门和凸透镜，凸透镜设于投影屏的正下方。

作为优选，所述的光源为紫外波长200~300nm的光源。

作为优选，所述的调节底座包括底座本体、驱动杆、驱动齿轮、从动齿轮、丝杆，丝杆设于底座本体上，底座本体设有与丝杆配合的螺纹孔，丝杆与从动齿轮固定连接，驱动杆与驱动齿轮固定连接，驱动齿轮与从动齿轮配合连接，驱动杆与控制部件电连接。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的用于微流控芯片加工的3D打印机，在高精度的水平位置和高度位置控制环境下，利用合适的光照组件产生的光照射打印介质，在打印光板的配合下实现微流控芯片的高精度分层打印，使微流控芯片的微通道、芯片出入口的开孔、微流道的封闭全部在同一个加工步骤中实现，显著提高了微流控芯片的加工效率和加工精度。

附图说明

图1是本实用新型的主视结构示意图；

图2是本实用新型中调节底座的结构示意图。