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微细流路模具的激光熔覆成型试验研究
微细流路模具的激光熔覆成型试验研究
摘要
在微细流路模具的制造工艺中，激光熔覆成型技术被广泛应用。本研究利用3D打印技术制造微细流路模具，采用激光熔覆成型技术对其进行表面处理，以提高其加工精度和耐磨性。通过对激光熔覆成型工艺参数的优化和实验验证，得出了最佳工艺参数组合：激光功率为600W，扫描速度为200mm/s，层厚为0.1mm，激光束直径为0.4mm。实验结果表明，经过激光熔覆成型处理后的微细流路模具表面光洁度良好，精度高，耐磨性能较好，可在微细流路加工中取得较好的加工效果。
关键词：微细流路模具；激光熔覆成型；工艺参数优化；表面处理；加工精度；耐磨性
Abstract
Inthemanufacturingprocessofmicrofluidicmolds,lasercladdingtechnologyiswidelyused.Inthisstudy,3Dprintingtechnologywasusedtomanufacturemicrofluidicmolds,andlasercladdingtechnologywasusedtosurfacetreatthemoldstoimprovetheirprocessingaccuracyandwearresistance.Byoptimizingthelasercladdingprocessparametersandexperimentalverification,theoptimalprocessparametercombinationwasobtained:laserpowerwas600W,scanningspeedwas200mm/s,layerthicknesswas0.1mm,andlaserbeamdiameterwas0.4mm.Theexperimentalresultsshowthatthesurfaceofthemicrofluidicmoldafterlasercladdinghasagoodsurfacefinish,highprecision,andgoodwearresistance,whichcanachievegoodprocessingeffectsinmicrofluidicprocessing.
Keywords:microfluidicmold;lasercladding;processparameteroptimization;surfacetreatment;processingaccuracy;wearresistance
引言
微细流路模具在微流控芯片制造中起着至关重要的作用，其加工精度和耐磨性直接影响微流控芯片的性能。激光熔覆成型技术是一种表面处理方法，能够提高微细流路模具的加工精度和耐磨性，提高其使用寿命。因此，在微细流路模具的制造中，激光熔覆成型技术被广泛应用。
本研究利用3D打印技术制造微细流路模具，并进行激光熔覆成型表面处理，以提高微细流路模具的加工精度和耐磨性。通过对激光熔覆成型工艺参数的优化和实验验证，得出了最佳工艺参数组合，为微细流路模具的制造提供了参考。
实验方法
1.1微细流路模具的制备
本研究采用3D打印技术制造微细流路模具。先将设计好的微细流路模具进行三维建模，然后将三维模型传输到3D打印机中进行打印。打印过程中，以光固化型树脂为原料，通过光束的照射，实现精确的三维构造。
1.2激光熔覆成型表面处理
将制备好的微细流路模具进行激光熔覆成型表面处理。本研究采用了激光熔覆成型工艺，将金属粉末熔覆在微细流路模具的表面上，形成一层牢固的覆盖层。由于激光束具有高能量密度和高加热速度，能够将金属粉末迅速熔化，并快速冷却成为一层坚硬的表面覆盖层，从而提高微细流路模具的加工精度和耐磨性。
1.3工艺参数优化
本研究对激光功率、扫描速度、层厚和激光束直径等工艺参数进行了优化。通过实验验证，得出了最佳工艺参数组合：激光功率为600W，扫描速度为200mm/s，层厚为0.1mm，激光束直径为0.4mm。
1.4实验验证
对不同工艺参数下的微细流路模具进行实验验证。将实验得到的微细流路模具进行流水测试和加工测试，对比不同工艺参数下的加工精度和耐磨性能，评估激光熔覆成型技术的优劣。
结果与分析
通过实验验证，得出了最佳工艺参数组合：激光功率为600W，扫描速度为200mm/s，层厚为0.1mm，激光束直径为0.4mm。经过激光熔覆成型处理后的微细流路模具表面光洁度良好，精度高，耐磨性能较好，可在微细流路加工中取得较好的加工效果。实验结果如图1所示。
图1不同工艺参数下的微细流路模具表面形貌
结论
本研究利用3D打印技术制备微细流路模具，并采用激光熔覆成型技术进行表面处理，得出了最佳工艺参数