CN107225715B - 集成液路板以及集成液路板的导流孔的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种集成液路板以及集成液路板的导流孔的加工方法。本发明提供的集成液路板的导流孔的加工方法，包括以下步骤：通过机械加工方式获得集成液路板的初始导流孔；向所述初始导流孔内通入高温气体，该高温气体能够将所述初始导流孔的内壁熔融，再经冷却固化后得到集成液路板的导流孔；其中，所述高温气体的温度高于所述集成液路板材料的熔融温度的1℃～10℃。本发明简单实用，便于操作，效率高，效果好，能够使得导流孔的内壁表面“生硬”的刀痕变得圆滑、平坦，极大的提高导流孔内壁的表面光洁度，使得液体流动的更加流畅，防止挂液现象的产生。

Description

集成液路板以及集成液路板的导流孔的加工方法

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，涉及医疗器械中的液路结构，尤其涉及一种集成液路板以及集成液路板的导流孔的加工方法。

背景技术

液路结构系统广泛运用于医疗器械设备中，例如生化分析仪、医疗检测仪器等都会包含液路结构系统。以血细胞分析仪的液路结构系统为例，其主要由泵、阀、电机、注射器、计数池及胶管等元器件组成，这些元器件按照一定的顺序和布局被装配在一块或几块基板上，并用胶管实现相互连通，构成液路结构系统。但，该液路结构系统的所有元器件均安装在一块或多块基板上，并使用胶管实现各元器件之间的连通，造成液路结构系统庞大、复杂，尤其是管路杂多并且纵横交错，既不美观，也不便于维护。因此，为减少管路的使用，节省空间，目前在医疗器械设备的液路结构系统中多设置有集成液路板。集成液路板多采用透明材质制作而成，且集成液路板上设有导流孔，可供液体流通，通过集成液路板的设置不仅可以减少管路的使用、节省空间、美观性好、便于维护，而且便于观察液体在泵或阀的控制下的流动情况，易于分析检测。

传统的集成液路板的导流孔的加工多采用普通的机械加工方式，导流孔的内壁上会留下“生硬”的加工刀痕，该刀痕的存在容易在使用过程中留下挂液隐患，影响分析检测的测试精度。目前，较多的改进方法是，采用精度高的加工设备或加工刀具，或者减少加工进给量，以减少导流孔内壁存在的加工刀痕。然而，现有的改进方法均不能有效的解决刀痕问题，导流孔内壁仍较粗糙。因此，研究开发出一种能够有效改善导流孔的内壁的“生硬”的加工刀痕，提高导流孔孔壁的表面光洁度的加工方法具有重要的意义。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种集成液路板的导流孔的加工方法，能够有效提高导流孔内壁的表面光洁度，使液体流动的更加流畅，有效防止挂液现象的产生。

本发明的第二目的在于提供一种集成液路板，该集成液路板的导流孔内壁表面光洁度好，液体流通性能好，不产生挂液现象，分析检测精度高。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

根据本发明的第一个方面，本发明提供一种集成液路板的导流孔的加工方法，包括以下步骤：

通过机械加工方式获得集成液路板的初始导流孔；

向所述初始导流孔内通入高温气体，该高温气体能够将所述初始导流孔的内壁熔融，再经冷却固化后得到集成液路板的导流孔；

其中，所述高温气体的温度高于所述集成液路板材料的熔融温度的1℃～10℃。

作为进一步优选技术方案，所述集成液路板由塑料或玻璃材料制成；

所述高温气体的温度高于所述集成液路板材料的熔融温度的2℃～5℃。

作为进一步优选技术方案，所述集成液路板的材料为PMMA，通入的高温气体的温度为162℃～165℃；

或者，所述集成液路板的材料为PC，通入的高温气体的温度为272℃～275℃；

或者，所述集成液路板的材料为PPO，通入的高温气体的温度为282℃～285℃。

作为进一步优选技术方案，所述高温气体不与所述集成液路板材料发生化学反应；

优选地，所述高温气体为二氧化碳、氮气、氦气或氩气。

作为进一步优选技术方案，所述导流孔的孔径及长度与所述高温气体的通入时间相适配，导流孔的孔径越大长度越长，通入的高温气体的时间越长；

优选地，所述导流孔的孔径为1mm～5mm，高温气体的通入时间为3min～8min；

优选地，所述导流孔的孔径为5mm～10mm，高温气体的通入时间为8min～15min。

作为进一步优选技术方案，所述高温气体通过热气输送管道通入到所述初始导流孔内，所述热气输送管道上设有风机和加热装置，所述高温气体经所述加热装置加热后通入所述初始导流孔内。

作为进一步优选技术方案，所述加热装置为电加热器或辐射加热器。

作为进一步优选技术方案，所述热气输送管道的出口端设置有高温气体喷口。

作为进一步优选技术方案，所述通过机械加工方式获得集成液路板的初始导流孔，包括以下步骤：

选择钻头或铣刀作为钻孔刀具并固定在钻孔加工设备上；

将一块或多块待钻孔的集成液路板固定在所述钻孔加工设备的工作台面上；

设定所述钻孔加工设备上的钻孔参数并进行钻孔，得到所述初始导流孔。

根据本发明的第二个方面，本发明提供一种利用以上所述的集成液路板的导流孔的加工方法得到的集成液路板。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明提供的集成液路板的导流孔的加工方法，通过向经机械加工方式获得的初始导流孔内通入高温气体，高温气体的温度略高于集成液路板的熔融温度，进而将初始导流孔的内壁表面熔化随后再冷却固化的方式，获得导流孔，使得该导流孔的内壁表面“生硬”的刀痕变得圆滑、平坦，极大提高了导流孔内壁的表面光洁度，使得液体流动的更加流畅，防止挂液现象的产生，进而提高了分析检测精度，并避免留下其他的安全隐患。

该方法简单实用，便于操作，效率高，效果好，成本低，同时能够提高分析测试效率。

2、本发明提供的集成液路板，结构简单，使用性能好；集成液路板的导流孔内壁表面光洁度好，使得液体流通的更为顺畅，能够有效避免挂液现象的产生，应用在医疗器械的分析检测仪器中，能够提高分析检测精度，安全性好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例1提供的集成液路板的导流孔的剖面结构示意图；

图2是本发明对比例1提供的集成液路板的导流孔的剖面结构示意图。

具体实施方式

下面将结合实施方式和实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施方式和实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

第一方面，本实施方式提供一种集成液路板的导流孔的加工方法，包括以下步骤：

通过机械加工方式获得集成液路板的初始导流孔；

向所述初始导流孔内通入高温气体，该高温气体能够将所述初始导流孔的内壁熔融，再经冷却固化后得到集成液路板的导流孔；

其中，所述高温气体的温度高于所述集成液路板材料的熔融温度的1℃～10℃。

在医疗器械领域，尤其是分析、化验、检测仪器中的液路结构系统中，目前多设有集成液路板。通过集成液路板的设置可以简化管路的布置，减少管路的使用，节省空间，美观性好而且便于管理，同时便于观察液体在泵及阀的控制下的流动情况。然而现有的集成液路板的导流孔的加工方法，会使得导流孔的内壁留下“生硬”的加工刀痕，该刀痕的存在容易产生挂液现象，不仅影响分析检测精度，而且存在一定的安全问题。有鉴于此，本发明提供一种能够有效改善导流孔内壁存在的加工刀痕，使得导流孔内壁的表面光洁度好的集成液路板的导流孔的加工方法。

本发明在现有的机械加工获得导流孔的基础上，增加一道通入高温气体的工序，即首先通过现有的常用的机械加工方式获得初始导流孔，然后向该初始导流孔内通入高温气体，高温气体将初始导流孔内壁表面熔融，随后再冷却固化，得到了成品导流孔。通过上述方法使得原来“生硬”的加工刀痕变得圆滑、平坦，液体流通的更加顺畅，导流孔的内壁表面光洁度好，有效防止的挂液的形成，安全性好，分析检测精度高。

所述的“生硬”指的是刀痕的尖角或棱角比较明显，表面较为粗糙。

需要说明的是，所述的高温气体的温度与待加工的集成液路板材料的熔融温度密切相关，采用的集成液路板材料不同，通入的高温气体的温度也会不同；一般来说，高温气体的温度刚好可以熔化集成液路板材料或者略高于集成液路板材料的熔融温度。其中，材料的熔融温度高于热变形温度，低于热分解温度；一般来说，材料的熔融温度为一个范围值，本发明中所述的熔融温度一般可以理解为固体材料开始流动的温度。

可选地，所述的冷却固化方式为在空气中自然冷却固化。

可选地，通入的高温气体的压力为0.2Mpa～0.3Mpa。

可选地，所述高温气体的温度高于集成液路板材料的熔融温度典型但非限制性可以为1℃、2℃、3℃、4℃、5℃、6℃、7℃、8℃、9℃或10℃。

在一种可选地实施方式中，所述集成液路板由塑料或玻璃材料制成；所述高温气体的温度高于所述集成液路板材料的熔融温度的2℃～5℃。

集成液路板多采用透明性好的材质制作而成，如塑料或玻璃，所述塑料优选为工程塑料，不仅便于观察液体的流动情况，而且方便导流孔的加工制作，成本低，易于获得，应用效果好。

可选地，高温气体的温度只需略高于(一般5℃以内)所述塑料或玻璃的熔融温度，优选为高出4℃或5℃。

在一些实施方式中，所述集成液路板的材料为PMMA，通入的高温气体的温度为162℃～165℃。

PMMA化学名称为聚甲基丙烯酸甲酯，俗称亚克力或有机玻璃，是一种可塑性高分子材料，具有较好的透明性、化学稳定性和耐候性，易加工，外观优美，其透明与透光度如同玻璃一般，故通常称之为有机玻璃。PMMA具有良好的材料性能，其熔体粘度较高，冷却速率又较快，易于成型出尺寸精度较高的塑件，故，现有的集成液路板大多采用PMMA制成。

PMMA具有较宽的加工温度区间，其熔融温度即开始流动的温度约为160℃，故通入的高温气体的温度可以为162℃、163℃、164℃或165℃。

在另一些实施方式中，所述集成液路板的材料为PC，通入的高温气体的温度为272℃～275℃。

PC化学名称为聚碳酸酯，是一种无色透明的非晶体工程材料，具有较好的抗冲击强度、热稳定性、光泽度、抑制细菌特性以及抗污染性等，加工性能好，可应用于人工肾血液透析设备和其他需要在透明、直观条件下操作并需反复消毒的医疗设备中。

PC的熔融温度即开始流动的温度约为270℃，故通入的高温气体的温度可以为272℃、273℃、274℃或275℃。

在另一些实施方式中，所述集成液路板的材料为PPO，通入的高温气体的温度为282℃～285℃。

PPO化学名称为聚苯醚，其具有刚性大、耐热性高、耐污染等优点，同时具有突出的电绝缘性和耐水性，尺寸稳定性好。

PPO的熔融温度即开始流动的温度约为280℃，故通入的高温气体的温度可以为282℃、283℃、284℃或285℃。

需要说明的是，上述三种材料只是现有的集成液路板所采用的比较典型的三种材料，但并不限于此，还可以采用其它类型的工程塑料或普通玻璃等，而通入的高温气体也适应性的随之改变。只要所用材料经加热熔融后，冷却凝固时外表面会拉平、不再形成尖角，表面变得更为圆滑即可。

在一种可选地实施方式中，所述高温气体不与所述集成液路板材料发生化学反应；

优选地，所述高温气体为二氧化碳、氮气、氦气或氩气。

本实施方式中，需要注意的是，通入的高温气体不能与集成液路板材料发生化学反应，即集成液路板只是发生了物理变化，以避免影响材料的使用性能。

该高温气体可以为二氧化碳、氮气、氦气、氩气或其他的惰性气体，只要不与集成液路板材料发生化学反应即可，具有容易获得，成本低，易于使用，而且效果好的特点。

在一种可选地实施方式中，所述导流孔的孔径及长度与所述高温气体的通入时间相适配，导流孔的孔径越大长度越长，通入的高温气体的时间越长；

优选地，所述导流孔的孔径为1mm～5mm，高温气体的通入时间为3min～8min；

优选地，所述导流孔的孔径为5mm～10mm，高温气体的通入时间为8min～15min。

采用持续通入高温气体的方式，通入的高温气体的时间，与集成液路板上的导流孔的孔径和/或孔的长度有关，一般来说，导流孔的长度固定时，孔径越大通入的高温气体的时间越长，反之亦然。可保证高温气体的热量得到最有效的利用，提高工作效率和热能利用率，降低生产成本。

导流孔的长度为一定值(该长度值可根据实际需求而定，在此不做限制)时，导流孔的孔径典型但非限制的为1mm、2mm、3mm、4mm或5mm时，通入的高温气体的时间典型但非限制的为3min、4min、5min、6min、7min或8min。

导流孔的长度为一定值时，导流孔的孔径典型但非限制的为5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm时，通入的高温气体的时间典型但非限制的为8min、10min、12min、13min、14min或15min。

在一种可选地实施方式中，所述高温气体通过热气输送管道通入到所述初始导流孔内，所述热气输送管道上设有风机和加热装置，所述高温气体经所述加热装置加热后通入所述初始导流孔内。

可选地，所述风机为轴流风机。

所述热气输送管道的材质为耐高温材质；在所述热气输送管道的外侧设有涂层或者保温层，以提高保温效果，避免热量的损耗。

所述加热装置或热气输送管道上设置有温度传感器、压力传感器或温度显示器、压力表，便于观察高温气体的温度、压力情况，并保证高温气体的加热温度达到要求。

在一种可选地实施方式中，所述加热装置为电加热器或辐射加热器。

在一种可选地实施方式中，所述热气输送管道的出口端设置有高温气体喷口。

为提高热源的均匀性，在热气输送管道的出口端设置高温气体喷口(或高温气体喷嘴)，高温气体喷口可设置多个，如3个、4个或5个等；或者根据集成液路板的导流孔的分配情况，在该出口端设置高温气体分配器，以使高温气体分配均匀，处理效果更好。需要说明的是，热气输送管道靠近加热装置端为进气口端，喷出高温气体处为出口端。

在一种可选地实施方式中，所述通过机械加工方式获得集成液路板的初始导流孔，包括以下步骤：

选择钻头或铣刀作为钻孔刀具并固定在钻孔加工设备上；

将一块或多块待钻孔的集成液路板固定在所述钻孔加工设备的工作台面上；

设定所述钻孔加工设备上的钻孔参数并进行钻孔，得到所述初始导流孔。

所述的机械加工方式可以为现有的常用的机械钻孔方式，也可以采用以下方式：

(1)选择钻头或铣刀作为钻孔刀具并固定在钻孔加工设备上；

其中，所述钻孔加工设备为数控或智能钻孔加工设备；所述钻孔刀具为PCB钻头或单刃铣刀。

(2)将一块或多块待钻孔的集成液路板固定在所述钻孔加工设备的工作台面上；

其中，可采用垫板或盖板将将集成液路板压紧固定在钻孔加工设备的工作台面上，垫板或盖板的厚度为0.5mm～3mm。

(3)设定所述钻孔加工设备上的钻孔参数并进行钻孔，得到所述初始导流孔；

其中，钻孔参数可选为：进刀速F为2mm/min～20mm/min，退刀速R为30mm/min～100mm/min。

第二个方面，本实施方式提供一种利用以上所述的集成液路板的导流孔的加工方法得到的集成液路板。

下面结合具体实施例、对比例和附图，对本发明作进一步说明。

实施例1

一种集成液路板的导流孔的加工方法，包括以下步骤：

通过机械加工方式获得集成液路板的初始导流孔；

向初始导流孔内通入高温气体，该高温气体能够将初始导流孔的内壁熔融，经冷却固化后得到集成液路板的导流孔；

其中，集成液路板由PMMA材料制成，通入的高温气体的温度为165℃。

实施例2

一种集成液路板的导流孔的加工方法，包括以下步骤：

通过机械加工方式获得集成液路板的初始导流孔；

向初始导流孔内通入高温气体，该高温气体能够将初始导流孔的内壁熔融，经冷却固化后得到集成液路板的导流孔；

其中，集成液路板由PC材料制成，通入的高温气体的温度为274℃。

实施例3

一种集成液路板的导流孔的加工方法，包括以下步骤：

通过机械加工方式获得集成液路板的初始导流孔；

向初始导流孔内通入高温气体，该高温气体能够将初始导流孔的内壁熔融，经冷却固化后得到集成液路板的导流孔；

其中，集成液路板由PPO材料制成，通入的高温气体的温度为285℃。

实施例4

一种集成液路板的导流孔的加工方法，包括以下步骤：

通过机械加工方式获得集成液路板的初始导流孔；

向初始导流孔内通入高温氮气，该高温氮气能够将初始导流孔的内壁熔融，随后在空气中自然冷却固化后得到集成液路板的导流孔；

其中，集成液路板由PMMA材料制成，通入的高温氮气的温度为165℃，压力为0.2Mpa。导流孔的孔径为3mm，高温氮气的通入时间为5min。

实施例5

一种集成液路板的导流孔的加工方法，包括以下步骤：

通过机械加工方式获得集成液路板的初始导流孔；

高温氩气通过热气输送管道通入到初始导流孔内，在该热气输送管道上设置有风机和电加热器，高温氩气经该电加热器加热到预定温度后再通入到初始导流孔内，且该高温氩气能够将初始导流孔的内壁熔融，随后在空气中自然冷却固化后得到集成液路板的导流孔；

其中，集成液路板由PMMA材料制成，通入的高温氩气的温度为164℃，压力为0.3Mpa。导流孔的孔径为5mm，高温氮气的通入时间为8min。

实施例6

一种集成液路板的导流孔的加工方法，包括以下步骤：

(1)选择钻头作为钻孔刀具并固定在钻孔加工设备上；

(2)将一块或多块待钻孔的集成液路板固定在钻孔加工设备的工作台面上，并用垫板或盖板压紧；

(3)设定钻孔加工设备上的钻孔参数并进行钻孔，得到初始导流孔；其中，钻孔参数为：进刀速F为10mm/min，退刀速R为40mm/min；

(4)向初始导流孔内通入高温氮气，该高温氮气能够将初始导流孔的内壁熔融，随后在空气中自然冷却固化后得到集成液路板的导流孔；其中，集成液路板由PMMA材料制成，通入的高温氮气的温度为165℃，压力为0.2Mpa，导流孔的孔径为3mm，高温氮气的通入时间为5min。

对比例1

一种集成液路板的导流孔的加工方法，通过机械加工方式获得集成液路板的导流孔。

对比例1与实施例1相比，省略掉通入高温气体的步骤，即采用实施例1所述的机械加工方式而获得了集成液路板的导流孔。

图1是本发明实施例1提供的集成液路板的导流孔的剖面结构示意图；图2是本发明对比例1提供的集成液路板的导流孔的剖面结构示意图。其中，图1和图2所示的剖面示意图为放大同等倍数后的示意图，如图1和图2所示，本发明实施例1所提供的集成液路板的导流孔的孔内壁圆滑、平坦，表面光洁度好；即经过高温气体处理过的导流孔内壁没有明显的加工刀痕，需通过放大镜才能看到轻微的、极弱的痕迹，光滑度有了明显的改善。而对比例1所提供的集成液路板的导流孔的内表面粗糙，孔内壁表面还存在“生硬”的刀痕，容易产生挂液现象。

由此可知，本发明提供的集成液路板的导流孔的加工方法，能够使得导流孔的内壁表面“生硬”的刀痕变得圆滑、平坦，极大提高了导流孔内壁的表面光洁度，使得液体流动的更加流畅，有效防止挂液现象的产生，避免残留物的存在，安全性好，分析检测精度高。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种集成液路板的导流孔的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过机械加工方式获得集成液路板的初始导流孔；

向所述初始导流孔内通入高温气体，该高温气体能够将所述初始导流孔的内壁熔融，再经冷却固化后得到集成液路板的导流孔；

其中，所述集成液路板由塑料或玻璃材料制成；所述高温气体的温度高于所述集成液路板材料的熔融温度的2℃～5℃；

所述集成液路板的材料为PMMA，通入的高温气体的温度为162℃～165℃；

或者，所述集成液路板的材料为PC，通入的高温气体的温度为272℃～275℃；

或者，所述集成液路板的材料为PPO，通入的高温气体的温度为282℃～285℃；

所述高温气体不与所述集成液路板材料发生化学反应，所述高温气体为二氧化碳、氮气、氦气或氩气。

2.根据权利要求1所述的集成液路板的导流孔的加工方法，其特征在于，所述导流孔的孔径及长度与所述高温气体的通入时间相适配，导流孔的孔径越大长度越长，通入的高温气体的时间越长。

3.根据权利要求2所述的集成液路板的导流孔的加工方法，其特征在于，所述导流孔的孔径为1mm～5mm，高温气体的通入时间为3min～8min。

4.根据权利要求2所述的集成液路板的导流孔的加工方法，其特征在于，所述导流孔的孔径为5mm～10mm，高温气体的通入时间为8min～15min。

5.根据权利要求1所述的集成液路板的导流孔的加工方法，其特征在于，所述高温气体通过热气输送管道通入到所述初始导流孔内，所述热气输送管道上设有风机和加热装置，所述高温气体经所述加热装置加热后通入所述初始导流孔内。

6.根据权利要求5所述的集成液路板的导流孔的加工方法，其特征在于，所述加热装置为电加热器或辐射加热器。

7.根据权利要求5所述的集成液路板的导流孔的加工方法，其特征在于，所述热气输送管道的出口端设置有高温气体喷口。

8.根据权利要求1所述的集成液路板的导流孔的加工方法，其特征在于，所述通过机械加工方式获得集成液路板的初始导流孔，包括以下步骤：

选择钻头或铣刀作为钻孔刀具并固定在钻孔加工设备上；

将一块或多块待钻孔的集成液路板固定在所述钻孔加工设备的工作台面上；

设定所述钻孔加工设备上的钻孔参数并进行钻孔，得到所述初始导流孔。

9.一种利用权利要求1～8任一项所述的集成液路板的导流孔的加工方法得到的集成液路板。

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