CN109027688B - 一种低压液路集成块及其加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低压液路集成块及其加工工艺，该液路集成块包括下层基底、中间层基底和上层基底，下层基底的上表面、中间层基底正反面和上层基底的下表面均设有半个流道沟槽，中间层基底分别与下层基底和上层基底键合，互为镜像的流道沟槽键合后形成密封流道；该加工工艺为：选取用于制作集成块的下层基底、中间层基底和上层基底，利用数控精密铣削技术将下层基底的上表面、中间层基底正反面和上层基底下表面铣出半个流道沟槽，将互为镜像的流道沟槽键合后形成密封流道，形成集成块；该加工工艺避开了微小孔在集成块上无法加工的难题，为低压液路集成块的加工提供了方法，为液路系统设计的微型化、模块化提供了可能。

Description

一种低压液路集成块及其加工工艺
技术领域
本发明涉及细微加工技术领域，具体地，涉及一种低压液路集成块及其加工工艺。
背景技术
医疗、生物及一些科研设备中经常用到液路系统，早期的液路系统采用管路连接分散布置，这种布置往往造成设备内部管线凌乱，不利于生产制造，也不方便维护和故障排查，另外较长的管线会造成试剂浪费，而某些试剂价格非常昂贵，在液路系统中采用集成块是解决以上问题的一个重要方法，但医疗、生物领域应用的液路管径一般非常小，比如0.5mm，常规的在金属块上钻孔的工艺几乎无法使用，所以微小孔在集成块上的加工工艺是制约我国液路系统小型化、模块化的一项重要加工技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低压液路集成块及其加工工艺，以解决现有技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种低压液路集成块，该液路集成块包括下层基底、中间层基底和上层基底，下层基底的上表面、中间层基底正反面和上层基底的下表面均设有半个流道沟槽，中间层基底分别与下层基底和上层基底键合，中间层基底下表面的半个流道沟槽与下层基底上表面的半个流道沟槽互为镜像，互为镜像的流道沟槽键合后形成密封流道，中间层基底上表面的半个流道沟槽与上层基底下表面的半个流道沟槽互为镜像，互为镜像的流道沟槽键合后形成密封流道。整个液路设计大大简化，结构更为紧凑，集成度更高。
作为优化，下层基底和上层基底上均设有若干管路口，管路口的一端安装有分配阀，另一端安装有探针，分配阀与密封流道连通。探针吸取试剂经过管路口到达分配阀，试剂通过分配阀进入各个密封流道。
作为优化，中间层基底为n层，其中n≥0。流道沟槽的横截面为半圆形。流道沟槽可以是笔直的、弯曲的，或者弯曲部分和笔直部分的组合。流道沟槽的尺寸也不是一成不变的，可以根据需要局部放大或缩小。
一种低压液路集成块的加工工艺，该加工工艺包括以下步骤：
(A)选取用于制作集成块的下层基底、中间层基底和上层基底，利用数控精密铣削技术将下层基底的上表面、中间层基底正反面和上层基底下表面铣出半个流道沟槽，中间层基底下表面的半个流道沟槽与下层基底上表面的半个流道沟槽互为镜像，中间层基底上表面的半个流道沟槽与上层基底下表面的半个流道沟槽为互镜像；
(B)在下层基底的上表面、中间层基底正反面和上层基底下表面涂覆UV胶，胶层厚度为0.01-0.03mm；
(C)把互为镜像的流道沟槽定位、对中，真空除气泡，真空度为6Pa，加压，UV胶固化，互为镜像的流道沟槽键合形成密封流道，形成集成块，抛光，打磨，消除瑕疵；该加工工艺可以做到浑然一体，看不出没有任何粘接缝隙；
(D)将步骤(C)得到的集成块进行打孔，安装管路口、分配阀和探针。
作为优化，步骤(B)中键合的方法为把氯仿涂覆在两个铣有流道沟槽的表面，然后贴合完成粘接，这种方法为溶剂键合的方法；此外还有无缝热压的键合方法。
作为优化，集成块的材料选用聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸醋、聚氯乙烯、聚甲醛、聚三氟氯乙烯、聚醚醚酮、聚酮、聚乙烯、聚苯硫醚、聚丙烯、聚飒、聚苯砜、氟乙烯丙烯共聚物、聚四氟乙烯、聚甲基戊烯或聚醚酰亚胺中的任意一种。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一是医疗、生物及一些科研设备中经常用到液路系统，早期的液路系统采用管路连接，分散布置，这种布置往往造成设备内部管线凌乱，不利于生产制造，也不方便维护和故障排查，另外较长的管线也会造成试剂浪费，而某些试剂价格非常昂贵，本发明的低压液路集成块可以实现液路模块化、小型化，结构紧凑，美观，维护方便，减少生产中人为失误，便于批量化生产，在已有的案例中，不同试剂管路死体积减少了约30％-50％，在整个测试流程中节约关键试剂约27％；
二是本发明一种低压液路集成块的加工工艺避免了在集成块上直接钻孔，选取用于制作集成块的下层基底、中间层基底和上层基底，利用数控精密铣削技术将下层基底的上表面、中间层基底正反面和上层基底下表面铣出半个流道沟槽，中间层基底下表面的半个流道沟槽与下层基底上表面的半个流道沟槽互为镜像，中间层基底上表面的半个流道沟槽与上层基底下表面的半个流道沟槽为互镜像；将互为镜像的流道沟槽键合后形成密封流道，形成集成块；该加工工艺可以做到浑然一体，看不出没有任何粘接缝隙。该集成块完全可以胜任在医疗、生物、化学低压液路上的使用；
三是本发明一种低压液路集成块的加工工艺通过集成块分层加工，避开了微小孔在集成块上无法加工的难题，为低压液路集成块的加工提供了方法，为液路系统设计的微型化、模块化提供了可能。
附图说明
图1为本发明一种低压液路集成块分层结构示意图。
图2为本发明一种低压液路集成块的一层结构示意图。
图3为本发明一种低压液路集成块中流道沟槽的结构示意图。
图4为本发明一种低压液路集成块应用状态时的结构示意图。
图中：1-管路口、2-下层基底、3-中间层基底、4-上层基底、5-流道沟槽、6-密封流道、7-集成块、8-分配阀、9-探针。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
如图1、图2所示，一种低压液路集成块，该液路集成块7包括下层基底2、中间层基底3和上层基底4，下层基底2的上表面、中间层基底3正反面和上层基底4的下表面均设有半个流道沟槽5，中间层基底3分别与下层基底2和上层基底4键合，中间层基底3下表面的半个流道沟槽5与下层基底2上表面的半个流道沟槽5互为镜像，互为镜像的流道沟槽5键合后形成密封流道6，中间层基底3上表面的半个流道沟槽5与上层基底2下表面的半个流道沟槽5互为镜像，互为镜像的流道沟槽5键合后形成密封流道6。整个液路设计大大简化，结构更为紧凑，集成度更高。
如图4所示，下层基底2和上层基底4上均设有若干管路口1，管路口1的一端安装有分配阀8，另一端安装有探针9，分配阀8与密封流道6连通。探针9吸取试剂经过管路口1到达分配阀8，试剂通过分配阀8进入各个密封流道6。
中间层基底3为n层，其中n≥0。流道沟槽5的横截面为半圆形。流道沟槽5可以是笔直的、弯曲的，或者弯曲部分和笔直部分的组合。流道沟槽5的尺寸也不是一成不变的，可以根据需要局部放大或缩小。
实施例2：
一种低压液路集成块的加工工艺，该加工工艺包括以下步骤：
(A)选取用于制作集成块7的下层基底2、中间层基底3和上层基底4，下层基底2、中间层基底3和上层基底4的材料选用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，利用数控精密铣削技术将下层基底2的上表面、中间层基底3正反面和上层基底4下表面铣出半个流道沟槽5，中间层基底3下表面的半个流道沟槽5与下层基底2上表面的半个流道沟槽5互为镜像，中间层基底3上表面的半个流道沟槽5与上层基底4下表面的半个流道沟槽5为互镜像；
(B)在下层基底2的上表面、中间层基底3正反面和上层基底4下表面涂覆UV胶，胶层厚度为0.01mm；
(C)把互为镜像的流道沟槽5定位、对中，真空除气泡，真空度为6Pa，加压，UV胶固化，互为镜像的流道沟槽5键合形成密封流道6，形成集成块7，抛光，打磨，消除瑕疵；该加工工艺可以做到浑然一体，看不出没有任何粘接缝隙；
(D)将风干后的集成块7进行打孔，安装管路口1、分配阀8和探针9。
实施例3：
一种低压液路集成块的加工工艺，该加工工艺包括以下步骤：
(A)选取用于制作集成块7的下层基底2、中间层基底3和上层基底4，下层基底2、中间层基底3和上层基底4的材料选用聚醚酰亚胺，利用数控精密铣削技术将下层基底2的上表面、中间层基底3正反面和上层基底4下表面铣出半个流道沟槽5，中间层基底3下表面的半个流道沟槽5与下层基底2上表面的半个流道沟槽5互为镜像，中间层基底3上表面的半个流道沟槽5与上层基底4下表面的半个流道沟槽5为互镜像；
(B)在下层基底2的上表面、中间层基底3正反面和上层基底4下表面涂覆UV胶，胶层厚度为0.02mm；
(C)把互为镜像的流道沟槽5定位、对中，真空除气泡，真空度为6Pa，加压，UV胶固化，互为镜像的流道沟槽5键合形成密封流道6，形成集成块7，抛光，打磨，消除瑕疵；该加工工艺可以做到浑然一体，看不出没有任何粘接缝隙；
(D)将风干后的集成块7进行打孔，安装管路口1、分配阀8和探针9。
实施例4：
一种低压液路集成块的加工工艺，该加工工艺包括以下步骤：
(A)选取用于制作集成块7的下层基底2、中间层基底3和上层基底4，下层基底2、中间层基底3和上层基底4的材料选用聚丙烯，利用数控精密铣削技术将下层基底2的上表面、中间层基底3正反面和上层基底4下表面铣出半个流道沟槽5，中间层基底3下表面的半个流道沟槽5与下层基底2上表面的半个流道沟槽5互为镜像，中间层基底3上表面的半个流道沟槽5与上层基底4下表面的半个流道沟槽5为互镜像；
(B)在下层基底2的上表面、中间层基底3正反面和上层基底4下表面涂覆UV胶，胶层厚度为0.03mm；
(C)把互为镜像的流道沟槽5定位、对中，真空除气泡，真空度为6Pa，加压，UV胶固化，互为镜像的流道沟槽5键合形成密封流道6，形成集成块7，抛光，打磨，消除瑕疵；该加工工艺可以做到浑然一体，看不出没有任何粘接缝隙；
(D)将风干后的集成块7进行打孔，安装管路口1、分配阀8和探针9。
上述实施例2、3和4中的步骤(B)中键合的方法还可以是把氯仿涂覆在两个铣有流道沟槽5的表面，然后贴合完成粘接，这种方法为溶剂键合的方法；此外还有无缝热压的键合方法。
医疗、生物及一些科研设备中经常用到液路系统，早期的液路系统采用管路连接，分散布置，这种布置往往造成设备内部管线凌乱，不利于生产制造，也不方便维护和故障排查，另外较长的管线也会造成试剂浪费，而某些试剂价格非常昂贵，本发明的低压液路集成块可以实现液路模块化、小型化，结构紧凑，美观，维护方便，减少生产中人为失误，便于批量化生产，在已有的案例中，不同试剂管路死体积减少了约30％-50％，在整个测试流程中节约关键试剂约27％；
本发明一种低压液路集成块的加工工艺避免了在集成块7上直接钻孔，选取用于制作集成块的下层基底2、中间层基底3和上层基底4，利用数控精密铣削技术将下层基底2的上表面、中间层基底3正反面和上层基底4下表面铣出半个流道沟槽5，中间层基底3下表面的半个流道沟槽5与下层基底2上表面的半个流道沟槽5互为镜像，中间层基底3上表面的半个流道沟槽5与上层基底4下表面的半个流道沟槽5为互镜像；将互为镜像的流道沟槽5键合后形成密封流道6，形成集成块7；该加工工艺可以做到浑然一体，看不出没有任何粘接缝隙。该集成块7完全可以胜任在医疗、生物、化学低压液路上的使用。
本发明一种低压液路集成块的加工工艺通过集成块7分层加工，避开了微小孔在集成块7上无法加工的难题，为低压液路集成块的加工提供了方法，为液路系统设计的微型化、模块化提供了可能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种低压液路集成块的加工工艺，其特征在于，该加工工艺包括以下步骤：
(A)选取用于制作集成块(7)的下层基底(2)、中间层基底(3)和上层基底(4)，利用数控精密铣削技术将下层基底(2)的上表面、中间层基底(3)正反面和上层基底(4)下表面铣出半个流道沟槽(5)；
所述中间层基底(3)下表面的半个流道沟槽(5)与下层基底(2)上表面的半个流道沟槽(5)互为镜像，所述中间层基底(3)上表面的半个流道沟槽(5)与上层基底(4)下表面的半个流道沟槽(5)为互镜像；
(B)在下层基底(2)的上表面、中间层基底(3)正反面和上层基底(4)下表面涂覆UV胶，所述胶层厚度为0.01-0.03mm；
(C)把互为镜像的流道沟槽(5)定位、对中，真空除气泡，所述真空度为6Pa，加压，UV胶固化，所述互为镜像的流道沟槽(5)键合形成密封流道(6)，形成集成块(7)，抛光，打磨，消除瑕疵；
(D)将所述步骤(C)得到的集成块(7)进行打孔，安装管路口(1)、分配阀(8)和探针(9)；
其中，所述集成块(7)的下层基底(2)、中间层基底(3)和上层基底(4)的材料选用聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸醋、聚氯乙烯、聚甲醛、聚三氟氯乙烯、聚醚醚酮、聚酮、聚乙烯、聚苯硫醚、聚丙烯、聚飒、聚苯砜、氟乙烯丙烯共聚物、聚四氟乙烯、聚甲基戊烯或聚醚酰亚胺中的任意一种；
所述步骤(B)中键合的方法为把氯仿涂覆在两个铣有流道沟槽(5)的表面，然后贴合完成粘接。
2.一种低压液路集成块，由权利要求1所述低压液路集成块的加工工艺加工制得，其特征在于：
该液路集成块(7)包括下层基底(2)、中间层基底(3)和上层基底(4)；
所述下层基底(2)的上表面、中间层基底(3)正反面和上层基底(4)的下表面均设有半个流道沟槽(5)；
所述中间层基底(3)分别与下层基底(2)和上层基底(4)键合；
所述中间层基底(3)下表面的半个流道沟槽(5)与下层基底(2)上表面的半个流道沟槽(5)互为镜像，互为镜像的流道沟槽(5)键合后形成密封流道(6)；
所述中间层基底(3)上表面的半个流道沟槽(5)与上层基底(2)下表面的半个流道沟槽(5)互为镜像，互为镜像的流道沟槽(5)键合后形成密封流道(6)。
3.根据权利要求2所述的一种低压液路集成块，其特征在于：
所述下层基底(2)和上层基底(4)上均设有若干管路口(1)；
所述管路口(1)的一端安装有分配阀(8)，另一端安装有探针(9)，所述分配阀(8)与密封流道(6)连通。
4.根据权利要求3所述的一种低压液路集成块，其特征在于：所述中间层基底(3)为n层，其中n≥0。
5.根据权利要求4所述的一种低压液路集成块，其特征在于：所述流道沟槽的横截面为半圆形。
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