激光加工聚合物微流控芯片暂态烧蚀模型研究

为了预测激光直写加工聚合物微流控芯片三维微流道外形,提出了三维烧蚀加工的解析模型.在CO2激光加工聚合物原理基础上,根据传热学原理和烧蚀面能量守恒原理,建立了激光加工三维暂态烧蚀模型.根据在微元控制面上热传导只发生在表面法向,并且激光加工在瞬时达到准稳态,将三维暂态偏微分方程转化为一维常微分方程.基于烧蚀面上的温度始终保持为降解温度,求出关于激光功率、扫描速度和材料热物理系数的微流道外形函数解,并用聚甲基丙烯酸甲酯进行了实验验证.实验结果表明,由解析模型得到的理论值与实验数据吻合很好,该模型的理论推导是符合实际加工实践的.