逐级的模具设计
当设计注塑模具时,必须特别注意模具部件的正确布局,一方面得以使模腔被填充得均匀,另外一方面防止在所有1536个光学测量窗口出现接合线。浇口位置和摆放被选择,热塑性成型化合物不是被注入到薄膜的被印边上,而是在两个条纹之间的表面之上。
这是重要的一步,因为少了板基层,就意味着必须通过易损的格子结构来填充微板。流动阻力因为壁厚小而被大大提高,这意味着浇口分布也必须从缩痕的角度来看待。从一开始就消除了简单的隧洞式浇口,因为易流动成型化合物的压力损失太大了。图2显示的是大量优化步骤所产生的填充效果。在目前的限制性条件下,不可能在边缘区段中流体前进更快方面上取得进一步改进。即使是用第一代模具应用的三点式浇口,薄膜会在三个浇口位置重复地开始熔化。产生这个的原因是浇口截面小,口径为0.5mm,以及由此产生的摩擦热高。
由这种技术生产出来的微板已经被用于大量的高处理量的筛选测试中。从第一代模具做出的微板所获取的经验为设计者们提供了未来改进的宝贵成果。这首先也是最为重要的包括了生产偏差的减小:长度宽度的尺寸稳定性、平整度和扭曲度。后者只由箔和微板的不同扭曲度(实际为0)所引起的。尽管±250mm仍然可以认为是可以接受的,但对所选微板的测试清楚地表明,严格的偏差使全自动测试设施不易于损坏。
由此,当设计第二代模具时,外部最大尺寸特别要是±200?m。不可能应用带针阀注嘴的用于长流道的标准热流道系统,因为浇口明显地不能被放在顶部或底部。侧面打开的热流道系统被认为不会为浇口提供任何好处。所以最终优先选择带两边浇口的热流道系统。不同的模式计算表明,这将是应用最为简单的一种浇口,因为它能对各种尺寸进行最好的补充。
熔体在部件中心流动的位置的通风是至关重要的。利用大量的顶销(约为200个)能进行补救,它在流道末端限制住了所收集的气体。图3显示的是填充前期阶段和被完全填充部件的流动形态。
在第三代模具这一更深开发阶段,有可能将外部尺寸和平整度偏差降低至±100mm。在两边通过三点浇口注射微板,两侧的两个辅助分配器有着被扩大的流道尺寸,使它们类似于层叠结构。在大量的开发步骤中,模具和工艺装置被进一步优化,实现生产无问题。
展望
创新材料的引入现在能实现更远大的目标。不含紫外线稳定剂的特种级别产品首次能把在紫外线区段的传送降低至200nm。与此比较,PS或PMMA材料的传统微板的导光性只约为320 nm。图4显示的是UV膜导光性与PS膜导光性的比较。
应用的基本领域是测量DNA样本、蛋白质含量,以及进行基因分析时确定孤立DNA的纯度。用于这些场合的微板是在特定条件下被生产出来的,并由戴手套头套的人员包装起来,目的是要可靠地防止破坏蛋白酶(脱氧核糖核酸酶、核糖核酸酶)。