一种微针浇注系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种微针浇注系统，包括真空腔室、运动平台、第一运动组件、灌液针组件、第二运动组件和控制器；运动平台设置在真空腔室内；第一运动组件包括相互连接的第一传动部件和第一驱动部件，运动平台与第一传动部件连接，第一传动部件在第一驱动部件驱动下带动运动平台沿着第一方向或/和第三方向移动；灌液针组件包括出液头和灌液针杆，灌液针杆的一端伸入真空腔室内，并与出液头连接；第二运动组件包括相互连接的第二传动部件和第二驱动部件，灌液针和第二传动部件连接，第二传动部件在第二驱动部件驱动下带动所述灌液针沿着第二方向移动；第一驱动部件或/和第二驱动部件与控制器通信连接。能够快速完成大平面微针浇注模具的均匀浇注。

【技术实现步骤摘要】
一种微针浇注系统
本技术涉及微针
，尤其涉及一种微针浇注系统。
技术介绍
微模塑是一种借助微复制模具成型微结构的高精度微纳米制造技术。该技术具有复制精度高、成本低、残余应力小等优点，并且广泛用于应用于机械、医疗、生物等各个领域中的微齿轮、微针、微流控芯片、导光板等微纳米结构制备。而微模塑中最关键步骤是模具填充，即将复制液体材料高填充比地填充到模具凹槽中，这是影响微结构复制精度的关键因素。常用的模具填充方式主要有压力填充、离心填充及真空填充等。压力填充是利用压力将填充材料压入模具凹槽内。金属一体成型的方法加工类似微针凹形槽等高深宽比、高精度结构的模具非常不易。因此，微凹槽磨具常采用硅材料或者聚合物材料制备。而硅微凹槽模具比较脆，聚合物微凹槽模具(如PDMS、SU-8胶模具)质地软，对压印力要求都较苛刻，不适宜大量生产。相比之下，真空填充对模具材质、大小兼容性要求低，优势更为明显。现有用于微针的真空填充的方法常压下将浇注溶液平铺于模具表面，然后抽真空去除模具内部残余气体，浇注溶液进入模具微结构内部，完成填充复制。中国专利文献CN106426687A提到一种微针模具高粘度液体真空填充装置。该装置先完成浇注溶液的平铺，随后在微针模具背面保持一定负压状态，从而使高粘度液体流入微针倒锥形图案中，达到较好的模具填充效果。但该种方法要求微针模具材料必须具有较好的隔液透气特性，模具厚度不能太厚，否则会影响到模具内部残余气体从模具背面吸出，降低模具填充质量；同时，若模具背面负压分布不均匀，也将进一步影响模具填充一致性。此外，这种负压环境较难保证溶液成分完全不进入模具材质内部，如若溶液中高分子(药物)渗入模具中，影响模具材料原有特性，将进一步影响模具重复使用寿命。中国专利文献CN110582320A提到制造微针贴剂的方法。该方法同样引入隔液透气材料制作模具，即使用前先对模具抽一段时间真空，排除模具内部气体，随后向模具填充浇注液，利用模具内部气体回吸的特性，完成微针腔体填充。该方法对模具制作材质有特殊要求，同时抽完真空的模具在常压下浇注的过程，模具内部气体回吸时，同一模具不同部位以及不同模具之间较难保证可量化的一致性。整个浇注过程，包括前期模具抽真空排气和填充后气体回吸填充针体，时间相对较长，不利于大规模量产。本领域还需要一种新的微针浇注系统以及微针制备方法，以解决上述问题中的一个或多个。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于提供了一种微针浇注系统，能够快速完成大平面微针浇注模具的均匀浇注，实现微纳米级结构高精度快速复制，浇注溶液用量少，控制精准，浇注效率高，一致性好，成本可大幅降低。为解决上述技术问题，本技术提供一种微针浇注系统，包括：真空腔室、运动平台、第一运动组件、灌液针组件、第二运动组件和控制器；所述运动平台设置在所述真空腔室内，用于支撑微针浇注模具；所述第一运动组件包括相互连接的第一传动部件和第一驱动部件，所述运动平台与所述第一传动部件连接，所述第一传动部件在所述第一驱动部件驱动下带动所述运动平台沿着第一方向或/和第三方向移动；所述灌液针组件用于将制备微针的浇注溶液输送至真空腔室内，所述灌液针组件包括出液头和灌液针杆，所述灌液针杆的一端伸入所述真空腔室内，并与所述出液头连接；所述第二运动组件包括相互连接的第二传动部件和第二驱动部件，所述灌液针杆和所述第二传动部件连接，所述第二传动部件在所述第二驱动部件驱动下带动所述灌液针组件沿着第二方向移动；所述控制器与所述第一驱动部件和所述第二驱动部分别通信连接，所述控制器被配置为当所述真空腔室内为真空条件时，控制所述第二驱动部件驱动所述灌液针组件沿着第二方向靠近所述运动平台，控制所述灌液针组件输出制备所述微针的浇注溶液，控制所述第一驱动部件驱动所述运动平台沿着第一方向或/和第三方向移动；其中：所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向相互垂直。优选地，所述第一驱动部件为第一电机，所述第一电机具有输出端，所述第一电机的输出端与所述第一传动部件连接；所述第一传动部件包括支撑架、导向杆、第一螺杆和移动件，所述第一螺杆沿第一方向可转动的设置于所述支撑架，所述导向杆沿第一方向设置，且所述导向杆穿设于所述移动件，所述移动件通过与所述第一螺杆螺纹连接实现，并在导向杆和第一螺杆作用下沿第一方向移动，所述运动平台与所述移动件固定连接。优选地，所述第一驱动部件位于所述真空腔室外，所述第一传动部件位于所述真空腔室内，所述第一驱动部件与所述第一传动部件之间通过连接机构连接；所述连接机构包括连接轴、第一联轴器和第二联轴器，所述连接轴的一端与所述第一电机的输出端通过所述第一联轴连接，所述连接轴的另一端穿过所述真空腔室的侧壁和支撑架，通过所述第二联轴器与所述第一螺杆连接，所述连接轴密封的可转动设置于所述真空腔室位于所述第一驱动部件、所述第一传动部件之间的侧壁上。优选地，所述第一驱动部件为第一电机，所述第一电机具有输出端，所述第一电机的输出端与所述第一传动部件连接；所述第一传动部件包括支撑架、第二螺杆、第三螺杆和移动件，所述第二螺杆和所述第三螺杆沿第一方向可转动的设置于所述支撑架，所述移动件通过与所述第二螺杆、第三螺杆螺纹连接实现沿第一方向移动，所述运动平台与所述移动件固定连接。优选地，所述第二螺杆具有与所述移动件螺纹连接的第二螺纹，所述第三螺杆具有与所述移动件螺纹连接的第三螺纹，所述第二螺杆和所述第三螺杆被驱使同向转动，且所述第二螺纹与所述第三螺纹的螺距相同，螺向相同；或者，所述第二螺杆和所述第三螺杆被驱使以相反方向转动，且所述第二螺纹与所述第三螺纹的螺距相同，螺向相反。优选地，所述第一驱动部件位于所述真空腔室外，所述第一传动部件位于所述真空腔室内，所述第一驱动部件与所述第一传动部件之间通过连接机构连接，连接机构包括连接轴和连接齿轮组，所述连接轴的一端与所述第一电机的输出轴连接，所述连接轴的另一端穿过所述真空腔室的一侧壁和所述支撑架，并通过所述连接齿轮组与所述第二螺杆、所述第三螺杆连接，所述连接轴密封的可转动设置于所述真空腔室位于所述第一驱动部件、所述第一传动部件之间的侧壁上。优选地，所述连接轴与所述真空腔室的所述位于第一驱动部件、所述第一传动部件之间的侧壁之间设置有轴承和密封圈，以实现所述连接轴密封的可转动设置于所述真空腔室位于所述第一驱动部件、所述第一传动部件之间的侧壁上。优选地，所述第二驱动部件为第二电机，所述第二传动部件包括立柱、滑轨和滑块，所述立柱固定设置在所述真空腔室，所述滑轨沿第二方向布置于所述立柱上，所述滑块的一侧与所述滑轨可移动连接，所述滑块的另一侧与所述灌液针杆固定连接，所述滑轨在所述第二电机的驱动下，带动所述灌液针组件沿第二方向移动。优选地，所述灌液针组件还包括减压阀，所述减压阀设置于所述灌液针杆内，用于实现浇注溶液的减压、稳压、回吸功能的一种或多种。优选地，所述减压阀包括阀体，所述阀体内形成有内腔，所述内腔内沿轴向可间隔设置有第一滑阀和第二滑阀，所述第一滑阀和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微针浇注系统，其特征在于，包括：真空腔室、运动平台、第一运动组件、灌液针组件、第二运动组件和控制器；/n所述运动平台设置在所述真空腔室内，用于支撑微针浇注模具；/n所述第一运动组件包括相互连接的第一传动部件和第一驱动部件，所述运动平台与所述第一传动部件连接，所述第一传动部件在所述第一驱动部件驱动下带动所述运动平台沿着第一方向或/和第三方向移动；/n所述灌液针组件用于将制备微针的浇注溶液输送至真空腔室内，所述灌液针组件包括出液头和灌液针杆，所述灌液针杆的一端伸入所述真空腔室内，并与所述出液头连接；/n所述第二运动组件包括相互连接的第二传动部件和第二驱动部件，所述灌液针杆和所述第二传动部件连接，所述第二传动部件在所述第二驱动部件驱动下带动所述灌液针组件沿着第二方向移动；/n所述控制器与所述第一驱动部件和所述第二驱动部分别通信连接，所述控制器被配置为当所述真空腔室内为真空条件时，控制所述第二驱动部件驱动所述灌液针组件沿着第二方向靠近所述运动平台，且控制所述灌液针组件输出制备所述微针的浇注溶液，控制所述第一驱动部件驱动所述运动平台沿着第一方向和/或第三方向移动；/n其中：所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向相互垂直。/n...

【技术特征摘要】
1.一种微针浇注系统，其特征在于，包括：真空腔室、运动平台、第一运动组件、灌液针组件、第二运动组件和控制器；
所述运动平台设置在所述真空腔室内，用于支撑微针浇注模具；
所述第一运动组件包括相互连接的第一传动部件和第一驱动部件，所述运动平台与所述第一传动部件连接，所述第一传动部件在所述第一驱动部件驱动下带动所述运动平台沿着第一方向或/和第三方向移动；
所述灌液针组件用于将制备微针的浇注溶液输送至真空腔室内，所述灌液针组件包括出液头和灌液针杆，所述灌液针杆的一端伸入所述真空腔室内，并与所述出液头连接；
所述第二运动组件包括相互连接的第二传动部件和第二驱动部件，所述灌液针杆和所述第二传动部件连接，所述第二传动部件在所述第二驱动部件驱动下带动所述灌液针组件沿着第二方向移动；
所述控制器与所述第一驱动部件和所述第二驱动部分别通信连接，所述控制器被配置为当所述真空腔室内为真空条件时，控制所述第二驱动部件驱动所述灌液针组件沿着第二方向靠近所述运动平台，且控制所述灌液针组件输出制备所述微针的浇注溶液，控制所述第一驱动部件驱动所述运动平台沿着第一方向和/或第三方向移动；
其中：所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向相互垂直。


2.如权利要求1所述的微针浇注系统，其特征在于，所述第一驱动部件为第一电机，所述第一电机具有输出端，所述第一电机的输出端与所述第一传动部件连接；所述第一传动部件包括支撑架、导向杆、第一螺杆和移动件，所述第一螺杆沿第一方向可转动的设置于所述支撑架，所述导向杆沿第一方向设置，且所述导向杆穿设于所述移动件，所述移动件与所述第一螺杆螺纹连接，并在导向杆和第一螺杆作用下实现沿第一方向移动，所述运动平台与所述移动件固定连接。


3.如权利要求2所述的微针浇注系统，其特征在于，所述第一驱动部件位于所述真空腔室外，所述第一传动部件位于所述真空腔室内，所述第一驱动部件与所述第一传动部件之间通过连接机构连接；所述连接机构包括连接轴、第一联轴器和第二联轴器，所述连接轴的一端与所述第一电机的输出端通过所述第一联轴连接，所述连接轴的另一端穿过所述真空腔室的侧壁和支撑架，通过所述第二联轴器与所述第一螺杆连接，所述连接轴密封的可转动设置于所述真空腔室位于所述第一驱动部件、所述第一传动部件之间的侧壁上。


4.如权利要求1所述的微针浇注系统，其特征在于，所述第一驱动部件为第一电机，所述第一电机具有输出端，所述第一电机的输出端与所述第一传动部件连接；所述第一传动部件包括支撑架、第二螺杆、第三螺杆和移动件，所述第二螺杆和所述第三螺杆沿第一方向可转动的设置于所述支撑架，所述移动件通过与所述第二螺杆、第三螺杆螺纹连接实现沿第一方向移动，所述运动平台与所述移动件固定连接。


5.如权利要求4所述的微针浇注系统，其特征在于，所述第二螺杆具有与所述移动件螺纹连接的第二螺纹，所述第三螺杆具有与所述移动件螺纹连接的第三螺纹，所述第二螺杆和所述第三螺杆被驱使同向转动，且所述第二螺纹与所述第三螺纹的螺距相同，螺向相同；或者，
所述第二螺杆和所述第三螺杆被驱使以相反方向转动，且所述第二螺纹与所述第三螺纹的螺距相同，螺向相反。


6.如权利要求4所述的微针浇注系统，其特征在于，所述第一驱动部件位于所述真空腔室外，所述第一传动部件位于所述真空腔室内，所述第一驱动部件与所述第一传动部件之间通过连接机构连接，连接机构包括连接轴和连接齿轮组，所述连接轴的一端与所述第一电机的输出轴连接，所述连接轴的另一端穿过所述真空腔室的一侧壁和所述支撑架，并通过所述连接齿轮组与所述第二螺杆、所述第三螺杆连接，所述连接轴密封的可转动设置于所述真空腔室位于所述第一驱动部件、所述第一传动部件之间的侧壁上。


7.如权利要求3或6所述的微针浇注系统，其特征在于，所述连接轴与所述真空腔室位于所述第一驱动部件、所述第一传动部件之间的侧壁之间设置有轴承和密封圈，以实现所述连接轴密封的可转动设置于所述真空腔室位于所述第一驱动部件、所述第一传动部件之间的侧壁上。


8.如权利要求1所述的微针浇注系统，其特征在于，所述第二驱动部件为第二电机，所述第二传动部件包括立柱、滑轨和滑块，所述立柱固定设置在所述真空腔室外，所述滑轨沿第二方向布置于所述立柱上，所述滑块的一侧与所述滑轨可移动连接，所述滑块的另一侧与所述灌液针杆固定连接，所述滑轨在所述第二电机的驱动下，带动所述灌液针组件沿第二方向移动。


9.如权利要求1所述的微针浇注系统，其特征在于，所述灌液针组件还包括减压阀，所述减压阀设置于所述灌液针杆内，用于实现浇注溶液的减压、稳压、回吸功能的一种或多种。


10.如权利要求9所述的微针浇注系统，其特征在于，所述减压阀位于所述灌液针杆靠近所述出液头的端部，且所述减压阀设有外螺纹，用于与所述灌液针杆螺纹连接，所述灌液针杆靠近所述出液头的端部设有外螺纹，用于与所述出液头螺纹连接。


11.如权利要求9所述的微针浇注系统，其特征在于，包括阀体，所述阀体内形成有内腔，所述内腔内沿轴向可间隔设置有第一滑阀和第二滑阀，所述第一滑阀和第二滑阀相对于所述内腔可移动，所述阀体上设置有流入流道、流入孔、流出孔和流出流道，所述流入流道和所述流出流道均为盲孔，且所述流入流道、所述流出流道沿轴向延伸设置于所述阀体上；
所述流入流道和所述内腔通...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘龙，颜平，黄远，曲秋羽，
申请(专利权)人：苏州悦肤达医疗科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32