一种激光诱导多尺度微通道自组装成形加工方法【中国发明】

一、专利名称及专利号

名称：《一种激光诱导多尺度微通道自组装成形加工方法》

专利号：ZL202011293076.X

二、应用领域

本发明涉及一种微通道成形加工方法，特别是涉及一种激光诱导多尺度微通道自组装成形加工方法，属于具有强化传质传热性能的微通道发明及制造领域。

三、专利说明

1、摘要：

本发明公开了一种激光诱导多尺度微通道自组装成形加工方法，首先在基板的上表面激光加工多道平行间隔设置的微槽和微结构，然后将基板固定于基体上形成板基复合结构，接着对板基复合结构施加单轴压缩载荷驱使基板发生失稳变形，施加单轴压缩载荷的力的方向与微槽的延伸方向垂直，基板失稳变形后呈波纹状从而其表面形成多个微通道，最后将基板与基体分离，变形后的基板即为通过自组装成形方法制备的具有多尺度效应的可强化传质传热的微通道。上述发明具有制造过程简单、成本低、可调控性强、效率高等特点。

2、背景：

随着半导体微电子、航空航天和能源化工等领域技术的不断发展进步，相关器件与设备的集成化程度越来越高，对其热交换系统的尺寸、质量和能耗等参数提出了日益严苛的要求。微通道换热器具有比表面积大、传质传热性能高、质量轻、体积小巧、结构紧凑、易于一体化封装等显著优势，设计制造高效强化换热微通道是提升现有微通道换热器、微反应器传质传热性能的关键所在。现有微通道加工方法主要包括激光刻蚀、电火花加工、湿法/干法化学刻蚀、光刻加工、微细铣削等。上述加工方法普遍存在加工成本高、加工效率低的技术问题。因此，提出一种加工成本低、成形效率高的微通道成形方法具有重要现实意义。

为了制作具有可控结构的三维骨支架，各种3D打印技术应运而生，用于制备个性化治疗的定制骨支架。其中，光交联辅助直写(Direct‑Ink‑Writing，DIW)是常用的一种方法。利用该技术，该打印材料在微孔挤出后，在紫外光照射下进行快速交联成型，形成支架结构。DIW打印具有设置相对简单、运行成本低、速度快、分辨率高、精度高等优点。此外，它不需要使用有毒溶剂或过多的热处理，使其包裹脆弱的生物分子，如生长因子，DNA和RNA成为可能。然而，与上述可降解聚合物类似，一些用于DIW打印的光交联材料，如甲基丙烯酸海藻酸盐、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(PEGDMA)、甲基丙烯酸明胶(GelMA)等，机械性能较差，交联后的抗压模量小于1MPa，远低于松质骨的抗压模量(大于80MPa)；即使加入HA后，由于界面相互作用不足和荷载传递的不足，其压缩模量也几乎没有改善。因此，由这些材料制成的打印支架无法为骨再生提供可靠的支持。另一方面，其他光交联材料如聚甲基丙烯酸羟乙酯(pHEMA)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)具有良好的力学性能，然而，它们的生物相容性差、降解性差、光交联放热反应严重，严重阻碍了它们的应用。

四、相关文件下载

专利证书：/UploadFiles/20230403/20230403112188718871.pdf

专利详情：/UploadFiles/20230403/20230403112177237723.pdf