11、3D打印微流控与改进Bresenham算法的研究与应用

3D打印微流控与改进Bresenham算法的研究与应用

3D打印微流控实验

在微流控设备的制造中，3D打印技术展现出了巨大的潜力。本次实验主要研究了两种3D打印技术，即选择性激光烧结（SLS）和熔融沉积成型（FDM）在制造微通道时的表现。

实验设置中，在注射器泵和通道输入端口之间放置传感器来测量相应的压力。压力以电压值的形式获取，再通过数据表将其转换为psi值。输入端口流量的变化会导致输入端口压力的改变，同时观察微通道是否有泄漏现象。

实验结果表明，SLS技术使用尼龙粉末进行激光打印，直径小于1.5mm的微通道会被尼龙粉末填满，导致通道堵塞；而直径1.5mm及以上的微通道则无堵塞问题。相比之下，FDM方法制造的直径在0.25 - 0.5mm范围内的微通道没有堵塞现象。基于这些观察，后续实验选择了FDM方法。

通过向FDM方法制造的微通道中通水，研究不同流速对泄漏的影响。实验发现，流速和压力之间存在比例关系，并且在一定流速下，随着微通道直径的减小，压力呈线性增加。具体来说，直径为0.4、0.45和0.5mm的微通道没有观察到泄漏现象；直径为0.35mm的微通道在压力达到0.2psi之前无泄漏，超过该压力后，微通道主体在输入端口附近的上下两侧开始泄漏；直径为0.3mm及以下的微通道即使在最小流速下也会开始泄漏。

以下是不同直径微通道的泄漏情况总结表格：
| 微通道直径（mm） | 泄漏情况 |
| — | — |
| 0.4、0.45、0.5 | 无泄漏 |
| 0.35 | 压力大于0.2psi开始泄漏 |
| 0.3及以下 | 最小流速开始泄漏 |

实验结论指出，通过优化