集成了微沟道、微阀、微泵等微单元的微流控芯片,凭借着成本低,反应速度快,效率高的优点,实现了 DNA分析、药物筛选、细胞操作和免疫学检测等功能。相比于传统的硅和玻璃芯片,塑料芯片凭借着良好的可加工性,电绝缘性、光学透明性、表面可修饰性等性能优势,成为微流控芯片研究的热点。本文研究一款面向塑料芯片的热压机系统,实现塑料芯片的加工。本文针对塑料芯片的加工要求,对其加工工艺、温控执行件、压控执行件进行研究。根据相应的理论公式,确定了热压芯片的工艺曲线,其热压温度为120℃,压力为800N左右,压印时间为600s左右;对比不同的加热方式,确定热电制冷的方案,并计算理论升温功率及热电堆的使用块数。通过对比不同的压力执行机构,最终确定伺服电机与螺旋升降机配合方案。确定伺服电机的扭矩及转动惯量,及螺旋升降机的减速比等参数。搭建了一种由框架结构和压头结构组成的热压机装置,并采用有限元方法对关键的零件的力学性能和热学性能进行校核。设计由立柱、上横梁、移动横梁、下横梁组成的闭式框架结构。对框架结构中起到导向、承重作用的立柱零件进行力学性能校核,数值模拟分析结果表明:轴身尺寸为30mm、Q235材料的立柱具有合适的刚度。本文设计“工”型、“王”型、“田”型的分离式的压头结构,实现工作压力及热电制冷堆的预紧力的分离。并对进给方向上的形变分布进行分析,数值结果表明:“王”型压头结构具有良好的形变均匀性。对直接参与加工的压头板进行温度-形变分布进行分析,数值分析结果表明:厚度为16mm的压头板在力-热耦合场下的形变均匀性最好,其热应力最小。另外,选用K型热电偶,桥式称重传感器和光栅尺分别作为温度,压力,位移传感器,并完成上述传感器的安装。搭建一种实现温度、压力闭环控制的下位机系统。首先,提出温度、压力控制系统的控制方案。其次,确定温度、压力的输入信号调节单元及模数转换单元,完成温度、压力信号的采集。选择相应的单片机,并设计MOS管H桥电路单元、开关量控制单元及继电器控制单元,实现热电制冷堆的功率调节、加热/制冷功能转换,伺服电机的正转、反转、转速及扭矩调节和冷却循环水的启动。另外,集成串口通讯电路,完成光栅尺的位移数据采集及上位机通讯。本文进行温度、压力性能测试。首先对K型热电偶及桥式称重传感器进行标定,得到准确的输入-输出关系。并分别进行升温、恒温控制实验及升压、恒压控制实验,其升温速率及恒温控制精度分别为0.5℃/s,±2℃。升压速率及恒压控制及精度达到10N/s,±10N。