Diseño y construcción de una microválvula de tesla con impresión 3D

Abstract

En la siguiente investigación se va a desarrollar una microválvula de tesla de flujo unidireccional para aplicación de sistemas microfluídicas las cuales se suelen fabricar generalmente con técnicas de micromecanizado superficial las cuales las hacen útiles en la industria de la medicina, biomédica, así como en sistemas de control en donde se requiere controlar pequeños volúmenes de un fluido de una entrada. Dado que la mayoría de las investigaciones con válvulas de tesla por lo general tienden a cerrar la geometría en donde se encuentran los lagrimales con un acrílico o con tapas haciendo uso de pernos y tornillos o realizando moldes para después aplicar PDMS material utilizado en la fabricación de microcircuitos, este proyecto se enfoca en la manufactura de la microválvula de tesla con resina liquida a través de la impresión 3D permitiendo crear hermeticidad en la estructura y simplificando los dos pasos anteriores lo que permite generar una nueva rama de circuitos microfluídicos. En cuanto ha las pruebas de validación se ha realizado simulaciones en Comsol Multiphysics para determinar las presiones y caudales que circulan por la microválvula de tesla, aunque también se realiza las mismas pruebas en el prototipo real para el análisis de curvas de diodicidad características de este tipo de dispositivo.

In the following research we will develop a unidirectional flow tesla microvalve for microfluidic systems application which are usually manufactured with surface micromachining techniques which make them useful in the medical and biomedical industry, as well as in control systems where it is required to control small volumes of a fluid from one inlet. Since most of the research with tesla valves usually tends to close the geometry where the tears are located with an acrylic or caps using bolts and screws or making molds and then applying PDMS material used in the manufacture of microcircuits, This project focuses on the manufacture of the tesla microvalve with liquid resin through 3D printing allowing to create hermeticity in the structure and simplifying the two previous steps which allows to generate a new branch of microfluidic circuits. As for the validation tests, simulations have been performed in Comsol Multiphysics to determine the pressures and flow rates that circulate through the micro tesla valve, although the same tests are also performed on the real prototype for the analysis of diode curves characteristic of this type of device.