聚合物微結(jié)構(gòu)平板熱壓印成型工藝的研究.pdf

1、平板(Plate-to-plate，P2P)熱壓印成型是常用的制造微納結(jié)構(gòu)器件的技術(shù)。P2P熱壓印具有成型精度高、過程可控的優(yōu)點，在微納機電、精密光學(xué)、生物醫(yī)療和信息技術(shù)等領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用意義。但是P2P熱壓印因其模具配置結(jié)構(gòu)帶來的先天缺陷制約著P2P熱壓印技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域中的長遠發(fā)展，這些缺陷有:間歇制造工藝導(dǎo)致循環(huán)周期長、復(fù)制面積有限、生產(chǎn)效率低等。
　　本文提出的步進式P2P熱壓印工藝流程實現(xiàn)了P2P熱壓印的連續(xù)化和全程自動

2、化。P2P平板連續(xù)熱壓印過程中對平板模具的垂直往復(fù)壓印運動和水平往復(fù)運動進行聯(lián)動控制，平板模具往復(fù)接連熱壓印以恒定速度輸送的聚合物片材。此連續(xù)化過程顯著提高了工作效率、擴展了單個平板模具的復(fù)制面積。設(shè)計的P2P熱壓印連續(xù)成型裝置運行可靠，使P2P熱壓印過程連續(xù)、高效。
　　針對不同聚集態(tài)的聚合物力學(xué)性能隨溫度變化規(guī)律的不同，本文提出了分別適用于非結(jié)晶型聚合和結(jié)晶型聚合物的非等溫?zé)釅河」に?。通過利用聚合物應(yīng)力應(yīng)變行為隨溫度變化的規(guī)律

3、簡化了熱壓印工藝，避免了常規(guī)熱壓印中模具反復(fù)加熱冷卻導(dǎo)致的耗時，明顯縮短了P2P熱壓印的循環(huán)周期。通過有限元模擬分析和實驗研究證實了這種非等溫?zé)釅河」に嚨目尚信c微結(jié)構(gòu)復(fù)制精度的可靠。
　　本文探討了微熱壓印中聚合物的固態(tài)成型原理、聚合物材料性能的尺寸效應(yīng)和微結(jié)構(gòu)的變形回彈的影響因素;用有限元模擬分析方法研究了工藝參數(shù)和模具結(jié)構(gòu)對熱壓印過程的影響。對非等溫?zé)釅河」に囋O(shè)計和P2P熱壓印連續(xù)成型裝置的設(shè)計具有指導(dǎo)作用。
　　本文設(shè)