光造型技术在微机电系统中的应用研究

在分析了当前制作微机电系统的几种技术的基础上，采用自由度较大的、制作复杂结构能力较强的光造型（SL）技术。研究过程中在以下方面有所进展与创新；STL文件纠错、CAD直接切片、固化单元研究、提出与传统机械设计不同的设计思想及方法等。为解决光造型技术在微系统的设计及加工过程中存在的问题提出了以下措施；在微机电系统设计中采用虚拟现实技术；改进制造工艺以提高精度和速度；利用多种复合材料制作微零件；结合多种微细加工技术微系统整体制造工艺。     

基于RP技术的激光诱导选择性化学沉积微细加工技术的研究

在介绍快速成形技术以及微机电系统与微细加工技术的基础之上,对比分析了一些基于快速成形技术微细加工方法的优缺点及其最新研究成果。对于激光诱导选择性化学液相沉积快速成形技术的研究,首先从整个的系统原理到工艺流程进行详细地论述,并指出此技术所存在的一些优缺点。在普通玻璃上进行了激光诱导选择性化学液相沉积铜的试验,成功地沉积出点、线和面并实现了分层累加的沉积。在从激光诱导化学液相沉积技术的沉积原理和反应机理的分析到反应速率及沉积速率模型的建立的基础之上,进一步论证了激光诱导选择性化学沉积快速成形技术在三维微细加工方面的应用上是可行的。     

微型模具制造技术研究与发展

介绍了微型制件及微型模具成形特点，全面分析了各种微细加工方法的技术特点及其在微型模具制造中的应用状况，同时分析了各种微细加工技术的适用范围与发展前景，并重点阐述了以LIGA技术为代表的光加工技术在未来微型模具制造技术发展中的重要作用。     

先进激光制造技术研究新进展

介绍了激光板与管无模成形、激光表面强化处理、激光微细加工和激光直接沉积成形等四种激光制造前沿研究技术。阐述了基本作用原理、影响建模分析的因素和测试验证的方法。指出了各自的关键技术及研究焦点。介绍了国内外的相关研究进展。指出了在小批量多品种难加工材料成形与快速承载构件成形、复杂形面构件表面强化处理和微细构件高效加工方面的潜在用途。     

面向微细制造的微成形技术

本文主要集中论述了面向微细制造方向的微成形技术，具体分析了当下微细制造技术工艺及其应用，论述了微成形技术的关键问题和技术，并探讨了其未来的发展方向。     

一种微细EDM电极的制造方法

针对微细EDM异形电极的加工困难，提出利用同步辐射深度光刻和电铸技术相结合制造EDM电极的方法，可望较好地解决异形电极的制造问题。     

基于光镊技术的微细加工

光镊技术及其应用近年来有了很大的进步,目前已广泛应用于生物、医学、物理和化学等领域中,但在微细加工应用方面的研究国内外尚处于起步阶段.从光的力学效应出发,讨论了光镊的原理,提出了基于光镊技术实现磁加工的概念,接着分析了该微细加工方法的理论和加工机理,最后阐述了光镊在微细加工中的特点和巨大的发展前景.     

电铸技术的研究进展

电铸技术是微细制造的重要组成部分,由电铸技术所制备的微细零件和复合材料具有较为广阔的应用前景。对电铸技术及其工艺特点进行了概述,分析了传统电铸工艺的发展及其所存在的问题,介绍了该技术的研究现状及在实际工程中的应用。     

基于单脉冲放电的钨微细电极快速成形方法及其应用研究

在传统电火花加工的基础上,通过单脉冲放电方式,在钨细线电极的端部瞬时成形出一个微米级的微细电极。运用试验研究详尽分析了各主要加工参数,如电极材料、加工极性、工作液介质、放电持续时间和峰值电流等对微细电极的成形影响,得出了微细电极瞬时成形的基本规律。此外,在试验的基础上对微细电极成形的机理进行了初步探讨,并对成形后的电极进行了能谱分析。通过本方法可以在直径0.125 mm的钨丝端部瞬间得到长350 μm,直径30 μm左右的微细电极,用该电极成功地完成了多个微米级微细孔的加工。微细电极的尖端半径约为100 nm,可作为扫描仪器和检测仪器的微细探针。极大地提高了微细电极或探针的成形效率,有望成为微细电极和微细探针制备的有力手段之一。     

大面积微细结构的电火花高效加工

采用深度光刻与电铸技术相结合较好地解决了大深宽比的电火花工具电极的制造问题。在此基础上,利用优化的微细电火花加工工艺,可以实现大面积微细结构的高效、精细制造。     

单晶硅振动环陀螺仪的制作

为了简化电容式振动环陀螺仪的制作方法,进一步提高成品率,提出了一种结合反应离子深刻蚀(DRIE)与阳极键合的陀螺仪制备方法。分析了振动环陀螺的工作原理,指出了传统工艺存在的缺陷;对该制作方法所采用的工艺流程进行了详细设计,分析了不同工艺参数对陀螺仪性能的影响,并依据分析和实验结果改进了工艺流程和参数。最后,采用该方法制作了振动环式微机械陀螺仪并进行了测试。实验结果表明,采用该方法能成功制作电容间隙为3μm、厚度为80μm的振动环式陀螺仪微结构。与传统的制作方法相比,工艺流程大为简化,掩模板数量从7块减少到2块,满足器件性能可靠、工艺简单、成品率高的要求。     

飞秒激光切割与微细电阻滑焊组合制备三维金属微结构

提出了一种采用飞秒激光切割结合微细电阻滑焊制备3D金属微结构的工艺方法(微型化双工位金属箔叠层制造法,(Micro-DLOM)),并通过制备具有复杂形状的3D微型腔模具验证了该工艺方法的可行性。首先,以厚度为10μm的0Cr18Ni9不锈钢箔为基材,在110mW的飞秒激光功率、100μm/s的切割速度和0.75μm的切割补偿量下获得二维微结构,并分析了激光功率和切割速度对切割精度的影响;然后,利用微细电阻滑焊对多层二维微结构进行热扩散焊接,通过多层二维微结构的叠加拟合形成具有曲面特征的微型腔,并对焊接区进行了X射线衍射(XRD)分析。分析发现:微细电阻滑焊所产生的热量仅使焊接区主要物相的相对含量发生了变化,而没有使该区域产生新的物相。与UV-LIGA工艺相比,本工艺可以加工具有自由曲面特征的三维微结构,并且单层钢箔越薄,成形精度越高;与飞秒激光分层平面扫描烧蚀工艺相比,本工艺仅需切割每层二维结构的轮廓,提高了成形效率;与微细电火花加工工艺相比,虽然所成形的微型腔表面粗糙度相对较差,但却省去了制备微电极的工艺步骤,并且不存在微电极工作过程中的损耗问题,所以可以加工深宽比不受限制的微模具。     

微型光机电系统

微型电子机械系统（ＭＥＭＳ）与光器件融合于一体的微型光机电系统（ＭＯＥＭＳ）成为ＭＥＭＳ研究的一个重要方向,它将会给光器件的发展带来新的飞跃,而光系统因无需力的输出,正是ＭＥＭＳ的一个理想的应用领域。本文主要介绍几种有突破性的、具有可动部件的微型光机电系统,最后提出一种新型的微光学开关。     

微机电系统静动态测试技术研究

在中国国家863高技术发展计划MEMS重大专项课题《MEMS动态特性频闪干涉视觉三维测量技术及系统》资助下，研发微机电系统(Micro Electro Mechanical System , MEMS)动态特性三维测量技术与系统。对已有的微几何量、微材料力学性能和MEMS动态参数测试方法进行研讨。 几何尺寸和表面形貌轮廓的测量是MEMS测量的基础。二维微几何量检测采用普通光学显微镜和扫描电子显微镜。表面形貌测量大致可分为接触式测量和非接触式测量，机械触针式轮廓仪是典型的接触式测量仪器，非接触式测量大多采用光学技术，主要有光针式轮廓仪，采用光切、干涉、投影光栅和微视觉等测量方法。     

Development of DMD-based micro-stereolithography apparatus for biodegradable multi-material micro-needle fabrication

Micro-needles are known as a mean that can minimize pains while it gets through the human skin. And it will be safer if it can be made of biodegradable material. Microstereolithography (MSL) forms a part by the photo-polynerization of liquid resin. And it has production resolution in the range of several tens of micrometers. So it can be used to fabricate precise micro-needle. Actually the MSL technology is frequently applied to various areas such as bioengineering and MEMS devices. This paper shows the framework of a micro-stereolithography apparatus which can fabricate micro-needle by using multiple materials including photocurable biodegradable material like PPF (poly propylene fumarate). And will introduce process parameters for the precise micro-needle fabrication. Finally, verifies the system by showing some examples of the micro-needle with multiple materials including PPF.     

微系统领域的关键技术

评述微系统的３维成形、空间运动机构制作和微作业技术。提出了微系统的定义,提出了它区别于宏系统、微电子系统的特点及这些特点对上述３个技术的影响。评述了ＬＩＧＡ、ＤＲＩＥ、ＥＤＭ、微浮雕、折叠法、ＲＰＭ６种３维成形法,并指出如何组合它们以适应激光学系统、微流体系统、微机构等商品化的配套需要。评述了微运动副的制造方法、带弹性变形件及柔性变形件的微机构设计原理和制造方法,并对它们的选择原则提出建议。评述了     

A review of the techniques for the mold manufacturing of micro/nanostructures for precision glass molding

Micro/nanostructured components play an important role in micro-optics and optical engineering, tribology and surface engineering, and biological and biomedical engineering, among other fields. Precision glass molding technology is the most efficient method of manufacturing micro/nanostructured glass components, the premise of which is meld manufacturing with complementary micro/nanostructures. Numerous mold manufacturing methods have been developed to fabricate extremely small and high-quality micro/nanostructures to satisfy the demands of functional micro/nanostructured glass components for various applications. Moreover, the service performance of the mold should also be carefully considered. This paper reviews a variety of technologies for manufacturing micro/nanostructured molds. The authors begin with an introduction of the extreme requirements of mold materials. The following section provides a detailed survey of the existing micro/nanostructured mold manufacturing techniques and their corresponding mold materials, including nonmechanical and mechanical methods. This paper concludes with a detailed discussion of the authors recent research on nickel-phosphorus (Ni-P) mold manufacturing and its service performance.     

活动屏蔽膜板高深宽比微细电铸技术研究

针对金属微结构器件制造难的问题,提出了活动屏蔽膜板高深宽比微细电铸技术,通过屏蔽膜板动态地限制电沉积的区域,可以用低深宽比的膜板图形加工出高深宽比的金属微结构,并且免除了去胶等难题。在对活动屏蔽膜板微细电铸电场及传质进行分析的基础上,开展试验研究,获得了特征尺寸为500μm,深宽比分别为3和5的微静电梳状驱动器梳齿及微圆柱电极阵列。
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微流挤出成形工艺中新型挤出结构的研究

微流挤出成形工艺是基于陶瓷3D打印技术的兴起而出现的一种新兴制造工艺,其具有微米级高精度的特点,适用于高精度陶瓷制造领域.而在微流挤出成形工艺中,挤出结构设计是提高陶瓷零件成形性能的关键因素,将直接影响到成形能否顺利进行.在比较了几种目前国内外使用较为广泛的陶瓷3D打印挤出结构后,提出了一种以微型螺杆泵为核心部件的新型...     

Conformal manufacturing of soft deformable sensors on the curved surface

Health monitoring of structures and people requires the integration of sensors and devices on various 3D curvilinear, hierarchically structured, and even dynamically changing surfaces. Therefore, it is highly desirable to explore conformal manufacturing techniques to fabricate and integrate soft deformable devices on complex 3D curvilinear surfaces. Although planar fabrication methods are not directly suitable to manufacture conformal devices on 3D curvilinear surfaces, they can be combined with stretchable structures and the use of transfer printing or assembly methods to enable the device integration on 3D surfaces. Combined with functional nanomaterials, various direct printing and writing methods have also been developed to fabricate conformal electronics on curved surfaces with intimate contact even over a large area. After a brief summary of the recent advancement of the recent conformal manufacturing techniques, we also discuss the challenges and potential opportunities for future development in this burgeoning field of conformal electronics on complex 3D surfaces.