纳米压印光刻模具制作技术研究进展及其发展趋势

模具是纳米压印光刻(Nanoimprint lithography,NIL)与传统光学光刻工艺最大的区别所在,模具作为压印特征的初始载体直接决定着压印图型的质量,要实现高质量的压印复型,必须要有高质量的压印模具。不同于传统光学光刻使用的掩模(4X),纳米压印光刻使用的是1X模版,它在模具制作、检查和修复技术面临更大挑战。当前,模具的制作已经成为NIL最大的技术瓶颈,而且随着纳米压印光刻研究的日益深入以及应用领域的不断扩大,NIL模具的制造将变的越来越重要并面临着更加严峻的挑战。因此,模具的制造已经成为当前纳米压印光刻一个最重要的研究热点,纳米压印光刻发展的历史也是压印模具不断发展创新的历史。综述了当前国内外各种纳米压印光刻模具制作技术研究进展,并指出三维模具、大面积模具和高分辨率模具的制作、模具缺陷的检查和修复是当前及其将来最迫切的需求、最主要的研究热点和挑战。     

联合支护技术在膨胀泥岩巷道返修中的应用

瑶岭煤矿在遇膨胀泥岩时采用锚网和锚网+料石碹带底支护,支护失败后,分析原方案存在问题,提出锚网喷+U型棚+底拱联合支护加固巷道的返修支护方案。工程应用实践表明,此返修支护方案取得了较好的效果,达到了预期的目的。     

电场驱动喷射微3D打印的高性能纸基电路制造工艺研究

提出了一种基于电场驱动喷射沉积微尺度3D打印制造高分辨率纸基电子的新方法。阐述了该方法的基本原理与工艺流程,通过实验揭示了主要工艺参数（电压、气压、打印速度）对三种纸质基材上打印银线的质量和精度影响及其规律。利用自主研发的电场驱动喷射微3D打印机,使用含银量75%和动力黏度35 Pa·s（25 ℃）的低温纳米银浆,并结合优化工艺窗口,在纸质基材上通过多层堆叠打印实现了高分辨率、大高宽比微纳结构,其中在RC相纸上堆积15层后,其线宽可保持在10 μm、高宽比增至6.33,电阻下降了94.8%。最后,在不同纸质基材表面制作了柔性电磁驱动器、复杂导电图案等样件来证明其打印能力。结果表明,采用电场驱动射流沉积微尺度3D打印技术新方法,并结合高黏度低温烧结纳米银浆,可为高性能纸基电子制造提供有效途径。     

电场驱动喷射沉积微3D打印高分辨率氮化铝陶瓷基电路

现有技术在高分辨率高密度电路的低成本批量化制造上仍然面临巨大挑战,无法满足陶瓷基电路对高频、高速、高密度集成的要求。提出了一种结合牺牲层的电场驱动喷射沉积微3D打印高分辨率氮化铝陶瓷基电路的新方法,该方法利用牺牲层克服了因陶瓷表面粗糙导致的射流不稳定问题,并借助牺牲层表面疏水特性进一步缩小线宽,实现了高分辨率电路的制造。实验研究了打印参数(电压、气压、打印高度、打印速度)、牺牲层以及烧结工艺对打印银线线宽和形貌的影响并优化了工艺参数。最后,使用含银量70%(质量分数)的导电银浆结合优化的工艺参数,在氮化铝基材表面实现了多种复杂电路图案制造,包括线宽/线距为2/3的高密度高分辨率电路图案以及目前已报道的最小线宽为8.1μm的导电银线。研究结果表明,结合牺牲层的电场驱动喷射沉积微尺度3D打印氮化铝陶瓷基电路新方法可为小型化、高功率陶瓷基集成电路低成本批量化制造提供有效途径。     

基于CCM技术的开放式数控系统组件实现

通过对组件技术和RTCORBA技术的研究分析，提出了一种开放式数控系统体系结构。遵循CCM（CORBA Component Model）规范，详细阐述了体系结构中组件的功能定义。基于CORBA IDL（Interface Definition Language）语言给出了组件定义及实现，并在TAO（The ACE ORB）环境下进行了应用开发。满足了开放式数控系统高度模块化、分布式控制的需要。     

基于STL模型的RP数据前置处理ASP工具集研究及应用

提出一种基于STL模型的RP数据前置处理ASP解决方法，建立了ASP工具集的功能模型和体系结构；以STL文件的缺陷检查与模块修补为例，阐述了ASP工具集的具体开发过程，开发的ASP工具集已集成到RPM网络化服务集成系统中。应用结果表明，基于STL模型的RP数据前置处理ASP工具集提供了一个有效的使能工具，在为协同制造企业和RP用户提供统一的前置数据处理和工艺选择服务的同时，可提供数据前置处理软件的维护、管理和升级服务，能有效地支持RPM网络化制造的实施。     

滚型纳米压印工艺的研究进展和技术挑战

滚型纳米压印光刻是一种高效、低成本制造大面积微纳米结构的新型图形化方法,不同于传统的平板式纳米压印工艺,滚型纳米压印具有高效、连续压印独特的优势.它在抗反射光学薄膜、太阳能电池、柔性电子器件、OLED、大尺寸LCD显示、微流控器件等领域已经展示了巨大的潜能和商业化应用前景.综述了滚型纳米压印工艺的最新研究进展,并讨论了其面临的挑战性技术难题、未来的发展趋势和工业化应用前景.     

快速模具网络化制造服务平台的研究与开发

本文提出并建立了快速模具网络化制造服务平台。该平台以快速发展的计算机网络和信息技术为支撑工具，通过在远程用户、服务中心和协同制造企业建立一个协同生产制造的环境，实现制造资源的共享和技术资源的优势互补，缩短了模具的生产制造周期。众多的案例研究表明该系统对提高中小企业新产品的快速开发具有很大的潜能。     

基于电场驱动熔融喷射3D打印大面积聚甲基丙烯酸甲酯微结构制造方法

针对大面积聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微结构低成本制造的难题以及高分辨率PMMA成型的实际需求,提出一种基于电场驱动熔融喷射沉积3D打印实现大面积PMMA微结构高效低成本制造的新方法。通过高速摄像机实验观测和系列打印实验研究,揭示了主要工艺参数对于成型过程、打印分辨率、打印质量的影响和规律,优化的工艺参数范围为:电压1200～1300 V,气压3～10 kPa,打印高度200～400μm,打印速度5～20 mm/s,材料加热温度210～230℃。利用提出的新方法,结合优化出的工艺参数,采用内径250μm的喷嘴,实现了最小特征尺寸15μm、图形面积70 mm×70 mm大尺寸微模具以及高宽比达到9∶1大面积复杂微结构和组织工程支架的制造。     

高性能电加热玻璃3D打印与微转印复合制造工艺

为了解决透明电加热玻璃制造技术难以兼顾电加热玻璃加热线的透光率、导电性以及附着力的问题,开发了一种可低成本、批量化实现高性能电加热玻璃制造的复合工艺。该工艺采用电场驱动熔融喷射沉积(Electric-field-drivenFusionDeposition,EFD)3D打印和UV辅助微转印复合制造透明电加热玻璃。根据复合制造工艺原理,选择及配制了EFD3D打印、UV辅助微转印介质以及加热线材料。通过具体实验揭示了主要工艺参数对制造透明电加热玻璃加热线结构参数的影响以及规律,并确定了复合制造工艺的最佳工艺窗口。依据最优工艺参数实现了有效图案化面积为60mm×70mm,线宽为15μm,高宽比为0.7,周期为1000μm,透光率为88%,方阻为0.5Ω/sq,附着力为4B级,加热线为线栅结构的透明电加热玻璃制造。实验结果表明：利用EFD3D打印和UV辅助微转印复合工艺制造的透明电加热玻璃具有透光率高、方阻低及附着力高等优势。该复合工艺为实现低成本、高性能的电加热玻璃的批量化制造提供了全新的解决方案。