第57届CIRP大会磨削方面主题报告及论文介绍

第57届CIRP(The international academy for production engineering,国际生产工程学会)年会于2007年8月19-22日在德国德累斯顿举行,现简要介绍本届年会磨削方面主题报告及论文内容.     

基于湿法刻蚀的MEMS压印模版制作

介绍了一种基于玻璃湿法刻蚀低成本的MEMS压印模版制作工艺,工艺中以单层光刻胶作为刻蚀掩模,重点研究了改善刻蚀图形几何轮廓和提高表面质量的方法。在对钻蚀形成机理进行分析的基础上,通过对比偶联剂不同涂敷方式及不同蒸镀时间对刻蚀结果的影响,优化了硅烷偶联剂的涂敷工艺,使钻蚀率降低到0.6,图形几何形状得到改善。分析了刻蚀生成物的溶解度,采用HCl作为刻蚀液添加剂对刻蚀产生的难溶物进行分解,提高了表面质量。对刻蚀表面缺陷的形成原因进行了分析,采用厚胶层工艺消除了表面缺陷。利用该工艺制作了图形特征尺寸为100μm的MEMS压印模版,并进行了初步压印实验,得到了很高的复型精度。     

磨削加工中磨削区流场的数值分析

基于动压润滑理论,建立了浇注法方式下磨削区流场的光滑数学模型并利用多重网格法计算出了磨削区流场的动压力和流体速度;在光滑模型的基础上建立了考虑砂轮和工件表面粗糙度的粗糙模型并利用多重网格法得到该模型下的解.结果表明:粗糙模型得到的磨削加工区流体的动压力及流速曲线是不光滑的,但光滑模型和粗糙模型的解吻合较好.     

分步式压印光刻研究

针对微纳制造中光刻环节的光衍射限制，讨论了可能成为下一代光刻技术路线的压印光刻。通过对比热压印、微接触转印及常温压印的技术特点，设计了一套低成本、结构简单的紫外光固化常温压印光刻机构。其大行程纳米级定位、纳米级下压系统消除了压印过程中的机构热变形误差、驱动间隙、蠕动误差等，具有分步式纳米级驱动多场压印及纳米级下压加载能力，可实现多次重复高保真图形复制。     

高斯光束柱面反射展成法生成光刀的研究

提出一种利用高斯光束柱面反射展成法生成光刀的新方法 ,并导出了光刀几何参数的预估算式。实验表明 ,采用该方法生成的激光光刀线宽变化小 ,对比度高 ,景深大 ,适合作为主动式三维面形测量用线结构光。     

MEMS多层压印工艺中的视频图像对准系统

针对基于微压印成形三维MEMS器件制造工艺多层压印的需要,开发了一套基于视频图像对正原理的压印光刻对准系统。硬件系统以显微镜头、CCD、图像采集卡和精密工作台为核心组成。为了使系统能适应不同厚度器件的对准,设计了长工作距离的显微镜头并使用透明模板。软件中采用亚像素相关模板匹配算法进行定位运算,算法误差小于0．21μm。通过采用选择有效区域和粗．细搜索法的策略对算法进行优化,提高了运算效率。系统性能实验分析表明,系统分辨精度达到0．21μm,能够满足21μm的对准精度要求。     

基于光固化快速原型的汽车覆盖件模具快速开发

针对汽车覆盖件模具开发周期长、成本高等缺点，提出了一套基于光固化原型的快速模具开发工艺，选用重庆长安某款汽车的发动机罩板作为样板进行快速模具开发实验验证，得到合格的拉深件。结果表明提出的覆盖件模具快速开发工艺能够提高覆盖件模具的开发效率，具有良好的工程应用前景。     

常温微压印中抗蚀剂流动的研究及工艺优化

为提高微压印中抗蚀剂的复型精度,利用POLYFLOW,基于流固耦合方法对常温压印过程中抗蚀剂的流动进行了有限元模拟,系统地分析了抗蚀剂的初始厚度,留膜厚度,模具的深宽比,占空比,模具下压速度等因素对抗蚀剂流动填充的影响规律。搭建了压印的可视化实验平台,通过该平台对不同工艺条件(包括抗蚀剂的初始厚度,留膜厚度以及模具的下压速度)及软模具结构(深宽比,占空比)下抗蚀剂的流动填充过程及其填充形貌进行了实时观测,并与数值计算结果进行比较。结果表明,在不影响填充效率的情况下,采用低速下压(≤1μm/s)方式,在占空比0.375,深宽比2时,填充度可达到90%以上。仿真和实验验证了优化的压印工艺条件和模具结构。另外,本文还引入了增加模板特征高度预留量的概念,可进一步提高复型精度。     

春季榆叶上餐桌

春季到来，正是食用榆叶的好时节。把嫩绿的榆叶从树上摘下来，择洗干净，或炒或制汤，清香滑嫩，风味独特。下面介绍两款榆叶菜肴。榆叶肉丝原料：嫩榆叶250克猪瘦肉100克鸡蛋1个猪油30克葱、姜、蒜末、干辣椒丝、精盐、淀粉、料酒、白糖、胡椒粉、芝麻油各适量制法：1．嫩构时择好，洗净，下济水锅中体一下捞出，用凉水漂凉，捞起轻轻挤干水分，切成粗丝待用。猪瘦肉切成细丝，放入盘中，加适量精盐、为酒拌匀后，再加入蛋清、淀粉浆好备用。2．锅上火，放油烧热，下葱姜蒜末及辣椒丝炸出香味后，下浆好的肉丝滑炒至发白，下榆叶丝，加精…     

基于传递矩阵法的电主轴动力学特性分析

研究了电主轴主要的结构参数对电主轴动力学特性的影响。运用传递矩阵法,考虑了陀螺力矩、剪切、变截面等影响因素,建立了电主轴"转子—轴承"系统的多圆盘转子动力学模型,编程并计算了电主轴的前三阶临界转速、振型等动力学特性参数,分析了电主轴轴承轴向预紧力、支承跨距及前、后端悬伸量的变化对电主轴"转子—轴承"系统临界转速的影响和变化规律。结果表明:支承跨距和悬伸量在一定范围内对临界转速有显著的影响,通过研究为电主轴的结构设计和性能优化提供依据和指导。