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。     

光固化树脂的制备及应用

确定了光固化树脂预聚体的合成条件,制备了激光快速成型用光固化树脂,并对该树脂进行了性能评价和对其应用前景进行了阐述。     

分层压印准LIGA工艺中对准系统误差分析和实验研究

系统分析了分层压印准LIGA工艺中对准系统的误差来源,给出了相应的消减误差的措施,并对经过畸变校正、自动聚焦及环境保障后对准系统的套印精度进行了实验研究,结果表明系统套印精度达到1.5μm,可以满足分层压印准LIGA工艺制作微米级微结构对准的需要。     

SL法用光固化树脂中聚合物填充剂对收缩性影响研究

本文用聚合物填料对SL用光敏树脂进行改性处理 ,研究了填料量对树脂粘度、密度、固化速度 ,以及对固态聚合物密度、线收缩、和体收缩的影响 ,并经激光快速成型机验证 ,获得了一种用于激光快速成型的实际可行低收缩性光敏树脂     

压印光刻工艺中光刻胶填充流变模拟与试验研究

压印光刻工艺中,为了实现高质量的压印复型,必须能够理解和预测压印载荷作用下光刻胶的流变填充行为。根据实际采用的光刻胶的特性,建立了基于粘性流体的光刻胶流变填充有限元模型,采用体积率法对光刻胶流场的运动边界进行追踪,研究模板特征几何尺寸、胶层厚度及及尺度效应对压印填充过程的影响及其作用机理。结果表明,光刻胶流变填充以单峰或双峰两种模式进行,模式的转变点可由特征凹槽宽度和初始胶厚度的比值来预测,并受表界面效应的影响;最有利于填充的特征深宽比约为0.8;最佳初始胶层厚度约为特征深度的2倍。进行了相应的压印试验,试验结果与模拟计算的结论吻合,说明仿真结果可信,可以作为压印光刻工艺中模板图形几何特征、胶厚以及模板表面处理的工艺设计依据。     

热固性树脂基复合材料结构电阻焊接研究

采用碳纤维增强环氧树脂复合材料层压板与热塑性粘接剂共固化工艺,制备层压板焊接面覆有粘接剂的复合材料结构试件,利用粘接剂作为焊接介质对热固性环氧树脂基碳纤维复合材料结构试件进行电阻焊接。粘接剂与环氧树脂基体界面形成了半互穿网络聚合物(S-IPN)结构,有利于提升粘接剂与环氧树脂基体界面粘接性能,提高接头强度。对焊接试件的接头力学性能表征表明:采用AX8900粘接剂作为焊接介质的试件接头强度最高;单搭接剪切强度(LSS)可以达到7.35MP;编织碳纤维和金属网作为加热电阻可以使接头强度较单向碳纤维加热电阻分别提高60%和73%;[0°/90°]编织碳纤维加热电阻焊接的AX8900试件的平均层间断裂韧性可达1880J/m2。根据[0°/90°]编织碳纤维加热电阻焊接AX8900试件的LSS建立了基于焊接时间和功率密度的焊接工艺窗口。     

激光快速成型中影响光固化材料收缩变形的研究

制备了激光快速成型用光固化树脂 ,分析了光固化树脂收缩的原因 ,研究了光固化树脂的收缩行为对成型零件翘曲和变形的影响 ,从树脂本身微观分子结构和引起翘曲的机理方面来解释零件的变形行为 ,并且提出了从树脂和扫描工艺两个方面进行改进     

氧化锆陶瓷扫描光固化成形与脱脂烧结工艺研究

氧化锆陶瓷具有良好的力学性能、生物相容性以及耐腐蚀性, 在牙科修复领域得到了广泛应用。目前的氧化锆陶瓷光固化成形技术存在成形精度低, 烧结效率低, 收缩率高以及收缩各向异性明显等缺点。为解决以上问题, 本工作利用不同官能度单体配置了混杂体系树脂, 并利用混杂体系树脂配置了体积分数55%固相含量的陶瓷浆料, 离散了有机物热解区间, 有效避免素坯开裂, 提高脱脂效率。研究了激光功率和扫描速度对固化单元形状的影响, 并在兼顾成形精度和效率的前提下, 选择的最佳激光功率和扫描速度分别为670 mW和2500 mm/s。分别研究了扫描间距和线宽补偿对平面成形精度的影响以及分层厚度对堆积方向成形精度的影响, 选择的最佳扫描间距、线宽补偿和分层厚度分别为0.08、0.10和0.03 mm。在氮气气氛下对素坯进行脱脂, 降低了有机物热解速度, 进一步避免素坯开裂, 提高脱脂效率。脱脂件烧结后的平面收缩率为(18.26±0.10)%, 堆积方向收缩率为(19.20±0.13)%, 在收缩率降低的同时, 收缩各向异性也明显得到控制, 为其在牙科修复领域的应用奠定了基础。     

基于FDM的PEEK丝材挤出工艺研究

采用差示扫描量热仪对PEEK的熔点温度进行了测量,确定了挤出成型加热温度范围;用毛细管流变仪对PEEK的流变性进行表征,研究了该材料在剪切速率下的流动性,并获得剪切速率—黏度和剪切速率—剪切应力曲线,为后期挤出成型工艺提供了重要的参考数据;为了精确控制PEEK挤出成型过程中的线径,研究了单螺杆挤出成型机挤出成型过程中主要工艺参数对不同线径的影响规律。实验结果表明:进料区温度370℃,送料区温度372℃,挤料区温度368℃,螺杆速度11.3 mm/min,收卷速度20 mm/min,牵引速度2.6 mm/min时,线径可控制在(1.75±0.05)mm范围内。     

FDM打印工艺对成型件精度的影响

FDM打印的关键问题就是成型精度,采用正交试验的方法对成型件加工过程中的工艺参数进行优化,在得到好的成型精度的基础上获得了较好的工艺参数组合。