聚合物類固態(tài)等溫熱壓印工藝及原理.pdf

1、聚合物材料自誕生以來廣泛應用于各行各業(yè)，尤其在微細成型方面，由于成本低廉、性能理想、易加工等特點，受到了廣大生產商的青睞。這種趨勢，使聚合物微納加工已成為當今制造行業(yè)的熱門。微熱壓印技術是一種工藝、設備都很簡單的熱成型方法，具有很強的發(fā)展?jié)摿?，但也存在工作周期長、生產效率低等嚴重缺陷。本文從解決傳統(tǒng)熱壓印工藝耗時長的問題入手，提出了一種新型的類固態(tài)等溫熱壓印工藝，令聚合物在接近固態(tài)的物態(tài)下進行低溫壓印，避免了脫模困難等問題，使得模具可以

2、維持等溫，省去了冷卻過程、加熱步驟，極大地提升了熱壓印的效率。
　　本文首先通過對聚合物本構關系的研究，確立了聚合物在類固態(tài)的可加工性。從類固態(tài)的溫度條件出發(fā)，列舉了聚合物在壓印過程經歷的各種行為，分別給出了相應的物理模型，推導出了詳細的數學表達式。根據理論闡述，類固態(tài)熱壓印與傳統(tǒng)熱壓印是可以由同一本構模型表述的原理相同的熱力過程，區(qū)別兩者的，是其中各項形變所占的比重有所不同。
　　研究了預熱、非預熱兩種類型的類固態(tài)等溫壓印

3、以及各自的工藝流程。通過對具體微結構的成型仿真分析，得到了工藝因素與制件質量之間的規(guī)律。根據模擬得到的規(guī)律，指導壓印實驗，制得了復制率優(yōu)秀的光學微結構和外形清晰的雙面微結構導光板。
　　本文還探討了模具微結構幾何特征對成型的影響，并建立了相應幾何模型，完成了系統(tǒng)的有限元分析。對類固態(tài)等溫熱壓印過程中PMMA的填充特點進行了歸納總結，分析了深度、寬厚比、形狀、尺寸等幾何因素與成型之間的關系。
　　針對類固態(tài)熱壓印工藝的實際操作