摘要：热压印技术是实现高性能玻璃微光学元件低成本绿色制造的有效途径,但是,由于加热冷却周期较长,温度均匀性不高,其制造效率和成型质量被限制。因此,有必要开发高温快速均匀加热模块,实现高效高质热压印成型。首先,基于氮化硅陶瓷加热片设计制造加热模块,搭建加热测试平台,实现加热模块表面温度分布的实时监测;然后,开展恒电压加热重复性测试,评估实验结果的可靠性;接着,建立和修正加热模块恒电压加热有限元仿真模型,并结合有限元仿真模型和正交试验法对加热模块结构进行优化,以提高加热速率和温度均匀性。实验结果表明:优化后的加热模块不仅加热速率快,而且温度分布均匀。进行180 s恒电压加热测试时,加热模块的升温速率可达363℃/min,表面温差为10.7℃。对加热模块进行700℃控温加热时,实测温度曲线与设定温度曲线基本一致,温度波动在0.3℃以内,尤其中心20 mm×30 mm区域的温差在2℃左右。最后,将高温快速均匀加热模块集成于热压印装置,实现了N-BK7玻璃微结构阵列的高效率高质量热压印成型。

摘要：利用自制的组合式模具,通过超声模压粉末成型工艺,制得形状尺寸可控的聚丙烯微塑件,成功复制了模芯表面的微沟槽阵列结构。设计单因素实验,研究了超声能量、焊接压力、保压时间对聚丙烯微结构塑件成型的影响。结果表明,适当增加超声能量与焊接压力,可有效提高熔体的填充能力。当超声能量为1000 J、焊接压力为115 kPa、保压时间为8 s时,所制得的微结构塑件具有较好的表面形貌复制率。差示扫描量热和X射线衍射分析表明,超声能量的增加不会改变聚丙烯的晶体结构;随着超声能量的增加,微结构塑件的结晶度降低、晶粒细化。