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Indexed by:期刊论文

Date of Publication:2014-05-15

Journal:光学精密工程

Included Journals:EI、PKU、ISTIC、CSCD

Volume:22

Issue:5

Page Number:1220-1226

ISSN No.:1004-924X

Key Words:热辅助超声压印;聚合物微结构;压印参数;正交实验

Abstract:提出了基于硅模具的热辅助超声波压印成形方法,用于高效率、高精度地复制热塑性聚合物微结构.该方法利用作用于聚合物基片与模具间的超声波振动,快速升高界面温度,以达到聚合物的成形温度.为了降低破坏模具的风险,将模具预热到低于玻璃点转化温度(Tg)以下35℃至50℃之后再施加超声波进行成形.最后,通过正交实验研究了超声振幅、超声波压力、超声波时间、热辅助温度以及聚合物基片厚度对压印结果的影响,揭示了超声波压印工艺的成形机理.实验结果表明,热辅助温度对压印影响最大,其次为超声波振幅,而超声波压力是影响复制均匀性的最重要的参数;薄的聚合物基片在同样的超声波参数和模具结构下更容易成形.通过优化参数,对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基片的深度复制精度达到了999,复制周期小于50 s.研究表明,热辅助超声波压印成形效率高,是一种具有批量制造潜力的聚合物微结构成形方法.