33 / 2021-03-19 21:17:51

激光冲击精密成形技术及应用研究

激光冲击成形；热压印模具；微尺度成形机理；高温稳定性

激光冲击成形是一种利用塑性变形的方法成形微型制件的制造技术。聚合物热压印是在适当的温度和压力条件下，精准的将模具表面的微结构转移到聚合物基底上，热压印被认为是最可靠的高精度微纳结构制造方法。本文结合激光冲击成形和聚合物热压印技术，提出了用于制造高质量热压印模具的激光冲击精密成形技术。激光冲击精密成形是一种可以实现复杂微纳米结构高精度、大面积制备的金属塑性成形技术。通过研究激光冲击精密成形的微观动力学过程和成形机理（图1），将其分为三个变形阶段：弹性变形阶段、塑性拉伸阶段和塑性压缩阶段；通过分析激光冲击参数对微观变形动态过程各阶段的影响规律，实现了不同尺度、不同形状高精度热压印模具的激光冲击精密成形，成形的热压印模具如图2所示。在此基础上，根据热压印模具的具体使用工况，对热压印模具进行了高温恢复实验，验证了热压印模具形状尺寸和力学性能的高温稳定性。最后，将热压印模具应用到热压印工艺中，在PET塑料表面获得了形状规则、尺寸吻合的微纳米结构，同时热压印模具保持了结构形状的完整性。