【摘要】： 隨著微納米技術(shù)的快速發(fā)展,微型件在航空航天、MEMS、精密儀器、生物醫(yī)學、信息技術(shù)等領(lǐng)域得到了廣泛的應用。但現(xiàn)有的微成形技術(shù)在微型件的產(chǎn)品開發(fā)過程中成本高、周期長,不能適應市場對新產(chǎn)品開發(fā)周期越來越短的要求。真空鑄型技術(shù)是基于快速成型和快速模具的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型快速制造技術(shù),尤其適用于產(chǎn)品開發(fā)階段。本文詳細分析了真空鑄型微型件過程中影響微觀熔體填充的因素,并選取微齒輪為研究對象進行微齒輪真空鑄型的數(shù)值模擬和實驗研究,主要工作有以下幾點: (1)基于傳統(tǒng)注塑成型中熔體充模過程的數(shù)學模型,構(gòu)建了微尺度下熔體填充過程的基本方程。著重分析了高聚物熔體溫度、表面張力、模具型腔表面粗糙度、微觀粘度、慣性力及重力對熔體在微尺度下流動充填的影響,討論了微尺度下熔體與微通道壁面間的熱力學邊界條件。 (2)以MOLDFLOW軟件為平臺,分析了微齒輪模具型腔的最佳澆口位置,為后續(xù)的模具設計制作提供參考依據(jù)。在UG中建立了微齒輪模具的三維數(shù)字模型,利用PROCAST軟件模擬高聚物熔體在微齒輪型腔中的填充過程,分析了各工藝參數(shù)對微齒輪真空鑄型的影響,為微齒輪真空鑄型實驗的工藝參數(shù)選擇提供一定參考依據(jù)。 (3)在有限元模擬的基礎(chǔ)上設計制作了微齒輪硅橡膠模具,確定了影響微齒輪真空鑄型的工藝參數(shù)。使用正交試驗的方法,研究微齒輪真空鑄型過程中各工藝參數(shù)對微齒輪成形件關(guān)鍵尺寸的影響作用。利用MINITAB軟件對微齒輪關(guān)鍵尺寸測量結(jié)果進行方差分析,確定了各工藝參數(shù)對微齒輪成形件關(guān)鍵尺寸影響的顯著性程度,從中篩選出較優(yōu)的工藝參數(shù)水平組合。對獲得的工藝參數(shù)水平進行實驗驗證,結(jié)果表明,所獲得的優(yōu)化工藝參數(shù)條件能夠提高微齒輪真空鑄型件的尺寸精度。
【圖文】：

在微細工具與微細加工、微流量泵、微型傳感器、微型繼電器等方面都取得相當快的進展。1995年日本 Densoco甲oratinn制作出當時世界上最小的微型小轎車，圖1.3所示。該小轎車是日本豐田公司第一輛載人汽車的微縮版，比例為1/1000，與大米粒一般大小[s]，其車身根據(jù)半導體工藝的精密加工技術(shù)制作而成，由電動馬達驅(qū)動。德國自1988年起開始為期十年的微型機械制造技術(shù)的研究項目，研究各種刻蝕技術(shù)。目前德國對微機械的研制與美國、日本水平相當，并有自己的特點，，在微機械的加工制作方面取得了令人矚目的成就，著名的三維刻蝕工藝—LIGA工藝就是由德國的卡爾斯魯厄(Kadsruhe)研究中心微結(jié)構(gòu)研究所首創(chuàng)的le]

圖1.1第一臺靜電微馬達圖131圖1.2sandia制造的微型機器人[4]日本在一些MEMS研究方面處于國際領(lǐng)先地位。東京大學、東北大學等單細工具與微細加工、微流量泵、微型傳感器、微型繼電器等方面都取得相進展。1995年日本Densoco甲oratinn制作出當時世界上最小的微型小轎車，3所示。該小轎車是日本豐田公司第一輛載人汽車的微縮版，比例為1/1000，米粒一般大小[s]，其車身根據(jù)半導體工藝的精密加工技術(shù)制作而成，由電動動。德國自1988年起開始為期十年的微型機械制造技術(shù)的研究項目，研究各種術(shù)。目前德國對微機械的研制與美國、日本水平相當，并有自己的特點，械的加工制作方面取得了令人矚目的成就，著名的三維刻蝕工藝—LIGA是由德國的卡爾斯魯厄(Kadsruhe)研究中心微結(jié)構(gòu)研究所首創(chuàng)的le]。圖用UGA工藝制作的直徑80微米、厚度140微米的微齒輪。
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TH132.41

【參考文獻】

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本文編號：2659408