面成型光固化有多種技術(shù)方案,單次曝光面積和精度要求是其工藝設(shè)備的重要指標(biāo),現(xiàn)有設(shè)備受掩模器件限制,難以進(jìn)行大面積固化,材料收縮變形也是樹(shù)脂研制中的突出問(wèn)題。本文結(jié)合國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,研究團(tuán)隊(duì)提出的雙紫外臭氧掩模方法與成型機(jī)理,并對(duì)其成型精度問(wèn)題加以研究,運(yùn)用其原型進(jìn)行了快速鑄造驗(yàn)證。首先,分析了光能量對(duì)光固化成型的影響、現(xiàn)有光固化成型工藝中光能量分布和微固化累加體形態(tài),并對(duì)不同工藝光路進(jìn)行對(duì)比。研究了新型雙紫外臭氧掩模機(jī)理、氧阻聚作用下的連續(xù)液面成型機(jī)理,以及氧氣在透氧膜與樹(shù)脂之間氣液固三相作用方式,為面成型的大尺寸成型提供了基礎(chǔ)理論研究。其次,研究了透氧膜在樹(shù)脂重力波動(dòng)下的撓度問(wèn)題,應(yīng)用workbench分析了施加預(yù)應(yīng)力與不施加預(yù)應(yīng)力狀態(tài)下的變形情況、相同預(yù)應(yīng)力下不同形狀透氧膜的變形情況,以及預(yù)應(yīng)力的施加方式,得到了滿足變形精度要求的預(yù)應(yīng)力大小,并對(duì)透氧膜進(jìn)行實(shí)際緊固驗(yàn)證。最后,研究了面成型固化中樹(shù)脂的收縮問(wèn)題,使用因素分析法研究不同單因素工藝參數(shù)對(duì)樹(shù)脂固化收縮率的影響,采用響應(yīng)面分析法對(duì)多因素水平進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,并對(duì)工藝參數(shù)之間相互耦合對(duì)收縮的影響進(jìn)行分析。通過(guò)二次回歸方程擬合得到優(yōu)化...

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1增材制造成型過(guò)程

、激光技術(shù)、光物理化學(xué)、機(jī)械工程等學(xué)科[4]，是一種高度學(xué)科交叉的先經(jīng)過(guò)三十年來(lái)的發(fā)展已經(jīng)形成立體光刻(SLA)、選擇性激光燒結(jié)（SLS）、化（SLM）和熔融沉積（FDM）等主要工藝技術(shù)。其共性原理是通過(guò)設(shè)計(jì)處理，將整個(gè)零件利用層層累加的原理融化絲材、固化樹(shù)脂或者燒結(jié)粉末而制造出....

圖1.2點(diǎn)累加與面成型原理比較

而是將每層數(shù)據(jù)以黑白位圖形式保存在計(jì)算機(jī)，經(jīng)視圖發(fā)生器和光學(xué)聚焦系樹(shù)脂液面形成動(dòng)態(tài)掩模圖形。當(dāng)在樹(shù)脂液面形成零件的截面輪廓后，用紫外光源對(duì)液面進(jìn)行曝光固化，完成一層固化以后，托板在Z向運(yùn)動(dòng)，剝離已固化層樹(shù)脂，重充樹(shù)脂，形成下一層掩模圖形，光源按照掩模信息繼續(xù)曝光，層層固化，直....

圖1.3CLIP工藝原理圖

光敏樹(shù)脂固化中氧阻聚效應(yīng)，利用透氧、透紫外光的聚四氟（氧阻聚原理），使累加界面和離型膜間始終存在液態(tài)的氧型-膜分離環(huán)節(jié)，液態(tài)樹(shù)脂可快速進(jìn)入層厚間隙，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)最高累加速度可達(dá)500mm/h，較傳統(tǒng)SLA工藝成型速度提低臺(tái)階效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了面成型技術(shù)的重大突破，其原理圖如圖

圖1.4計(jì)算軸向光刻方法

圖1.4計(jì)算軸向光刻方法外臭氧掩膜固化方法學(xué)家Chapman.S教授，1930年提出了大氣體系中氧氣的光化紫外照射下，氧氣分子被激化成高能的原子氧進(jìn)而合成臭氧轉(zhuǎn)化為氧氣—Chapman機(jī)制，1974年美國(guó)科學(xué)家Johinston對(duì)，確定光反應(yīng)正確性并進(jìn)一步完善了....

本文編號(hào)：3891257