面成型光固化有多種技術方案,單次曝光面積和精度要求是其工藝設備的重要指標,現(xiàn)有設備受掩模器件限制,難以進行大面積固化,材料收縮變形也是樹脂研制中的突出問題。本文結(jié)合國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,研究團隊提出的雙紫外臭氧掩模方法與成型機理,并對其成型精度問題加以研究,運用其原型進行了快速鑄造驗證。首先,分析了光能量對光固化成型的影響、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),并對不同工藝光路進行對比。研究了新型雙紫外臭氧掩模機理、氧阻聚作用下的連續(xù)液面成型機理,以及氧氣在透氧膜與樹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理論研究。其次,研究了透氧膜在樹脂重力波動下的撓度問題,應用workbench分析了施加預應力與不施加預應力狀態(tài)下的變形情況、相同預應力下不同形狀透氧膜的變形情況,以及預應力的施加方式,得到了滿足變形精度要求的預應力大小,并對透氧膜進行實際緊固驗證。最后,研究了面成型固化中樹脂的收縮問題,使用因素分析法研究不同單因素工藝參數(shù)對樹脂固化收縮率的影響,采用響應面分析法對多因素水平進行實驗研究,并對工藝參數(shù)之間相互耦合對收縮的影響進行分析。通過二次回歸方程擬合得到優(yōu)化...

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1增材制造成型過程

、激光技術、光物理化學、機械工程等學科[4]，是一種高度學科交叉的先經(jīng)過三十年來的發(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。其共性原理是通過設計處理，將整個零件利用層層累加的原理融化絲材、固化樹脂或者燒結(jié)粉末而制造出....

圖1.2點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算機，經(jīng)視圖發(fā)生器和光學聚焦系樹脂液面形成動態(tài)掩模圖形。當在樹脂液面形成零件的截面輪廓后，用紫外光源對液面進行曝光固化，完成一層固化以后，托板在Z向運動，剝離已固化層樹脂，重充樹脂，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

光敏樹脂固化中氧阻聚效應，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)樹脂可快速進入層厚間隙，實現(xiàn)了連續(xù)最高累加速度可達500mm/h，較傳統(tǒng)SLA工藝成型速度提低臺階效應，實現(xiàn)了面成型技術的重大突破，其原理圖如圖

圖1.4計算軸向光刻方法

圖1.4計算軸向光刻方法外臭氧掩膜固化方法學家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而合成臭氧轉(zhuǎn)化為氧氣—Chapman機制，1974年美國科學家Johinston對，確定光反應正確性并進一步完善了....

本文編號：3891257