發(fā)布時間：2021-12-22 14:46

　　隨著高科技領(lǐng)域的飛速發(fā)展,對于微流控芯片的需求不斷增加。有機(jī)玻璃PMMA價格低廉,成型方便,具有良好的光學(xué)性能和生物兼容性,是目前制作微流控芯片的一種主流材料。激光輔助微銑削技術(shù)作為一種先進(jìn)的加工技術(shù),為微流控芯片提供了一種新的加工途徑。以有機(jī)玻璃微通道的激光輔助微銑削加工為背景,探究了準(zhǔn)分子激光輔助微銑削加工機(jī)理。在此基礎(chǔ)上設(shè)計并搭建了248nm準(zhǔn)分子激光輔助微銑削加工系統(tǒng),最后在搭建的加工系統(tǒng)上對準(zhǔn)分子激光輔助微銑削加工有機(jī)玻璃微通道進(jìn)行了實驗研究,初步研究了準(zhǔn)分子激光輔助微銑削工藝參數(shù)。綜述了準(zhǔn)分子激光的特性以及準(zhǔn)分子激光刻蝕聚合物材料的特點,介紹了準(zhǔn)分子激光刻蝕聚合物材料的三種理化模型包括光化學(xué)模型、光熱模型和光熱-光化學(xué)模型;利用傳熱學(xué)知識理論分析介紹了激光輻射作用和剪切作用產(chǎn)生的熱量對溫度場分布的影響,并結(jié)合最小切削厚度機(jī)理為接下來的準(zhǔn)分子激光輔助微銑削加工實驗研究奠定理論基礎(chǔ)。設(shè)計了準(zhǔn)分子激光輔助微銑削加工系統(tǒng)。根據(jù)設(shè)計要求提出了加工系統(tǒng)各項技術(shù)參數(shù),對系統(tǒng)進(jìn)行了模塊化設(shè)計,主要模塊包括:精密位移模塊、微銑刀及電主軸模塊、激光輔助模塊和在線視覺檢測模塊。規(guī)劃了加工系統(tǒng)的布... 

【文章來源】：北京工業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

激光輔助加工示意圖

和表面加工質(zhì)量等加工性的研究上。1.2.1 國外研究現(xiàn)狀國外對激光輔助加工技術(shù)的研究較多也較為系統(tǒng)，從試驗樣機(jī)的搭建到實驗設(shè)備的優(yōu)化，從切削機(jī)理的理論模型研究到實驗的研究，國外學(xué)者做了大量的研究工作。1982 年，美國首先應(yīng)用高能 CO2連續(xù)激光和 Nd：YAG.脈沖激光加工航天用合金材料，如 Ti-6Al-4V.和.Inconel718，結(jié)果表明激光輔助加工技術(shù)顯著提高了材料的去除速率，同時降低了刀具的磨損率。2005 年，美國佐治亞理工學(xué)院的 Singh 等人首次將激光輔助加熱的方法應(yīng)用于微尺度切削加工材料領(lǐng)域[21,22]。2007 年該研究小組設(shè)計并搭建了激光輔助微加工實驗平臺，如圖 1-2 所示，在此研究基礎(chǔ)上利用功率為 35W.的激光器對 H-13模具鋼進(jìn)行了溝槽切削試驗，試驗表明該方法可以有效減小切削阻力，軸向推力降低了.17%左右[23]。

圖 1-3 Kumar 等人搭建的第二代激光輔助微銑削實驗平臺[24]mar Etc. build a second-generation laser-assisted micromilling expplatform[24]Jonathan.等人用功率為 25W 的.CO2激光器、高速電主軸一個激光輔助微銑削加工實驗系統(tǒng)。實驗對 AISI316、鎳基合金 718 四種材料進(jìn)行了加工，選用端銑 范圍內(nèi)，分別進(jìn)行常規(guī)微銑削加工和激光輔助微銑削加場模型分析預(yù)測了在合適的工藝參數(shù)下去除材料所產(chǎn)生輔助微銑削加工后的工件邊緣毛刺、表面光潔度、微觀結(jié)等進(jìn)行了評估[25]。Kumar 等人建立了激光輔助微銑削的銑削力模型，并通但是其后無人發(fā)表過相關(guān)的研究成果，因此，目前建立于銑削力的模型主要是參考常規(guī)微銑削中銑削力模型。關(guān)究一般都是基于 Martellotti 等人的研究成果，其最重要的面積成正比[27]。單位銑削力系數(shù)的力學(xué)模型主要的特點

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]微流控芯片上單相/多相流的操控及應(yīng)用研究[D]. 白澤清.浙江大學(xué) 2015

碩士論文
[1]激光輔助微銑削中銑削力及其與刀尖圓弧半徑的關(guān)系研究[D]. 馮薇薇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]激光加熱輔助銑削高溫合金溫度控制及工藝參數(shù)優(yōu)化研究[D]. 高騰飛.哈爾濱理工大學(xué) 2015
[3]微細(xì)銑削機(jī)床研制及硬脆性材料切削實驗研究[D]. 張升.山東理工大學(xué) 2014
[4]基于TiO2納米材料浸潤性的微流體驅(qū)動方法研究[D]. 劉寧.北京工業(yè)大學(xué) 2012
[5]Si3N4陶瓷的激光加熱輔助銑削技術(shù)研究[D]. 龔金龍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[6]玻璃基微流控芯片的制作及原位拉曼檢測[D]. 郝葦葦.廈門大學(xué) 2007
[7]聚合物微流控芯片的激光加工技術(shù)研究[D]. 朱迅.浙江大學(xué) 2004



本文編號：3546575