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卷到卷系统中料卷轴支座的设计与优化

制造业自动化 2016年第12期38卷 85-87,93页

作者：刘腾叶晓滨陈建魁华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室武汉430074

为满足卷到卷系统中料卷轴多部件同轴及悬臂安装需求,提出了一种料卷轴支座的设计方案,并完成了优化设计。建立了以最小变形和最大应力为边界的多目标优化模型,基于ANSYS Workbench对参数进行区间计算和尺寸优化。分析结果表明:采用一... 详细信息

为满足卷到卷系统中料卷轴多部件同轴及悬臂安装需求,提出了一种料卷轴支座的设计方案,并完成了优化设计。建立了以最小变形和最大应力为边界的多目标优化模型,基于ANSYS Workbench对参数进行区间计算和尺寸优化。分析结果表明:采用一体化的设计思路与多目标优化方法,能较好实现支座的整体优化效果,优化设计后支座最大变形量明显减小。所获研究结果为卷到卷系统中料卷轴支座结构的设计与优化提供了参考思路。

关键词：料卷轴支座卷到卷结构设计优化设计尺寸优化

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卷到卷丝网印刷RFID天线的工艺优化研究

印制电路信息 2011年第4期19卷 117-120页

作者：何雪梅何为陈苑明毛继美刘炜华周华莫芸绮电子科技大学应用化学系四川成都610054 元盛电子科技股份有限公司技术中心广东珠海519060

采用卷到卷全自动丝网印刷机,在纸基材上印刷导电银浆制作RFID(电子标签)天线。通过正交优化实验研究了刮板与网版的承印角度、刮板压力、刮板移动速度和固化温度等四个可控因素对天线印刷工艺稳定性的影响。利用金相显微镜观察了导电... 详细信息

采用卷到卷全自动丝网印刷机,在纸基材上印刷导电银浆制作RFID(电子标签)天线。通过正交优化实验研究了刮板与网版的承印角度、刮板压力、刮板移动速度和固化温度等四个可控因素对天线印刷工艺稳定性的影响。利用金相显微镜观察了导电银浆线路的表面效果与切片效果。优化结果得到最佳工艺参数,制作出满足电阻要求的RFID天线。

关键词： RFID天线卷到卷丝网印刷优化试验

柔性膜卷到卷输送定位偏差机理分析及实验研究

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柔性膜卷到卷输送定位偏差机理分析及实验研究

作者：雷景添华中科技大学

学位级别：硕士

近年来柔性电子因其突出的可延展性、适应性和便携性等优势在信息、能源、医疗等领域得到了广泛关注和高速发展。卷到卷输送工艺作为柔性电子高效、低成本制备关键环节,为适应柔性电子领域中新型器件精密且复杂的工艺要求,需要保证对输... 详细信息

近年来柔性电子因其突出的可延展性、适应性和便携性等优势在信息、能源、医疗等领域得到了广泛关注和高速发展。卷到卷输送工艺作为柔性电子高效、低成本制备关键环节,为适应柔性电子领域中新型器件精密且复杂的工艺要求,需要保证对输送柔性膜的高精度定位。本文针对卷到卷输送工艺中的柔性膜在横向和纵向的定位偏差问题开展偏差产生机理分析、偏差动力学建模和实验研究、偏差检测方案设计等工作,主要研究内容如下:首先,建立了柔性膜在卷到卷输送下横向运动偏差动力学模型。以相邻两辊轴间的单段柔性膜为研究对象,采用欧拉梁模型,建立柔性膜横向运动偏差模型。通过仿真详细地分析了柔性膜进料辊横向偏移、辊轴偏角、输送速度、输送张力变化等因素对横向运动偏差的影响机理。并设计了柔性膜横向运动偏差的检测方案。其次,建立了柔性膜在卷到卷输送下纵向运动偏差动力学模型。以单层段柔性膜及其所经过的双驱动对辊为研究对象,基于质量守恒分析,建立柔性膜纵向运动偏差模型。通过仿真详细地分析了存在张力/速度波动情况下张力和速度变化对纵向运动偏差的影响机理。并设计了柔性膜纵向运动偏差的检测方案。最后,采用实验验证了所提出的柔性膜横/纵向运动偏差模型及规律。分别针对横向运动偏差模型和纵向运动偏差模型的验证工作开展实验,验证了所提出模型能够较好地描述卷到卷输送下柔性膜实际运动偏差情况。本文建立了卷到卷输送工艺中柔性膜横/纵向的运动偏差模型,并结合模型仿真和实验研究分析了各因素对横/纵向偏差的影响机理,从而对卷到卷输送工艺中柔性膜高精度定位提供了一定的理论基础。

关键词：柔性电子卷到卷定位偏差动力学模型

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夹带气体对收卷径向应力的影响研究

夹带气体对收卷径向应力的影响研究

作者：郭正阳西安理工大学

学位级别：硕士

卷到卷系统具有自动化程度高、生产效率高、成本低等优点,被应用于柔性电子产品的制造中。收卷夹带气体会对收卷径向应力造成影响,进而导致料卷塌缩等收卷缺陷。本文研究了夹带气体在料卷各层中的气膜厚度,进行了夹带气体对收卷径向应... 详细信息

卷到卷系统具有自动化程度高、生产效率高、成本低等优点,被应用于柔性电子产品的制造中。收卷夹带气体会对收卷径向应力造成影响,进而导致料卷塌缩等收卷缺陷。本文研究了夹带气体在料卷各层中的气膜厚度,进行了夹带气体对收卷径向应力的影响分析,为柔性电子产品制备质量的提高提供了理论依据。本文的主要研究内容如下:(1)夹带气体气膜厚度的研究。针对夹带气体从料卷两端逸出的现象,建立了夹带气体挤压模型,得到了含有应力及时间变量的气膜厚度表达式。根据料卷中径向应力与位移的关系,得到了收卷过程中径向应力的各层增量,综合分析得到了料卷中夹带气体层的气膜厚度。(2)计及夹带气体的收卷径向应力研究。根据料卷中夹带气体层的气膜厚度,建立了计及夹带气体的收卷径向应力模型,设计了该数学模型的计算程序,根据实际收卷工艺参数,得到了计及夹带气体的收卷径向应力的分布规律。(3)不同条件下夹带气体对收卷径向应力影响的研究。探究了收卷张力、料卷卷径、收卷速度、卷材幅宽以及不同张力模式对料卷中各层气膜厚度的影响规律,并根据计及夹带气体的收卷径向应力模型,分析得到了各因素对收卷径向应力的影响规律。(4)收卷径向应力的实验研究。基于CCS 1300凹版印刷机转塔式收卷装置搭建实验平台,测量并采集料卷内部各处的径向应力,得到了料卷内部径向应力的分布,验证了计及夹带气体的收卷径向应力模型的准确性,为实际生产提供了一定的指导。

关键词：夹带气体挤压流动收卷径向应力卷到卷

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涂层导体用Ni-5at%W长带制备研究

稀有金属材料与工程 2017年第8期46卷 2249-2253页

作者：马麟田辉梁雅儒孟易辰彭发学王毅高忙忙索红莉北京工业大学北京100124

采用压延辅助双轴织构基板制备路线成功轧制出长度大于100 m、厚度约为66μm的Ni-5at%W(Ni5W)合金长带,从中截取10 m长带在自制的卷到卷热处理系统中进行再结晶动态退火处理。XRD织构分析显示,整条长带退火前的轧制织构含量平均值为63.... 详细信息

采用压延辅助双轴织构基板制备路线成功轧制出长度大于100 m、厚度约为66μm的Ni-5at%W(Ni5W)合金长带,从中截取10 m长带在自制的卷到卷热处理系统中进行再结晶动态退火处理。XRD织构分析显示,整条长带退火前的轧制织构含量平均值为63.8%(≤10°),动态退火长带面内和面外织构的半高宽平均值分别为7.2°和6.1°。EBSD分析发现,基带立方织构含量为98.7%(≤10°),小角晶界含量为87.7%(≤10°)。长带轧制过程中变更轧机时增加首道次压下量可以有效改善轧制过程中带材断裂的情况。此工艺可以制备出符合YBCO超导层需求的、具有高立方织构含量和均匀性的Ni5W合金长带。

关键词： Ni-W合金基带压延辅助双轴织构基板卷到卷立方织构

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柔性电子喷印制造:材料、工艺和设备

科学通报 2010年第25期55卷 2487-2509页

作者：尹周平黄永安布宁斌王小梅熊有伦华中科技大学机械学院数字制造装备与技术国家重点实验室武汉430074

喷印技术直接将功能材料沉积到基板上形成图案,有望成为高性能柔性电子的主流制造工艺之一.目前,喷印技术面临材料、工艺和设备等诸多挑战.本文讨论了无机、有机以及纳米复合喷印材料的电学性能,分析了打印性能与黏度、表面张力、蒸发... 详细信息

喷印技术直接将功能材料沉积到基板上形成图案,有望成为高性能柔性电子的主流制造工艺之一.目前,喷印技术面临材料、工艺和设备等诸多挑战.本文讨论了无机、有机以及纳米复合喷印材料的电学性能,分析了打印性能与黏度、表面张力、蒸发率等关系.压电、热泡等传统喷印可实现微米级分辨率图案化,而电喷涂、电纺丝、电喷印等电流体动力喷印可实现纳米级分辨率图案化,如何通过多场调控提高其喷印过程操控性至为关键.讨论了电流体动力喷印设备实现关键技术,包括液滴操控、喷嘴设计、卷到卷输送等.最后展望了柔性电子喷印制造需研究并解决的关键科学技术问题.

关键词：柔性电子纳米制造有机薄膜晶体管微/纳图案化喷印电流体动力学卷到卷

柔性RFID标签Inlay收卷机理分析及实验研究

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柔性RFID标签Inlay收卷机理分析及实验研究

作者：温雯华中科技大学

学位级别：硕士

射频识别(RFID)技术是物联网的关键基础之一,RFID标签广泛应用于制造、医疗、国防等领域。作为RFID智能标签的核心组件的Inlay,其生产工艺要求较为严格,特别是成卷柔性Inlay连续或非连续收卷,由于给定张力不合适或内应力分布不均,将导致... 详细信息

射频识别(RFID)技术是物联网的关键基础之一,RFID标签广泛应用于制造、医疗、国防等领域。作为RFID智能标签的核心组件的Inlay,其生产工艺要求较为严格,特别是成卷柔性Inlay连续或非连续收卷,由于给定张力不合适或内应力分布不均,将导致Inlay天线粘结、芯片与基板剥离或直接碎裂,造成Inlay产品性能变化或失效,同时收料卷的质量也将影响后续工艺流程。本文围绕RFID标签生产设备的Inlay收卷模块开展机理分析、理论模型的建立及实验研究等工作。1)分析了卷内应力对RFID标签Inlay产品失效的影响规律。针对RFID标签Inlay的材料特殊性,分析了其材料特性,给出了包括Inlay的弹性模量、料卷径向弹性模量及泊松比等参数信息。2)建立了二维收料卷内应力模型,得出柔性膜材收卷的一般规律。通过二维收卷过程的有限元分析,验证了模型推导中将料卷作轴对称结构设定的合理性。3)分别推导了径向不可压缩及可压缩的三维收料卷内应力计算公式,设计了径向不可压缩数学模型计算程序。该计算程序可输入不同的收卷工艺参数,进而获得相应的收料卷内应力分布特性。通过Inlay当量厚度的设定,利用三维内应力计算程序得出了HIT-9662 Inlay料卷内部应力分布模型。4)实验验证所提出的标签Inlay收料卷内应力分布模型和规律。通过不同的实验方式分别检测料卷与芯筒接触压力的变化趋势,及料卷径向应力沿半径的分布规律。本文所提出柔性Inlay收料卷内应力理论模型和参数测定方案,已经在卷绕平台上实际验证,通过分析径向应力分布及最大值情况,可以有效预测料卷缺陷。

关键词：卷到卷 RFID Inlay 变截面膜材收料卷应力分布

面向可延展柔性电子的硅橡胶基底涂布装置的研究与实现

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面向可延展柔性电子的硅橡胶基底涂布装置的研究与实现

作者：邓杰华中科技大学

学位级别：硕士

在已发布的文献中,PDMS(聚二甲基硅氧烷)这种硅橡胶被广泛应用做柔性电子基底材料。科研人员一般采用匀胶机旋涂的方法或采用手动刮膜器的方法来获得小面积的硅橡胶薄膜。为了实现快速制备可延展柔性电子器件基底及其封装层的薄膜,现拟... 详细信息

在已发布的文献中,PDMS(聚二甲基硅氧烷)这种硅橡胶被广泛应用做柔性电子基底材料。科研人员一般采用匀胶机旋涂的方法或采用手动刮膜器的方法来获得小面积的硅橡胶薄膜。为了实现快速制备可延展柔性电子器件基底及其封装层的薄膜,现拟采用涂布工艺可在基底材料表面针对硅橡胶液体进行加工,以获得相应厚度的薄膜。本课题将围绕硅橡胶材料的特性进行涂布方法选型,对涂布实验装置的机械和控制组件进行设计,并实现了涂布功能。主要内容包括:1.对硅橡胶材料进行了分类介绍与选型分析,根据选取的PDMS的特性选取了以逗号刮刀为涂布头的涂布方法,结合卷到卷(Roll-to-Roll)制造装备的组成特点,针对这种制定的涂布工艺独立设计了一套硅橡胶基底涂布装置。2.对涂布装置进行了组装、调试和预实验,对预实验过程中PDMS液膜表面出现了大量的气泡、麻坑等质量缺陷进行了优化分析。在对储液槽进行位置调整及增加电晕装置后,这种缺陷得到了有效地消除;进一步地,对优化后的装置的制造性能进行了均匀性分析,通过实验初步得到了膜厚控制的方法。本课题里使用优化过涂布装置,其加工的薄膜厚度可在6050μm之间变化,且加工的薄膜具有较好的均匀性。这表明该种涂布装置的设计可满足可延展柔性电子器件的制备装置的工艺要求,可做进一步地开发。

关键词：可延展柔性电子逗号刮刀涂布卷到卷可延展薄膜

基于表面微透镜阵列的立体随角异图防伪膜制备研究

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基于表面微透镜阵列的立体随角异图防伪膜制备研究

作者：黄校军北京印刷学院

学位级别：硕士

根据柱透镜光栅尺寸参数与印刷参数之间的关系，用Adobe Photoshop制图，经PSDTO3D立体软件处理后，输出TIFF格式文件，再导入Adobe Photoshop转换成可印刷CMYK模式的PDF制版文件。在柱透镜光栅膜背面胶印彩色图文，制备了三种161线柱... 详细信息

根据柱透镜光栅尺寸参数与印刷参数之间的关系，用Adobe Photoshop制图，经PSDTO3D立体软件处理后，输出TIFF格式文件，再导入Adobe Photoshop转换成可印刷CMYK模式的PDF制版文件。在柱透镜光栅膜背面胶印彩色图文，制备了三种161线柱透镜三维立体防伪标签，标签具有“随角异图”、“开关”和“立体”效果，具有防扫描、防复制和防仿冒的功能。参数关系为：柱透镜曲率半径为R、折射率n和厚度d之间的关系式为：d=nRn1;柱透镜防伪膜栅宽为J，左右像素间距为O，透镜聚焦平面到图文层距离为K，人眼观察距离为L，双眼间距为P（一般取值65mm），则有双视点柱透镜成像参数关系为：K=OL2P，O=K+LJL。分析获得了同时可以产生“运动”、“随角异图”和“立体”效果的微透镜阵列膜尺寸参数之间的关系：K=25.4L、 h=24K、 d=K+24K、 D=h+d，其中K为微透镜阵列线宽、L为线数、h为球冠高度、d为成像厚度、D为膜材厚度。以PC（聚碳酸酯）为原料，用激光微刻技术制备模具，然后用卷到卷、圆压圆的方式，制备了一种六角形微透镜阵列防伪膜。模压温度为140℃，速度为5m/min。制得的正六角形微透镜边长32μm、线宽K为47μm，膜厚D为125μm，折算后光栅线数L为540线。用Adobe Illustrator CS5软件处理图文，输出CMYK模式的胶印图文PDF制版文件，进行四色胶印，但未能制备出具有立体效果的防伪标签，原因是印刷微图文与单个微透镜对位准确度难以达到“立体”效果的要求。印刷精度一般大于20微米，塑料膜在卷到卷印刷过程中受力伸长度难以控制，因此，在厚度小于125μm的超薄塑料膜材上印刷制备精细立体防伪标签工艺难度大，可行性低，需要探索新的制备方法。

关键词：微透镜阵列膜柱透镜卷到卷随角异图三维立体防伪标签