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熔融石英陶瓷浆料流变性能与光固化成型精度研究

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陶瓷学报 2024年第2期45卷 374-381页

作者：侯雨轩李燕卢秉恒侯瑞凯李燕霞宋索成西安石油大学材料科学与工程学院陕西西安710065 西安交通大学机械学院陕西西安710049 西安交通大学材料学院材料创新设计中心陕西西安710049 国家增材制造创新中心陕西西安710117 北京遥感设备研究所北京100854

由于熔融石英的高透光性,陶瓷浆料光固化成型过程中存在严重的过固化现象。为了消除这种过固化现象,并提高成型精度与性能,需要制备出高吸光度、低黏度的熔融石英陶瓷浆料。通过对熔融石英粉末的改性以及分散剂BYK-9076的含量调控改善... 详细信息

由于熔融石英的高透光性,陶瓷浆料光固化成型过程中存在严重的过固化现象。为了消除这种过固化现象,并提高成型精度与性能,需要制备出高吸光度、低黏度的熔融石英陶瓷浆料。通过对熔融石英粉末的改性以及分散剂BYK-9076的含量调控改善浆料黏度,并且添加了高强度、高紫外光吸收率以及能够抑制熔融石英高温结晶的B_(4)C颗粒,实现了熔融石英陶瓷浆料的综合优化。结果表明,添加4 wt.%分散剂的浆料黏度比未加分散剂的浆料降低了93%,并用其制备出了固含量57 vol.%的低黏度熔融石英陶瓷浆料。当B_(4)C含量为2.5 wt.%、曝光时间为5 s时,固化深度从1325μm降低至230μm,并且此时固化片在X、Y方向上拥有最优的精度,均为0.01 mm。

关键词：熔融石英光固化成型过固化流变特性 B4C

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宝珠砂在防止砂芯断芯中的应用

铸造 2016年第5期65卷 466-469页

作者：丁富才耿国芳伍启华季顺业李娜潍柴动力(潍坊)铸锻有限公司山东潍坊261061

宝珠砂具有球状粒形、热膨胀率低、耐火度高等特点。将宝珠砂应用于热芯盒覆膜砂制芯工艺中,结果表明:通过优化宝珠砂与耐高温覆膜砂的配比及制芯工艺参数等,可降低芯砂的高温膨胀率,提高砂芯的拉弯强度、耐火度,且通过消除砂芯的"过固... 详细信息

宝珠砂具有球状粒形、热膨胀率低、耐火度高等特点。将宝珠砂应用于热芯盒覆膜砂制芯工艺中,结果表明:通过优化宝珠砂与耐高温覆膜砂的配比及制芯工艺参数等,可降低芯砂的高温膨胀率,提高砂芯的拉弯强度、耐火度,且通过消除砂芯的"过固化"问题,有效减少了气缸盖断芯率。

关键词：宝珠砂热芯盒工艺过固化断芯

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封装器件表面涂层气泡的缺陷分析

信息记录材料 2023年第5期24卷 13-15页

作者：袁莓婷何燕春李亚锋白羽李艳航空工业西安航空计算技术研究所陕西西安710068

航空、航天等电子产品由于在工作中处于恶劣环境,需在产品PCBA表面形成一层敷形涂层,起到防潮、绝缘、防霉、防盐雾等作用,表面封装的信号处理器作为重要精密型元器件被广泛应用于电子产品中。但经过敷形涂覆防护的该类封装元器件在完成... 详细信息

航空、航天等电子产品由于在工作中处于恶劣环境,需在产品PCBA表面形成一层敷形涂层,起到防潮、绝缘、防霉、防盐雾等作用,表面封装的信号处理器作为重要精密型元器件被广泛应用于电子产品中。但经过敷形涂覆防护的该类封装元器件在完成-55~70℃的高低温冲击试验后,发现器件表面涂层有气泡产生,影响其涂层的完整性以及防护性能。本文针对该类封装器件表面涂层气泡问题从UV材料本身性能、器件与涂层间附着等方面进行分析,得出气泡产品原因,并给出解决措施。

关键词：封装器件涂层气泡底涂液过固化

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面曝光快速成形制作参数优化研究

面曝光快速成形制作参数优化研究

作者：杨根西安工程大学

学位级别：硕士

快速成形（Rapid Prototyping，简称RP）是一种全新的先进制造技术，制造原理上与传统去除材料的加工方式截然不同，能快速将零件的CAD模型转换为实体原型。面曝光快速成形是近几年才提出的一种快速成形技术，其原理是：零件的三维模型... 详细信息

快速成形（Rapid Prototyping，简称RP）是一种全新的先进制造技术，制造原理上与传统去除材料的加工方式截然不同，能快速将零件的CAD模型转换为实体原型。面曝光快速成形是近几年才提出的一种快速成形技术，其原理是：零件的三维模型经切层后，切层数据存储为能生成零件截面形状的视图文件，由该文件驱动视图发生器，在树脂表面形成相应的视图，以该视图为掩模，实现对树脂的选择性固化。在面曝光快速成形系统中，视图发生器的光学系统对零件的制作精度影响较大，但是光学系统存在制作误差、装配误差，从而使镜片在成像过程中都存在一定程度的光学畸变，使生成的视图大小和形状发生了一定程度的变化，造成视图质量下降，给光固化单层截面尺寸及形状带来误差;因此需要对光学系统造成的图像畸变进行校正。针对面曝光快速成形系统存在的图像畸变，本文根据几何像差理论，建立了二元三次多项式的图像畸变校正模型，再利用空间可变双线性插值进行灰度重建实现畸变校正，从而保证在树脂表面获得一个精确的掩膜图案，提高零件制作精度。在面曝光快速成形制作工艺中，制件是通过层层累积而成的，每个薄层是组成制件的最小单元，只有对薄层的固化深度进行控制，才能减小过固化现象，提高制件精度。而薄层固化深度主要与曝光时间间隔、辐照度、掩膜图案等因素相关。通过对薄层固化模型进行研究，一方面确定树脂的临界能量及透射深度等参数;另一方面确定固化深度与能量之间的关系。在此基础上，研究影响固化深度的因素，发现固化深度随着曝光时间间隔的增加而减少，其原因是因自由基的扩射和氧气的阻聚作用，降低了已固化层底部能量，因此曝光时间间隔对控制过固化有一定的积极作用;此外，固化深度与辐照度、掩膜图案有关。当曝光能量一定时，固化深度随着辐照度的减小而降低，但是辐照度过低，曝光时间较长，制作效率较低，因此需选择合适的辐照度值。掩膜图案是零件的切层图片经过反色处理后的用于曝光的视图，掩膜图案对固化深度的影响，其根本原因是与能量的叠加有关。通过对以上影响固化深度的因素进行控制后，进行制作过固化实验模型，零件的过固化现象得到了明显的改善。为了提高面曝光快速成形系统曝光平面内的制作精度，应用田口方法的信噪比（SN）对辐照度、曝光时间、曝光时间间隔及面收缩补偿系数四个主要影响面曝光快速成形的因素进行分析。采用自由度为26的L27(313)形式的正交表，得到各个因素不同水平对应的制作零件尺寸误差的信噪比;通过对正交表的直观分析和方差分析，可知面收缩补偿系数、辐照度及其交互作用、曝光时间间隔对曝光平面内制作精度影响显著，面收缩补偿系数与曝光时间间隔之间的交互作用对制作精度有一定的影响。实验验证表明：在最佳的制作工艺参数条件下，制作的零件曝光平面内的误差在±10μm之内，显著提高了面曝光快速成形制作精度。最后，基于对以上研究的内容，本文详细介绍了面曝光快速成形的制作过程，通过制作国际象棋的三维模型，展示了本系统对控制过固化现象取得显著成果;另外，通过制作平面特征测试件，测试件的测量尺寸及分析结果表明：平面内测量尺寸的均方根误差为0.011mm，平面内的尺寸误差在±0.020mm范围内的测量尺寸占到95.6%，零件的制作精度得到明显提高，对面曝光快速成形技术的推广具有重大意义。

关键词：面曝光快速成形畸变校正过固化田口方法工艺优化

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面曝光快速成形光固化实验研究

面曝光快速成形光固化实验研究

作者：杨剑西安工程大学

学位级别：硕士

随着社会需求的不断增加,人们生活质量的不断提高,个人消费也逐步的个性化,从而对工业产品的生产不断提出新要求。在这种产品多元化,个性化,小批量和复杂化的同时,在激烈市场竞争的驱使下,制造企业为了保持产品在市场上的竞争力,必须缩... 详细信息

随着社会需求的不断增加,人们生活质量的不断提高,个人消费也逐步的个性化,从而对工业产品的生产不断提出新要求。在这种产品多元化,个性化,小批量和复杂化的同时,在激烈市场竞争的驱使下,制造企业为了保持产品在市场上的竞争力,必须缩短产品的设计周期和生产周期,传统的制造方法已经不能满足这种市场需要,于是产生了快速成形技术。快速成形技术,是当今世界上新型制造技术之一,最近在世界范围内发展很快。它是继数控技术之后,20世纪制造领域的又一重大突破,是当代先进制造技术的重要组成部分。面曝光快速成形技术是快速成形技术的一种,它的工作原理是,首先将绘制或者扫描得到的三维CAD模型分层,然后以DMD或者LCD在工作面成像作为动态掩膜,对成形材料进行曝光操作。每次曝光制作一层,逐层累加,最终生成与三维CAD模型近似的实体制件,其近似程度就是快速成形系统的制造精度。影响制造精度的主要因素有两个,分别是视图发生器的光学分辨率和光敏树脂的固化特性。本文首先对面曝光快速成形系统的总体结构做了介绍,分析了快速成形系统中视图发生器的组成和基本原理,提出了一种高分辨率视图发生器的实现方案,采用投影仪的DMD与物镜一体结构,有效的避免了光轴对偏导致的像面光照度不均和成像失真等问题。并在此方案的基础上,设计了新的光学成像系统。在光学成像系统设计的过程中,使用ZEMAX软件确定了光阑的位置,并对成像系统像差进行了优化。经过成像测试实验,结果显示其成像精度满足面曝光快速成形的实验要求。然后探讨了本实验用光敏树脂的成分和固化原理。通过理论分析,建立了面曝光快速成形系统工作面的光能量分布模型,使用高斯函数和像素光强累加的办法对工作面的光强分布进行描述,并建立了树脂光固化的数学模型,在此基础上计算了光敏树脂的临界曝光量和透射深度等参数,为进一步研究光敏树脂的固化特性打下了基础。通过综合光强分布模型和树脂的光固化模型,预测了曝光能量、掩模宽度和固化深度,固化宽度之间的关系。通过分析实验数据,得出光固化模型对树脂实际固化情况模拟得较好的结论。在此基础上建立了光敏树脂的过固化模型,对过固化形成原因和影响过固化深度的因素进行了深入研究。通过对实验数据的分析,找到了控制过固化深度的具体方法。最后在本文研究的基础上,制作了具有代表性的零件,来说明本研究的成果和实际意义。

关键词：快速成形光学设计 ZEMAX 光固化固化深度固化宽度过固化

LED光固化成形机光开关对扫描起始点精度的影响

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