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等温等效替代热压印法成型超薄导光板的工艺分析

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发光学报 2019年第5期40卷 616-622页

作者：李楷吴大鸣刘颖曹亚楠许红赵中里孙靖尧北京化工大学机电工程学院高分子材料加工装备教育部工程研究中心北京100029

针对超薄导光板微结构模具难加工的问题,结合等温热压印法,提出了一种新型的"等效替代"压印工艺,即通过控制成型工艺参数来降低微结构复制高度,实现了在基片上成型出小于模具微结构尺寸的等效结构,突破了热压印过程中模具微结构完全等... 详细信息

针对超薄导光板微结构模具难加工的问题,结合等温热压印法,提出了一种新型的"等效替代"压印工艺,即通过控制成型工艺参数来降低微结构复制高度,实现了在基片上成型出小于模具微结构尺寸的等效结构,突破了热压印过程中模具微结构完全等大复制的思想禁锢,降低了微结构模具加工难度,从而革新了高质量超薄导光板的成型工艺。以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为基片,设计具体实验,加工0.25 mm厚的导光板,验证这一方法的可行性。实验结果表明,这种新型的"等效替代"压印工艺不仅可以降低模具的制造难度和加工成本,而且可以大大改善超薄导光板的性能,与等温热压印工艺相比均匀度提高了23%,整个成型时间缩短到了20 s。

关键词：等温热压印等效替代热压印超薄导光板工艺参数复制高度均匀度

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等温准热压印中聚合物微结构成型的分析

高分子材料科学与工程 2016年第10期32卷 105-111页

作者：江冲吴大鸣刘颖戴乐孙靖尧杨振洲赵中里北京化工大学机电工程学院高分子材料加工装备教育部工程研究中心北京100029

在传统平板微热压印中,模具需要反复的加热和冷却,工艺循环时间长,存在微结构成型效率低的缺点。文中创新性地提出一种等温准热压印工艺,可有效解决这一问题。首先在研究此工艺原理的基础上,采用有限元模拟的手段探究聚合物微结构的成... 详细信息

在传统平板微热压印中,模具需要反复的加热和冷却,工艺循环时间长,存在微结构成型效率低的缺点。文中创新性地提出一种等温准热压印工艺,可有效解决这一问题。首先在研究此工艺原理的基础上,采用有限元模拟的手段探究聚合物微结构的成型过程。模拟分析可知,聚合物微结构的成型是边冷却边压印的过程,模具温度显著影响微结构的复制精度;而聚合物基片预热温度过高不会提高微结构的复制精度,却增加了脱模缺陷的可能性。模拟得到的规律可为等温准热压印实验工艺参数的选取提供依据。最后通过实验验证了模拟规律的正确性及工艺的可行性。

关键词：准热压印微结构效率成型分析

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压印成型条件对微透镜结构影响的模拟

高分子材料科学与工程 2013年第10期29卷 164-168页

作者：刘颖敬鹏生吴大鸣郑秀婷许红赵中里张雪冰北京化工大学机电工程学院高分子材料加工装备教育部工程研究中心北京100029

利用Polyflow模拟热压印中微结构的充模过程,并以微透镜为例研究了在热压印中高分子材料在微结构充模时,压印温度、压力、速度、孔的大小、基片厚度等物理量变化对微透镜成型结构的影响规律。模拟结果表明,微透镜在成型初期,不同位置的... 详细信息

利用Polyflow模拟热压印中微结构的充模过程,并以微透镜为例研究了在热压印中高分子材料在微结构充模时,压印温度、压力、速度、孔的大小、基片厚度等物理量变化对微透镜成型结构的影响规律。模拟结果表明,微透镜在成型初期,不同位置的曲率半径不同;随着压印过程的进行,各个位置的曲率半径逐渐减小最终趋于一致;压印速度越快,压印成型时间越短;多孔压印比单孔压印所需的时间要长;同时减小孔间距,孔周围流体速度增加,将影响微透镜成型的均匀性;增加基片厚度对曲率的减小影响甚微,靠增加基片厚度缩短成型时间的效果不太明显。

关键词：微压印压印模拟微透镜

快速成型过程中聚合物液滴喷射的无网格模拟及实验研究

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北京化工大学学报（自然科学版） 2016年第1期43卷 72-77页

作者：郑大龙闫宝瑞李亦哲信春玲何亚东北京化工大学机电工程学院北京100029 北京化工大学教育部高分子材料加工装备工程研究中心北京100029

设计了一种电-液混合驱动的机械撞针式液滴喷射成型系统,研究了该成型系统的各个组成部分及其作用,利用无网格模拟技术模拟了机械撞针式液滴喷射的全过程,通过实验研究了操作工艺参数对液滴喷射的影响规律。实验选用直径为0.25 mm的钨... 详细信息

设计了一种电-液混合驱动的机械撞针式液滴喷射成型系统,研究了该成型系统的各个组成部分及其作用,利用无网格模拟技术模拟了机械撞针式液滴喷射的全过程,通过实验研究了操作工艺参数对液滴喷射的影响规律。实验选用直径为0.25 mm的钨钢喷嘴,实现了高温下黏度为12 Pa·s高黏度聚丙烯(PP)中的喷射成型。

关键词：高聚物液滴喷射无网格模拟电-液混合驱动

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超临界流体微孔发泡注塑精确注气的探究

北京化工大学学报（自然科学版） 2016年第4期43卷 96-101页

作者：李亦哲闫宝瑞段涛信春玲何亚东北京化工大学机电工程学院北京100029 北京化工大学教育部高分子材料加工装备工程研究中心北京100029

超临界流体注入量直接影响着微孔发泡注塑成型制品中微泡孔的结构与数量,进而影响制品的力学性能。通过设计相关实验发现:微孔发泡注塑成型注气过程分为气涌与稳定流动两个阶段,且气涌量的大小主要与注气系统的硬件结构有关,在改进硬件... 详细信息

超临界流体注入量直接影响着微孔发泡注塑成型制品中微泡孔的结构与数量,进而影响制品的力学性能。通过设计相关实验发现:微孔发泡注塑成型注气过程分为气涌与稳定流动两个阶段,且气涌量的大小主要与注气系统的硬件结构有关,在改进硬件结构后气涌量有较大程度的削减;稳定流动阶段的气流量则与相关注气参数有关。为了验证这一结果,通过实验定量研究了超临界流体注气量与注气压差、限流元件孔径、注气时间、硬件结构之间的关系,得到了调节注气量的传递函数,该函数模型可以为实际生产中根据减重需求调节注气系统的一系列工艺参数提供依据。

关键词：微孔发泡注塑超临界流体(SCF) 气涌限流元件注气

电-液驱动撞针式成型喷射系统的键合图建模及实验验证

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北京化工大学学报（自然科学版） 2015年第6期42卷 97-102页

作者：郑大龙闫宝瑞罗祎玮信春玲何亚东北京化工大学机电工程学院北京100029 北京化工大学教育部高分子材料加工装备工程研究中心北京100029

为了实现微液滴喷射增材成型制造过程中微量高黏性熔体快速、精确的喷射,并探究系统参数对喷射过程的影响,本文提出一种电-液混合驱动的机械撞针式液滴喷射成型方法,对微量熔体进行喷射;同时,构建了该系统的键合图(bond graph)模型,该... 详细信息

为了实现微液滴喷射增材成型制造过程中微量高黏性熔体快速、精确的喷射,并探究系统参数对喷射过程的影响,本文提出一种电-液混合驱动的机械撞针式液滴喷射成型方法,对微量熔体进行喷射;同时,构建了该系统的键合图(bond graph)模型,该模型能有效耦合各能域变量;最后利用Matlab仿真模拟系统的键合图模型,通过实验验证了该模型的正确性。

关键词：喷射成型电-液驱动撞针式键合图

注塑工艺对聚碳酸酯曲面透光件光学角偏差的影响

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中国塑料 2015年第11期29卷 87-91页

作者：曹国荣王克俭北京化工大学机电工程学院成型制造研究中心高分子材料加工装备教育部工程研究中心北京100029

分析了注塑工艺参数、测试方位角和俯仰角对聚碳酸酯(PC)曲面薄壳透明制品光学角偏差的影响。考虑多方面影响机理,必须针对具体制品结构尺寸、材料、模具浇注系统和成型条件,才能获得最优成型工艺。塑化时,为保证熔体均匀并防止降解,螺... 详细信息

分析了注塑工艺参数、测试方位角和俯仰角对聚碳酸酯(PC)曲面薄壳透明制品光学角偏差的影响。考虑多方面影响机理,必须针对具体制品结构尺寸、材料、模具浇注系统和成型条件,才能获得最优成型工艺。塑化时,为保证熔体均匀并防止降解,螺杆转速宜在中速范围内,背压不宜过高(如4 MPa),储料余量不宜过多;注射熔体温度选择285℃左右,模具温度90℃以上,略微升高温度有利于流动和松弛,使制品结构均匀而减小角偏差;保压促进流动致密,但过高则容易产生流痕,适度延长保压时间可均化密度和应力,获得高光学性能;所制备样品角偏差值在8'以下,可满足一般透明件要求。

关键词：光学角偏差曲面透明件注塑工艺聚碳酸酯

PDMS基微结构复合材料自动热压印成型设备

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塑料 2019年第6期48卷 67-70页

作者：苏逢春赵中里孙靖尧刘颖吴大鸣司武炎冷宠北京化工大学机电工程学院高分子材料加工装备教育部工程研究中心

介绍了PDMS基表面微结构复合材料自动平板热压印成型的工艺过程,研制了双工位全自动平板热压印设备,实现了自动化生产PDMS基功能型复合材料。结合共混后的均相物料黏稠度较大、输料困难等问题,设计了"子弹填充式"精确输料系统。为实现... 详细信息

介绍了PDMS基表面微结构复合材料自动平板热压印成型的工艺过程,研制了双工位全自动平板热压印设备,实现了自动化生产PDMS基功能型复合材料。结合共混后的均相物料黏稠度较大、输料困难等问题,设计了"子弹填充式"精确输料系统。为实现不同工位加工以及物料在压印过程中均匀受力,设计了分散模及半固定半溢式压缩模。结合上下模等温压印时出现的"提前固化现象",提出差温平板热压印的解决方法,对上下模采用独立的温度控制。研制的自动平板热压印设备设计的最大压印面积可达210 mm×300 mm,大幅提高了生产效率、制品精度,取得了较好的效果。

关键词：平板热压印设备微结构压缩模 PDMS基复合材料差温压印

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连续玻纤增强聚丙烯熔融浸渍过程降黏研究

北京化工大学学报（自然科学版） 2018年第1期45卷 30-35页

作者：李莹曹敏华信春玲任峰代俊锋何亚东北京化工大学机电工程学院北京100029 北京化工大学教育部高分子材料加工装备工程研究中心北京100029

将不同配比的高黏度聚丙烯与低黏度聚丙烯共混制备高低黏度树脂混配基体,旋转流变测试结果显示低黏度聚丙烯的加入显著降低了共混体系的黏度。以高低黏度聚丙烯共混物为热塑树脂基体,采用熔融浸渍方法制备连续玻纤增强聚丙烯热塑预浸带... 详细信息

将不同配比的高黏度聚丙烯与低黏度聚丙烯共混制备高低黏度树脂混配基体,旋转流变测试结果显示低黏度聚丙烯的加入显著降低了共混体系的黏度。以高低黏度聚丙烯共混物为热塑树脂基体,采用熔融浸渍方法制备连续玻纤增强聚丙烯热塑预浸带。研究发现随着低黏度聚丙烯含量的增加,热塑树脂基体的加工性能明显提高,预浸带制品的孔隙率及纤维断裂率逐渐降低。将各组预浸带模压成型后进行力学测试,结果显示低黏度聚丙烯的加入使层压板层间剪切强度、弯曲强度、拉伸强度均出现小幅度下降,而对冲击强度基本无影响。结合加工性能及力学性能,低黏度聚丙烯质量分数10%时共混物的综合性能最佳。

关键词：热塑树脂复合材料聚丙烯熔融浸渍黏度预浸带