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基于电场驱动熔融喷射3D打印大面积聚甲基丙烯酸甲酯微结构制造方法
被引量:
2
1
作者
杨昆
杨建军
+3 位作者
赵佳伟
彭子龙
韦子龙
兰红波
《高分子材料科学与工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第10期115-123,共9页
针对大面积聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微结构低成本制造的难题以及高分辨率PMMA成型的实际需求,提出一种基于电场驱动熔融喷射沉积3D打印实现大面积PMMA微结构高效低成本制造的新方法。通过高速摄像机实验观测和系列打印实验研究,揭示了主...
针对大面积聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微结构低成本制造的难题以及高分辨率PMMA成型的实际需求,提出一种基于电场驱动熔融喷射沉积3D打印实现大面积PMMA微结构高效低成本制造的新方法。通过高速摄像机实验观测和系列打印实验研究,揭示了主要工艺参数对于成型过程、打印分辨率、打印质量的影响和规律,优化的工艺参数范围为:电压1200~1300 V,气压3~10 kPa,打印高度200~400μm,打印速度5~20 mm/s,材料加热温度210~230℃。利用提出的新方法,结合优化出的工艺参数,采用内径250μm的喷嘴,实现了最小特征尺寸15μm、图形面积70 mm×70 mm大尺寸微模具以及高宽比达到9∶1大面积复杂微结构和组织工程支架的制造。
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关键词
3D打印
电场驱动喷射
熔融沉积成型
大面积聚甲基丙烯酸甲酯微结构
高分辨率
聚
甲基丙烯酸甲酯
成型
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职称材料
在PMMA上低温沉积TiO_(2)薄膜的光学性能及显微结构
被引量:
2
2
作者
纪建超
颜悦
+3 位作者
陈宇宏
哈恩华
郝常山
雷沛
《中国塑料》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期7-12,共6页
采用直流脉冲磁控溅射的方法,在有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯,PMMA)上沉积了TiO_(2)薄膜。研究了氧气比例、真空度等参数对TiO_(2)薄膜的结构及光学性能的影响。借助椭圆偏振光测试仪、X射线衍射(XRD)仪、分光光度计、原子力显微镜(AFM)...
采用直流脉冲磁控溅射的方法,在有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯,PMMA)上沉积了TiO_(2)薄膜。研究了氧气比例、真空度等参数对TiO_(2)薄膜的结构及光学性能的影响。借助椭圆偏振光测试仪、X射线衍射(XRD)仪、分光光度计、原子力显微镜(AFM)等表征手段,分析了薄膜的光学特性、元素组成、结晶性能、及显微结构。结果表明,随氧气比例的增加,薄膜的沉积速率降低,沉积的薄膜的粒径变大,薄膜趋于疏松;在光学性能方面表现为随氧气比例的增加,折射率递减,但可见光透过率增加,反射率谱线出现红移;根据折射率计算的薄膜堆积密度分别为0.95、0.93、0.87、0.88、0.78,与氧气比例反向变化;根据光谱计算的薄膜禁带宽度在3.12~3.14 eV之间,与氧气比例反向变化;随工作真空度的降低,薄膜的沉积速率先升后降,薄膜趋于疏松,折射率下降,根据折射率计算的薄膜堆积密度为0.96、0.95、0.90、0.89、0.88、0.88、0.87,真空度对薄膜可见光透过率具有正向影响,对薄膜的禁带宽度有反向影响,禁带宽度在3.13~3.16 eV之间;本文沉积的TiO_(2)薄膜为无定形态,氧气比例与真空度的变化对其结晶性基本无影响。
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关键词
聚
甲基丙烯酸甲酯
二氧化钛
薄膜
磁控溅射
光学性能
显
微结构
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职称材料
超声波键合能量引导微结构PMMA基片的制作(英文)
被引量:
2
3
作者
陶琳
罗怡
+2 位作者
张彦国
张宗波
王晓东
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009年第6期1373-1378,共6页
为了用超声波键合的方法实现微流控芯片的封装,采用选择性键合方式在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基片的微沟道两侧设计、制作了能量引导微结构,用热压法在同一PMMA基片上一次成形了凸起的能量引导微结构和凹陷的微沟道。用套刻和湿法腐蚀的...
为了用超声波键合的方法实现微流控芯片的封装,采用选择性键合方式在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基片的微沟道两侧设计、制作了能量引导微结构,用热压法在同一PMMA基片上一次成形了凸起的能量引导微结构和凹陷的微沟道。用套刻和湿法腐蚀的方法制作了复合一体化硅模具。通过正交实验,确定了优化后的热压工艺参数。实验结果表明,由于同时存在凹、凸微结构,因此优化后的热压成形温度比传统的热压凹陷结构的成形温度提高15 ~20 ℃,在温度为140 ℃、保压时间为300 s、压力为1 .65MPa的实验条件下,微结构的复制精度达到了99 %。
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关键词
聚
甲基丙烯酸甲酯
基片
能量引导
微结构
微超声键合
热压
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职称材料
PMMA近玻璃化转变温度下应力松弛特性分析
被引量:
5
4
作者
王琦
吴大鸣
+3 位作者
刘颖
许红
李瑞
孙靖尧
《塑料》
CAS
CSCD
北大核心
2017年第2期5-8,共4页
为了探究聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)在近玻璃化转变温度下应力松弛现象的相关规律,对其在近玻璃化转变温度处进行了压缩应力松弛实验,得到了若干组实验数据。对于聚合物在玻璃化转变温度以下的松弛过程,WLF方程无法适用,因此采用Arrhenius...
为了探究聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)在近玻璃化转变温度下应力松弛现象的相关规律,对其在近玻璃化转变温度处进行了压缩应力松弛实验,得到了若干组实验数据。对于聚合物在玻璃化转变温度以下的松弛过程,WLF方程无法适用,因此采用Arrhenius方程从能量的角度对其松弛过程进行分析,得到了在近玻璃化转变温度下PMMA松弛时间常数τ和温度T的关系,为PMMA在玻璃化转变温度以下松弛移动因子的确定提供了理论支持。
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关键词
微结构
应力松弛
近玻璃化转变温度
Arrhenius方程
聚
甲基丙烯酸甲酯
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职称材料
应用X射线光刻的微针阵列及掩模板补偿
被引量:
5
5
作者
陈少军
李以贵
杉山进
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010年第2期420-425,共6页
提出了一种聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微针的微细加工工艺,该工艺基于PCT技术,结合X射线以及光刻掩模制作三维微结构。通过移动LIGA掩模板曝光来加工微立体PMMA结构,其加工形状取决于X光光刻掩模板吸收体的形状。实验显示,最终的结构形状...
提出了一种聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微针的微细加工工艺,该工艺基于PCT技术,结合X射线以及光刻掩模制作三维微结构。通过移动LIGA掩模板曝光来加工微立体PMMA结构,其加工形状取决于X光光刻掩模板吸收体的形状。实验显示,最终的结构形状并非完全与掩模板上吸收体的形状一致。如果不对X光光刻掩模板的吸收体形状进行补偿,即会使被加工的微结构侧面变形,从而影响微针的性能。分析了微针阵列侧面变形的原因,认为这种变形是由于显影时间与曝光量之间的非线性关系导致结构形状与曝光量分布不完全一致造成的。利用PCT方法制作的PMMA微针其长度为100~750μm,直径为30~150μm,针尖的直径最小可达100nm。通过对LIGA掩模板上的吸收体图形进行适当的补偿,使吸收体图形从中空的双直角三角形变为中空的半椭圆图形,增强了带沟道的微注射针阵列的强度。
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关键词
X射线光刻
聚
甲基丙烯酸甲酯
三维
微结构
掩模
吸收体
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职称材料
PMMA双面滚压成型的数值模拟与验证实验
6
作者
傅志红
张洲
朱亚威
《工程塑料应用》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第2期65-69,共5页
利用有限元软件ABAQUS,对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)光扩散板双面滚压成型过程进行了数值模拟。通过建立PMMA的黏弹性模型,以微结构的复制率作为评价标准,利用数值模拟方法,分析了滚筒旋转速度、滚筒下压距离和PMMA基板温度对PMMA光扩散板...
利用有限元软件ABAQUS,对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)光扩散板双面滚压成型过程进行了数值模拟。通过建立PMMA的黏弹性模型,以微结构的复制率作为评价标准,利用数值模拟方法,分析了滚筒旋转速度、滚筒下压距离和PMMA基板温度对PMMA光扩散板两面不同形状微结构复制率的影响。结果表明,半圆形微结构复制率比等边三角形微结构复制率高;在一定范围内,复制率随着滚筒旋转速度的减小和滚筒下压距离的增大而增大,随PMMA基板温度升高而先增大后减小;当滚筒旋转速度为0.05rad/s,滚筒下压距离为0.45mm,PMMA基板温度为140℃时,半圆形和等边三角形微结构复制率均达到最大,分别为65.5%和51.2%。滚筒下压距离对复制率的影响最大,针对该参数进行实际滚压成型实验并将实验结果与仿真结果进行了对比验证,发现两者基本一致。
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关键词
聚
甲基丙烯酸甲酯
光扩散板
双面滚压成型
ABAQUS
数值模拟
微结构
复制率
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职称材料
题名
基于电场驱动熔融喷射3D打印大面积聚甲基丙烯酸甲酯微结构制造方法
被引量:
2
1
作者
杨昆
杨建军
赵佳伟
彭子龙
韦子龙
兰红波
机构
青岛理工大学山东省增材制造工程技术研究中心
出处
《高分子材料科学与工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第10期115-123,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(51775288,51875300)
山东省重点研发计划(2018GGX103022)
文摘
针对大面积聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微结构低成本制造的难题以及高分辨率PMMA成型的实际需求,提出一种基于电场驱动熔融喷射沉积3D打印实现大面积PMMA微结构高效低成本制造的新方法。通过高速摄像机实验观测和系列打印实验研究,揭示了主要工艺参数对于成型过程、打印分辨率、打印质量的影响和规律,优化的工艺参数范围为:电压1200~1300 V,气压3~10 kPa,打印高度200~400μm,打印速度5~20 mm/s,材料加热温度210~230℃。利用提出的新方法,结合优化出的工艺参数,采用内径250μm的喷嘴,实现了最小特征尺寸15μm、图形面积70 mm×70 mm大尺寸微模具以及高宽比达到9∶1大面积复杂微结构和组织工程支架的制造。
关键词
3D打印
电场驱动喷射
熔融沉积成型
大面积聚甲基丙烯酸甲酯微结构
高分辨率
聚
甲基丙烯酸甲酯
成型
Keywords
3D printing
electric-field-driven jetting
fused deposition modelling
large-area polymethyl methacrylate microstructure
high-resolution polymethyl methacrylate forming
分类号
TQ325.7 [化学工程—合成树脂塑料工业]
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职称材料
题名
在PMMA上低温沉积TiO_(2)薄膜的光学性能及显微结构
被引量:
2
2
作者
纪建超
颜悦
陈宇宏
哈恩华
郝常山
雷沛
机构
北京航空材料研究院股份有限公司
北京航空材料研究院
北京市先进运载火系统结构透明件工程技术研究中心
出处
《中国塑料》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期7-12,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(51802297)。
文摘
采用直流脉冲磁控溅射的方法,在有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯,PMMA)上沉积了TiO_(2)薄膜。研究了氧气比例、真空度等参数对TiO_(2)薄膜的结构及光学性能的影响。借助椭圆偏振光测试仪、X射线衍射(XRD)仪、分光光度计、原子力显微镜(AFM)等表征手段,分析了薄膜的光学特性、元素组成、结晶性能、及显微结构。结果表明,随氧气比例的增加,薄膜的沉积速率降低,沉积的薄膜的粒径变大,薄膜趋于疏松;在光学性能方面表现为随氧气比例的增加,折射率递减,但可见光透过率增加,反射率谱线出现红移;根据折射率计算的薄膜堆积密度分别为0.95、0.93、0.87、0.88、0.78,与氧气比例反向变化;根据光谱计算的薄膜禁带宽度在3.12~3.14 eV之间,与氧气比例反向变化;随工作真空度的降低,薄膜的沉积速率先升后降,薄膜趋于疏松,折射率下降,根据折射率计算的薄膜堆积密度为0.96、0.95、0.90、0.89、0.88、0.88、0.87,真空度对薄膜可见光透过率具有正向影响,对薄膜的禁带宽度有反向影响,禁带宽度在3.13~3.16 eV之间;本文沉积的TiO_(2)薄膜为无定形态,氧气比例与真空度的变化对其结晶性基本无影响。
关键词
聚
甲基丙烯酸甲酯
二氧化钛
薄膜
磁控溅射
光学性能
显
微结构
Keywords
poly(methylmethacrylate)
titanium dioxide
thin film
magnetron sputtering
optical property
microstructure
分类号
TQ320 [化学工程—合成树脂塑料工业]
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职称材料
题名
超声波键合能量引导微结构PMMA基片的制作(英文)
被引量:
2
3
作者
陶琳
罗怡
张彦国
张宗波
王晓东
机构
辽宁省微纳米技术及系统重点实验室
大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室
出处
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009年第6期1373-1378,共6页
基金
Supported by the Programfor NewCentury Excellent Talents in University (NCET-06-0279) of Ministryof Education of China
the National Natural Science Foundation of China (Grant No.50775024)
文摘
为了用超声波键合的方法实现微流控芯片的封装,采用选择性键合方式在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基片的微沟道两侧设计、制作了能量引导微结构,用热压法在同一PMMA基片上一次成形了凸起的能量引导微结构和凹陷的微沟道。用套刻和湿法腐蚀的方法制作了复合一体化硅模具。通过正交实验,确定了优化后的热压工艺参数。实验结果表明,由于同时存在凹、凸微结构,因此优化后的热压成形温度比传统的热压凹陷结构的成形温度提高15 ~20 ℃,在温度为140 ℃、保压时间为300 s、压力为1 .65MPa的实验条件下,微结构的复制精度达到了99 %。
关键词
聚
甲基丙烯酸甲酯
基片
能量引导
微结构
微超声键合
热压
Keywords
Polymethyl Methacrylate(PMMA) substrate
micro energy director
micro ultrasonic bonding
hot embossing
分类号
TN405 [电子电信—微电子学与固体电子学]
TN305.99 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
PMMA近玻璃化转变温度下应力松弛特性分析
被引量:
5
4
作者
王琦
吴大鸣
刘颖
许红
李瑞
孙靖尧
机构
北京化工大学机电工程学院
出处
《塑料》
CAS
CSCD
北大核心
2017年第2期5-8,共4页
基金
国家自然科学基金(51673020)
文摘
为了探究聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)在近玻璃化转变温度下应力松弛现象的相关规律,对其在近玻璃化转变温度处进行了压缩应力松弛实验,得到了若干组实验数据。对于聚合物在玻璃化转变温度以下的松弛过程,WLF方程无法适用,因此采用Arrhenius方程从能量的角度对其松弛过程进行分析,得到了在近玻璃化转变温度下PMMA松弛时间常数τ和温度T的关系,为PMMA在玻璃化转变温度以下松弛移动因子的确定提供了理论支持。
关键词
微结构
应力松弛
近玻璃化转变温度
Arrhenius方程
聚
甲基丙烯酸甲酯
Keywords
micro structure
stress relaxation
near glass transition temperature
Arrhenius equation
PMMA
分类号
TQ325.1 [化学工程—合成树脂塑料工业]
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职称材料
题名
应用X射线光刻的微针阵列及掩模板补偿
被引量:
5
5
作者
陈少军
李以贵
杉山进
机构
上海交通大学微纳米科学技术研究院薄膜与微细技术教育部重点实验室微米/纳米加工技术国家级重点实验室
日本立命馆大学微系统研究中心
出处
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010年第2期420-425,共6页
基金
上海市浦江人才计划资助项目(No.09PJ1406200)
国家自然科学基金资助项目(No.60777016)
+1 种基金
科技部国际合作资助项目(No.2009DFB10330)
航空重点实验室基金资助项目(No.20080857002)
文摘
提出了一种聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微针的微细加工工艺,该工艺基于PCT技术,结合X射线以及光刻掩模制作三维微结构。通过移动LIGA掩模板曝光来加工微立体PMMA结构,其加工形状取决于X光光刻掩模板吸收体的形状。实验显示,最终的结构形状并非完全与掩模板上吸收体的形状一致。如果不对X光光刻掩模板的吸收体形状进行补偿,即会使被加工的微结构侧面变形,从而影响微针的性能。分析了微针阵列侧面变形的原因,认为这种变形是由于显影时间与曝光量之间的非线性关系导致结构形状与曝光量分布不完全一致造成的。利用PCT方法制作的PMMA微针其长度为100~750μm,直径为30~150μm,针尖的直径最小可达100nm。通过对LIGA掩模板上的吸收体图形进行适当的补偿,使吸收体图形从中空的双直角三角形变为中空的半椭圆图形,增强了带沟道的微注射针阵列的强度。
关键词
X射线光刻
聚
甲基丙烯酸甲酯
三维
微结构
掩模
吸收体
Keywords
X-ray lithography
PMMA
three-dimensional microstructure
mask
absorber
分类号
TN305.7 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
PMMA双面滚压成型的数值模拟与验证实验
6
作者
傅志红
张洲
朱亚威
机构
中南大学机电工程学院
出处
《工程塑料应用》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第2期65-69,共5页
文摘
利用有限元软件ABAQUS,对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)光扩散板双面滚压成型过程进行了数值模拟。通过建立PMMA的黏弹性模型,以微结构的复制率作为评价标准,利用数值模拟方法,分析了滚筒旋转速度、滚筒下压距离和PMMA基板温度对PMMA光扩散板两面不同形状微结构复制率的影响。结果表明,半圆形微结构复制率比等边三角形微结构复制率高;在一定范围内,复制率随着滚筒旋转速度的减小和滚筒下压距离的增大而增大,随PMMA基板温度升高而先增大后减小;当滚筒旋转速度为0.05rad/s,滚筒下压距离为0.45mm,PMMA基板温度为140℃时,半圆形和等边三角形微结构复制率均达到最大,分别为65.5%和51.2%。滚筒下压距离对复制率的影响最大,针对该参数进行实际滚压成型实验并将实验结果与仿真结果进行了对比验证,发现两者基本一致。
关键词
聚
甲基丙烯酸甲酯
光扩散板
双面滚压成型
ABAQUS
数值模拟
微结构
复制率
Keywords
polymethyl methacrylate
light diffuser plate
double-sided roller embossing
ABAQUS
numerical simulation
microstructure
replication rate
分类号
TQ320.66 [化学工程—合成树脂塑料工业]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于电场驱动熔融喷射3D打印大面积聚甲基丙烯酸甲酯微结构制造方法
杨昆
杨建军
赵佳伟
彭子龙
韦子龙
兰红波
《高分子材料科学与工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
2
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职称材料
2
在PMMA上低温沉积TiO_(2)薄膜的光学性能及显微结构
纪建超
颜悦
陈宇宏
哈恩华
郝常山
雷沛
《中国塑料》
CAS
CSCD
北大核心
2024
2
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职称材料
3
超声波键合能量引导微结构PMMA基片的制作(英文)
陶琳
罗怡
张彦国
张宗波
王晓东
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009
2
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职称材料
4
PMMA近玻璃化转变温度下应力松弛特性分析
王琦
吴大鸣
刘颖
许红
李瑞
孙靖尧
《塑料》
CAS
CSCD
北大核心
2017
5
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职称材料
5
应用X射线光刻的微针阵列及掩模板补偿
陈少军
李以贵
杉山进
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010
5
在线阅读
下载PDF
职称材料
6
PMMA双面滚压成型的数值模拟与验证实验
傅志红
张洲
朱亚威
《工程塑料应用》
CAS
CSCD
北大核心
2019
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