滚动压印填充与脱模过程的机理研究

发布时间：2020-04-25 09:33

【摘要】：气泡缺陷是紫外光滚动压印填充过程中的一个严重的问题。为了研究气泡缺陷的产生机理,我们提出了一种基于滑移网格技术和明渠流动模型的VOF二相流仿真模型。在该模型中,模具的旋转运动和树脂的流动这两种运动形式均包含在计算域中。通过计算分析,我们提出了一个新的概念“填充角”去更好地研究树脂填充过程。研究表明,在气泡缺陷的产生过程中,填充角是一个十分重要的影响因素。通过填充角,我们进一步深入研究了树脂堆积和气泡缺陷以及压印速度三者之间的关系。实验结果与仿真分析具有高度一致性。研究结果提供了一个新的研究思路去更好地研究滚动压印的填充过程,该结果对消除气泡缺陷有很大的帮助。紫外光滚动压印的脱模过程也是一个被国内外研究学者广泛关注的问题。在脱模过程中,基底上复制转移的微结构经常出现翘曲、断裂、倒塌等缺陷。本文提出在滚动压印工艺中加入一层光敏树脂残留层来改善脱模的质量。通过仿真分析,研究表明残留层的引入有效地减小了脱模时微结构上的应力分布,也提高了 PET基底对微结构的粘接力,从而提高了微结构的完整性。实验结果也表明,相比于无残留层情况下的微结构脱模,残留层明显有利于微结构的脱模。
【图文】：

形貌,柔性基底,紫外光固化,压印

对卷的紫外光滚动压印技术。该技术使用镍模具在柔性基底上进行Ｒ２Ｒ压逡逑印，，在树脂实现填充模具上的微型腔后，用ＵＶ紫外光进行固化，最后脱模得到逡逑所需要的微结构形貌，压印过程如图１．１所示。基于卷对卷的紫外光滚动压印逡逑技术，由于具有持续性加工、高效率、高精度的加工特点，目前己广泛应用在逡逑工业领域并取得卓越的成果。逡逑Ｐ＾Ｕｅｍ邋ｒｏｌｌ邋ｓｔａｍｐｅｒ逡逑Ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ邋ｕｎｉｔ逦＾邋门ｉ邋？逦＾逦ｕ逡逑ｃｏｎｔａｃｔ邋ｒｏｌｌｅｒ逦；逦－Ｊ－邋Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ逡逑ＵＶ邋ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ邋ｕｎｉｔ邋（ｔ））逡逑图１．１柔性基底上紫外光固化滚动压印示意ｔ９］逡逑１逡逑

三维图,压印装置,三维图,压印

逑本实验室根据滚动压印的原理设计、搭建了基于紫外光固化的滚动压印系逡逑统。如图１．２所示，我们的滚动压印系统主要由五个功能模块组成：卷收模块、逡逑调节模块、压印模块，张紧模块和涂胶模块。该系统能够实现在柔性ＰＥＴ基底逡逑上进行连续性、高精度、高效率地复制辊压模具上的图案。逡逑调节模块逦调节模块逡逑压印模块／逡逑柔性基底逡逑卷收模块／张紧模块逡逑Ｉ邋？逦／逡逑ｆ邋／逦ｃ逡逑ｕｖ邋灯逡逑图１．２滚动压印装置三维图逡逑１．２国内外研究现状逡逑基于紫外光固化的滚动压印技术具有巨大的发展前景和优点，但依然存在逡逑一些亟待解决的问题。滚动压印工艺的压印过程可以分为三个阶段：填充逡逑（Ｆｉｌｌｉｎｇ），固化（ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ）以及脱模（ｄｅｍｏｌｄｉｎｇ）过程。本文主要研究逡逑其中的填充和脱模过程。逡逑１．２．１滚动压印树脂填充过程的国内外研究现状逡逑在滚动压印树脂填充的过程中，很容易因为各种因素导致微型腔无法完全逡逑填充，促使空气无法逸出，最后形成气泡缺陷［；３－１８】。气泡缺陷的出现，影响了逡逑滚动压印的压印精度，也降低了生产效率。有效的避免气泡缺陷的产生、减小逡逑气泡的大小等研宄方向是滚动压印技术的重要研究方向。常见的气泡缺陷如
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN305.7

【参考文献】