准分子激光辅助微铣削加工有机玻璃微通道的实验研究
发布时间：2021-12-22 14:46
随着高科技领域的飞速发展,对于微流控芯片的需求不断增加。有机玻璃PMMA价格低廉,成型方便,具有良好的光学性能和生物兼容性,是目前制作微流控芯片的一种主流材料。激光辅助微铣削技术作为一种先进的加工技术,为微流控芯片提供了一种新的加工途径。以有机玻璃微通道的激光辅助微铣削加工为背景,探究了准分子激光辅助微铣削加工机理。在此基础上设计并搭建了248nm准分子激光辅助微铣削加工系统,最后在搭建的加工系统上对准分子激光辅助微铣削加工有机玻璃微通道进行了实验研究,初步研究了准分子激光辅助微铣削工艺参数。综述了准分子激光的特性以及准分子激光刻蚀聚合物材料的特点,介绍了准分子激光刻蚀聚合物材料的三种理化模型包括光化学模型、光热模型和光热-光化学模型;利用传热学知识理论分析介绍了激光辐射作用和剪切作用产生的热量对温度场分布的影响,并结合最小切削厚度机理为接下来的准分子激光辅助微铣削加工实验研究奠定理论基础。设计了准分子激光辅助微铣削加工系统。根据设计要求提出了加工系统各项技术参数,对系统进行了模块化设计,主要模块包括:精密位移模块、微铣刀及电主轴模块、激光辅助模块和在线视觉检测模块。规划了加工系统的布...
【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
激光辅助加工示意图
和表面加工质量等加工性的研究上。1.2.1 国外研究现状国外对激光辅助加工技术的研究较多也较为系统，从试验样机的搭建到实验设备的优化，从切削机理的理论模型研究到实验的研究，国外学者做了大量的研究工作。1982 年，美国首先应用高能 CO2连续激光和 Nd：YAG.脉冲激光加工航天用合金材料，如 Ti-6Al-4V.和.Inconel718，结果表明激光辅助加工技术显著提高了材料的去除速率，同时降低了刀具的磨损率。2005 年，美国佐治亚理工学院的 Singh 等人首次将激光辅助加热的方法应用于微尺度切削加工材料领域[21,22]。2007 年该研究小组设计并搭建了激光辅助微加工实验平台，如图 1-2 所示，在此研究基础上利用功率为 35W.的激光器对 H-13模具钢进行了沟槽切削试验，试验表明该方法可以有效减小切削阻力，轴向推力降低了.17%左右[23]。
图 1-3 Kumar 等人搭建的第二代激光辅助微铣削实验平台[24]mar Etc. build a second-generation laser-assisted micromilling expplatform[24]Jonathan.等人用功率为 25W 的.CO2激光器、高速电主轴一个激光辅助微铣削加工实验系统。实验对 AISI316、镍基合金 718 四种材料进行了加工，选用端铣 范围内，分别进行常规微铣削加工和激光辅助微铣削加场模型分析预测了在合适的工艺参数下去除材料所产生辅助微铣削加工后的工件边缘毛刺、表面光洁度、微观结等进行了评估[25]。Kumar 等人建立了激光辅助微铣削的铣削力模型，并通但是其后无人发表过相关的研究成果，因此，目前建立于铣削力的模型主要是参考常规微铣削中铣削力模型。关究一般都是基于 Martellotti 等人的研究成果，其最重要的面积成正比[27]。单位铣削力系数的力学模型主要的特点
【参考文献】：
期刊论文
[1]氮化硅陶瓷加热辅助铣削过程中边缘碎裂实验与仿真[J]. 吴雪峰,苑忠亮. 哈尔滨理工大学学报. 2017(05)
[2]激光加热辅助铣削高温合金GH4698试验研究[J]. 吴雪峰,赵博文,冯高诚. 工具技术. 2016(04)
[3]微流控芯片技术的研究进展与应用展望[J]. 关明,汪骅,吴文娟. 中华检验医学杂志. 2015 (02)
[4]激光加热辅助铣削钛合金TC4的有限元分析[J]. 施宇豪,刘长毅,沈孝栋. 机械制造. 2014(07)
[5]激光加热辅助切削技术及研究进展[J]. 吴雪峰,王扬. 哈尔滨理工大学学报. 2012(04)
[6]激光加热辅助切削技术[J]. 王扬,吴雪峰,张宏志. 航空制造技术. 2011(08)
[7]Al2O3颗粒增强铝基复合材料激光加热辅助切削的切削特性[J]. 王扬,杨立军,齐立涛. 中国机械工程. 2003(04)
[8]微流控芯片发展与展望[J]. 方肇伦,方群. 现代科学仪器. 2001(04)
博士论文
[1]微流控芯片上单相/多相流的操控及应用研究[D]. 白泽清.浙江大学 2015
硕士论文
[1]激光辅助微铣削中铣削力及其与刀尖圆弧半径的关系研究[D]. 冯薇薇.哈尔滨工业大学 2015
[2]激光加热辅助铣削高温合金温度控制及工艺参数优化研究[D]. 高腾飞.哈尔滨理工大学 2015
[3]微细铣削机床研制及硬脆性材料切削实验研究[D]. 张升.山东理工大学 2014
[4]基于TiO2纳米材料浸润性的微流体驱动方法研究[D]. 刘宁.北京工业大学 2012
[5]Si3N4陶瓷的激光加热辅助铣削技术研究[D]. 龚金龙.哈尔滨工业大学 2011
[6]玻璃基微流控芯片的制作及原位拉曼检测[D]. 郝苇苇.厦门大学 2007
[7]聚合物微流控芯片的激光加工技术研究[D]. 朱迅.浙江大学 2004
本文编号：3546575
【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
激光辅助加工示意图
和表面加工质量等加工性的研究上。1.2.1 国外研究现状国外对激光辅助加工技术的研究较多也较为系统，从试验样机的搭建到实验设备的优化，从切削机理的理论模型研究到实验的研究，国外学者做了大量的研究工作。1982 年，美国首先应用高能 CO2连续激光和 Nd：YAG.脉冲激光加工航天用合金材料，如 Ti-6Al-4V.和.Inconel718，结果表明激光辅助加工技术显著提高了材料的去除速率，同时降低了刀具的磨损率。2005 年，美国佐治亚理工学院的 Singh 等人首次将激光辅助加热的方法应用于微尺度切削加工材料领域[21,22]。2007 年该研究小组设计并搭建了激光辅助微加工实验平台，如图 1-2 所示，在此研究基础上利用功率为 35W.的激光器对 H-13模具钢进行了沟槽切削试验，试验表明该方法可以有效减小切削阻力，轴向推力降低了.17%左右[23]。
图 1-3 Kumar 等人搭建的第二代激光辅助微铣削实验平台[24]mar Etc. build a second-generation laser-assisted micromilling expplatform[24]Jonathan.等人用功率为 25W 的.CO2激光器、高速电主轴一个激光辅助微铣削加工实验系统。实验对 AISI316、镍基合金 718 四种材料进行了加工，选用端铣 范围内，分别进行常规微铣削加工和激光辅助微铣削加场模型分析预测了在合适的工艺参数下去除材料所产生辅助微铣削加工后的工件边缘毛刺、表面光洁度、微观结等进行了评估[25]。Kumar 等人建立了激光辅助微铣削的铣削力模型，并通但是其后无人发表过相关的研究成果，因此，目前建立于铣削力的模型主要是参考常规微铣削中铣削力模型。关究一般都是基于 Martellotti 等人的研究成果，其最重要的面积成正比[27]。单位铣削力系数的力学模型主要的特点
【参考文献】：
期刊论文
[1]氮化硅陶瓷加热辅助铣削过程中边缘碎裂实验与仿真[J]. 吴雪峰,苑忠亮. 哈尔滨理工大学学报. 2017(05)
[2]激光加热辅助铣削高温合金GH4698试验研究[J]. 吴雪峰,赵博文,冯高诚. 工具技术. 2016(04)
[3]微流控芯片技术的研究进展与应用展望[J]. 关明,汪骅,吴文娟. 中华检验医学杂志. 2015 (02)
[4]激光加热辅助铣削钛合金TC4的有限元分析[J]. 施宇豪,刘长毅,沈孝栋. 机械制造. 2014(07)
[5]激光加热辅助切削技术及研究进展[J]. 吴雪峰,王扬. 哈尔滨理工大学学报. 2012(04)
[6]激光加热辅助切削技术[J]. 王扬,吴雪峰,张宏志. 航空制造技术. 2011(08)
[7]Al2O3颗粒增强铝基复合材料激光加热辅助切削的切削特性[J]. 王扬,杨立军,齐立涛. 中国机械工程. 2003(04)
[8]微流控芯片发展与展望[J]. 方肇伦,方群. 现代科学仪器. 2001(04)
博士论文
[1]微流控芯片上单相/多相流的操控及应用研究[D]. 白泽清.浙江大学 2015
硕士论文
[1]激光辅助微铣削中铣削力及其与刀尖圆弧半径的关系研究[D]. 冯薇薇.哈尔滨工业大学 2015
[2]激光加热辅助铣削高温合金温度控制及工艺参数优化研究[D]. 高腾飞.哈尔滨理工大学 2015
[3]微细铣削机床研制及硬脆性材料切削实验研究[D]. 张升.山东理工大学 2014
[4]基于TiO2纳米材料浸润性的微流体驱动方法研究[D]. 刘宁.北京工业大学 2012
[5]Si3N4陶瓷的激光加热辅助铣削技术研究[D]. 龚金龙.哈尔滨工业大学 2011
[6]玻璃基微流控芯片的制作及原位拉曼检测[D]. 郝苇苇.厦门大学 2007
[7]聚合物微流控芯片的激光加工技术研究[D]. 朱迅.浙江大学 2004
本文编号：3546575
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3546575.html
