双光子吸收光聚合微制造研究
发布时间：2019-09-02 18:56
【摘要】：基于双光子吸收微制造原理和自制双光子微制造系统,对不同激光功率和不同曝光时间下,轴承的微加工成型性进行了研究。在photomer 3015树脂内实现了轴承的双光子聚合微加工,通过SEM分析了滚动轴承的微观形貌。结果表明,在同一激光功率下,轴承的成型与曝光时间无关,但曝光时间过长,会影响制件的成型性;在同一曝光时间下,激光功率过小,光敏材料聚合不充分,功率过大会造成材料温度过高而无法成型;在激光功率为0.3mW,曝光时间为6ms时,所制备的轴承轮廓清晰。微小轴承总加工时间与激光功率无关,与曝光时间呈线性关系。
【图文】：
粘度为８５０００ｃＰ，，分子量４５２，弹性模量３．５ＧＰａ，泊松０．３５，延伸率６％，折射率为１．５４１，ｐｈｏｔｏｍｅｒ３０１５可见光波长范围为５００～６５０ｎｍ。实验所用装置为自制双光子光聚合微制造系统［１２］，图１为ＴＰＰ微制造系统实物图，图２为微制造系统示意图，系统由三维移动ＰＩＰ－５４５毫微ＸＹＺ压电平台和光路开关组成，图１ＴＰＰ微制造系统实物图Ｆｉｇ．１ＴｈｅｒｅａｌｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅＴＰＰｍｉｃｒｏ－ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ扫描平台是一个由ＰＺＴ驱动的纳米定位装置，位移平台移动解析度可高达１ｎｍ，扫描步距为１ｎｍ，扫描线性度为０．０３％，在ＸＹＺ方向可移动距离均为２００μｍ。系统采用双频Ｎｄ：ＹＡＧ５３２ｎｍ波长的绿光激光器，激光和光学调制器规格见表１。图２ＴＰＰ微制造系统示意图Ｆｉｇ．２ＴｈｅｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅＴＰＰｍｉｃｒｏ－ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ表１激光和调制器规格Ｔａｂ．１Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｌａｓｅｒａｎｄｔｈｅｍｏｄｕｌａｔｏｒ激光器峰值功率平均功率复复率脉冲能量光调制器光输入／输出偏振Ｎｄ：ＹＡＧｍｉｃｒｏ－ｌａｓｅｒ２００Ｗ２６ｍＷ１３０ｋＨｚ２００ｎＪ声音调制器线性在进行微制造时，先准备激光扫描轨迹数据，每个数据点是零件立体像素的位置。激光以平面方式扫描并结合光束作逐点加工，直到同一高度加工完毕，再纵向进给加工下一层面。激光逐层累计加工，即利用这种“积分”式的加工形式最终得到三维微型结构，实现复杂实体的
造系统示意图，系统由三维移动ＰＩＰ－５４５毫微ＸＹＺ压电平台和光路开关组成，图１ＴＰＰ微制造系统实物图Ｆｉｇ．１ＴｈｅｒｅａｌｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅＴＰＰｍｉｃｒｏ－ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ扫描平台是一个由ＰＺＴ驱动的纳米定位装置，位移平台移动解析度可高达１ｎｍ，扫描步距为１ｎｍ，扫描线性度为０．０３％，在ＸＹＺ方向可移动距离均为２００μｍ。系统采用双频Ｎｄ：ＹＡＧ５３２ｎｍ波长的绿光激光器，激光和光学调制器规格见表１。图２ＴＰＰ微制造系统示意图Ｆｉｇ．２ＴｈｅｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅＴＰＰｍｉｃｒｏ－ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ表１激光和调制器规格Ｔａｂ．１Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｌａｓｅｒａｎｄｔｈｅｍｏｄｕｌａｔｏｒ激光器峰值功率平均功率复复率脉冲能量光调制器光输入／输出偏振Ｎｄ：ＹＡＧｍｉｃｒｏ－ｌａｓｅｒ２００Ｗ２６ｍＷ１３０ｋＨｚ２００ｎＪ声音调制器线性在进行微制造时，先准备激光扫描轨迹数据，每个数据点是零件立体像素的位置。激光以平面方式扫描并结合光束作逐点加工，直到同一高度加工完毕，再纵向进给加工下一层面。激光逐层累计加工，即利用这种“积分”式的加工形式最终得到三维微型结构，实现复杂实体的微制造。从设计到立体结构加工完毕，该系统完全依靠ＣＡＤ／ＣＡＭ技术来实现：先设计三维立体结构模型；再对其进行层切处理，转化为一系列层状平面，每一层面含有立体结构对应高度截面上的轮廓信息，结构设计信息和加工信息都包含在系统的ＣＡＤ／ＣＡＭ软件之内。接着，制造产品，激光焦点按轨迹数据点使树
【作者单位】： 江阴职业技术学院机电工程系;
【基金】：江苏省高校优秀中青年教师和校长境外研修计划资助项目(2012)
【分类号】：TH133.3
本文编号：2531107
【图文】：
粘度为８５０００ｃＰ，，分子量４５２，弹性模量３．５ＧＰａ，泊松０．３５，延伸率６％，折射率为１．５４１，ｐｈｏｔｏｍｅｒ３０１５可见光波长范围为５００～６５０ｎｍ。实验所用装置为自制双光子光聚合微制造系统［１２］，图１为ＴＰＰ微制造系统实物图，图２为微制造系统示意图，系统由三维移动ＰＩＰ－５４５毫微ＸＹＺ压电平台和光路开关组成，图１ＴＰＰ微制造系统实物图Ｆｉｇ．１ＴｈｅｒｅａｌｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅＴＰＰｍｉｃｒｏ－ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ扫描平台是一个由ＰＺＴ驱动的纳米定位装置，位移平台移动解析度可高达１ｎｍ，扫描步距为１ｎｍ，扫描线性度为０．０３％，在ＸＹＺ方向可移动距离均为２００μｍ。系统采用双频Ｎｄ：ＹＡＧ５３２ｎｍ波长的绿光激光器，激光和光学调制器规格见表１。图２ＴＰＰ微制造系统示意图Ｆｉｇ．２ＴｈｅｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅＴＰＰｍｉｃｒｏ－ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ表１激光和调制器规格Ｔａｂ．１Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｌａｓｅｒａｎｄｔｈｅｍｏｄｕｌａｔｏｒ激光器峰值功率平均功率复复率脉冲能量光调制器光输入／输出偏振Ｎｄ：ＹＡＧｍｉｃｒｏ－ｌａｓｅｒ２００Ｗ２６ｍＷ１３０ｋＨｚ２００ｎＪ声音调制器线性在进行微制造时，先准备激光扫描轨迹数据，每个数据点是零件立体像素的位置。激光以平面方式扫描并结合光束作逐点加工，直到同一高度加工完毕，再纵向进给加工下一层面。激光逐层累计加工，即利用这种“积分”式的加工形式最终得到三维微型结构，实现复杂实体的
造系统示意图，系统由三维移动ＰＩＰ－５４５毫微ＸＹＺ压电平台和光路开关组成，图１ＴＰＰ微制造系统实物图Ｆｉｇ．１ＴｈｅｒｅａｌｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅＴＰＰｍｉｃｒｏ－ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ扫描平台是一个由ＰＺＴ驱动的纳米定位装置，位移平台移动解析度可高达１ｎｍ，扫描步距为１ｎｍ，扫描线性度为０．０３％，在ＸＹＺ方向可移动距离均为２００μｍ。系统采用双频Ｎｄ：ＹＡＧ５３２ｎｍ波长的绿光激光器，激光和光学调制器规格见表１。图２ＴＰＰ微制造系统示意图Ｆｉｇ．２ＴｈｅｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅＴＰＰｍｉｃｒｏ－ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ表１激光和调制器规格Ｔａｂ．１Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｌａｓｅｒａｎｄｔｈｅｍｏｄｕｌａｔｏｒ激光器峰值功率平均功率复复率脉冲能量光调制器光输入／输出偏振Ｎｄ：ＹＡＧｍｉｃｒｏ－ｌａｓｅｒ２００Ｗ２６ｍＷ１３０ｋＨｚ２００ｎＪ声音调制器线性在进行微制造时，先准备激光扫描轨迹数据，每个数据点是零件立体像素的位置。激光以平面方式扫描并结合光束作逐点加工，直到同一高度加工完毕，再纵向进给加工下一层面。激光逐层累计加工，即利用这种“积分”式的加工形式最终得到三维微型结构，实现复杂实体的微制造。从设计到立体结构加工完毕，该系统完全依靠ＣＡＤ／ＣＡＭ技术来实现：先设计三维立体结构模型；再对其进行层切处理，转化为一系列层状平面，每一层面含有立体结构对应高度截面上的轮廓信息，结构设计信息和加工信息都包含在系统的ＣＡＤ／ＣＡＭ软件之内。接着，制造产品，激光焦点按轨迹数据点使树
【作者单位】： 江阴职业技术学院机电工程系;
【基金】：江苏省高校优秀中青年教师和校长境外研修计划资助项目(2012)
【分类号】：TH133.3
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