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基于准LIGA技术的微型齿轮型腔成形工艺研究及模具设计

作　者: 宫德海
导　师: 于同敏
学　校: 大连理工大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 微型模具 UV-LIGA 微电铸 模具设计 填充模拟
分类号: TG66
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 284次
引　用: 4次
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内容摘要


随着微机电系统技术的发展对微型制件需求的不断增长,以传统的微细加工方法成形微小制件难以满足微系统的应用要求,而用微型模具成形微小制件,具有生产效率高,制件质量稳定等优点,成为微成形加工领域的重要工艺发展方向。 本课题在介绍微型制件及微型模具成形特点的基础上,全面分析了各种微细加工方法的技术特点及其在微型模具制造中的应用状况,重点阐述了以LIGA和准LIGA技术为代表的光加工技术的原理及应用,并以此作为本课题试验部分的理论依据。 在试验中,通过UV—LIGA技术中的SU—8胶光刻和镍的微电铸工艺过程制作出了微型齿轮型腔镶块,镶块采用45#钢为基底,与电铸生长其上的镍层共同构成微型齿轮型腔。同时分析总结了试验过程中的各个工艺参数对试验结果造成的影响以及改进方案。 最后对本试验所用微型注塑模具进行了总体结构设计,清楚的分析了模具设计的整个过程以及与普通模具设计的不同之处,得到了模具的装配图和零件图。同时为了更好的进行微型注塑试验,采用Moldflow软件对PP材料的注塑填充过程进行了模拟,分析了注射压力、料温和模温等工艺参数在微型注塑填充过程中可能起到的影响作用。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-13
  1．1 微电子机械系统(MEMS)简介及其加工技术  8-10
    1．1．1 微电子机械系统(MEMS)  9
    1．1．2 微电子机械系统的应用及发展  9-10
    1．1．3 微电子机械系统的加工方法  10
  1．2 微型注塑模具研究的现状  10-12
    1．2．1 微型注塑模具的应用与发展  10-11
    1．2．2 微型模具的分类  11-12
    1．2．3 微型模具制造的相关技术  12
  1．3 课题的提出以及研究内容和方法  12-13
2 LIGA及准LIGA技术简介  13-28
  2．1 LIGA技术的工艺过程原理  13-14
  2．2 准LIGA技术  14-16
  2．3 国内外LIGA及准LIGA技术工艺的研究现状及应用  16-18
  2．4 SU—8胶  18-21
    2．4．1 SU—8胶简介  19
    2．4．2 SU—8胶的光刻机理  19-21
    2．4．3 SU—8胶的研究现状  21
  2．5 微电铸技术  21-28
    2．5．1 微电铸工艺简介  21-22
    2．5．2 电化学原理  22-26
    2．5．3 电铸镍工艺  26-28
3 应用UV—LIGA工艺制作微型齿轮型腔的工艺过程及分析  28-51
  3．1 试验目的及工艺过程设计  28
  3．2 掩膜的制作  28-30
  3．3 基底的选择与制作  30
  3．4 UV—LIGA光刻试验  30-36
  3．5 微电铸  36-50
    3．5．1 微电铸装置  36-38
    3．5．2 电铸液成分  38-40
    3．5．3 电铸镍的试验结果  40-44
    3．5．4 影响电铸过程的因素分析  44-50
  3．6 电铸后结构的后处理  50-51
4 微型齿轮注塑模具结构设计与型腔填充模拟  51-67
  4．1 注射模具的总体结构设计  51-56
    4．1．1 注射模结构设计  51-53
    4．1．2 浇注系统设计  53-54
    4．1．3 成型件设计  54-55
    4．1．4 温度调节系统设计  55
    4．1．5 排气系统的设计  55-56
  4．2 微型模具型腔的填充模拟  56-67
    4．2．1 普通注塑参数下的注塑模拟  57-59
    4．2．2 注射压力变化对填充效果的影响  59-60
    4．2．3 料温变化对填充效果的影响  60-62
    4．2．4 模温变化对填充效果的影响  62-63
    4．2．5 流道尺寸变化对填充效果的影响  63-65
    4．2．6 浇口长度尺寸变化对填充效果的影响  65-67
5 结论及展望  67-70
  5．1 本课题的工作总结  67-68
  5．2 今后工作的展望  68-70
参考文献  70-72
附录A 45#钢基底设计图纸  72
附录B 第一次电铸铸层轮廓仪测量结果  72-74
附录C 45#钢基底夹具设计图纸  74-75
附录D 第二次电铸铸层轮廓仪测量结果  75-77
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  77-78
致谢  78-79
大连理工大学学位论文版权使用授权书  79

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属切削加工及机床 > 特种加工机床及其加工
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