激光沖擊精密成形技術(shù)及應(yīng)用研究

楊海峰，熊 飛，賈 樂，王 巖，張寶才，劉 昊，郝敬賓

（中國礦業(yè)大學(xué) 機電工程學(xué)院，徐州，221116）

［摘要］激光沖擊成形是一種利用塑性變形的方法成形微型制件的制造技術(shù)。聚合物熱壓印是在適當(dāng)?shù)臏囟群蛪毫l件下，精準(zhǔn)的將模具表面的微結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移到聚合物基底上，熱壓印被認(rèn)為是最可靠的高精度微納結(jié)構(gòu)制造方法。結(jié)合激光沖擊成形和聚合物熱壓印技術(shù)，提出了用于制造高質(zhì)量熱壓印模具的激光沖擊精密成形技術(shù)。激光沖擊精密成形是一種可以實現(xiàn)復(fù)雜微納米結(jié)構(gòu)高精度、大面積制備的金屬塑性成形技術(shù)。通過研究激光沖擊精密成形的微觀動力學(xué)過程和成形機理，將其分為三個變形階段：彈性變形階段、塑性拉伸階段和塑性壓縮階段；通過分析激光沖擊參數(shù)對微觀變形動態(tài)過程各階段的影響規(guī)律，實現(xiàn)了不同尺度、不同形狀高精度熱壓印模具的激光沖擊精密成形。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)熱壓印模具的具體使用工況，對熱壓印模具進(jìn)行了高溫恢復(fù)實驗，驗證了熱壓印模具形狀尺寸和力學(xué)性能的高溫穩(wěn)定性。最后，將熱壓印模具應(yīng)用到熱壓印工藝中，在PET塑料表面獲得了形狀規(guī)則、尺寸吻合的微納米結(jié)構(gòu)，同時熱壓印模具保持了結(jié)構(gòu)形狀的完整性。