發(fā)布時(shí)間：2019-09-02 18:56

【摘要】：基于雙光子吸收微制造原理和自制雙光子微制造系統(tǒng),對(duì)不同激光功率和不同曝光時(shí)間下,軸承的微加工成型性進(jìn)行了研究。在photomer 3015樹脂內(nèi)實(shí)現(xiàn)了軸承的雙光子聚合微加工,通過SEM分析了滾動(dòng)軸承的微觀形貌。結(jié)果表明,在同一激光功率下,軸承的成型與曝光時(shí)間無關(guān),但曝光時(shí)間過長(zhǎng),會(huì)影響制件的成型性;在同一曝光時(shí)間下,激光功率過小,光敏材料聚合不充分,功率過大會(huì)造成材料溫度過高而無法成型;在激光功率為0.3mW,曝光時(shí)間為6ms時(shí),所制備的軸承輪廓清晰。微小軸承總加工時(shí)間與激光功率無關(guān),與曝光時(shí)間呈線性關(guān)系。
【圖文】：

粘度為８５０００ｃＰ，，分子量４５２，彈性模量３．５ＧＰａ，泊松０．３５，延伸率６％，折射率為１．５４１，ｐｈｏｔｏｍｅｒ３０１５可見光波長(zhǎng)范圍為５００～６５０ｎｍ。實(shí)驗(yàn)所用裝置為自制雙光子光聚合微制造系統(tǒng)［１２］，圖１為ＴＰＰ微制造系統(tǒng)實(shí)物圖，圖２為微制造系統(tǒng)示意圖，系統(tǒng)由三維移動(dòng)ＰＩＰ－５４５毫微ＸＹＺ壓電平臺(tái)和光路開關(guān)組成，圖１ＴＰＰ微制造系統(tǒng)實(shí)物圖Ｆｉｇ．１ＴｈｅｒｅａｌｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅＴＰＰｍｉｃｒｏ－ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ掃描平臺(tái)是一個(gè)由ＰＺＴ驅(qū)動(dòng)的納米定位裝置，位移平臺(tái)移動(dòng)解析度可高達(dá)１ｎｍ，掃描步距為１ｎｍ，掃描線性度為０．０３％，在ＸＹＺ方向可移動(dòng)距離均為２００μｍ。系統(tǒng)采用雙頻Ｎｄ：ＹＡＧ５３２ｎｍ波長(zhǎng)的綠光激光器，激光和光學(xué)調(diào)制器規(guī)格見表１。圖２ＴＰＰ微制造系統(tǒng)示意圖Ｆｉｇ．２ＴｈｅｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅＴＰＰｍｉｃｒｏ－ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ表１激光和調(diào)制器規(guī)格Ｔａｂ．１Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｌａｓｅｒａｎｄｔｈｅｍｏｄｕｌａｔｏｒ激光器峰值功率平均功率復(fù)復(fù)率脈沖能量光調(diào)制器光輸入／輸出偏振Ｎｄ：ＹＡＧｍｉｃｒｏ－ｌａｓｅｒ２００Ｗ２６ｍＷ１３０ｋＨｚ２００ｎＪ聲音調(diào)制器線性在進(jìn)行微制造時(shí)，先準(zhǔn)備激光掃描軌跡數(shù)據(jù)，每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)是零件立體像素的位置。激光以平面方式掃描并結(jié)合光束作逐點(diǎn)加工，直到同一高度加工完畢，再縱向進(jìn)給加工下一層面。激光逐層累計(jì)加工，即利用這種“積分”式的加工形式最終得到三維微型結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜實(shí)體的

造系統(tǒng)示意圖，系統(tǒng)由三維移動(dòng)ＰＩＰ－５４５毫微ＸＹＺ壓電平臺(tái)和光路開關(guān)組成，圖１ＴＰＰ微制造系統(tǒng)實(shí)物圖Ｆｉｇ．１ＴｈｅｒｅａｌｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅＴＰＰｍｉｃｒｏ－ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ掃描平臺(tái)是一個(gè)由ＰＺＴ驅(qū)動(dòng)的納米定位裝置，位移平臺(tái)移動(dòng)解析度可高達(dá)１ｎｍ，掃描步距為１ｎｍ，掃描線性度為０．０３％，在ＸＹＺ方向可移動(dòng)距離均為２００μｍ。系統(tǒng)采用雙頻Ｎｄ：ＹＡＧ５３２ｎｍ波長(zhǎng)的綠光激光器，激光和光學(xué)調(diào)制器規(guī)格見表１。圖２ＴＰＰ微制造系統(tǒng)示意圖Ｆｉｇ．２ＴｈｅｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅＴＰＰｍｉｃｒｏ－ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ表１激光和調(diào)制器規(guī)格Ｔａｂ．１Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｌａｓｅｒａｎｄｔｈｅｍｏｄｕｌａｔｏｒ激光器峰值功率平均功率復(fù)復(fù)率脈沖能量光調(diào)制器光輸入／輸出偏振Ｎｄ：ＹＡＧｍｉｃｒｏ－ｌａｓｅｒ２００Ｗ２６ｍＷ１３０ｋＨｚ２００ｎＪ聲音調(diào)制器線性在進(jìn)行微制造時(shí)，先準(zhǔn)備激光掃描軌跡數(shù)據(jù)，每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)是零件立體像素的位置。激光以平面方式掃描并結(jié)合光束作逐點(diǎn)加工，直到同一高度加工完畢，再縱向進(jìn)給加工下一層面。激光逐層累計(jì)加工，即利用這種“積分”式的加工形式最終得到三維微型結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜實(shí)體的微制造。從設(shè)計(jì)到立體結(jié)構(gòu)加工完畢，該系統(tǒng)完全依靠ＣＡＤ／ＣＡＭ技術(shù)來實(shí)現(xiàn)：先設(shè)計(jì)三維立體結(jié)構(gòu)模型；再對(duì)其進(jìn)行層切處理，轉(zhuǎn)化為一系列層狀平面，每一層面含有立體結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)高度截面上的輪廓信息，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)信息和加工信息都包含在系統(tǒng)的ＣＡＤ／ＣＡＭ軟件之內(nèi)。接著，制造產(chǎn)品，激光焦點(diǎn)按軌跡數(shù)據(jù)點(diǎn)使樹
【作者單位】： 江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系;
【基金】：江蘇省高校優(yōu)秀中青年教師和校長(zhǎng)境外研修計(jì)劃資助項(xiàng)目(2012)
【分類號(hào)】：TH133.3

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本文編號(hào)：2531107