微注塑成型技术的注塑产品的应用和潜在市场在逐年扩大,特别是在生物医学、微型光学和微型传感器等领域的需求大幅增加。对微注塑小型零件的复杂程度、加工精度和加工效率等方面的要求也在逐渐提高。但是目前还没有形成较完善的聚合物微注塑成型理论体系,这就使得微注塑的实际加工缺乏理论指导,对于复杂的、高深宽比的微注塑件仍不能达到精度要求。本文在现有微注塑成型技术基础上,将超声波高频振动作用引入微注塑成型过程中,利用数值模拟和成型工艺,分析超声波对聚合物流动性能和微注塑件的成型质量影响,对合理设置成型工艺参数和提高微注塑件的成型质量具有重要的理论意义和实用价值。本文通过将超声波引入到微注塑成型的加工过程中,以粘性流体力学、传热学、聚合物流变学和微注塑件成型加工理论为基础,采用理论研究、数值分析、聚合物流动性能测试和微阵列微注塑件成型实验相结合的方法,围绕超声作用对微小流道中聚合物的熔体的流动特性和微尺度下熔体的流变特性等问题,开展了超声波作用下微注塑的理论和成型工艺等方面的研究。基于自主开发的聚合物超声波辅助挤出测试系统,对超声波作用下聚合物流动性能进行测试和分析,比较了施加超声波作用前后聚合物熔体的口模压降和流道中聚合物熔体粘度变化。结果显示,加入超声振动后,聚合物熔体零口模压力降显著降低;超声波作用下聚合物粘度有明显减低,并且随着流道长度的增加,超声波对聚合物粘度的作用逐渐减弱。以微针阵列结构为典型件,设计并进行了超声波辅助微针阵列注塑工艺试验,验证了超声波作用对微注塑成型过程中聚合物熔体的作用效果;基于正交试验法,完成了超声辅助微注塑成型工艺试验,通过试验结果的方差分析和变量分析,获得了超声辅助微注塑的成型工艺参数对成型效果的主次影响顺序,并进行了微针阵列微注塑成型工艺参数的最优方法研究,同时在此基础上,分析了超声波、模具温度、熔体温度、注塑速度和保压压力对不同微观尺寸下微注塑件成型质量的影响,为微针阵列结构元器件实际注塑成型提供了理论依据和参考。