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传统注射成型由于受到多种因素制约,在具有高深宽比以及复杂微细结构制品的注射成型中受到诸多限制。光聚合注射成型是本团队提出的一种注射成型新方法,本方法将光聚合树脂应用于注射成型中,使注射成型中材料的固化过程高度可控,极大地改善了注射成型过程的填充效果。利用光聚合注射成型,可以实现超微细制品的可靠填充,并且获得极高的微细结构复制度,尤其适合微流控芯片、微纳导光元件、微型执行器等精密制品的大规模制造。由于光聚合注射制品的固化过程伴随着剧烈而复杂的收缩过程,这个过程会导致各类缺陷并且极大地影响制品的精度,而光聚合注射制品的收缩规律目前尚未探明。为了掌握光聚合注射成型制品尺寸精度的演化规律,掌握各类成型缺陷的产生机理以及消除方法,本文进行了以下研究工作并且获得了多项成果。1.基于实验室前期开发的聚合物PVT测试仪,设计制造了一套光聚合注射成型保压固化过程收缩演化的测量装置,并且测量过程实现了实时动态监测,利用该装置本研究对光照,温度,压力,常用材料以及颜色等影响制品收缩规律的参数进行了研究。结果表明:光照,温度以及压力等成型工艺条件会对制品精度的动态演化规律产生影响,在高光照强度,高温以及高压力条件下,制品获得了较高的总收缩量以及最大收缩速率,在高光照强度下制品获得了较小的后期收缩速率。材料配方、制品颜色等材料特性也会对光聚合注射成型制品精度的动态演化规律产生影响,高官能度,高透光率的制品具有更大的总收缩量以及最大收缩速率,研究还发现非活性的颜料会对制品的固化过程产生消极影响。在此基础上分析制定了了光聚合注射成型工艺设置方法。2.为了满足超精密光聚合注射成型的需要,本人设计制造了一台微型光聚合注射成型机,并且设计了微型注射成型机的电气控制系统,编写了相关控制程序。实验结果显示本仪器关键工艺参数精密可控,自动化程度高,还具有操作简单,低耗节能等突出优点。利用本套注射成型机,本人进行了大量注射成型研究,针对光聚合注射成型中的4种典型缺陷--注射气泡、伴生气泡、固化不完全以及收缩气泡,结合收缩测量技术以及可视化技术探明了这4种缺陷的产生原因。通过改进工艺参数消除了这几类缺陷,获得了质量稳定的光聚合注射成型制品。本研究首次真正意义上实现了光聚合注射成型新方法,并且解决了影响制品尺寸精度的关键问题-材料的收缩问题。本研究对于光聚合注射成型这一成型新方法的应用与普及具有重要作用,将在微纳制品的注射成型领域发挥巨大的作用。