激光沖擊精密成形技術及應用研究

楊海峰，熊 飛，賈 樂，王 巖，張寶才，劉 昊，郝敬賓

（中國礦業大學 機電工程學院，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。聚合物熱壓印是在適當的溫度和壓力條件下，精準的將模具表面的微結構轉移到聚合物基底上，熱壓印被認為是最可靠的高精度微納結構制造方法。結合激光沖擊成形和聚合物熱壓印技術，提出了用于制造高質量熱壓印模具的激光沖擊精密成形技術。激光沖擊精密成形是一種可以實現復雜微納米結構高精度、大面積制備的金屬塑性成形技術。通過研究激光沖擊精密成形的微觀動力學過程和成形機理，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對微觀變形動態過程各階段的影響規律，實現了不同尺度、不同形狀高精度熱壓印模具的激光沖擊精密成形。在此基礎上，根據熱壓印模具的具體使用工況，對熱壓印模具進行了高溫恢復實驗，驗證了熱壓印模具形狀尺寸和力學性能的高溫穩定性。最后，將熱壓印模具應用到熱壓印工藝中，在PET塑料表面獲得了形狀規則、尺寸吻合的微納米結構，同時熱壓印模具保持了結構形狀的完整性。