微细流路模压成形用碳化钨模具飞秒激光加工工艺研究

论文摘要

目的解决微细流路芯片中微细流路制备时,传统加工工艺存在的效率低下等问题。方法采用飞秒激光加工碳化钨模具,进行工艺研究。对扫描功率、扫描速度、扫描层数等参数进行田口正交实验,研究其变化对加工表面质量及尺寸精度的影响。使用白光干涉仪测量了加工后表面的粗糙度,使用超景深三维显微系统测量了加工深度,并通过对结果的综合优化得出了最优工艺参数。结果在所选的25组工艺参数中,各参数的变化对表面粗糙度值影响不大,对材料加工深度影响最大的因素为扫描速度,影响最小的为激光功率。经过综合优化,最佳工艺参数组合为:扫描功率20 W,扫描速度200 mm/s,扫描层数25。结论随着飞秒激光功率的增大、扫描速度的减小和扫描层数的增加,加工深度都有显著增加。以最优加工参数加工而得的模具微凸起的上表面宽度为152μm,边缘整齐,通道深度为42.41μm,横压成形玻璃表面粗糙度值为0.164μm。研究结果为飞秒激光加工碳化钨微细流路提供了一定的参考。

论文目录

• 1 实验装置及模具材料
• 2 飞秒激光加工试验
•   2.1 试验前准备
•   2.2 加工参数优化试验方案及过程
•   2.3 测量方法及原理
• 3 结果与讨论
•   3.1 激光参数对表面粗糙度的影响
•   3.2 激光参数对加工深度的影响
• 4 综合优化
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 张慧洁,尹韶辉,贾红鹏,黄帅,刘璇,李建相,陈逢军

关键词: 飞秒激光加工,微细流路,模压成形,模具,超硬材料,表面质量

来源: 表面技术 2019年10期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 金属学及金属工艺

单位: 湖南大学机械与运载工程学院

基金: 国家重点研发计划项目(2017YFE0116900)~~

分类号: TG665;TG76

DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.10.011

页码: 93-99

总页数: 7

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