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外文翻译--对由微注塑模型的聚合物微结构复制的实施和分析 中文版.doc

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外文翻译--对由微注塑模型的聚合物微结构复制的实施和分析 中文版.doc

外文资料名称Implementationandanalysisofpolymericmicrostructurereplicationbymicroinjectionmolding外文资料出处JOURNALOFMICROMECHANICSANDMICROENGINEERING附件1.外文资料翻译译文2.外文原文指导教师评语签名年月日1对由微注塑模型的聚合物微结构复制的实施和分析苏玉川,JatanShah,林立伟宗建海译摘要本文提出一个常规注塑模型过程的适应对聚合物微结构的许多复制与适当的模子设计和程序控制。使用与在表面被铭刻的微结构的硅片当模子插入物,我们顺利地预言了,改善,并且发生优选复制。聚合物融解流程行为在微铸造中描绘的是模仿和实验。在各种各样的过程参数之中,温度被辨认作为果断地确定射入被铸造的微结构的质量的关键系数。基于收集的实验性和模仿结果,工艺过程最佳化执行改进复制质量和建立潜在的应用的指南。由于它的高速和低成本,注塑模型过程的适应对模型将导致MEMS应用的有为的技术。关键词注塑模型聚合物微结构微结构聚合物过程参数MEMS应用一、介绍由于他们独特的物产,聚合物越来越用于各种各样的应用包括宏指令和微设备。为了扩展被归档MEMS对基于聚合物的设备,介绍聚合物微结构的制造的有效的技术在低成本和与高精度是重要的。近年来,聚合物微结构复制的一定数量的技术提议,包括LIGA过程1,2那个热的装饰3或注塑模型4复制聚合物微结构的用途。使用X射线石版印刷制造的模子插入物,LIGA过程提供可能性给制造微结构任意侧向几何和高深度为从各种各样的材料的高长宽比设备例如金属、聚合物和陶瓷由各种各样的造型过程。在不同的造型技术之中,注塑模型是最突出一个与低成本和大量生产的高精度的好处。通过使用特别注塑模型过程512和常规CD射入造型技术13,14聚合物微结构的复制的成功的结果达到了。然而,聚合物融解流程行为在微铸造洞的不充分地被了解。被相信由于大表面对容量比率,表面效应将控制流程行为在微小等级15。本文打算调查聚合物融解流程行为在微铸造洞的和确定必要的战略适应聚合物微结构的复制的传统注塑模型过程。首先,使用模仿软件CMOLD16常规注塑模型过程的直接应用在聚合物微结构的复制的被分析。过程参数的不同的组合然后被模仿调查聚合物融解流程行为,过程参数和被铸造的微结构的质量的之间关系。使用这些结果,最重大的参量可以被辨认,并且可能的处理策略可以提议和被模仿测试可行性。终于,这些战略在模子试验被运用评估他们的有效性。2图1、流动在一个稀薄的洞的聚合物融解概要2、理论模型因为多数射入被铸造的聚合物零件使三维3D配置复杂化,并且聚合物融解留变反应通常是非牛顿学说和非等温,分析填装的过程没有简单化,是极端难的。Hieber和沈介绍的广义Hele萧伯纳GHS流动模型17如图1所显示,是为在一个稀薄的洞的非等温,非牛顿学说和无弹性的流程提供被简化的治理的等式的最共同的略计。GHS的做法流动模型是(1)洞的厚度小于其他维度。(2)朝厚度的方向速度组分被忽略,并且压力是仅x和y的作用。(3)流程地区认为惯性和引力小于黏性力的充分发展的Hele萧伯纳流程。(4)流程动力学剪被控制,并且剪黏度被采取是温度和剪率受抚养者。详细的派生由Hieber和沈开发了,并且这些假定很好申请微注坯模型过程。由于这些假定和忽略压缩性在填装的阶段期间,动量等式在解析座标系统减少对17xPzVxzyPzVyz1那里Vx和Vy在x的速度组分并且y方向,分别Px,y是压力,ηγ,T是剪黏度,γ是剪率,并且T是温度。在当前假定外,给γ2/122zVyzVx2申请润滑略计,厚度平均的连续性等式发生30yVybxVxb3那里vˉx和vˉy是在z的平均的速度和b是厚度的一半。在几衍生物步以后,聚合物融解的流程的治理的等式可以减少到庆祝的雷诺兹等式0yPSyxPSx4那里S是被定义的流程导率bdzzS025速度和剪率可以获得bzdzzxVx11bzydzzVy11z,xPxyPy2/122yx6由于在模子和聚合物融解之间的温度区别和在流程里面的黏热化,填装的过程应该对待非等温案件。朝流程的方向热量传导被忽略根据假定厚度2b小于另外两个维度。能量方程在融解区域成为222zkTvTvTcyyxxxp72是黏热化期限和ρ,cp和k分别为密度、比热和导热性。简而言之,假设,速度和温度是相称的在z方向,速度在模子表面的聚合物融解是零在填装期间,并且温度模子在Tw依然是。给边界条件0yxvvbatz0zvzvyx0atzwTTbatz0zT0atz8能被看见,这个模型的等式是非线性和结合。分析解决这些等式是难的。在本文,使

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