振动加载微压印

曲面微结构成形

一种可在平面和曲面上制造微结构的高效柔性工艺，通过小冲头的高频振动，成形力低、灵活性高。

Huang, Jihui · 徐竹田 · 刘建生 · 彭林法 · Fu, M. W.

Journal of Manufacturing Processes 2024

技术优势

曲面也能压印

小冲头随动压印，不完全依赖平面模具，因而能直接在曲面上成形微结构。

成形力低

高频振动使材料局部累积变形，所需的静态成形力大幅降低，利于薄壁或易损件的加工。

换图案无需新模具

只需更换冲头特征或调整振动参数即可改变微结构形状，无需为每种图案制造新的成形模具。

高频提高成形深度

在低于谐振频率范围内提高电流频率可显著增加结构深度成形性，有利于制造更深或更完整的微结构。

应用场景

• 微纳制造：在金属或聚合物表面直接压印微沟槽、微柱阵列等结构，取代光刻或蚀刻，降低成形力。
• 微流控芯片：在芯片基板上压印微流道网络，无需逐片光刻，快速批量制造低成本芯片。
• 柔性器件：在柔性基底上直接成形微结构，避免高温或高应力损伤，兼容大面积卷对卷制造。
• 精密仪器：在仪器零件曲面上压印精密纹理或功能结构，提升耐磨、润滑或定位性能。