大面积微结构辊对板热压印装置研发及工艺优化

目的研发一种模块化辊筒对平板类型的微结构热压加工装置,研究不同模具结构下的辊压工艺参数对光学聚合物微结构成形的影响,研究大尺寸的PMMA样品的翘曲规律。方法使用一种基于线接触的扫描连续辊压工艺,分别使用线槽模具、不锈钢网孔模具进行辊压实验,根据实验结果确定最佳工艺参数范围。结果在辊筒温度为150~180℃、平板温度为25℃、辊压压力为200~500 N和辊压速度为1 mm/s的工艺条件下,甲基丙烯酸甲酯平板(PMMA)微槽阵列的线槽宽复制度最高可达90%,微圆柱结构在40 mm×40 mm PMMA衬底的覆盖率高达95%。结论优化辊压工艺参数后,可以实现聚合物的大面积槽阵列和圆孔微透镜的稳定连续辊压成形。针对大面积光学聚合物翘曲的问题,进行了双面热辊压实验,发现二次成形后微透镜样品的最大高度偏差小于0.16 mm,翘曲现象得到了有效抑制。