长脉宽激光硅片弯曲成形温度机制研究

根据已开展的长脉冲激光弯曲硅片试验,利用Ansys仿真软件计算了硅片弯曲过程中温度场的分布形式,分析了长脉冲激光弯曲硅片的温度特点.计算结果表明,试验所用硅片在弯曲过程中存在较明显的温度振荡,同时在第一次扫描后半段出现脆性-塑性温度转变点,认为第1次扫描主要起预热硅片的作用,与试验过程中第1次扫描无明显弯曲现象相符.在随后的扫描过程中,根据上下表面温度差以及光斑直径与厚度的比例关系,说明弯曲现象的产生是温度梯度机制(TGM)和翘曲机制(BM)共同作用的结果,同时在分别对每次扫描前初始温度和扫描过程中最高温度的分析中发现,随着扫描次数的增加,温度逐渐上升,但增加量逐渐减小,最终几乎趋于不变.

微尺度激光弯曲成形数值模拟与实验研究

建立了厚度为0.1mm的不锈钢钢箔激光弯曲成形的三维热力耦合有限元模型,并采用有限元软件MSC.Marc模拟计算得到了箔材弯曲变形过程中的温度场、变形场与应力应变场。分析了应力、温度、变形三者之间的内在关系,阐述了激光弯曲成形的温度梯度机制(TGM)。建立了微尺度激光弯曲成形的实验装置,验证了有限元模型(FEM)的可靠性,模拟计算结果与实验结果吻合较好。通过实验分析了激光功率、扫描速度以及激光扫描次数等工艺参数对激光弯曲角度的影响规律,并对影响原因进行了初步分析,为进一步对微尺度激光弯曲成形机制及工艺的研究打下了基础。