化玻璃和无形金属的微小复制用于基于工具的制造业

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 纳米技术 纳米技术
• 制造业 工程 制造工程

背景情况:

• 亚微米结构的表面对于先进的应用程序至关重要,如光操纵和反水.
• 目前的大规模生产方法 (热印,卷对卷) 依赖于昂贵的,耗时的金属模具,这些模具是通过光刻或双光子聚合制成的.
• 这些模具的工具制造 (TBM) 在成本和生产时间方面存在重大瓶.

研究的目的:

• 开发一种新的,具有成本效益的方法,用于制造微微米结构金属模具.
• 为了实现用于聚合物复制的精密金属刀具的批量生产.
• 为了降低亚微米刀具的制造成本.

主要方法:

• 增材制造的化二氧化玻璃模板.
• 热印和造,从玻璃模板中复制无形金属.
• 在复制过程中无形金属的部分结晶,以增强硬度.
• 使用制造的金属模具用于聚合物注塑成型.

主要成果:

• 成功复制无形金属插件,其特征低至300 nm.
• 实现的表面粗度低于10nm.
• 通过部分结晶,提高金属的硬度插入高达800 HV.
• 使用新型金属模具与聚乙烯 (PS),聚乙烯 (PE) 和玻璃纳米复合材料成功证明了聚合物注塑成型.

结论:

• 已经建立了一个新的,具有成本效益的生产方法,用于微米结构工具.
• 开发的技术利用增材制造和无形金属,克服了传统模具制造的局限性.
• 这一进步支持了在聚合物复制工业中对先进功能表面的日益增长的需求.