基于IME的声学子的多目标优化,以减轻节点位移
Hanjui Chang1,2, Yue Sun1,2, Fei Long1,2
1Department of Mechanical Engineering, College of Engineering, Shantou University, Shantou 515063, China.
Polymers
|August 14, 2025
概括
这项研究引入了注射成型与嵌入式电子 (IME) 以创建精确的压电微超声波传感器用于声学子. 这种方法显著减少了声节位移,并改善了波传输以提高稳定性.
科学领域:
- 微/纳米操纵的操作方法
- 生物医学工程 生物医学工程
- 微流体学 微流体学
- 精密制造 精密制造 精密制造 精密制造
背景情况:
- 由于微型制造过程中的多物理合,压电式声学子面临性能限制.
- 注塑成型中的热机械合会导致声节位移,损害波传输和稳定性.
研究的目的:
- 开发一种新的制造方法,用于 piezoelectric 微超声波传感器使用注射成型与嵌入式电子 (IME).
- 为了优化IME过程参数,尽量减少声节位移,体积收缩和残余应力.
- 为了提高声学子的性能和稳定性.
主要方法:
- 使用注塑成型与嵌入式电子 (IME) 技术用于传感器制造.
- 开发了一个混合多目标优化框架,集成NSGA-II和MOPSO.
- 采用有限元素建模 (FEM) 和现场杆延长测量用于分析和验证.
- 分析了关键的工艺变量:包装压力 (80-120 MPa),化温度 (230-280 °C) 和包装时间 (15-30 秒).
主要成果:
- 在传感器制造中达到微米级精度.
- 在声节位移幅度中显示了27.3%的减少.
- 与传统方法相比,波传输均性得到了19.6%的改善.
结论:
- 拟议的IME方法提高了声学的操作稳定性.
- 这种方法为MEMS制造中的多物理优化提供了一个可概括的框架.
- 为单细胞操纵,芯片上的实验室系统和纳米材料组装中的先进应用奠定了基础.
