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约束面曝光成型一次可完成零件一个层面的制作,从而大幅度提高了成型效率。同时该技术具有材料利用率高、成型精度高以及设备结构简单等特点而成为光固化成型技术的重点发展方向。该工艺存在的主要问题是成型过程中固化层自约束基底剥离时分离力过大易造成剥离失效,从而限制了大截面零件的制作、打印速度以及工艺的可靠性。本文针对分离力过大的问题,提出采用具有微观结构阵列的本征疏液特性PDMS薄膜作为约束基底来减小分离过程中的分离力,基于内聚力模型对微观结构特征影响固化层分离力的规律进行了数值模拟,并制备了具有不同微观结构特征阵列的PDMS膜,通过打印试验对理论研究结论和论文的方案进行了验证。主要工作及结论如下:(1)搭建了包括光源投影系统、机械结构系统、控制系统及分离力测量系统的试验平台,对圆形、方形、三角形等不同的固化层-基底界面接触形状下的分离力进行了试验测量,基于本文提出的估计双线性内聚本构参数的方法,确定了具有微观结构阵列PDMS膜作为约束基底时的内聚本构参数。(2)采用ABAQUS有限元分析软件,利用双线性内聚本构模型对固化层自基底的分离过程进行了数值模拟,探究了不同微观结构特征(形状、面积率、高度)对分离过程的影响。结果表明,黏附力峰值随PDMS膜厚度的增加而减小;相较于光滑离型膜,具有微观结构阵列的PDMS膜能显著减小黏附力;三种微观结构形状下,三角形微观结构具有最优的防黏附效果;微观结构阵列的面积率对黏附力的影响效果显著,黏附力随面积率的增加而增大;微观结构高度对黏附力的影响较小。(3)利用光刻+ICP刻蚀的方法制备了不同微观结构阵列特征的硅模具,通过微模铸工艺和表面处理制备了具有不同微观结构阵列特征的疏液特性PDMS膜,并对其表面疏液特性以及透光性进行了表征。利用所制备的微观结构阵列PDMS膜作为约束基底进行3D打印试验,测量了固化层自基底剥离过程中的分离力,结果表明,微观结构形状为三角形时,面积为20μm2、间距为15μm、高度为10μm时,具有最佳的降低分离力的效果。