随着MEMS技术的发展,具有微结构的塑料制件在生物医学、检测技术、环境工程等行业获得了更大的应用需求。通过微注塑成型工艺获得大批量的微结构塑件具有性能稳定、成本低、周期短等优点。当微结构带有矩形横截面特征且深宽比较大时,会导致微结构复制精度不高、直角根部开口圆角过大等问题。在微传统注塑成型工艺加入超声技术,通过超声振动提高聚合物熔体在型腔中的流动性能从而改善微结构复制精度。本文以塑件微结构为对象,研究超声振动是否对其成型质量有所改善。首先总结了国内外微注塑成型的研究成果,重点是聚合物熔体在型腔中对微结构充填时的流动行为。与常规注塑不同,壁面滑移、粘性耗散等效应在微尺度下会极大影响聚合物熔体流动,最终影响塑件微结构的复制精度。探讨了超声波以及超声波在微注塑中的应用,分析超声波的高频振动作用对聚合物熔体的影响,促进聚合物分子重新取向,降低聚合物的熔体粘度,提高聚合物熔体的充模流动和复制精度。对微注塑过程中施加超声波进行研究,分析不同施加部位以及不同超声参数设置下微结构注塑成型质量的变化。其次,使用Moldflow模流分析软件模拟了聚合物熔体在型腔中的填充过程,并对超声振子在注塑过程中的受力情况通过Ansys仿真软件进行受力分析。将微结构镍板固定于定模镶块进行了单因素实验,以注射速度、注射压力、熔体温度、超声功率和超声作用时间为参数进行注塑成型实验,分别研究了模具微结构在静止和施加超声振动状态下,探究不同注塑参数和超声参数下微结构成型质量的变化趋势,研究不同参数设置与塑件不同方向、不同分布微结构复制度之间的关系,以期得到最佳的注塑成型参数组合。最后,通过电火花加工在超声振子变幅杆端面加工出微沟槽凸起,使得微结构与超声振子结为一体,随超声以及振动,并进行超声辅助微注塑成型实验,通过不同的超声功率和超声作用时间,分析了超声作用下微结构在平行和垂直于充模流动方向时聚合物熔体的填充效果,并记录了微沟槽开口宽度的变化趋势,研究了微结构与超声振子一体时不同超声参数对微结构成型质量的影响。