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随着聚合物微器件应用的不断发展,聚合物微器件的制作工艺也得到了快速的发展。聚合物微结构的热压成形技术已广泛应用于聚合物微流控芯片、聚合物光波导器件的制作,具有很好的应用前景。针对聚合物微器件制作的需要,研制了RYJ-Ⅱ型热压成形设备的热压头部件及精密调平装置,设计了RYJ-Ⅱ型热压成形设备压力与位移控制系统的硬件,分析了两热压面之间的压力一致性问题。 研制了包括热压板、隔热板、恒温板以及油冷却系统在内的RYJ-Ⅱ型热压成形设备的热压头部件。用ANSYS有限元软件仿真了热压板的升温过程以及升温过程中温度传感器检测温度与热压面温度的差异。热压过程中,上、下热压面的不平行会导致两热压面之间压力分布不均匀,从而影响了聚合物微器件的一致性。在下热压头部件下设计了一种利用楔块之间相对转动实现调平的精密调平装置,用于调整下热压头部件的姿态,实现上、下两热压面的平行。计算出了实际调平过程中三个旋转角度的计算公式以及调平装置的极限调平角度,并做了大量的调平实验,实现了下热压面的调平。完成了RYJ-Ⅱ型热压成形设备压力与位移控制系统的硬件设计,压力控制范围0～50KN,位移控制范围0～200mm。通过改进的数字PID控制器,实现了压力和位移的精确控制。实验表明压力控制精度为±40N,位移控制示值误差为±1μm。确定了两热压面之间压力一致性的影响因素,利用ANSYS有限元软件分析了由于热压面的平面度误差及两热压面之间的平行度误差所引起的两热压面间压力的分布状态,提出利用相对压强差来定义压力一致性的好坏,计算了不同压力下热压面上的相对压强差。随着两热压头部件间压力的增大,热压面上的相对压强差减小,压力分布变均匀,压力一致性变好。