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纳米压印技术自从1995年美国的华裔教授周郁提出以来,已经有越来越多的研究单位和相关的研究人员对其进行不断发展。因其具有花费低,产品分辨率高,加工周期短的优点而得到越来越多的应用。为了克服其不能连续加工,以及加工效率不够高的缺点,于1998年提出了滚动压印技术。滚动压印技术继承了平面压印技术的优点,同时能够进行连续加工和批量生产,加工效率得到了很大提高,加工花费更加低廉。因此,其加工出来的微结构产品得到了极大的应用。
本文借助于有限元仿真软件ABAQUS,对滚动压印过程进行了模拟,研究加工过程参变量,例如滚子图案的大小,模型图案占空比,滚动速度以及聚合物材料性质对于压印质量的影响。同时,仿真研究了滚动速度,滚子模型半径对于压印力的影响。仿真结果表明,模型图案的占空比对于压印图形的质量具有非常大的影响,当占空比比较小时,聚合物材料的填充料比较低,也即此时压印图案质量较低。增大图案的占空比,聚合物材料的填充率会增大,也即压印图案的质量得到提高。当占空比足够大时,比如3,再增大占空比对于压印图案质量没有任何影响。同时,模型图案的大小以及滚动速度对于压印图案的质量没有任何影响。滚动速度对于压印力几乎没有影响,而滚子模型半径对于压印力的影响很大。增大滚子模型的半径,压印力就变大,反之亦然。借助有限元软件对于滚动压印的仿真研究有助于理解聚合物在压印成型过程中的材料变形行为,对于得到高质量的压印图案具有很大的帮助。
在本文的最后,对所做的工作进行了总结,并对将来的工作提出了展望。