面成型光固化的制造精度与效率是其工艺设备的重要评价指标,面成形光固化技术经过近30年的发展,其产业化应用仍面临诸多问题。其中受限于光学元器件的制约,难以实现大尺度、高精度成型是该技术主要难题。首先,本文通过分析光固化成型的机理,阐明了光固化成型的光聚合以及光能量分布,提出双紫外掩膜成型方法并分析其掩膜生成机理,对比现有光固化成型设备的累加光路、固化光源,为双紫外掩膜成型制造大尺寸零件原型提供了理论基础与实现依据。其次,为实现光固化大尺寸成型,本文结合现有紫外LED基本属性,采用非成像光学理论,根据大尺度曝光需求,确定光源中LED的数量与阵列方式,在TracePro软件中分析不同排列间距以及不同工作距离下光源辐照的效果,进行全参数实验优化选择出最优的排列间距为25mm,工作距离为5cm,最优阵列参数的光源辐照均匀性为97.8%,光能效率为74.7%。再次,为保障双紫外掩膜稳定成型,搭建基于STM32的无线监测系统。根据双紫外掩膜形成的影响因素,分析设计监测系统的总体结构,根据各个功能模块的需要选型并设计连接电路,然后编写监测系统的数据采集传输程序,同时运用LabVIEW软件建立上位机程序,监测并记录数据。对搭建的系统进行测试,系统可以稳定获取掩膜环境数据,以便后期双紫外掩膜成型设备的研制。最后,以一种薄壁壳体为具体案例,结合光固化技术在现有成型设备制作出其原型,为大尺寸面成型设备开发及复杂零件光固化原型应用奠定基础。