双层微齿轮模具型腔镶块电铸层均匀性的ANSYS模拟与优化

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微制造技术是MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)的核心与基础。UV-LIGA是较为常用的微制造技术,其中最关键的微电铸技术直接决定着产品的最终质量。因此,关于微电铸技术的相关理论及工艺的研究对UV-LIGA技术的发展和产品质量的提高有着重要的意义。本文以双层微齿轮模具型腔镶块作为研究对象,对其在微电铸过程中电铸层的均匀性展开研究,重点对微电铸过程中电场强度分布情况进行有限元模拟,并就有关微电铸在多重质量目标的工艺参数,提出了一套综合优化方案。(1)根据双层微齿轮模具型腔镶块微电铸过程中电场理论模型,定义评判铸层质量均匀性的指标Error(a)和Error(b),并应用ANSYS有限元模拟,证明绝缘挡板的施加能够使铸层质量得到明显提高。(2)设计正交试验方案,选用绝缘挡板相关参数距离H、内径d、外径D、厚度t作为实验因素,以Error(a)、Error(b)作为评价产品铸层质量的实验目标,并对正交试验方案中的各组参数进行模拟,得出各实验因素对实验指标的影响程度以及最优的工艺参数组合。(3)应用灰关联分析法计算得出产品的电铸层综合质量最优时的绝缘挡板参数,并通过优化降低误差。结果表明:通过采用施加绝缘挡板的方法,可以有效提高双层微齿轮模具型腔镶块微电铸过程中电铸层的均匀性。
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