模内微组装成型技术是有望成为规模化高效低成本产业化聚合物微小机械系统制造的有力技术。高分子聚合物材料因质量轻、耐腐蚀、绝缘性好、成形效率高等优点,已成为模内微组装成型新工艺的首选材料。聚合物加工过程涉及的高分子材料不仅具有黏性,表现出流体的特性,同时还具有弹性,表现出弹性固体的特质,即所谓的黏弹性。模内微组装成型过程中,预成型微型固体件会在后续成型高温黏弹性熔体的充填流动过程中产生热-流-固(Thermal-Fluid-Solid)耦合变形,影响装配质量和加工精度。经文献检索发现,至今尚未见微型固体件在黏弹性高温熔体充填流动环境下的变形行为的相关研究报道。为此本文以科学准确描述微小固体结构与黏弹性熔体之间的黏性摩擦约束作用边界条件和弹性支撑约束作用边界条件的理论方法为前提,真实揭示模内微组装成型过程的多场耦合作用机理,实现聚合物微小机械系统模内微组装成型加工从目前偶然中求一成功的“摸索制造”到以科学求质量、以技术保成功的“全流程综合控制的工业化科学制造”的飞跃转变,并对模内微组装成型新工艺进行了较为深入的数值模拟分析及实验研究,得到如下研究成果:本文首次建立了模内微组装成型过程黏弹性熔体充填流动与预成型微型固体零件的黏弹性热流固多场耦合的理论模型,该理论模型的偏应力张量的弹性正应力和黏性剪应力能真实反映黏弹性熔体对预成型固体微型零件微装配界面的弹性支撑边界约束作用和黏性摩擦拖曳剪切边界约束作用,该理论方法不仅能准确预测二次成型黏弹性熔体充填流动诱发的预成型微型轴的热流固耦合变形,而且能准确预测预成型微型轴近表面局部融化诱发的微装配界面失效;通过研究建立的微型机械系统模内微组装成型加工制造过程模拟的数字化虚拟研究平台,系统模拟研究了聚合物黏弹性熔体流变性能参数和过程工艺参数对模内微组装成型过程的热流固耦合变形及其微装配界面失效的影响规律,并揭示了其影响机理,明晰了关键调控参数;研究结果表明预成型微型轴热流固耦合变形与黏弹性支撑正应力呈负关联关系,对热流固耦合变形起到抑制作用,而与黏性摩擦拖曳剪切应力呈正关联关系,对热流固耦合变形起到促进作用;熔体注射温度增加会使预成型PMMA微型轴近表面出现跨玻璃态完全相变局部融化层(微型轴近表面温度超过393K),当跨玻璃态完全相变局部融化层厚超过其临界层厚度时,才会使预成型微型轴近表面跨玻璃态完全相变局部融化层区域内熔体丧失抗变形能力,导致预成型微型轴微装配界面的流固耦合压力和弹性支撑正应力会诱发微装配面出现压垮失效,而预成型微型轴微装配界面的黏性摩擦拖曳剪切应力会诱发预成型微型轴近表面局部融化熔体形成飞边失效,使预成型微型轴微装配界面丧失原有的光滑平面和曲面,导致微装配界面失效。