检索结果-内蒙古大学图书馆

红外与激光工程 2025年第3期54卷 258-269页

作者：杨高陈裕杰周陈标任清瑞龚峰张志辉深圳大学机电与控制工程学院广东深圳518060 深圳大学广东省微纳光机电工程技术重点实验室广东深圳518060 香港理工大学超精密加工技术国家重点实验室中国香港999077

热压印技术是实现玻璃微透镜阵列高质量高效率制造的有效途径。为应对大批量热压印成形的玻璃微透镜阵列的质量检测需求,设计和搭建了一套基于机器视觉的宏微特征尺寸高效测量系统。在宏观测量模块中,基于改进的Zernike矩亚像素边缘检... 详细信息

热压印技术是实现玻璃微透镜阵列高质量高效率制造的有效途径。为应对大批量热压印成形的玻璃微透镜阵列的质量检测需求,设计和搭建了一套基于机器视觉的宏微特征尺寸高效测量系统。在宏观测量模块中,基于改进的Zernike矩亚像素边缘检测算法计算玻璃元件的直径。在微观测量模块中,基于自动搜索最佳模板匹配的图像拼接算法得到较大区域的图像后,计算微透镜单元的直径、圆心坐标和圆度。将玻璃元件和模具对应位置的微透镜阵列图像进行配准,计算微透镜阵列形状的复制偏差。实验结果表明:热压印后的光学元件直径增加15.6μm,测量直径的平均误差为3.7μm。对于选取的850μm×150μm区域,建立微透镜阵列的复制偏差图,发现玻璃光学元件表面对角线的两微透镜中心距比模具表面两微透镜中心距增加1.423μm。该测量系统亦适用于其他复制技术所制造的微透镜阵列的复制偏差分析。

关键词：微纳制造微透镜阵列尺寸检测机器视觉亚像素

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基于超精密复眼加工的光场成像研究

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机械工程学报 2016年第17期52卷 50-57页

作者：陈增源李莉华李荣彬袁伟刘亚辉香港理工大学超精密加工技术国家重点实验室伙伴实验室香港999077

复眼透镜是光场成像系统中的关键光学元件。提出一种针对复眼透镜的新型设计加工方法:该设计方法可根据不同的相机参数,优化复眼透镜的设计参数,提高成像质量;该加工方法主要包含超精密车削加工和模压注塑两道工艺,并对车削加工工艺进... 详细信息

复眼透镜是光场成像系统中的关键光学元件。提出一种针对复眼透镜的新型设计加工方法:该设计方法可根据不同的相机参数,优化复眼透镜的设计参数,提高成像质量;该加工方法主要包含超精密车削加工和模压注塑两道工艺,并对车削加工工艺进行了改良。在光场相机的基础上,对光场成像中合成孔径以及数字重聚焦等关键问题进行了深入探讨。试验结果表明,设计加工的复眼透镜阵列具有较高的精度和较好的一致性,可有效实现光场成像的核心功能。

关键词：复眼透镜超精密加工光场成像

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微结构自由曲面的超精密单点金刚石切削技术概述

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机械工程学报 2013年第19期49卷 144-155页

作者：李荣彬孔令豹张志辉杜雪陈新刘强香港理工大学超精密加工技术国家重点实验室伙伴实验室中国香港00852 广东工业大学广东省微纳加工技术与装备重点实验室广州510006

回顾了超精密加工技术的发展,主要包括超精密加工设备的开发历程,以及超精密单点金刚石切削技术基础,并对微工程技术作一简要介绍;重点论述微结构自由曲面的微纳切削技术,包括单点金刚石车削(Single point diamond turning,SPDT),快刀... 详细信息

回顾了超精密加工技术的发展,主要包括超精密加工设备的开发历程,以及超精密单点金刚石切削技术基础,并对微工程技术作一简要介绍;重点论述微结构自由曲面的微纳切削技术,包括单点金刚石车削(Single point diamond turning,SPDT),快刀伺服加工(Fast tool servo,FTS),金刚石微凿切(Diamond micro chiseling,DMC),光栅铣削等技术。指出微结构自由曲面测量领域面临的挑战和存在的问题,包括接触式测量和非接触式测量。通过几个典型微结构自由曲面的加工及测量的应用进行举例说明;最后介绍我国在超精密加工机床领域内的研制情况,展望了超精密切削技术未来发展趋势。

关键词：微结构自由曲面超精密加工精密测量切削机理机床设备

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光学微透镜阵列成像质量预测和测量

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光学学报 2023年第4期43卷 64-74页

作者：卫劲锋王海龙杜雪王素娟广东工业大学省部共建精密电子制造技术与装备国家重点实验室广东广州510006 香港理工大学超精密加工技术国家重点实验室中国香港999077

为了研究微透镜阵列成像质量的影响因素,针对慢刀伺服加工和紫外(UV)光固化工艺制备的微透镜阵列,引入微透镜阵列镜片的误差,建立基于Zemax光学软件的光学微透镜阵列成像仿真模型,分析透镜单元的高度、曲率半径、入瞳直径等误差对微透... 详细信息

为了研究微透镜阵列成像质量的影响因素,针对慢刀伺服加工和紫外(UV)光固化工艺制备的微透镜阵列,引入微透镜阵列镜片的误差,建立基于Zemax光学软件的光学微透镜阵列成像仿真模型,分析透镜单元的高度、曲率半径、入瞳直径等误差对微透镜阵列成像质量的影响。搭建光学测试平台对评价微透镜阵列成像性能的光学参数进行检测,包括各透镜单元的焦斑大小、位置误差及其焦距值,并利用点扩散函数(PSF)曲线的半峰全宽值对光场成像结果进行成像质量评价,测量得到微透镜阵列的焦距标准误差为0.12 mm。将测量结果与仿真结果相比,可得PSF曲线的半峰全宽值误差在12%左右,证明了仿真模型的准确性。利用仿真和实验的方法建立了微透镜阵列镜片误差与其光学成像质量之间的关系,这可为基于功能实现的光学微透镜阵列的超精密加工工艺提供理论基础和指导。

关键词：成像系统微透镜阵列 Zemax 成像质量光学性能

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红外光学微结构表面的高效自适应飞刀切削

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光学精密工程 2022年第15期30卷 1845-1856页

作者：李佩铮杜雪孙占文王素娟徐诗俊广东工业大学精密电子制造技术与装备国家重点实验室广东广州510006 香港理工大学工业与系统工程学系超精密加工技术国家重点实验室中国香港999077

为了实现红外光学微结构表面的高效、高精度、低损伤加工,提出了一种超精密自适应飞刀切削方法,并进行了实验验证。根据飞刀切削的运动学特性,建立了飞刀切削塑性加工模型。以最大切屑厚度始终小于脆塑转变临界为原则,根据微结构表面的... 详细信息

为了实现红外光学微结构表面的高效、高精度、低损伤加工,提出了一种超精密自适应飞刀切削方法,并进行了实验验证。根据飞刀切削的运动学特性,建立了飞刀切削塑性加工模型。以最大切屑厚度始终小于脆塑转变临界为原则,根据微结构表面的局部形貌特征,采用迭代算法规划出具有动态变化进给速度的刀具轨迹。最后,将所提出方法与传统飞刀切削方法进行对比实验,验证了所提出自适应飞刀切削方法的有效性。通过实验成功在单晶硅材料上加工了无脆性断裂的微沟槽,表面粗糙度达到18 nm。与传统飞刀切削方法相比,超精密自适应飞刀切削方法在不降低进给速度的前提下,避免了脆性断裂,加工效率是传统方法的2.5倍。

关键词：红外光学材料超精密飞刀切削微结构自适应调速加工效率

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砷化镓解理加工的划片过程仿真分析及工艺研究

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中国机械工程 2024年第12期35卷 2203-2210页

作者：张庆正姜晨高睿蒋金鑫上海理工大学机械工程学院上海200093 香港理工大学工业及系统工程系超精密加工技术国家重点实验室中国香港999077

为有效提高砷化镓(GaAs)基半导体激光芯片巴条谐振腔面解理加工质量,开展了一种新型点划方式的划片仿真分析及工艺实验。建立GaAs划片过程的有限元仿真模型,根据不同划片工艺,研究划片载荷及应力分布情况;开展解理工艺验证实验,分析解... 详细信息

为有效提高砷化镓(GaAs)基半导体激光芯片巴条谐振腔面解理加工质量,开展了一种新型点划方式的划片仿真分析及工艺实验。建立GaAs划片过程的有限元仿真模型,根据不同划片工艺,研究划片载荷及应力分布情况;开展解理工艺验证实验,分析解理面形貌特征,对划片工艺进行验证。研究结果表明,优化后的工艺方法(即由内向外点划片)可有效降低划片过程材料表面损伤程度,减少脆性断裂现象,实验结果与仿真结果具有较高的一致性。

关键词：半导体激光器谐振腔面砷化镓解理加工有限元分析

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金刚石车削表面微纳织构的气囊抛光改进

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光学学报 2015年第3期35卷 262-268页

作者：王朋杜雪回长顺天津津航技术物理研究所天津300380 香港理工大学工业及系统工程学系超精密加工技术国家重点实验室香港00852

单点金刚石车削技术被广泛应用于光学表面的超精密加工。然而,车削表面固有的周期性残留刀痕结构将增强表面散射效应,恶化元件光学性能。为了抑制散射以获得高质量光学表面,采用气囊抛光技术主动改变车削表面周期性刀痕结构。基于Taguch... 详细信息

单点金刚石车削技术被广泛应用于光学表面的超精密加工。然而,车削表面固有的周期性残留刀痕结构将增强表面散射效应,恶化元件光学性能。为了抑制散射以获得高质量光学表面,采用气囊抛光技术主动改变车削表面周期性刀痕结构。基于Taguchi正交试验,以表面粗糙度及功率谱密度的改善率为设计指标,分析获得了最优抛光参数。采用该最优参数对一精车表面进行了抛光试验,抛光后表面粗糙度Ra由3.81 nm降到1.42 nm,各空间频率功率谱密度大幅降低,同时表面的衍射条纹消失。试验结果验证了所采用的抛光及相应优化方法的有效性,具有重要的工程应用价值。

关键词：光学制造金刚石车削表面微观形貌气囊抛光参数优化

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精密数控抛光碳化硅表面去除特性研究（英文）

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红外与激光工程 2016年第2期45卷 222-229页

作者：李卓霖李荣彬长春理工大学光电工程学院吉林长春130022 香港理工大学工业及系统工程学系超精密加工技术国家重点实验室伙伴实验室香港999077

计算机数控精密机械抛光技术是制造高精度、高质量光学元件表面的主要技术之一。然而,对于碳化硅材料表面去除特性方面的研究却相对较少。在航天航空领域中,陶瓷类材料碳化硅的应用较为广泛。针对计算机数控精密机械抛光技术,根据一系... 详细信息

计算机数控精密机械抛光技术是制造高精度、高质量光学元件表面的主要技术之一。然而,对于碳化硅材料表面去除特性方面的研究却相对较少。在航天航空领域中,陶瓷类材料碳化硅的应用较为广泛。针对计算机数控精密机械抛光技术,根据一系列的抛光实验,研究并总结出碳化硅材料表面的去除机理。基于选择不同等级的四种变量参数:抛光磨头转速、抛光压力、磨头补偿量和抛光头角度,分析碳化硅材料表面的去除趋势。采用Taguchi方法可以有效优化实验设计参数、减少实验整体次数。结果表明:文中总结出对应的抛光参数组合和材料表面的去除特性,确保加工出高质量表面的碳化硅材料。

关键词：精密抛光表面质量去除特性碳化硅

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用于玻璃热压印的高温快速均匀加热模块的制造及优化

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光学精密工程 2023年第15期31卷 2203-2217页

作者：王鑫龚峰张志辉杨高深圳大学机电与控制工程学院深圳市高性能特种制造重点实验室广东深圳518060 香港理工大学工业及系统工程系超精密加工技术国家重点实验室中国香港999077

热压印技术是实现高性能玻璃微光学元件低成本绿色制造的有效途径,但是,由于加热冷却周期较长,温度均匀性不高,其制造效率和成型质量被限制。因此,有必要开发高温快速均匀加热模块,实现高效高质热压印成型。首先,基于氮化硅陶瓷加热片... 详细信息

热压印技术是实现高性能玻璃微光学元件低成本绿色制造的有效途径,但是,由于加热冷却周期较长,温度均匀性不高,其制造效率和成型质量被限制。因此,有必要开发高温快速均匀加热模块,实现高效高质热压印成型。首先,基于氮化硅陶瓷加热片设计制造加热模块,搭建加热测试平台,实现加热模块表面温度分布的实时监测;然后,开展恒电压加热重复性测试,评估实验结果的可靠性;接着,建立和修正加热模块恒电压加热有限元仿真模型,并结合有限元仿真模型和正交试验法对加热模块结构进行优化,以提高加热速率和温度均匀性。实验结果表明:优化后的加热模块不仅加热速率快,而且温度分布均匀。进行180 s恒电压加热测试时,加热模块的升温速率可达363℃/min,表面温差为10.7℃。对加热模块进行700℃控温加热时,实测温度曲线与设定温度曲线基本一致,温度波动在0.3℃以内,尤其中心20 mm×30 mm区域的温差在2℃左右。最后,将高温快速均匀加热模块集成于热压印装置,实现了N-BK7玻璃微结构阵列的高效率高质量热压印成型。

关键词：热压印加热温度均匀性有限元仿真正交试验

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磁力牵引纳米润滑剂微量润滑磨削力模型与验证

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机械工程学报 2024年第9期60卷 323-337页

作者：崔歆李长河张彦彬杨敏周宗明刘波王春锦青岛理工大学机械与汽车工程学院青岛266520 汉能(青岛)润滑科技有限公司青岛266200 四川明日宇航工业有限责任公司什邡618400 香港理工大学超精密加工技术国家重点实验室中国香港999077

磨削是获得航空航天难加工材料高表面质量和加工精度不可或缺的方法,尤其是以大切削弧长为特点的高效率磨削在航空航天领域获得广泛的应用。但是,润滑剂在大切削弧长工件/磨粒界面牵引动力不足,导致浸润性能和冷却润滑缺失、工件表面完... 详细信息

磨削是获得航空航天难加工材料高表面质量和加工精度不可或缺的方法,尤其是以大切削弧长为特点的高效率磨削在航空航天领域获得广泛的应用。但是,润滑剂在大切削弧长工件/磨粒界面牵引动力不足,导致浸润性能和冷却润滑缺失、工件表面完整性恶化。基于此,提出磁力牵引纳米润滑剂微量润滑磨削新工艺,但磁场作用下的磁性纳米润滑剂微界面浸润动力学尚不明确,磁场力赋能作用下的磨削力模型尚未建立。首先,揭示磨削区磁力牵引润滑剂输运动力学规律,建立磁场作用下的润滑剂浸润速度与流量模型。其次,提出基于截角六面体磨粒几何模型的砂轮建模方法,揭示单颗磨粒力学行为并建立切削力数学模型。最后,进行磁力牵引纳米润滑剂微量润滑磨削钛合金磨削力模型的实验验证。结果表明,磁力牵引纳米润滑剂微量润滑磨削新工艺能显著提升润滑剂浸润速度和流量,相比无磁场,磁场强度为5×10^(5) A/m时法向和切向磨削力分别降低31.8%和74.3%;磨削力预测值与试验值吻合度较好,切向和法向磨削力最小平均偏差分别为9.2%和5.7%。研究为磁力牵引纳米润滑剂微量润滑磨削提供理论依据,为难加工材料的大弧长磨削的高表面完整性要求提供技术支持。

关键词：磨削磁性纳米润滑剂磁力牵引动力学行为力学模型

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