基于微压印成形的三维微电子机械系统制造新工艺

针对目前微电子机械系统(MEMS)制造中存在的三维加工能力不足的问题,将压印光刻技术和分层制造原理相结合,研究了三维MEMS制造的新工艺.采用视频图像原理构建了多层压印的对正系统,对正精度达到2μm.通过降低黏度和固化收缩率,兼顾弹性和固化速度,开发了适用于微压印工艺的高分辨率抗蚀剂材料,并进行了匀胶、压印和脱模工艺的优化实验.通过原子力显微镜对压印结果进行了分析,分析结果表明,图形从模具到抗蚀剂的转移误差小于8%,具有制作复杂微结构的能力,同时也为MEMS的制作提供了一种高效低成本的新方法.     

超声压紧对低能电子束分层固化复合材料质量的影响

针对低能电子束分层固化复合材料层间孔隙缺陷导致层间剪切强度较低的问题,设计了超声压紧装置。该装置通过压头将超声波作用于预浸带铺层上,配合低能电子束固化系统制作复合材料层合板,并研究了超声压紧参数对复合材料质量的影响。实验结果表明,超声振动在压紧过程中产生的机械效应和热效应可有效减少孔隙,增强纤维与树脂的界面结合性能,提高层间剪切强度,从而改善复合材料试件质量。其中,振幅对复合材料孔隙率及层间剪切强度影响最大,当超声振幅为7.5μm时,试件致密性明显改善,孔隙率降至1.80%,层间剪切强度提高11.7%;压紧力影响相对较小,当压紧力从100 N到220 N变化时,层间剪切强度只有3.64%的提高,孔隙率在2.62%以下。过大的振幅与压紧力都会引起压紧过程中预浸带温度升高,导致树脂固化度提高,渗透性变差,孔隙率增加,使复合材料质量降低。     

辐射剂量分布对低能电子束分层固化复合材料层间剪切强度的影响

为了进一步降低电子束固化复合材料制造成本,研究了预浸带双面辐射分层固化复合材料的最小电子束能量值,以及双面辐射剂量分布对复合材料层间剪切强度的影响。试验验结果表明,125keV低能电子束双面辐射可以获得较好的穿透性,并且辐射固化比较均匀,是能够实现复合材料分层制造的最小电子束能量值。相对于双面等剂量辐射固化复合材料层合板的层间剪切强度(ILSS)的61.7MPa,双面不等剂量辐射固化复合材料层合板的ILSS达到66.3MPa,提高幅度为7.5%。光学显微镜及SEM分析与DSC测试结果表明,辐射剂量分布导致的层间键合树脂基体活性官能团数量,是造成双面等剂量与双面不等剂量辐射复合材料层合板ILSS产生较大差异的主要原因。     

基于二次曝光原理的光固化快速成型工艺研究

针对光固化立体造型技术中因层间收缩力所引起的原型翘曲变形问题，深入研究了激光功率、扫描速率、扫描间距等因素对固化深度、固化线宽的影响，并在此基础上实现了二次曝光法。利用分区域、变速度扫描等方法对传统的二次曝光法进行了改进，提出了改进的二次曝光法。实验证明，改进的二次曝光法不仅可以减小原型的翘曲变形，而且还消除了传统二次曝光法的层间错位缺陷，从而提高了原型的制作精度。     

用于立体光造型法的光固化树脂的收缩性研究

设计了多种用于立体光造型（ＳＬ）法的光固化树脂配方，对影响其体收缩和线收缩的几种因素进行了研究。研究表明，各因素对光固化树脂体收缩和线收缩的影响并不致。体收缩主要与单位体积内官能团的数量有关，而线收缩不仅与单位体积内官能团的数量有关，而且与树脂中各成分的具体分子结构有关。     

一种用于激光固化快速成形的低翘曲光敏树脂的研究

针对在激光固化快速成形过程中,树脂的收缩引起零件较大变形的问题,研究制备了一种翘曲混杂型光敏树脂,这种树脂体系结合了自由基和阳离子聚合体系的优点,克服了鎓盐引发环氧阳离子开环光聚合的缺点,其固化速度接近于自由基型光固化速度,而且固化物的力学性能有所提高,用该树脂在激光固化快速成形机上实机制作零件,零件基本没有翘曲变形,这种低翘曲性树脂扩大激光固化快速成形技术在工业产品设计及开发中的应用范围,使制作精度达到了0.2%。     

虚拟仪器实践平台建设与教学中的应用

虚拟仪器改变了传统仪器行业,虚拟仪器技术是21世纪新的发展趋势。重点介绍了西安交通大学建设的虚拟仪器实践平台,以及基于此实践平台构建的多层次实践教学体系。设计了不同层次实践教学内容,开展了课内实验、开放创新实验和专题实验。虚拟仪器实践平台让学生了解了现代测试技术的方法和手段,提高了学生学习积极性,为测控技术与仪器专业的人才培养提供了有力支撑。     

产教融合促进机器人双创教育改革

十九届四中全会提出了深化产教融合,推动高等教育内涵式发展。西安交通大学依托机械工程国家一级重点学科,以机器人为载体结合优质企业资源,联合建设机器人创新创业实践教学平台,打破知识壁垒,加速学科渗透,构建了“自主创新驱动式”实践教学运行机制,提出复合创新人才培养新模式;探索出以CDIO项目实践和毕业设计为载体、以知识产权分配为核心的校企协同育人新范式,实现专业知识为内涵的技术能力和创新创业能力为内涵的非技术能力协同培养;平台人才培养效果突出,示范效应显著,为各高校产教融合提供成功范例。