激光加工聚合物微流道暂态弹性热应力分析

摘要

激光直写聚合物微流道是非常有效的加工方法，但是，由于激光烧蚀聚合物的热流密度很高，在小的热影响区产生过大的集中热应力，热应力导致产生微裂纹，降低材料的强度和疲劳寿命，严重的引起材料破坏性失效．为了预测激光烧蚀时的热应力大小随时间空间的变化规律，根据烧蚀模型推出了三维弹性热应力模型．首先由烧蚀模型预测温度场分布和烧蚀流道外形，根据流道轮廓和温度场计算弹性热应力场与烧蚀过程的关系．分析结果表明弹性热应力位于低于或平行于烧蚀表面的一定厚度层内，这也许是引起表面微裂纹的原因．