تقنية الطباعة الحرارية المكبوسة هي وسيلة فعالة لتحقيق التصنيع منخفض التكلفة والصديق للبيئة لعناصر الميكروبصريات الزجاجية عالية الأداء، ولكن بسبب طول دورة التسخين والتبريد وعدم تجانس درجة الحرارة، فإن كفاءة التصنيع وجودة التشكيل محدودة. لذلك، من الضروري تطوير وحدة تسخين عالية الحرارة سريعة ومتجانسة لتحقيق تشكيل طباعة حرارية مكبوسة عالية الكفاءة وعالية الجودة. أولاً، تم تصميم وتصنيع وحدة تسخين تعتمد على صفائح التسخين من سيراميك نيتريد السيليكون، وبناء منصة اختبار تسخين، وتحقيق مراقبة توزيع درجة حرارة سطح وحدة التسخين في الوقت الحقيقي؛ ثم تم إجراء اختبار تكرارية التسخين بجهد مستمر لتقييم موثوقية النتائج التجريبية؛ بعد ذلك، تم إنشاء وتصحيح نموذج محاكاة العناصر المحدودة لوحدة التسخين عند التسخين بجهد ثابت، وتم تحسين هيكل وحدة التسخين بالجمع بين نموذج المحاكاة والعناصر المحدودة وطريقة التجارب المتعامدة لزيادة سرعة التسخين وتجانس درجة الحرارة. أظهرت النتائج التجريبية أن وحدة التسخين المحسنة ليست سريعة التسخين فحسب، بل تتمتع أيضاً بتوزيع درجة حرارة متجانس. خلال اختبار التسخين بجهد ثابت لمدة 180 ثانية، يمكن أن تصل سرعة ارتفاع درجة الحرارة لوحدة التسخين إلى 363 ℃/دقيقة، وكان الفرق في درجة الحرارة السطحية 10.7 ℃. عند التسخين والتحكم بدرجة حرارة 700 ℃ لوحدة التسخين، كانت درجة الحرارة المقاسة وخط درجة الحرارة المعين متطابقين بشكل أساسي، مع تقلبات في درجة الحرارة ضمن نطاق 0.3 ℃، وخاصةً في منطقة مركزية بحجم 20 مم×30 مم حيث كان الفرق في درجة الحرارة حوالي 2 ℃. في النهاية، تم دمج وحدة التسخين السريعة والمتجانسة عالية الحرارة في جهاز الطباعة الحرارية المكبوسة، مما حقق تشكيل طباعة حرارية عالية الكفاءة وعالية الجودة لمصفوفة الهياكل المجهرية على زجاج N-BK7.

الطباعة الحرارية المكبوسة;التسخين;تجانس درجة الحرارة;محاكاة العناصر المحدودة;طريقة التجارب المتعامدة