La technologie d’estampage thermique est une méthode efficace pour réaliser une fabrication écologique à faible coût de composants micro-optiques en verre haute performance. Cependant, en raison des cycles de chauffage-refroidissement longs et de la faible uniformité de la température, l’efficacité de fabrication et la qualité de formage sont limitées. Il est donc nécessaire de développer un module de chauffage à haute température, rapide et uniforme afin de réaliser un formage par estampage thermique efficace et de haute qualité. Tout d’abord, un module de chauffage basé sur des plaques chauffantes en céramique de nitrure de silicium a été conçu et fabriqué, une plateforme de test de chauffage a été mise en place, permettant la surveillance en temps réel de la distribution de la température à la surface du module ; ensuite, des tests de chauffage répétés à tension constante ont été réalisés pour évaluer la fiabilité des résultats expérimentaux ; puis, un modèle de simulation par éléments finis du chauffage à tension constante du module a été établi et corrigé, et combiné avec une méthode d’essais orthogonaux pour optimiser la structure du module afin d’améliorer la vitesse de chauffage et l’uniformité de la température. Les résultats expérimentaux montrent que le module chauffant optimisé présente non seulement une vitesse de chauffage rapide, mais aussi une distribution uniforme de la température. Lors d’un test de chauffage à tension constante de 180 s, la vitesse de montée en température du module pouvait atteindre 363 ℃/min, avec une différence de température de surface de 10,7 ℃. Lors du chauffage à température contrôlée de 700 ℃, la courbe de température mesurée correspondait globalement à la température réglée, avec des fluctuations de température inférieures à 0,3 ℃, notamment dans la zone centrale de 20 mm×30 mm où la différence de température était d’environ 2 ℃. Enfin, le module de chauffage rapide et uniforme à haute température a été intégré dans un dispositif d’estampage thermique, réalisant un formage efficace et de haute qualité d’un réseau de microstructures en verre N-BK7.

estampage thermique;chauffage;uniformité de la température;simulation par éléments finis;essais orthogonaux