열압인쇄 기술은 고성능 유리 미세광학 부품의 저비용 친환경 제조를 실현하는 효과적인 방법이지만, 가열 및 냉각 주기가 길고 온도 균일성이 높지 않아 제조 효율성과 성형 품질에 제한이 있다. 따라서 고온 빠른 균일 가열 모듈을 개발하여 효율적이고 고품질의 열압성형을 실현하는 것이 필요하다. 먼저 질화규소 세라믹 가열판을 기반으로 가열 모듈을 설계 및 제조하고, 가열 테스트 플랫폼을 구축하여 가열 모듈 표면 온도 분포를 실시간으로 모니터링하였다. 그 다음 일정 전압 가열 반복 테스트를 수행하여 실험 결과의 신뢰성을 평가하였다. 이어서 가열 모듈의 일정 전압 가열 유한요소 해석 모델을 구축하고 보정하였으며, 유한요소 해석 모델과 직교 시험법을 결합하여 가열 모듈 구조를 최적화하여 가열 속도와 온도 균일성을 개선하였다. 실험 결과 최적화된 가열 모듈은 빠른 가열 속도와 균일한 온도 분포를 갖는 것으로 나타났다. 180초 일정 전압 가열 시험에서 가열 모듈의 온도 상승 속도는 363 ℃/분에 달했으며 표면 온도 차이는 10.7 ℃였다. 700 ℃ 온도 제어 가열 시 측정된 온도 곡선은 설정 온도 곡선과 거의 일치하였고, 온도 변동은 0.3 ℃ 이내였으며 특히 중앙 20 mm×30 mm 영역의 온도 차이는 약 2 ℃였다. 마지막으로 고온 빠른 균일 가열 모듈을 열압 성형 장치에 통합하여 N-BK7 유리 미세구조 배열의 고효율 고품질 열압 성형을 실현하였다.

열압 인쇄;가열;온도 균일성;유한요소 해석;직교 시험