A tecnologia de estampagem a quente é uma via eficaz para alcançar a fabricação verde de baixo custo de componentes microópticos de vidro de alto desempenho, mas, devido ao longo ciclo de aquecimento e resfriamento e à baixa uniformidade da temperatura, a eficiência de fabricação e a qualidade de moldagem são limitadas. Portanto, é necessário desenvolver um módulo de aquecimento rápido e uniforme em alta temperatura para realizar a moldagem eficiente e de alta qualidade por estampagem a quente. Primeiramente, com base em uma placa de aquecimento cerâmica de nitreto de silício, foi projetado e fabricado o módulo de aquecimento, construída uma plataforma de teste de aquecimento e alcançada a monitoração em tempo real da distribuição de temperatura na superfície do módulo; depois, foram realizados testes repetidos de aquecimento a tensão constante para avaliar a confiabilidade dos resultados experimentais; em seguida, foi estabelecido e corrigido um modelo de simulação por elementos finitos do aquecimento a tensão constante do módulo e, combinando o modelo de simulação por elementos finitos e o método de ensaio ortogonal, a estrutura do módulo foi otimizada para melhorar a taxa de aquecimento e a uniformidade da temperatura. Os resultados experimentais mostram que o módulo de aquecimento otimizado não apenas possui alta taxa de aquecimento, mas também distribuição uniforme de temperatura. No teste de aquecimento a tensão constante de 180 s, a taxa de aumento de temperatura do módulo atingiu 363 ℃/min, com diferença de temperatura superficial de 10,7 ℃. Ao realizar o aquecimento com controle de temperatura a 700 ℃, a curva de temperatura medida foi basicamente consistente com a curva de temperatura definida, com flutuações de temperatura dentro de 0,3 ℃, especialmente na região central de 20 mm×30 mm onde a diferença de temperatura foi em torno de 2 ℃. Finalmente, o módulo de aquecimento rápido e uniforme de alta temperatura foi integrado ao dispositivo de estampagem a quente, realizando a moldagem eficiente e de alta qualidade da matriz de microestruturas de vidro N-BK7.

estampagem a quente;aquecimento;uniformidade da temperatura;simulação por elementos finitos;ensaio ortogonal