A matriz de microestrutura é um portador funcional chave em sistemas ópticos avançados, cuja produção em larga escala depende fortemente da moldagem por estampagem. Os moldes comuns são fabricados com materiais difíceis de usinar, como aço para moldes, e a fabricação eficiente e de alta precisão das microestruturas da superfície é um desafio técnico crucial. Para isso, foi proposta uma metodologia que combina o Corte de Vibração Elíptica de Alta Frequência (High-frequency Elliptical Vibration Cutting, HEVC) com a tecnologia de Servo-ferramenta Rápido (Fast Tool Servo, FTS) para alcançar melhorias duplas na precisão e na eficiência de fabricação. Por meio da construção de um modelo analítico de matriz de transferência de vibração acoplada flexural e longitudinal, o design estrutural do dispositivo de corte por vibração elíptica de alta frequência foi concluído preliminarmente. Aliado à análise de otimização por elemento finito, desenvolveu-se um dispositivo leve de vibração elíptica ultrassônica de alta frequência com frequência de ressonância de 110 kHz. Este dispositivo pode emitir amplitudes estáveis de 2,5 μm e 1 μm nas direções de flexão e longitudinal, respectivamente. Em seguida, uma plataforma composta de processamento foi estabelecida para analisar sistematicamente o efeito da massa da carga na amplitude de saída do sistema de servo-ferramenta rápido, determinando a faixa ótima de carga de trabalho (≤100 g) e verificando a viabilidade do acoplamento dinâmico entre o dispositivo de vibração desenvolvido e o sistema FTS. Por fim, experimentos de corte de matriz de microestrutura foram realizados com aço para moldes S136. Os resultados experimentais mostraram que a morfologia da matriz de microestrutura processada era uniforme, com erros de profundidade e largura do perfil estrutural de 11,62% e 3,61%, respectivamente, e o desgaste da ferramenta foi insignificante. Este estudo não só verificou a viabilidade e estabilidade do esquema composto proposto, como também forneceu um caminho técnico eficaz para o processamento ultrapreciso e eficiente de superfícies complexas de materiais difíceis de usinar.

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