实验室简介

天津大学微纳制造实验室

天津大学微纳制造科研团队以天津微纳制造工程中心(MNMT)为研究基地,依托于天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室,主要从事超精密加工及检测技术、光学自由曲面加工技术、聚焦离子束加工技术、硬脆性材料复杂曲面加工技术、精密微注塑、压铸技术等方面的研究与开发。在前沿科技领域开展创新性研究,获取具有自主知识产权的创新成果,培养和凝聚创新性人才,构建高水平实验技术和国际学术交流平台。在天津大学、天津经济技术开发区、国家自然科学基金委员会、科技部的关怀与支持下,经实验室全体成员的共同努力,目前已发展成为国际上微纳制造研究领域的代表性实验室之一。


房老师简介

房丰洲,天津大学精密仪器与光电子工程学院教授,长江学者特聘教授,“973”计划项目首席科学家。1982年起工作于制造领域,长期从事精密制造、微纳制造及纳米制造的研究,在纳米机械加工基础理论、方法、及技术领域开展了一系列开拓性研究工作。国际纳米制造学会(International Society for Nanomanufacturing)发起人和第一任主席;国际纳米制造学报(International Journal of Nanomanufacturing)前任主编;纳米制造与测量(Nanomanufacturing and Metrology)主编;国际生产工程院(International Academy for Production Engineering)Fellow、SME学会(Society for Manufacturing Engineers)Fellow、国际纳米制造学会Fellow。2015年SME学会Albert Sargent奖获得者。


研究方向简介

超精密加工技术

采用目前制造领域最先进的超精密数控机床,利用天然单晶金刚石刀具,获得三维复杂曲面的超精密一次成型加工,精度高、稳定性好。可实现多种材料的纳米级表面粗糙度的超精密加工,被加工材料包括铜、镍、金、锗、硒化锌、硫化锌、树脂(如PMMA)等。具备制造各种平面反射镜、球面反射镜、凹/凸非球面反射镜、离轴非球面反射镜、非球面阵列反射镜、菲涅尔反射镜,微沟槽阵列和多面棱镜等各种超精密核心关键件,以及各种尺寸的光学注塑用模芯的能力。

超精密单点金刚石车削加工

光学自由曲面加工技术

自由曲面超精密加工已成为带动现代光学、生物医学、通讯及微电子等领域飞速发展的关键技术。在不断满足微小核心关键件对表面粗糙度及尺寸精度更高要求的同时,也对零件形貌的复杂程度提出了更高的要求。MNMT通过建立复杂自由曲面模型,实现了模型空间和加工空间的相互转换,利用柱面坐标加工技术实现自由曲面的超精密加工等,成功开发出复眼曲面、螺旋反射镜、非球面阵列、正弦曲面阵列、三反曲面等应用广泛的典型光学曲面。

光学自由曲面超精密加工

脆性材料加工技术

高质量硬脆材料产品的需求越来越大,其应用涵盖光学领域、医学领域、半导体行业和模具等行业。但由于硬脆材料硬度高、脆性大,对其进行精密加工一直是加工领域的难题。为了获得高质量的硬脆材料核心关键件,MNMT在硬脆性材料的加工方面进行了大量研究,并取得了一系列成型加工方法。通过采用脆性材料加工新技术,能够对硬质合金、玻璃、陶瓷、刚玉、硅/锗等硬脆性材料进行精密加工,并实现所需的复杂三维轮廓,被加工表面的粗糙度可达0.2µm。

脆性材料加工

聚焦离子束加工技术

聚焦离子束技术是一种集形貌观测、定位制样、成分分析、薄膜沉积和刻蚀各个过程于一身的新型纳米加工与分析技术。MNMT利用聚焦离子束技术,能够进行聚微纳米加工,同时可实现在线电镜高分辨率检测;通过气体注入系统进行铂沉积,结合样品微操作装置,可进行微/纳结构与器件的制备和结构优化研究。具备制造高精度复杂微/纳结构和器件、微刀具、碳纳米管器件及制备TEM样品的能力,并成功开发了纳米星、线宽小于100nm的纳米掩模、生物光学芯片及微纳衍射光学元件等。

聚焦离子束加工技术

微注塑成型技术

随着光学、生物医学、通讯、微型设备及日用产品的飞速发展,微型元器件的需求逐年增加,因此其批量生产具有重要的意义。作为可用来制造尺寸为微米量级、质量为毫克量级的微型部件的生产方法,该技术具有制造成本低、生产周期短、成型工艺简单、构件质量易于保证的优点。MNMT使用自主开发的微型模具,进行各种聚合物材料高精度复杂形状元件的微注塑成型工艺研究。能够在加工过程中进行压力波形、计量时间的自动调节、成品的自动检测以及模具的保护等工作,从而保证在不同的加工环境中能加工出成型质量稳定的产品。

精密微注塑成型技术


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