机械工程学报 ›› 2026, Vol. 62 ›› Issue (5): 419-433.doi: 10.3901/JME.2600256
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张兵, 张厚超, 孙铭泽, 李红珂, 朱晓阳, 许权, 赵佳伟, 兰红波
ZHANG Bing, ZHANG Houchao, SUN Mingze, LI Hongke, ZHU Xiaoyang, XU Quan, ZHAO Jiawei, LAN Hongbo
摘要: 具有除冰、除雾、除霜功能的大尺寸透明玻璃加热器(TGHs)广泛应用于挡风玻璃、玻璃幕墙、展示冷柜等领域。然而,现有技术在大尺寸、非平整玻璃基底上制造高性能TGHs存在均匀一致性差、效率低、成本高等问题,制约了其广泛工业化应用。针对这些挑战性难题,提出一种结合电场辅助垂直喷射临界接触打印、湿法刻蚀和电镀的增减材复合制造新工艺。通过调控泰勒锥的锥形,结合提出的垂直熔融喷射临界接触打印模式,增大打印高度(最大打印高度0.7 mm),在平整度误差超过0.28 mm的基材上实现了均匀一致聚己内酯(PCL)掩模的打印,所使用的低成本热熔融PCL打印材料,解决了长时间打印喷头易堵塞的难题。随后,利用湿法刻蚀(减材体成形)和电镀(增材体成形),实现金属网栅高效低成本制造。结合优化的工艺参数制造的大尺寸TGHs(300 mm×300 mm)线宽变化小于1.5 μm,线阻变化小于0.3 Ω,在95.73%的透光率下线阻仅为0.39 Ω/mm,并具有均匀的电加热性能。经刮擦、附着力和超声测试后电阻变化率小于0.7%,经酸碱腐蚀测试后电阻变化率小于5%,72 h高温高湿测试后电阻变化率小于16.8%。提出的方法为低成本、高效、批量化生产具有高透光、高导电性的大尺寸TGHs提供了一种具有良好工业化应用前景的解决方案。
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