CN109824815B - 可控阶梯光固化以及分级补缩的模塑成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种可控阶梯光固化以及分级补缩的模塑成型方法，包括以下步骤：(1)混合光固化低聚物、活性单体、光引发剂、填料以及助剂，得到光固化材料；(2)将所述光固化材料注入到至少一个侧壁为透明材料的密闭的模具型腔中；(3)对模具型腔中所述光固化材料进行n(n为大于1的自然数)个阶段的紫外光辐照以及m(m为大于1的自然数)个阶段的补缩后，最后进行第n+1阶段的紫外光辐照同时补缩保压，得到完全固化成型的光固化材料；(4)将完全固化成型的光固化材料进行脱模，得到光固化模塑成型的产品。该方法制备的产品，尤其是精度要求高的聚合物基微纳零件，复制度和机械强度大幅度提高。
Description
技术领域
本发明涉及模塑成型领域，更具体地，涉及一种可控阶梯光固化以及分级补缩的模塑成型方法。
背景技术
聚合物基微纳零件的成型精度对高科技领域微机电系统的精度及工作可靠性有重要的影响。传统的热塑性聚合物基微纳零件模塑成型存在热塑性聚合物熔体粘度高，对微型腔充填困难，而新型液体光固化材料模塑成型，虽然对微型腔充填容易，但是材料光固化速度快，体积收缩大，同时微结构又影响收缩。如果仅仅进行单次紫外光辐照完成光固化，微结构单元很难得到有效补缩，这些都严重影响聚合物基微纳件的成型精度。
发明内容
鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种可控阶梯光固化以及分级补缩的模塑成型方法，该方法制备的产品，尤其是精度要求高的聚合物基微纳零件，复制度和机械强度大幅度提高。
为了实现上述目的，本发明提供一种可控阶梯光固化以及分级补缩的模塑成型方法，包括以下步骤：(1)混合光固化低聚物、活性单体、光引发剂、填料以及助剂，得到光固化材料；(2)将所述光固化材料注入到至少一个侧壁为透明材料的密闭的模具型腔中；(3)对模具型腔中所述光固化材料进行n(n为大于1的自然数)个阶段的紫外光辐照以及m(m为大于1的自然数)个阶段的补缩后，最后进行第n+1阶段的紫外光辐照同时补缩保压，得到完全固化成型的光固化材料；(4)将完全固化成型的光固化材料进行脱模，得到光固化模塑成型的产品。
进一步地，所述光固化低聚物包括丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、氨基丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯中的一种或组合。
进一步地，所述活性单体为乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯中的一种或几种。
进一步地，所述光引发剂包括2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基-环己基苯乙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷以及2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮中的一种或组合；所述填料为纳米二氧化硅、石墨烯、氧化石墨烯、碳纳米管、氧化锆、氧化铝、滑石粉、陶瓷微珠、碳化硅、硅酸钙以及纳米黏土中的一种或组合；所述助剂为抗氧化剂以及抗静电剂中的一种或组合。
进一步地，按质量份数，所述光固化材料的配比为：
进一步地，所述n(n为大于1的自然数)个阶段的紫外光辐照以及m(m为大于1的自然数)个阶段的补缩后，最后进行第n+1阶段的紫外光辐照同时补缩保压的具体过程及参数为：
第1阶段紫外光辐照：光源透过透明材料对模具型腔中所述的光固化材料进行辐照，紫外光辐照强度为100～1500mW/cm2，主波长为200～400nm，辐照时间为1～100秒；
第1阶段补缩：气泵推动活塞式的加料装置向所述模具型腔中注入所述光固化材料进行补缩，物料计量电子尺和压力传感器监测流量及补缩压力，补缩时间0.5～100秒，补缩压力0.5-10MPa；
······
第n阶段紫外光辐照：光源透过透明材料对模具型腔中所述的光固化材料进行辐照，紫外光辐照强度为100～1500mW/cm2，主波长为200～400nm，辐照时间为1～100秒；
第m阶段补缩：气泵推动活塞式的加料装置向所述模具型腔中注入所述光固化材料进行补缩，物料计量电子尺和压力传感器监测流量及补缩压力，补缩时间0.5～100秒，补缩压力0.5-10MPa；
第n+1阶段紫外光辐照同时补缩保压：光源透过透明材料对模具型腔中所述的光固化材料进行辐照，紫外光辐照强度为2000～3000mW/cm2，主波长为200～400nm，辐照时间为1～100秒，同时，气泵推动活塞式的加料装置向所述密闭模具的型腔中注入所述光固化材料，物料计量电子尺和压力传感器监测流量及补缩压力，保持密闭模具的型腔中的补缩压力不变，补缩时间为1～100秒，补缩压力1～10MPa。
进一步地，所述n(n为大于1的自然数)个阶段的紫外光辐照以及m(m为大于1的自然数)个阶段的补缩后，最后进行第n+1阶段的紫外光辐照同时补缩保压的具体过程及参数为：
第1阶段紫外光辐照：光源透过透明材料对模具型腔中所述的光固化材料进行辐照，紫外光辐照强度为100～1500mW/cm2，主波长为200～400nm，辐照时间为1～100秒；
第1阶段补缩：气泵推动活塞式的加料装置向所述模具型腔中注入所述光固化材料进行补缩，物料计量电子尺和压力传感器监测流量及补缩压力，补缩时间0.5～100秒，补缩压力0.5-10MPa；
第2阶段紫外光辐照：光源透过透明材料对模具型腔中所述的光固化材料进行辐照，紫外光辐照强度为100～1500mW/cm2，主波长为200～400nm，辐照时间为1～100秒；
第2阶段补缩：气泵推动活塞式的加料装置向所述模具型腔中注入所述光固化材料进行补缩，物料计量电子尺和压力传感器监测流量及补缩压力，补缩时间0.5～100秒，补缩压力0.5-10MPa；
第3阶段紫外光辐照同时补缩保压：光源透过透明材料对模具型腔中所述的光固化材料进行辐照，紫外光辐照强度为2000～3000mW/cm2，主波长为200～400nm，辐照时间为1～100秒，同时，气泵推动活塞式的加料装置向所述密闭模具的型腔中注入所述光固化材料，物料计量电子尺和压力传感器监测流量及补缩压力，保持密闭模具的型腔中的补缩压力不变，补缩时间为1～100秒，补缩压力1～10MPa。
进一步地，所述模塑成型为注射模塑成型，所述注射模塑成型的设备为紫外光光固化微注射模塑成型机。
进一步地，所述透明材料为石英玻璃、蓝宝石玻璃以及K9玻璃中的一种。
进一步地，所述光源为UV-LED灯和高压汞灯中的一种。
本发明的有益效果如下：
该方法对光固化材料分多个阶段进行紫外光辐照固化以及补缩，使液态的光固化材料依次按低粘度、中粘度、类固态以及完全固化的状态逐步变化，并在不同的状态下辅助以分级多次的逐步补缩，使固化过程中产生的较大的体积收缩逐步得到补偿，最终把产品，尤其是聚合物微纳零件的光固化成型收缩率减至最低，提高产品的复制度；另一方面，这种在光固化材料的不同状态下进行分阶段的紫外光辐照固化和分级多次补缩，会避免一次紫外光辐照至光固化材料完全固化的过程中，因为固化速率太快而造成的内应力太大的问题，所以本发明的方法能够放缓光固化材料的固化速度，这样会大大降低完全固化后光固化材料内部的应力，提高材料的机械强度。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。
图1示出了根据本发明的可控阶梯光固化以及分级补缩的模塑成型方法的流程图。
图2示出了根据本发明的可控阶梯光固化以及分级补缩的模塑成型方法的一实施例的装置示意图。
附图标记
1-光源，2-透明材料，3-模具的型腔，4-加料装置，5-物料计量电子尺，6-气泵，7-温度传感器，8-压力传感器。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然附图中显示了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。
参照图1和图2，根据本发明的可控阶梯光固化以及分级补缩的模塑成型方法包括以下步骤：(1)混合光固化低聚物、活性单体、光引发剂、填料以及助剂，得到光固化材料；(2)将所述光固化材料注入到至少一个侧壁为透明材料的密闭的模具型腔中；(3)对模具型腔中所述光固化材料进行n(n为大于1的自然数)个阶段的紫外光辐照以及m(m为大于1的自然数)个阶段的补缩后，最后进行第n+1阶段的紫外光辐照同时补缩保压，得到完全固化成型的光固化材料；(4)将完全固化成型的光固化材料进行脱模，得到光固化模塑成型的产品。
在根据本发明的可控阶梯光固化以及分级补缩的模塑成型方法中，所述光固化低聚物可包括丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、氨基丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯中的一种或组合。
所述活性单体可为乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯中的一种或几种。
所述光引发剂可包括2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基-环己基苯乙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷以及2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮中的一种或组合。
所述填料可为纳米二氧化硅、石墨烯、氧化石墨烯、碳纳米管、氧化锆、氧化铝、滑石粉、陶瓷微珠、碳化硅、硅酸钙以及纳米黏土中的一种或组合。
所述助剂可为抗氧化剂以及抗静电剂中的一种或组合。所述抗氧化剂可为防老剂AH、抗氧剂1010、抗氧化剂1076、抗氧化剂2246、抗氧剂2246-s、抗氧剂甲叉4426-s、抗氧剂DLTP以及抗氧剂DSTP中的一种或组合；所述抗静电剂可为磷酸丙烯酰基异丙酯、磷酸二丙烯酰基异丙酯、磷酸甲基丙烯酰基异丙酯、丙烯酸酯双叔胺以及丙烯酸酯单叔胺中的一种或组合。
在根据本发明的可控阶梯光固化以及分级补缩的模塑成型方法中，按质量份数，所述光固化材料的配比为：光固化低聚物100份、活性单体10-50份、光引发剂5-10份、填料0.5-10份、抗氧化剂0.5-1份、抗静电剂0.5-1份。
在根据本发明的可控阶梯光固化以及分级补缩的模塑成型方法中，所述n(n为大于1的自然数)个阶段的紫外光辐照以及m(m为大于1的自然数)个阶段的补缩后，最后进行第n+1阶段的紫外光辐照同时补缩保压的具体过程及参数为：
第1阶段紫外光辐照：光源透过透明材料对模具型腔中所述的光固化材料进行辐照，紫外光辐照强度为100～1500mW/cm2，主波长为200～400nm，辐照时间为1～100秒；
第1阶段补缩：气泵推动活塞式的加料装置向所述模具型腔中注入所述光固化材料进行补缩，物料计量电子尺和压力传感器监测流量及补缩压力，补缩时间0.5～100秒，补缩压力0.5-10MPa；
······
第n阶段紫外光辐照：光源透过透明材料对模具型腔中所述的光固化材料进行辐照，紫外光辐照强度为100～1500mW/cm2，主波长为200～400nm，辐照时间为1～100秒；
第m阶段补缩：气泵推动活塞式的加料装置向所述模具型腔中注入所述光固化材料进行补缩，物料计量电子尺和压力传感器监测流量及补缩压力，补缩时间0.5～100秒，补缩压力0.5-10MPa；
第n+1阶段紫外光辐照同时补缩保压：光源透过透明材料对模具型腔中所述的光固化材料进行辐照，紫外光辐照强度为2000～3000mW/cm2，主波长为200～400nm，辐照时间为1～100秒，同时，气泵推动活塞式的加料装置向所述密闭模具的型腔中注入所述光固化材料，物料计量电子尺和压力传感器监测流量及补缩压力，保持密闭模具的型腔中的补缩压力不变，补缩时间为1～100秒，补缩压力1～10MPa。
在一个实施例中，所述n(n为大于1的自然数)个阶段的紫外光辐照以及m(m为大于1的自然数)个阶段的补缩后，最后进行第n+1阶段的紫外光辐照同时补缩保压的具体过程及参数为：
第1阶段紫外光辐照：光源透过透明材料对模具型腔中所述的光固化材料进行辐照，紫外光辐照强度为100～1500mW/cm2，主波长为200～400nm，辐照时间为1～100秒；
第1阶段补缩：气泵推动活塞式的加料装置向所述模具型腔中注入所述光固化材料进行补缩，物料计量电子尺和压力传感器监测流量及补缩压力，补缩时间0.5～100秒，补缩压力0.5-10MPa；
第2阶段紫外光辐照：光源透过透明材料对模具型腔中所述的光固化材料进行辐照，紫外光辐照强度为100～1500mW/cm2，主波长为200～400nm，辐照时间为1～100秒；
第2阶段补缩：气泵推动活塞式的加料装置向所述模具型腔中注入所述光固化材料进行补缩，物料计量电子尺和压力传感器监测流量及补缩压力，补缩时间0.5～100秒，补缩压力0.5-10MPa；
第3阶段紫外光辐照同时补缩保压：光源透过透明材料对模具型腔中所述的光固化材料进行辐照，紫外光辐照强度为2000～3000mW/cm2，主波长为200～400nm，辐照时间为1～100秒，同时，气泵推动活塞式的加料装置向所述密闭模具的型腔中注入所述光固化材料，物料计量电子尺和压力传感器监测流量及补缩压力，保持密闭模具的型腔中的补缩压力不变，补缩时间为1～100秒，补缩压力1～10MPa。
在根据本发明的可控阶梯光固化以及分级补缩的模塑成型方法中，所述模塑成型为注射模塑成型，所述注射模塑成型的设备为紫外光光固化微注射模塑成型机。
在根据本发明的可控阶梯光固化以及分级补缩的模塑成型方法中，所述透明材料为石英玻璃、蓝宝石玻璃以及K9玻璃中的一种。
在根据本发明的可控阶梯光固化以及分级补缩的模塑成型方法中，所述光源为UV-LED灯和高压汞灯中的一种。
根据本发明的可控阶梯光固化以及分级补缩的模塑成型方法适用于制备聚合物基微纳零件。
以下结合具体实施例对本发明的可控阶梯光固化以及分级补缩的模塑成型方法做具体说明。
实施例1
(1)按照如下质量份数称取光固化材料的各个组分，混合均匀，得到光固化材料；
(2)将光固化材料注入到一个侧壁为石英玻璃的密闭的模具型腔3中；
(3)对模具型腔3中光固化材料进行3个阶段的紫外光辐照、3个阶段的补缩以及1个阶段的紫外光辐照同时补缩保压，得到完全固化成型的光固化材料，步骤如下：
第1阶段紫外光辐照：光源1透过透明材料2对模具型腔中光固化材料进行辐照，光源1为UV-LED灯，透明材料2为石英玻璃，紫外光辐照强度为100mW/cm2，主波长为395nm，辐照时间为2秒；
第1阶段补缩：气泵6推动活塞式的加料装置4向模具型腔3中注入光固化材料进行补缩，物料计量电子尺5和压力传感器8监测流量及补缩压力，补缩时间1秒，补缩压力0.5MPa；
第2阶段紫外光辐照：光源1透过透明材料2对模具型腔3中光固化材料进行辐照，光源1为UV-LED灯，透明材料2为石英玻璃，紫外光辐照强度为500mW/cm2，主波长为385nm，辐照时间为3秒；
第2阶段补缩：气泵6推动活塞式的加料装置4向模具型腔3中注入光固化材料进行补缩，物料计量电子尺5和压力传感器8监测流量及补缩压力，补缩时间3秒，补缩压力3MPa；
第3阶段紫外光辐照：光源1透过透明材料2对模具型腔3中光固化材料进行辐照，光源1为UV-LED灯，透明材料2为石英玻璃，紫外光辐照强度为1000mW/cm2，主波长为365nm，辐照时间为3秒，
第3阶段补缩：气泵6推动活塞式的加料装置4向模具型腔3中注入光固化材料进行补缩，物料计量电子尺5和压力传感器8监测流量及补缩压力，补缩时间4秒，补缩压力5MPa；
第4阶段紫外光辐照同时补缩保压：光源1透过透明材料2对模具型腔中光固化材料进行辐照，光源1为UV-LED灯，透明材料2为石英玻璃，紫外光辐照强度为2500mW/cm2，主波长为365nm，辐照时间为10秒，同时，气泵6推动活塞式的加料装置4向密闭的模具型腔3中注入液态的光固化材料，物料计量电子尺5和压力传感器8监测流量及补缩压力，保持密闭的模具型腔3中的补缩压力不变，补缩时间为10秒，补缩压力10MPa。
(4)将完全固化成型的光固化材料进行脱模，得到光固化模塑成型的产品。
实施例2
(1)按照如下质量份数称取光固化材料的各个组分，混合均匀，得到光固化材料；
(2)将光固化材料注入到两个侧壁为蓝宝石玻璃的密闭的模具型腔3中；
(3)对模具型腔3中光固化材料进行2个阶段的紫外光辐照、2个阶段的补缩以及1个阶段的紫外光辐照同时补缩保压，得到完全固化成型的光固化材料，步骤如下：
第1阶段紫外光辐照：光源1透过透明材料2对模具型腔3中光固化材料进行辐照，光源1为UV-LED灯，透明材料2为蓝宝石玻璃，紫外光辐照强度为100mW/cm2，主波长为395nm，辐照时间为2秒；
第1阶段补缩：气泵6推动活塞式的加料装置4向模具型腔3中注入光固化材料进行补缩，物料计量电子尺5和压力传感器8监测流量及补缩压力，补缩时间1秒，补缩压力0.5MPa；
第2阶段紫外光辐照：光源1透过透明材料2对模具型腔3中光固化材料进行辐照，光源1为UV-LED灯，透明材料2为蓝宝石玻璃，紫外光辐照强度为500mW/cm2，主波长为385nm，辐照时间为6秒；
第2阶段补缩：气泵6推动活塞式的加料装置4向模具型腔3中注入光固化材料进行补缩，物料计量电子尺5和压力传感器8监测流量及补缩压力，补缩时间6秒，补缩压力3MPa；
第3阶段紫外光辐照同时补缩保压：光源1透过透明材料2对模具型腔中光固化材料进行辐照，光源1为UV-LED灯，透明材料2为蓝宝石玻璃，紫外光辐照强度为2000mW/cm2，主波长为365nm，辐照时间为10秒，同时，气泵6推动活塞式的加料装置向密闭模具的型腔中注入液态的光固化材料，物料计量电子尺和压力传感器监测流量及补缩压力，保持密闭的模具型腔3中的补缩压力不变，补缩时间为10秒，补缩压力10MPa。
(4)将完全固化成型的光固化材料进行脱模，得到光固化模塑成型的产品。
实施例3
(1)按照如下质量份数称取光固化材料的各个组分，混合均匀，得到光固化材料；
(2)将所述光固化材料注入到两个侧壁为K9玻璃的密闭模具的型腔3中；
(3)对模具型腔中光固化材料进行1个阶段的紫外光辐照、1个阶段的补缩和1个阶段的紫外光辐照同时补缩保压，得到完全固化成型的光固化材料，步骤如下：
第1阶段紫外光辐照：光源透过K9玻璃对模具型腔中光固化材料进行辐照，紫外光辐照强度为600mW/cm2，主波长为400nm，辐照时间为10秒；
第1阶段补缩：气泵6推动活塞式的加料装置4向模具型腔3中注入光固化材料进行补缩，物料计量电子尺5和压力传感器8监测流量及补缩压力，补缩时间10秒，补缩压力5MPa；
第2阶段紫外光辐照同时补缩保压：光源1透过透明材料2对模具型腔3中光固化材料进行辐照，光源1为高压汞灯，透明材料2为K9玻璃，紫外光辐照强度为2000mW/cm2，辐照时间为20秒，同时，气泵6推动活塞式的加料装置4向密闭的模具型腔3中注入液态的光固化材料，物料计量电子尺5和压力传感器8监测流量及补缩压力，保持密闭的模具型腔3中的补缩压力不变，补缩时间为20秒，补缩压力8MPa。
(4)将完全固化成型的光固化材料进行脱模，得到光固化模塑成型的产品。
对比例1
(1)将光固化低聚物、活性单体、光引发剂、填料及助剂混合，得到光固化材料；
(2)将所述光固化材料注入到一个侧壁为石英玻璃的密闭的模具型腔中；
(3)对模具型腔中光固化材料进行1个阶段的紫外光辐照同时补缩保压，得到完全固化成型的光固化材料，其中紫外光辐照强度为100mW/cm2，主波长为385nm，辐照时间为80秒，补缩时间100秒，补缩压力6MPa；
(4)将完全固化成型的光固化材料进行脱模，得到光固化模塑成型的产品。
对比例2
(1)将光固化低聚物、活性单体、光引发剂、填料及助剂混合，得到光固化材料；
(2)将所述光固化材料注入到一个侧壁为蓝宝石玻璃的密闭模具的型腔中；
(3)对模具型腔中光固化材料只进行1次紫外光辐照，得到完全固化成型的光固化材料，其中紫外光辐照强度为100mW/cm2，主波长为385nm，辐照时间为2秒；
(4)将完全固化成型的光固化材料进行模压脱模，得到光固化模塑成型的产品，其中模压的压力为8MPa，时间为2秒。
性能测试
1、复制度：复制度是产品微结构的长度或形貌与密闭模具型腔同一位置微结构相应深度或形貌的符合程度。用3D测量激光显微镜扫描实施例和对比例制得的产品，对得到的断面轮廓图进行处理分析，选取产品同一位置微结构的高度值h和宽度值w分别减去密闭模具型腔同一位置微结构相应的深度值H和W，得到产品微结构高度和宽度的差值，取绝对值，得到高度方向的绝对差值△H和宽度方向的绝对差值△W。按照如下公式计算复制度η。
ηh＝[1-△H]/H和ηw＝[1-△W]/W
ηh：高度方向的复制度；
ηw：宽度方向的复制度。
2、冲击强度：按照美国标准ASTMD256-84进行测试。
3、拉伸强度：按照美国标准ASTMD638-84进行测试。
性能对比表
通过以上实施例可以看出采用了本发明的方法制备的聚合物基微纳零件，相对传统方法具有更佳的复制度，更高的机械强度等优点，所以本发明确实取得了较好的有益效果，具有较高的实用性。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。
Claims (8)
1.一种可控阶梯光固化以及分级补缩的模塑成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)混合光固化低聚物、活性单体、光引发剂、填料以及助剂，得到光固化材料；所述助剂为抗氧化剂和抗静电剂；其中，按质量份数，所述光固化材料的配比为：光固化低聚物100份、活性单体10-50份、光引发剂5-10份、填料0.5-10份、抗氧化剂0.5-1份、抗静电剂0.5-1份；
(2)将所述光固化材料注入到至少一个侧壁为透明材料的密闭的模具型腔中；
(3)对模具型腔中所述光固化材料进行n个阶段的紫外光辐照以及m个阶段的补缩后，其中，n为大于1的自然数，m为大于1的自然数，最后进行第n+1阶段的紫外光辐照同时补缩保压，得到完全固化成型的光固化材料，具体过程及参数为：
第1阶段紫外光辐照：光源透过透明材料对模具型腔中所述的光固化材料进行辐照，紫外光辐照强度为100～1500mW/cm2，主波长为200～400nm，辐照时间为1～100秒；
第1阶段补缩：气泵推动活塞式的加料装置向所述模具型腔中注入所述光固化材料进行补缩，物料计量电子尺和压力传感器监测流量及补缩压力，补缩时间0.5～100秒，补缩压力0.5-10MPa；
······
第n阶段紫外光辐照：光源透过透明材料对模具型腔中所述的光固化材料进行辐照，紫外光辐照强度为100～1500mW/cm2，主波长为200～400nm，辐照时间为1～100秒；
第m阶段补缩：气泵推动活塞式的加料装置向所述模具型腔中注入所述光固化材料进行补缩，物料计量电子尺和压力传感器监测流量及补缩压力，补缩时间0.5～100秒，补缩压力0.5-10MPa；
第n+1阶段紫外光辐照同时补缩保压：光源透过透明材料对模具型腔中所述的光固化材料进行辐照，紫外光辐照强度为2000～3000mW/cm2，主波长为200～400nm，辐照时间为1～100秒，同时，气泵推动活塞式的加料装置向所述密闭模具的型腔中注入所述光固化材料，物料计量电子尺和压力传感器监测流量及补缩压力，保持密闭模具的型腔中的补缩压力不变，补缩时间为1～100秒，补缩压力1～10MPa；
(4)将完全固化成型的光固化材料进行脱模，得到光固化模塑成型的产品。
2.根据权利要求1所述的可控阶梯光固化以及分级补缩的模塑成型方法，其特征在于，所述光固化低聚物包括聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯中的一种或组合。
3.根据权利要求1所述的可控阶梯光固化以及分级补缩的模塑成型方法，其特征在于，所述活性单体为乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的可控阶梯光固化以及分级补缩的模塑成型方法，其特征在于，所述光引发剂包括2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基-环己基苯乙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷以及2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮中的一种或组合；所述填料为纳米二氧化硅、石墨烯、氧化石墨烯、碳纳米管、氧化锆、氧化铝、滑石粉、陶瓷微珠、碳化硅、硅酸钙以及纳米黏土中的一种或组合。
5.根据权利要求1所述的可控阶梯光固化以及分级补缩的模塑成型方法，其特征在于，所述n个阶段的紫外光辐照以及m个阶段的补缩后，其中，n为大于1的自然数，m为大于1的自然数，最后进行第n+1阶段的紫外光辐照同时补缩保压的具体过程及参数为：
第1阶段紫外光辐照：光源透过透明材料对模具型腔中所述的光固化材料进行辐照，紫外光辐照强度为100～1500mW/cm2，主波长为200～400nm，辐照时间为1～100秒；
第1阶段补缩：气泵推动活塞式的加料装置向所述模具型腔中注入所述光固化材料进行补缩，物料计量电子尺和压力传感器监测流量及补缩压力，补缩时间0.5～100秒，补缩压力0.5-10MPa；
第2阶段紫外光辐照：光源透过透明材料对模具型腔中所述的光固化材料进行辐照，紫外光辐照强度为100～1500mW/cm2，主波长为200～400nm，辐照时间为1～100秒；
第2阶段补缩：气泵推动活塞式的加料装置向所述模具型腔中注入所述光固化材料进行补缩，物料计量电子尺和压力传感器监测流量及补缩压力，补缩时间0.5～100秒，补缩压力0.5-10MPa；
第3阶段紫外光辐照同时补缩保压：光源透过透明材料对模具型腔中所述的光固化材料进行辐照，紫外光辐照强度为2000～3000mW/cm2，主波长为200～400nm，辐照时间为1～100秒，同时，气泵推动活塞式的加料装置向所述密闭模具的型腔中注入所述光固化材料，物料计量电子尺和压力传感器监测流量及补缩压力，保持密闭模具的型腔中的补缩压力不变，补缩时间为1～100秒，补缩压力1～10MPa。
6.根据权利要求1所述的可控阶梯光固化以及分级补缩的模塑成型方法，其特征在于，所述模塑成型为注射模塑成型，所述注射模塑成型的设备为紫外光光固化微注射模塑成型机。
7.根据权利要求1所述的可控阶梯光固化以及分级补缩的模塑成型方法，其特征在于，所述透明材料为石英玻璃、蓝宝石玻璃以及K9玻璃中的一种。
8.根据权利要求1所述的可控阶梯光固化以及分级补缩的模塑成型方法，其特征在于，所述光源为UV-LED灯和高压汞灯中的一种。
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