为了研究激光成形方式对成形轮廓和微观组织的影响, 采用厚度为40μm和80μm的T2铜箔进行激光冲击微胀形和微拉深实验。同时使用ABAQUS有限元仿真对实验进行模拟, 研究不同变形方式下箔材位移和残余应力场。结果表明, 激光冲击微胀形后铜箔变形区域出现颈缩, 激光作用区域内变形机制主要为位错滑移、变形扭曲晶粒和机械孪晶;箔材上表面(激光冲击表面)为残余拉应力, 最大值约为372.3MPa, 箔材下表面(背向激光冲击面)为残余压应力, 最大值约为-218.7MPa; 而对于微拉深, 箔材成形轮廓过渡圆滑, 厚度分布均匀, 光斑作用区域内出现大量位错露头和一些机械孪晶,箔材上表面为残余压应力, 最大值约为-365.6MPa,箔材下表面为残余拉应力, 最大值约为203MPa。这一结果对激光冲击箔材成形控制是有帮助的。

制备了多特征尺寸微弯曲模具，并利用激光动态柔性成形技术实现了单次脉冲下箔板的等压弯曲成形。为了研究工件尺寸(厚度)、晶粒尺寸对高应变率下箔板变形行为的影响，使用超景深显微系统观测成形件三维形貌及轮廓形状，采用纳米压痕仪测量其厚度方向上的微硬度分布，并借助冷镶嵌技术测量成形件厚度减薄率。实验结果表明：铜箔厚度由50 μm 减小到30 μm 时，材料流动应力减小，成形件轮廓形状由圆顶状转变为槽状，表面硬度由于模具底部的碰撞滑移得到显著强化；相比于细晶成形件，粗晶件的微塑性成形能力较差；工件底部回弹形变及厚度方向应变硬化不均匀；圆角处易于破裂，最大减薄率比细晶件增大约10%。

采用具有高应变率加载特征的激光驱动飞片间接冲击微成形技术对钛箔进行了微成形实验,以解决难成形材料的微塑性成形问题.从飞片完整性、工件贴模性以及厚度减薄率等方面探究了该工艺的成形性能.实验中采用微细电火花和曲面研磨技术制造微模具,材料为AISI 1090模具钢,飞片为20 μm的钛箔,成形工件为35 μm的钛箔.通过KEYENCE VHX-1000C超景深显微系统对飞片和工件进行了观测和分析,结果显示:飞片具有较好的完整性,能够提供均匀的冲击压力;成形后的工件具有良好的表面质量和贴模性.借助冷镶嵌工艺测量了工件的厚度分布,分析了工件厚度减薄率,其最大值为19.8%,最小值为2%,显示工件的厚度分布比较均匀.研究表明:激光间接冲击微成形技术对于难成形材料具有良好的成形效果并且能有效抑制厚度减薄.

激光冲击微成形技术作为一种新颖的高能率微细加工技术，其利用脉冲激光诱导的冲击波压力使金属箔板塑性成形微结构件。由于微尺度效应的存在，激光冲击微成形件一定程度上受各向异性靶材的影响发生材料流动不均匀、塑性变形程度不一致和起皱现象。为了提高激光微成形件的成形性能，探究了温度辅助的激光冲击微成形工艺，以微凹模作为支撑，对厚度为50 μm的铜箔材进行了温热条件下激光冲击微拉深成形实验，利用形貌测量仪对获得的微拉深试样进行了三维形貌测试。结果表明：温热条件下激光冲击微拉深件的塑性变形均匀性得到显著改善，成形高度较室温下得到进一步提升，在微凹模孔径0.8 mm和130 ℃时微拉深件成形极限为208.9 μm。

激光驱动飞片加载金属箔板成形技术是一种新型微成形技术，其飞片的结构和性能是影响该技术成形能力和质量的主要因素之一。通过Spitlight 2000 NdYAG激光器探究了复合飞片（主要由黑漆吸收层、聚酰亚胺隔热层和铝飞片组成）对激光驱动飞片加载金属箔板成形性能的影响。实验结果表明复合飞片能够增大工件的最大成形深度，同时工件形貌中心与模具中心的对中性更好，证明复合飞片在成形过程中对冲击波具有增压和均压作用，能够提高该技术的成形能力和质量。讨论了复合飞片提高成形能力和质量的原因，同时探究了激光能量和聚酰亚胺薄膜厚度对成形性能的影响。

由于目前的微塑性成形技术存在尺寸效应、成形不均匀、加工效率低、成本高、污染环境等问题，讨论并研究了一种新的微成形方法激光层裂微成形技术。建立了理论模型分析研究在激光驱动飞片加载下薄膜与基体层裂及薄膜微成形的影响因素，设计并完成了实验，考察了激光能量、薄膜厚度及薄膜种类对激光层裂微成形的影响。研究发现，该技术可以实现薄膜微成形，激光能量大小及薄膜的种类是影响薄膜与基体层裂的关键因素，一定范围内薄膜厚度对薄膜成形影响较小，但是超出其范围对薄膜成形将有重要影响作用。因此，激光层裂微成形是具有应用前景的可控制与可操作的薄膜微成形技术。

为了满足微成形技术产业化的需求,讨论了一种新的微成形方法——激光驱动飞片加载基体/金属薄膜层裂微成形技术，结合激光辐照效应及波的反射规律阐述了层裂微成形原理；优化了基体/金属薄膜层裂工艺，并且根据能量守恒原理，估算了层裂片的应变率和激光诱导冲击波的峰值压力。结果表明，随着脉冲能量的逐渐增大，工件层裂现象不断明显，直到金属薄膜上最后出现与模板微结构相同的特征结构，但基体始终保持完好，未出现裂纹或变形。通过激光驱动飞片加载基体/金属薄膜实现层裂微成形是可行的。

设计了箔板U型弯曲试验方案，使用不同凹模槽宽尺寸和圆角半径的微型模具，在三思微型试验机上完成了试验，分析了模具几何尺寸、箔板厚度等对箔板U型弯曲变形中冲头载荷、回弹以及表面质量的影响。研究结果表明，槽宽尺寸或圆角半径减小时，最大冲头载荷显著增加，且冲头载荷上升和下降速率都明显增大; 对比两种不同厚度箔板的冲头载荷显示，冲头载荷减小速率明显快于横截面面积的减小速率，说明产生了明显的尺寸效应; 另外，圆角半径或板厚减小，导致回弹角度增大，成形件精度降低; 虽然成形件表面比较平整，但侧面出现划痕提示需要提高模具表面质量和采取润滑措施。以上研究结果对指导箔板微成形工艺设计具有重要意义。

激光冲击成形(LPF)技术利用激光与物质相互作用时产生的等离子体冲击波进行塑性变形,它结合了激光冲击强化与塑性成形的优点,在大型复杂曲面零件成形、微机电系统结构元器件制造、装配、整形等领域具有深远应用前景。介绍了LPF的历史背景,根据变形模式将其分为凸面成形和凹面成形两大类,分析了成形机理和技术优势。在几何形状、材料性质、成形缺陷、分析手段等方面,阐述了其研究现状,并就其存在的主要问题和研究动态进行了深入讨论,指出了发展过程中面临的机遇和挑战。

提出了一种新的微成形方法——激光驱动飞片加载金属箔板微成形技术, 结合飞片速度模型和加载压力模型阐述了成形机理, 利用10 μm厚的铝箔进行了初步成形实验。在体式显微镜下观察成形后的铝箔表面光滑, 并且与模具的贴合程度较高, 表现出很好的成形精度。考察了激光能量对铝箔成形深度的影响。通过表面轮廓形貌测量仪检测发现, 成形深度受激光能量的影响比较大。在光斑直径为1 mm, 单脉冲激光能量为25～40 mJ时, 铝箔成形深度随激光能量基本呈线性关系增加, 单脉冲激光能量在45～50 mJ时, 铝箔由于破裂成形深度大幅增加。