[發明專利]在朝向工件的X方向和橫向地沿著工件的Z方向上變速獨立運動的加工微結構的刀具

有效

• 申請號: 200680042108.0
• 申請日: 2006-10-30
• 公開（公告）號: CN101304839A
• 公開（公告）日: 2008-11-12
• 發明（設計）人: 艾倫·B·坎貝爾;戴爾·L·埃內斯;丹尼爾·S·沃茨
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: B23Q15/013
• 分類號: B23Q15/013;B23Q16/00;B23Q15/14
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司
• 代理人: 顧紅霞;彭會

相關專利申請的參考

本專利申請與以下專利申請有關：Alan?Campbell、Dale?Ehnes和 Daniel?Wertz提交的、名稱為“Cutting?Tool?Having?Variable Movement?at?Two?Simultaneously?Independent?Speeds?in?an?X- Direction?Into?a?Work?Piece?for?Making?Microstructures”(在朝向 工件的X方向以兩個并存的獨立的速度作變速運動的加工微結構的刀具) 的美國專利申請；Dale?Ehnes、Alan?Campbell和Daniel?Wertz提交的、 名稱為“Cutting?Tool?Having?Variable?Movement?in?a?Z-Direct?ion Laterally?Along?a?Work?Piece?for?Making?Microstructures”(在橫 向地沿著工件的Z方向上做變速運動的加工微結構的刀具)的美國專利申 請；以及Dale?Ehnes、Alan?Campbell和Daniel?Wertz提交的、名稱為 “Cutting?Tool?Having?Variable?Rotation?About?a?Y-Direction Transversely?Across?a?Work?Piece?for?Making?Microstructures” (圍繞橫過工件的Y方向變速旋轉的加工微結構的刀具)的美國專利申 請，上述申請均于2005年11月15日提交。

技術領域

本發明涉及用于制造微復制結構的微復制工具的金剛石加工。

背景技術

加工技術可用于制造諸如微復制工具之類的各種各樣的工件。微復制 工具通常用于擠出工藝、注塑成型工藝、壓花工藝、澆注工藝等，從而形 成微復制結構。微復制型結構可能包括光學膜、研磨膜、粘合劑膜、具有 自配合外形的機械緊固件、或具有尺寸相對較小(例如小于約1000微米的 尺寸)的微復制特征的任何模制部件或擠出部件。

也可以采用其它各種方法制成所述微結構。例如，可通過澆鑄和固化 工藝將母模工具的結構從母模工具轉移到諸如聚合材料帶材或織物之類的 其它介質上以形成生產工具；然后使用這一生產工具制造微復制結構。可 使用諸如電鑄之類的其它方法復制該母模工具。制造導光薄膜的另一備選 方法是直接切削或加工透明材料以形成適當的結構。

其它技術包括化學蝕刻、噴砂處理、或其它隨機表面改性技術。然 而，這些技術通常不能形成獲得合適光漫射特性所需的輪廓清晰的、精確 的微結構和特征寬度，而使用本發明方法的刀具可以獲得這種合適的光漫 射特性。具體地講，由于化學蝕刻、噴丸處理和其它隨機表面改性技術固 有的不精確性和不可重復性，所以這些方法不能生產高精度的重復結構。

發明內容

第一刀具組件包括刀架和致動器，該致動器被構造為連接到刀架上， 并且與控制器進行電通信。連接到致動器上的刀頭被安裝為相對于待切削 的工件運動。該致動器對刀頭在朝向工件的X方向以及橫向地沿著工件的 Z方向上的運動提供獨立和可變的控制，以便有選擇地切削工件。

第二刀具組件包括刀架和致動器，所述刀架能夠沿待切削的工件橫向 運動，所述致動器被構造為連接到刀架上并且與控制器電通信，所述致動 器包括壓電堆。連接到壓電堆上的刀頭被安裝為相對于待切削的工件運 動。該致動器對刀頭在朝向工件的X方向以及橫向地沿著工件的Z方向上 的運動提供獨立和可變的控制，以便有選擇地切削工件，從而在工件中形 成微結構。

附圖說明

附圖被并入本說明書并且構成其一部分，并且與具體實施方式一起闡 明本發明的優點和原理。在附圖中：

圖1為在工件中制成微結構的刀具系統的示意圖；

圖2為示出用于刀具的坐標系的示意圖；

圖3為用于刀具的示例性PZT堆的示意圖；

圖4A為刀頭座的透視圖；

圖4B為用于保持刀頭的刀頭座的前視圖；

圖4C為刀頭座的側視圖；

圖4D為刀頭座的俯視圖；

圖5A為刀頭的透視圖；

圖5B為刀頭的前視圖；

圖5C為刀頭的仰視圖；