[發明專利]一種機床測量用光柵兩步固化輥壓印成型方法

有效

• 申請號: 201110126114.7
• 申請日: 2011-05-17
• 公開（公告）號: CN102193310A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 劉紅忠;王良軍;史永勝;尹磊;劉樹林;丁玉成;盧秉恒
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G03F7/00
• 分類號: G03F7/00;G03F7/20;G02B5/18
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.一種機床測量用光柵兩步固化輥壓印成型方法，其特征在于，該方法包括下述步驟：

1)光柵尺胚基材制備：選擇金屬帶、陶瓷或玻璃作為光柵尺胚基材，采取等離子體表面處理4-10s后，利用涂覆工藝用在光柵尺胚基材上涂覆一層厚度為1-5um的紫外光固化膠層；

2)輥壓模具制備：選擇殷鋼或鉻作為輥壓模具的材料，或在鋼或銅基材的表面電鍍一層鉻鍍層作為輥壓模具的材料，采用微細加工工藝制作成輥筒形、且模具表面具有母光柵結構的輥壓模具，在輥壓模具表面的兩側制作出輥壓模具表面的對準標記；

并對具有母光柵結構的輥壓模具表面進行電化學拋光或者化學拋光，在具有母光柵結構的輥壓模具結構表面蒸鍍聚四氟乙烯涂層，蒸鍍時間10-30s；

3)軟固化：在光柵尺胚基材表面的紫外光固化膠層上覆一層高紫外透過率的柔性薄膜，采取一次固化紫外線線光源透過高紫外透過率的柔性薄膜對紫外光固化膠層進行曝光，然后將薄膜剝離；

4)輥壓復型前對準：采用CCD圖像采集對準系統對光柵尺胚基材的對準標記和輥壓模具表面的對準標記進行采集對比，獲得兩者的相對位置參數，然后通過微驅動調整光柵尺胚基材的位置；

5)輥壓復型：將輥壓模具與步驟3)經軟固化后的光柵尺胚基材接觸，并對接觸面施加一定的壓印力，輥壓模具在電機動力下旋轉，光柵尺胚隨輥壓模具做同步平面運動，輥壓模具表面的母光柵結構復型在光柵尺胚基材的經軟固化紫外光固化膠層上；

6)二次固化：將經母光柵結構復型壓印成型后的光柵尺胚，用二次固化紫外線線光源進行二次固化，固化時間為1-5min；

7)光柵尺收集封裝：輥壓成型后的光柵尺胚進行尺面密封，并在其表面覆一層BOPP膜，即完成光柵兩步固化輥壓印成型過程。

2.按照權利要求1所述的機床測量用光柵兩步固化輥壓印成型方法，其特征在于，所述涂覆工藝為噴涂工藝、印刷膠輥涂覆工藝或刮涂工藝。

3.按照權利要求1所述的機床測量用光柵兩步固化輥壓印成型方法，其特征在于，所述紫外光固化膠層為紫外光固化硅油、紫外光固化丙烯酸樹脂或者紫外光固化環氧樹脂。

4.按照權利要求1所述的機床測量用光柵兩步固化輥壓印成型方法，其特征在于，所述高紫外透過率的柔性薄膜為BOPP膜或者紫外增透膜。

5.按照權利要求1所述的機床測量用光柵兩步固化輥壓印成型方法，其特征在于，所述微細加工工藝為掩膜化學腐蝕工藝、機械刻劃或激光刻蝕工藝。

6.按照權利要求1所述的機床測量用光柵兩步固化輥壓印成型方法，其特征在于，所述步驟2)中一次固化紫外線線光源為燈頭功率3W的冷紫外光線光源，燈頭處加透鏡，線光源寬度為8mm，曝光時間為0.5s。

7.按照權利要求1所述的機床測量用光柵兩步固化輥壓印成型方法，其特征在于，所述對高紫外透過率的柔性薄膜覆膜環節、剝離環節過程是通過覆膜放卷輥子與覆膜收卷輥子將覆膜卷材收送于紫外光固化膠層表面，并通過電磁離合器控制覆膜放卷輥子與覆膜收卷輥子收送料張力。

8.按照權利要求7所述的機床測量用光柵兩步固化輥壓印成型方法，其特征在于，所述覆膜放卷輥子與覆膜收卷輥子覆膜卷材之間設置有一次固化紫外線線光源。

9.按照權利要求1所述的機床測量用光柵兩步固化輥壓印成型方法，其特征在于，所述輥壓模具通過柔性對輥實現對光柵尺胚基材表面進行輥壓印復型，柔性對輥通過氣缸控制與輥壓模具間的壓力；光柵尺胚基材與輥壓模具做同步平面運動的圓周線速度為0.1-50m/min；輥壓模具輥壓壓應力為28-340MPa。

10.按照權利要求1所述的機床測量用光柵兩步固化輥壓印成型方法，其特征在于，所述輥壓模具表面的母光柵結構為用于增量式光柵尺的周期性平行柵線結構、絕對式光柵尺的非周期性平行柵線結構或衍射光柵用鋸齒波或正弦波結構。