[發明專利]一種全液壓驅動輥型微細壓印裝置

有效

• 申請號: 201210049165.9
• 申請日: 2012-02-28
• 公開（公告）號: CN102602208A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 彭林法;高照陽;易培云;倪軍;來新民
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B44B5/00
• 分類號: B44B5/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

技術領域

本發明屬于微細制造技術領域，涉及一種薄板材料表面微細結構特征的制造裝置，具體是在薄板材料表面加工出功能性微細結構特征的微細成形裝置。

背景技術

關于微——介觀尺度(Micro/Meso?scale)普遍認可的定義是指介于宏觀尺度和微觀尺度之間，零件幾何特征尺寸范圍為0.01～1mm，尺寸精度在1個微米到0.01微米之間。微細制造通常就是指要加工的零件或結構至少在兩維尺度上在亞毫米范圍內的制造。

目前，大面積具有功能性表面微細特征結構的薄板件正在越來越多地得到應用，比如新能源裝置，光學器件，節能性功能表面結構件，微電子器件，微流控器件(微化學反應器)，生物醫療，汽車，通信等領域。例如，板式微通道反應器表面是由幾百微米寬，幾百微米深的流道或者幾十至幾百個微米特征尺寸的陣列凸臺組成；此外，微通道熱交換器、燃料電池金屬極板、微流控器件等零件的表面都具有微凹槽、微肋條、微凸臺或凹坑陣列等功能性微細結構。通常這種表面微細功能特征結構尺寸都在幾十個微米到幾百個微米。

對于這些表面微細功能特征結構，可以采用微細切削加工、微細磨削加工、聚焦粒子束銑削、激光燒蝕、微電火花加工(EDM)、微刻蝕等工藝技術來加工。其中微細切削和磨削工藝的加工效率低下、浪費材料嚴重，而聚焦粒子束、微刻蝕等工藝復雜、設備昂貴，此外，激光燒蝕和微EDM等工藝零件表面特征質量難以保證。采用這些工藝加工零件表面微細功能特征結構陣列成本較高，難以實現高質高效大批生產。

近年來，微細壓印技術因其具有大批量、高效、高精度、高密集、短周期、低成本、無污染、凈成形等優點，迅速成為研究熱點。

目前，表面微細特征結構的制造主要依賴于傳統平型壓印裝置來實現，這種壓印工藝過程需要很大的壓印力，且所成形的結構特征一致性易受板厚均勻度和環境浮塵的影響。一般的平型壓印裝置大多是通過機械傳動(比如絲杠傳動)來提供壓印力，承載能力小，且容易磨損，導致成形精度降低；另外平型壓印中模腔排氣困難，材料難以完全填充模具。因而，該種工藝僅局限于小面積壓印，難以實現大面積高效高質壓印，不適合大批量自動化生產。

經專利檢索，中國專利公開號為CN101863122A，名稱為超聲輔助微納壓印成型裝置，該發明提出了一種利用超聲波振動來改善被壓印材料流動特性的壓印裝置，雖然能夠有效改善被壓印材料的流動特性，提高充形能力，但是該裝置是采用平型壓印技術，且壓印力主要是通過滾珠絲杠副機械傳動來施加的，由于增加了超聲波振動發生裝置，致使結構復雜。

又如中國專利公開號為CN1775546A，名稱為納米壓印機，該發明提出了一種能夠實現被壓印樣品線位移和角位移粗定位和精定位的壓印裝置，能夠有效提高產品的質量，但是其采用的也是平型壓印模式，且壓印力的施加也是依靠滾珠絲杠傳動，被壓印材料的定位均是靠機械傳動實現的，多層工作臺也增加了結構的復雜性，降低結構剛性。

發明內容

本發明的目的是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種機械結構簡單，設計合理，穩定性好，具有很好的生產柔性，能夠實現大面積高效高質大批生產的全液壓驅動輥型微細壓印裝置。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：一種全液壓驅動輥型微細壓印裝置，其特征在于，包括上定位板、下定位板、支座、運動平臺、運動平臺液壓缸、運動平臺液壓缸活塞桿、軸座、軸座液壓缸、軸座液壓缸活塞桿、壓輥、壓板；所述的下定位板上設有支座，支座上設置運動平臺液壓缸活塞桿，運動平臺液壓缸活塞桿上設置運動平臺液壓缸，運動平臺液壓缸上設有運動平臺，運動平臺上設有壓板；所述的上定位板和下定位板之間設置軸座液壓缸活塞桿，軸座液壓缸活塞桿上設置軸座液壓缸，軸座液壓缸上設有軸座，該軸座上設有壓輥，待加工材料設置在壓輥和壓板之間，運動平臺液壓缸和軸座液壓缸控制運動平臺和壓輥運動對待加工材料進行壓印。

所述的支座設有兩個，分別設置在下定位板兩端，所述的運動平臺液壓缸活塞桿水平固定于兩個支座上，所述的運動平臺連接運動平臺液壓缸上，通過液壓驅動，運動平臺水平往復運動。

所述的運動平臺液壓缸活塞桿和支座可以是焊接或螺紋連接，所述的支座和下定位板的連接也可以是焊接或螺紋連接。

所述的軸座液壓缸設有兩個，各軸座液壓缸活塞桿垂直固定于上定位板和下定位板上，各軸座液壓缸上設有一個軸座，軸座上設有軸座孔，所述的壓輥安裝在兩個軸座孔內，壓輥軸線水平配置，并可自由轉動，兩個軸座液壓缸同步運動，驅動軸座帶動壓輥做垂向往復運動。