[發(fā)明專利]一種聚酰亞胺薄膜曲面預(yù)成形裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510261344.2
• 申請(qǐng)日: 2015-05-21
• 公開（公告）號(hào): CN104960187A
• 公開（公告）日: 2015-10-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王海鵬;張樹青;王安妮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B29C51/30
• 分類號(hào): B29C51/30;B29C51/08;B29C51/42;B29C51/46;B29C51/44
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于充氣式薄膜反射鏡的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

本發(fā)明以超輕航天相機(jī)為背景。在航天相機(jī)輕量化的探索過程中，提出了一種使用充氣式薄膜反射鏡代替光學(xué)玻璃反射鏡的方案。這種充氣式薄膜反射鏡，使用聚酰亞胺薄膜作為鏡體材料，將兩張薄膜通過環(huán)形固定機(jī)構(gòu)固緊后，在薄膜中間充入氣體形成氣室，薄膜因內(nèi)部氣體壓強(qiáng)的作用形成曲面面形。在薄膜表面鍍有高反膜后，即可作為光學(xué)曲面反射鏡使用。

現(xiàn)有常規(guī)的聚酰亞胺薄膜生產(chǎn)工藝，無(wú)論是拉伸法還是流涎法，生產(chǎn)的薄膜都是厚度均勻的平面薄膜。應(yīng)用于充氣式薄膜反射鏡的制造時(shí)，需內(nèi)充一定壓強(qiáng)的氣體以形成曲面面形，由于薄膜平面內(nèi)互相垂直的兩個(gè)方向的拉伸模量存在差異，充氣后面形存在很大像散。

為制造出滿足光學(xué)使用要求的聚酰亞胺曲面薄膜一般有兩種特殊方法：一是制造厚度分布沿徑向改變的平面薄膜，這種薄膜拉伸模量沿徑向發(fā)生變化，在充氣后，其面形發(fā)生改變。通過控制徑向厚度分布可以得到滿足光學(xué)使用要求的聚酰亞胺薄膜。這種方法對(duì)徑向厚度分布的精度要求十分嚴(yán)格，并且難于加工生產(chǎn)。另一種方法是使用具有預(yù)期曲面面形或與預(yù)期曲面面形相近的曲面薄膜。使用這種曲面薄膜的反射鏡，內(nèi)部只需充入較少氣體將薄膜展開并去除表面褶皺，即可滿足使用需求。

具有預(yù)期曲面面形或與預(yù)期曲面面形相近的曲面薄膜，即勻厚度曲面薄膜的制造方法：一般是將聚酰胺酸溶液流涎或涂覆到曲面支撐體上并加熱，使溶劑蒸發(fā)后將薄膜剝離的方法；這種方法與流涎法類似，其支撐體為曲面，工作時(shí)繞曲面的回轉(zhuǎn)中心勻速旋轉(zhuǎn)，溶液經(jīng)流涎嘴前刮板在支撐體表面形成完整液膜后，停止流涎。支撐體繼續(xù)勻速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)進(jìn)行加熱烘干。得到固態(tài)薄膜后從支撐體表面剝離，進(jìn)行亞胺化。但此方法對(duì)支撐體的轉(zhuǎn)速精度要求較高，而且難以制造曲率較大的薄膜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種聚酰亞胺薄膜曲面預(yù)成形裝置，是為了解決現(xiàn)有勻厚度曲面薄膜的制造方法存在對(duì)支撐體的轉(zhuǎn)速精度要求較高，而且難以制造曲率較大薄膜的問題。

所述的目的是通過以下方案實(shí)現(xiàn)的：所述的一種聚酰亞胺薄膜曲面預(yù)成形裝置，它包括外凸曲面模具1、內(nèi)凹曲面支撐體模具2、精密機(jī)械臂3、光學(xué)平臺(tái)4、第一輥輪5、第二輥輪6；

所述外凸曲面模具1內(nèi)部設(shè)置有常規(guī)的溫加熱裝置和溫度檢測(cè)裝置；所述內(nèi)凹曲面支撐體模具2內(nèi)部設(shè)置有常規(guī)的溫加熱裝置和溫度檢測(cè)裝置；內(nèi)凹曲面支撐體模具2的內(nèi)凹曲面向上水平安裝在光學(xué)平臺(tái)4上，外凸曲面模具1懸吊在精密機(jī)械臂3的末端上，使外凸曲面模具1的外凸曲面向下設(shè)置在內(nèi)凹曲面支撐體模具2的內(nèi)凹曲面的正上方，通過控制精密機(jī)械臂3，使精密機(jī)械臂3能帶動(dòng)外凸曲面模具1的外凸曲面向下運(yùn)動(dòng)靠近內(nèi)凹曲面支撐體模具2的內(nèi)凹曲面，并留有均勻的間隙2-1，第一輥輪5和第二輥輪6分別設(shè)置在內(nèi)凹曲面支撐體模具2的兩側(cè)；將流涎法得到的熱蒸發(fā)后的聚酰胺酸固態(tài)薄膜設(shè)置在外凸曲面模具1的外凸曲面與內(nèi)凹曲面支撐體模具2內(nèi)凹曲面的間隙2-1內(nèi)后，啟動(dòng)外凸曲面模具1和內(nèi)凹曲面支撐體模具2的內(nèi)部加熱裝置，使外凸曲面模具1和內(nèi)凹曲面支撐體模具2的溫度處在170度左右，使上述聚酰胺酸固態(tài)薄膜在高溫下軟化形成膠狀膜層；通過精密機(jī)械臂3精確控制外凸曲面模具1上下的運(yùn)動(dòng)量，進(jìn)而精確控制外凸曲面模具1的外凸曲面與內(nèi)凹曲面支撐體模具2的內(nèi)凹曲面之間的間隙2-1的大小，即膜層的厚度；薄膜形成新的曲面面形后停止加熱，待薄膜固化完全后升起精密機(jī)械臂3，使外凸曲面模具1與內(nèi)凹曲面支撐體模具2分離，啟動(dòng)第一輥輪5和第二輥輪6，使曲面薄膜從內(nèi)凹曲面支撐體模具2中剝離，再進(jìn)行常規(guī)的亞胺化技術(shù)處理，得到聚酰亞胺曲面薄膜。

本發(fā)明相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果：

本發(fā)明的裝置以尚未完全固化的聚酰胺酸薄膜為原材料，對(duì)其進(jìn)行預(yù)成形處理，能得到具有特定面形的聚酰亞胺曲面薄膜。本發(fā)明的裝置設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造工藝簡(jiǎn)單、效率高，將其應(yīng)用于流涎工藝的流水線中可以批量生產(chǎn)聚酰亞胺曲面薄膜。生產(chǎn)的聚酰亞胺曲面薄膜厚度均勻，可以針對(duì)使用需求調(diào)整薄膜厚度。還可以通過改變上、下模具的面形使之具有微小差異的方式，得到厚度沿徑向變化的變厚度聚酰亞胺薄膜。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：結(jié)合圖1所示，它包括外凸曲面模具1、內(nèi)凹曲面支撐體模具2、精密機(jī)械臂3、光學(xué)平臺(tái)4、第一輥輪5、第二輥輪6；