[發(fā)明專利]基于接觸粘附剝離的金屬表面微凹結(jié)構(gòu)制造方法與裝置

有效

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• 申請日: 2018-07-24
• 公開（公告）號: CN109108403B
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發(fā)明（設計）人: 倪敬;呂俊杰;蒙臻
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: B23H1/00
• 分類號: B23H1/00;B23H9/00;B23K26/00;B23K26/70
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 黃前澤

1.基于接觸粘附剝離的金屬表面微凹結(jié)構(gòu)制造方法，其特征在于：該方法具體如下：

步驟一、將表面設有微凸結(jié)構(gòu)的模板金屬塊通過螺栓連接于工字型安裝板上，且模板金屬塊上設有微凸結(jié)構(gòu)的表面朝下設置；其中，工字型安裝板與Z向滑臺的滑塊固定；

步驟二、將待加工金屬塊水平放置于框型平臺上，夾緊機構(gòu)夾緊待加工金屬塊；

步驟三、啟動X向滑臺和Y向滑臺，帶動夾緊機構(gòu)和待加工金屬塊水平同步移動到模板金屬塊的正下方；啟動Z向滑臺，帶動模板金屬塊向靠近待加工金屬塊的方向移動，并最終使模板金屬塊設有微凸結(jié)構(gòu)的表面與待加工金屬塊需要開設微凹結(jié)構(gòu)的表面接觸；

步驟四、恒溫加熱塊通電，對待加工金屬塊的底面進行加熱；

步驟五、待加工金屬塊表面溫度加熱至175℃～200℃時，啟動超聲激振器，利用超聲激振器對模板金屬塊和待加工金屬塊進行超聲微位移振動，增加板金屬塊和待加工金屬塊接觸表面之間的接觸壓力；由于待加工金屬塊溫度比模板金屬塊高，待加工金屬塊表面原子向模板金屬塊微凸結(jié)構(gòu)表面定向粘附；

步驟六、超聲激振器的超聲微位移振動保持20～40min后停止振動，并斷開恒溫加熱塊的供電；啟動Z向滑臺，使模板金屬塊遠離待加工金屬塊，模板金屬塊與待加工金屬塊分離過程中粘附在模板金屬塊的微凸結(jié)構(gòu)上的待加工金屬塊表層金屬被剝離出，從而在待加工金屬塊表面形成微凹結(jié)構(gòu)；啟動X向滑臺和Y向滑臺，使待加工金屬塊水平移動至微凹結(jié)構(gòu)檢測機構(gòu)的檢測區(qū)域；對高速顯微攝像機進行聚焦位置調(diào)整，然后利用微凹結(jié)構(gòu)檢測機構(gòu)對待加工金屬塊表面形成的微凹結(jié)構(gòu)進行檢測；

步驟七、將待加工金屬塊表面形成的微凹結(jié)構(gòu)進行檢測結(jié)果傳給圖像處理主機處理，如果待加工金屬塊表面形成的微凹結(jié)構(gòu)深度均值檢測結(jié)果與圖像處理主機中預設的微凹結(jié)構(gòu)深度之間的深度差大于0.05mm，則在進行模板金屬塊微凸結(jié)構(gòu)修復后重復步驟三至步驟六，否則進入步驟八；

步驟八、松開夾緊機構(gòu)，取出開設了合格微凹結(jié)構(gòu)的待加工金屬塊，完成待加工金屬塊的微凹結(jié)構(gòu)加工。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于接觸粘附剝離的金屬表面微凹結(jié)構(gòu)制造方法，其特征在于：所述模板金屬塊上的微凸結(jié)構(gòu)通過激光加工或者電火花加工進行加工。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于接觸粘附剝離的金屬表面微凹結(jié)構(gòu)制造方法，其特征在于：所述模板金屬塊的材質(zhì)與待加工金屬塊相同。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于接觸粘附剝離的金屬表面微凹結(jié)構(gòu)制造方法，其特征在于：粘附在模板金屬塊微凸結(jié)構(gòu)上的表層金屬去除方法為激光刻蝕或化學腐蝕。

5.基于接觸粘附剝離的金屬表面微凹結(jié)構(gòu)制造裝置，包括微凹結(jié)構(gòu)開設機構(gòu)、微凹結(jié)構(gòu)檢測機構(gòu)和圖像處理主機，其特征在于：所述的微凹結(jié)構(gòu)開設機構(gòu)包括安裝底架、X向滑臺、滑臺連接板、Y向滑臺、夾緊機構(gòu)安裝板、夾緊機構(gòu)、框型平臺、恒溫加熱塊、模板金屬塊、超聲激振器、工字型安裝板、Z向滑臺和Z向滑臺固定板；X向滑臺的底座固定在X向滑臺固定板上，Y向滑臺的底座通過滑臺連接板與X向滑臺的滑塊固定，X向和Y向均平行于水平面且兩者之間的夾角為90°；夾緊機構(gòu)安裝板通過螺栓連接于Y向滑臺的滑塊上，夾緊機構(gòu)的固定件固定在夾緊機構(gòu)安裝板上；框型平臺通過螺栓固定于夾緊機構(gòu)安裝板上，框型平臺下表面上固定有恒溫加熱塊；Z向滑臺豎直設置，Z向滑臺的底座固定在Z向滑臺固定板上；Z向滑臺的滑塊上固定有工字型安裝板；所述的模板金屬塊和超聲激振器均固定在工字型安裝板上；所述的超聲激振器置于模板金屬塊正上方；

微凹結(jié)構(gòu)檢測機構(gòu)包括高速顯微攝像機、豎桿、橫桿、第一調(diào)整塊、轉(zhuǎn)接塊和第二調(diào)整塊；所述的第一調(diào)整塊與豎桿和橫桿均構(gòu)成移動副，且與豎桿和橫桿均通過緊固螺栓連接；所述的轉(zhuǎn)接塊固定在橫桿端部，并與第二調(diào)整塊鉸接，該鉸接軸軸線水平設置；所述的高速顯微攝像機固定在第二調(diào)整塊上。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于接觸粘附剝離的金屬表面微凹結(jié)構(gòu)制造裝置，其特征在于：所述的夾緊機構(gòu)包括兩個夾緊氣缸；夾緊氣缸的缸體固定在夾緊機構(gòu)安裝板上，夾緊氣缸的活塞桿上固定壓塊。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于接觸粘附剝離的金屬表面微凹結(jié)構(gòu)制造裝置，其特征在于：所述的超聲激振器產(chǎn)生頻率0～15Khz的振動，最大激振力為20N。