[發明專利]一種制作壓電超聲換能器的方法

有效

• 申請號: 201810906547.6
• 申請日: 2018-08-09
• 公開（公告）號: CN108906560B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 吳大偉;王黎;陳磊
• 申請（專利權）人: 廣州聯聲電子科技有限公司
• 主分類號: B06B1/06
• 分類號: B06B1/06;C04B35/491;C04B35/622
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文;麥小嬋

本發明公開了一種制作壓電超聲換能器的方法，包括如下步驟：S1：將高頻超聲換能器的三維立體結構切片分割處理，得到高頻超聲換能器的一系列的二維截面；S2：高頻超聲換能器包括多個部件；選取高頻超聲換能器的其中一個部件，制備選取部件的打印漿料；S3：采用固化光源照射，將選取部件的二維截面的掩膜圖像投射至打印漿料的表面，將選取部件固化成型，得到選取部件的素坯；S4：將選取部件的素坯進行干燥、脫脂處理，得到選取部件的坯胎；S5：重復步驟S2－S5，成型高頻超聲換能器的下一部件，直至將高頻超聲換能器的每一部件成型，得到高頻超聲換能器的整型坯胎。本發明提供的方法，實現了制作超聲換能器的高精度要求，且大幅提高了工作效率。

技術領域

本發明涉及一種制作壓電超聲換能器的方法。

背景技術

在超聲換能器的制作過程中，壓電陶瓷是最常見的一種材料。傳統的壓電陶瓷材料在制造的過程是以減法制造的形式進行制造，存在著投入時間長，程序繁多的問題，而壓電陶瓷材料現在已經被廣泛的運用了起來，傳統的制造模式已經遠遠不能滿足社會的需求。隨著科學技術的不斷發展，傳統技藝制作出來的壓電陶瓷材料的精度、復雜度也存在很大的局限性。

隨著3D技術的不斷發展，現如今3D技術也已經運用在超聲換能器的制作工藝之中，制作出來的產品的復雜度、精度也可以滿足人們的需求。

現有技術中，中國專利CN104339437A提供的是一種3D打印技術生產陶瓷鑄型的方法，其技術方案為利用3D打印技術，將陶瓷粉和粘結劑分別裝入3D打印頭(1)內，將需要打印鑄型的三維圖輸入3D打印機，然后按照圖紙逐層打印鑄型形狀，最終形成所需的鑄型(2)，此時陶瓷粉和粘結劑粘結的受力不大，再將整個鑄型放入加熱爐(3)內對陶瓷粉和粘結劑進行燒結，使鑄型達到高的強度和硬度，形成陶瓷鑄型。但是該技術中的粘結劑性能不好，粘結的不牢固，最終鑄件結果松散，產品的性能較差。

另外，中國專利CN201510614565提供的是一種3D打印陶瓷工藝，包括以下步驟：制粒：將低溫粘結劑和中溫粘結劑分別預制成顆粒，低溫粘結劑粒徑為0.1－2mm，中溫粘結劑粒徑為0.1－2mm；混合：將制粒的低溫粘結劑和中溫粘結劑與粉末狀的陶瓷粉混合均勻，作為噴料；打印：在通入保護氣體的情況下，采用陶瓷3D打印機逐層噴出噴料，并利用選擇性激光燒結技術得到粗坯；中溫燒結：將粗坯放入燒結爐中，調溫至400－700℃進行中溫燒結；高溫燒結：中溫燒結后將燒結爐溫度升高至1500－1700℃進行高溫燒結，最后得到產品。其在提供3D打印陶瓷工藝的時候，雖然在粘結劑性能上進行提高，但是在制作超聲換能器的時候，壓電陶瓷制作的換能器壓電陣元素胚除了要經過高溫燒結，還需要進行極化處理。所以這種工藝對于制作結構復雜的超聲換能器而言，遠遠不能滿足其需求。

發明內容

針對現有技術的缺點，本發明的目的是提供一種制作壓電超聲換能器的方法，其通過采用微立體光刻成型技術，將壓電陣元、背襯層、匹配層、電極連接進行全打印，制作出的壓電陶瓷器件結構完整、性能高，實現了制作超聲換能器的高精度要求，且大幅提高了工作效率。

為實現上述目的，本發明提供了一種制作壓電超聲換能器的方法，包括如下步驟：

S1：將高頻超聲換能器的三維立體結構切片分割處理，得到所述高頻超聲換能器的一系列的二維截面；

S2：所述高頻超聲換能器包括多個部件；選取所述高頻超聲換能器的其中一個部件，制備所述選取部件的打印漿料；

S3：采用固化光源照射，將所述選取部件的二維截面的掩膜圖像投射至所述打印漿料的表面，將所述選取部件固化成型，得到所述選取部件的素坯；

S4：將所述選取部件的素坯進行干燥、脫脂處理，得到所述選取部件的坯胎；

S5：重復步驟S2－S5，成型所述高頻超聲換能器的下一部件，直至將所述高頻超聲換能器的每一部件成型，得到所述高頻超聲換能器的整型坯胎。