[發明專利]一種形狀可控的3D螺旋微天線的加工方法及裝置

有效

• 申請號: 202010018770.4
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111113838B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 陳云;丁樹權;陳新;高健;趙鈮;侯茂祥;張攬宇;賀云波;汪正平
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B29C48/00
• 分類號: B29C48/00;B29C48/025;B29C48/05;B29C48/154;B29C48/335;B29C48/92;B29C35/08;B29C35/10;B29C48/91;B29L31/34
• 代理公司: 佛山市禾才知識產權代理有限公司 44379
• 代理人: 劉羽波;朱培祺

1.一種形狀可控的3D螺旋微天線的加工裝置，其特征在于：包括微導線生成腔、共軸噴嘴和支撐液容器，所述微導線生成腔從上到下依次分為上、中、下三層腔體，所述微導線生成腔的上層腔體為微流腔；

所述微導線生成腔的中層腔體為紫外光固化腔；

所述微導線生成腔的下層腔體為旋轉光源腔，所述旋轉光源腔內設有旋轉光源，所述旋轉光源繞所述共軸噴嘴的軸線旋轉；

所述共軸噴嘴設置在所述微流腔內，所述共軸噴嘴的噴嘴朝下設置，所述支撐液容器設置在所述旋轉光源腔其出口端的下方；

所述共軸噴嘴包括共軸設置的內嵌管和外套管；

所述內嵌管和所述外套管的下部均為收縮噴嘴，且所述內嵌管內嵌于所述外套管中；

所述外套管的側壁設有斜向上的進料管；

所述紫外光固化腔的腔體內壁均勻分布設置有多排紫外光源發射器，每排所述紫外光源發射器的紫外光源繞所述共軸噴嘴的軸線等間距設置，且每個所述紫外光源的間距大小與每排所述紫外光源發射器之間的距離大小相同。

2.根據權利要求1所述的一種形狀可控的3D螺旋微天線的加工裝置，其特征在于：包括控制模塊，所述控制模塊用于發出操作指令，所述操作指令包括調節所述微流腔內對所述共軸噴嘴施加壓力的大小、所述紫外光固化腔內紫外光的波長、所述旋轉光源的旋轉方向和實時旋轉速度以及所述旋轉光源的功率。

3.根據權利要求2所述的一種形狀可控的3D螺旋微天線的加工裝置，其特征在于：所述微流腔內設有內嵌管施壓模塊和外套管施壓模塊；

所述內嵌管施壓模塊用于對所述內嵌管的內部施加壓力；

所述外套管施壓模塊用于對設置在所述外套管上的進料管施加與所述進料管其管道軸線同向的壓力。

4.根據權利要求2所述的一種形狀可控的3D螺旋微天線的加工裝置，其特征在于：所述旋轉光源包括導軌、滑塊和光源發射器；

所述導軌繞所述共軸噴嘴的軸線固定設置在所述旋轉光源腔的腔體內壁上，所述光源發射器通過所述滑塊安裝在導軌上；

所述滑塊包括旋轉控制模塊，所述旋轉控制模塊用于實時調整所述滑塊的旋轉速度以及旋轉方向。

5.根據權利要求1所述的一種形狀可控的3D螺旋微天線的加工裝置，其特征在于：所述進料管與所述外套管的外套管管道軸線之間的夾角為40°。

6.根據權利要求1所述的一種形狀可控的3D螺旋微天線的加工裝置，其特征在于：所述微導線生成腔通過分隔板分為上、中、下三層腔體，所述分隔板為不透光分隔板，每層所述分隔板的中部開設有用于微導線通過的通孔。

7.一種形狀可控的3D螺旋微天線的加工方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1：配制導電漿料和功能水凝膠，加熱支撐溶液；其中，功能水凝膠和支撐材料互不相溶；

S2：將導電漿料置于內嵌管內、將功能水凝膠置于外套管內以及將支撐溶液置于支撐液容器中；

S3：對內嵌管中的導電漿料施加壓力，對外套管中的功能水凝膠施加壓力，使所述導電漿料和所述功能水凝膠同時從所述內嵌管和所述外套管內擠出形成長條狀的微導線；

S4：控制紫外光源發出紫外光對所述微導線的外層進行初步固化處理；

S5：控制旋轉光源以設定的速度和方向繞所述微導線旋轉，對初步固化處理后的微導線發出連續波激光；

所述微導線經過所述旋轉光源的連續波激光照射后作離心運動，在支撐溶液中形成3D螺旋微天線半成品；

S6：取出3D螺旋微天線放置于紫外線固化機中，利用功率為15mW、波長為405nm的紫外光對3D螺旋微天線進行固化處理，固化時間為15min～25min，獲得3D螺旋微天線；

所述功能水凝膠為N異丙基丙烯酰胺。

8.根據權利要求7所述的加工方法，其特征在于，所述微導線的外層為水凝膠層，所述微導線的內層為導電層；

步驟S1中，所述支撐溶液為硅膠；

步驟S3中，對所述功能水凝膠施加壓力的大小為50～55psi，對所述導電漿料施加壓力的大小為50～55psi；

步驟S4中，所述紫外光的波長為365nm～405nm，功率為10mW；

步驟S5中，所述旋轉光源以0.5～5rps的速度作逆時針方向旋轉，所述連續波激光的波長為532nm，功率為200～600mW。