[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

本發明公開了一種形狀可控的3D螺旋微天線的加工方法及裝置，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，所述支撐液容器設置在所述旋轉光源腔其出口端的下方；通過調控共軸噴嘴內液體的擠出速度、旋轉光源的轉速以及旋轉光源所發射的激光功率，可以實現所制備的3D螺旋微天線的形狀可控。

技術領域

本發明涉及螺旋微天線加工技術領域，特別是一種形狀可控的3D螺旋微天線的加工方法及裝置。

背景技術

3D螺旋微天線的幾何形狀如螺距、直徑等，均會影響到其阻抗匹配等性能，因此3D螺旋微天線的對其三維結構的生產工藝要求十分嚴格，在現有專利中，對于三維微結構的制備和加工，如中國專利CN106032266B-一種整體三維結構模板、三維結構材料及其可控制備方法，公開了通過在襯底表面形成犧牲層和種子層，并在種子層上加工出圖案結構，依次形成多層生長模板，再利用多層生長模板制造三維結構材料，該方法的生長模板在作用之后不能重復使用，增加了成本，而且模板的逐層制備需要較高的時間成本，降低了效率。

如中國發明專利CN101638217B-一種納米線或納米管放電加工微納三維結構的方法，公開了將導電性的納米線或納米管粘接到鎢針尖上，由脈沖電源提供放電加工的電壓，結合精密控制平臺進行放電加工，納米級加工對三軸運動平臺精度要求極高，而且放電加工需要提供額外的電源。文獻(楊洋,王振龍,趙萬生.微細電火花銑削CAD/CAM方法研究[J].機械工程學報,2003(09):97-100+105.)給出了電火花掃描加工中電極路徑的設計和電極損耗補償的方法，但是電火花加工用電極直徑限制了微納三維結構的加工尺寸；綜上所述，亟需進一步研發新的技術，開發一種形狀可控的3D螺旋微天線的加工方法及裝置。

發明內容

針對上述缺陷，本發明的目的在于提出一種形狀可控的3D螺旋微天線的加工裝置，以解決現有螺旋微天線加工裝置加工效率低、成本高，結構復雜，操作困難的問題。

本發明的另一個目的在于提出一種形狀可控的3D螺旋微天線的加工方法，解決現有三維結構打印中多次使用一次性支撐結構，螺旋微導線加工尺寸受到限制，生成的微導線其螺旋結構控制困難的問題。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

一種形狀可控的3D螺旋微天線的加工裝置，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。

優選的，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。

優選的，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；