[發(fā)明專利]基于磁驅(qū)動柔性薄膜驅(qū)動器的尺蠖仿生結(jié)構(gòu)及制造工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010480976.9
• 申請日: 2020-05-30
• 公開（公告）號: CN111531528B
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李祥明;張孔生;邵金友;田洪淼;王春慧;陳小亮
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: B25J9/08
• 分類號: B25J9/08;B25J9/10;B25J19/00
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 賀建斌

1.一種基于磁驅(qū)動柔性薄膜驅(qū)動器的磁驅(qū)動仿生尺蠖結(jié)構(gòu)的制造工藝，其特征在于，一種基于磁驅(qū)動柔性薄膜驅(qū)動器的磁驅(qū)動仿生尺蠖結(jié)構(gòu)，包括頂層的硅膠膜(1)，硅膠膜(1)下方設(shè)有足部結(jié)構(gòu)(2)，硅膠膜(1)頭部和腹部下方分別設(shè)有磁驅(qū)動柔性薄膜驅(qū)動器(3)，磁驅(qū)動柔性薄膜驅(qū)動器(3)、足部結(jié)構(gòu)(2)通過粘附材料(4)與硅膠膜(1)粘結(jié)，頭部和腹部的磁驅(qū)動柔性薄膜驅(qū)動器(3)的磁極相反；

所述的一種基于磁驅(qū)動柔性薄膜驅(qū)動器的磁驅(qū)動仿生尺蠖結(jié)構(gòu)的制造工藝，包括以下步驟：

第一步，硅膠膜(1)的制備：對第一基材(7)表面進行疏水化處理，之后旋涂一層硅膠(6)，加熱固化后經(jīng)脫模工藝得到硅膠膜，將硅膠模剪裁即得到頂層的硅膠膜(1)；

第二步：足部結(jié)構(gòu)(2)的制備：對第二基材(11)表面進行疏水化處理，四周設(shè)置限高支撐物(10)；之后注入流態(tài)聚合物彈性體(9)，抽真空除去氣泡，用另一塊疏水化處理的第三基材(8)從流態(tài)聚合物彈性體(9)的頂部擠壓，得到聚合物彈性體層，之后進行加熱固化處理，經(jīng)剪裁即得所需的足部結(jié)構(gòu)(2)；

第三步，磁驅(qū)動柔性薄膜驅(qū)動器(3)的制備：在第四基材(13)表面，通過旋涂獲得一層光刻膠(12-1)；

利用垂直曝光技術(shù)，實現(xiàn)光刻膠(12-1)的光刻，得到垂直柱狀陣列的光刻區(qū)域，光刻膠(12-1)曝光部分發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，形成曝光光刻膠(12-2)；

利用顯影技術(shù)，去除曝光光刻膠(12-2)，在光刻膠(12-1)和曝光光刻膠(12-2)上實現(xiàn)垂直柱狀陣列結(jié)構(gòu)的反型結(jié)構(gòu)；

利用澆鑄工藝，在反型結(jié)構(gòu)光刻膠(12-1)和曝光光刻膠(12-2)表面澆鑄一層第一聚合物彈性體，實現(xiàn)具有柱狀陣列的反模(14)的制備；

利用超聲波剝離工藝去除與具有垂直柱狀陣列的反模(14)粘附在一起的光刻膠(12-1)和曝光光刻膠(12-2)，最終實現(xiàn)具有柱狀陣列結(jié)構(gòu)的反模(14)與光刻膠(12-1)、曝光光刻膠(12-2)和第四基材(13)的分離，實現(xiàn)垂直柱狀陣列結(jié)構(gòu)的反模(14)的可控制作；

對具有垂直柱狀陣列結(jié)構(gòu)的反模(14)進行疏水化處理，利用旋涂工藝在具有垂直柱狀陣列結(jié)構(gòu)的反模(14)表面旋涂一層第二聚合物彈性體，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)化柔性基底(15)的制備；

將磁性材料通過球磨工藝，進行低維化處理，然后利用表面修飾材料進行表面修飾，利用粘合劑進行粘連，整個工藝均在無水乙醇有機溶劑液體環(huán)境中進行，實現(xiàn)刮涂材料(16)的制備；所述磁性材料為釹鐵硼硬磁性材料，所述表面修飾材料為KH560系列表面修飾劑，所述粘合劑為環(huán)氧乙烷粘結(jié)劑；

通過刮涂工藝，將刮涂材料(16)填充進結(jié)構(gòu)化柔性基底(15)中，加熱蒸干無水乙醇溶劑，使刮涂材料牢固粘結(jié)在柔性基底表面的孔陣列中；

通過旋涂工藝，在填充有刮涂材料(16)的結(jié)構(gòu)化柔性基底(15)表面旋涂一層第三聚合物彈性體(17)，實現(xiàn)對刮涂材料的封裝，制備成結(jié)構(gòu)上完整的磁驅(qū)動柔性薄膜驅(qū)動器(3)；通過充磁工藝，使磁驅(qū)動柔性薄膜驅(qū)動器(3)具有固定的磁極；

第四步，尺蠖仿生結(jié)構(gòu)的制備：利用粘結(jié)的方法，在頂層的硅膠膜(1)的一側(cè)粘結(jié)一層粘附層，并將第二步制備的足部結(jié)構(gòu)(2)，第三步制備的磁驅(qū)動柔性薄膜驅(qū)動器(3)，粘結(jié)在頂層的硅膠膜(1)表面，其中頭部和腹部的磁驅(qū)動柔性薄膜驅(qū)動器(3)磁極相反，完成尺蠖仿生結(jié)構(gòu)的制備。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于磁驅(qū)動柔性薄膜驅(qū)動器的磁驅(qū)動仿生尺蠖結(jié)構(gòu)的制造工藝，其特征在于：所述的足部結(jié)構(gòu)(2)采用硅膠或聚氨酯的彈性體；所述的粘附材料(4)采用硅膠粘接劑或硅膠膠水，所述的磁驅(qū)動柔性薄膜驅(qū)動器(3)為陣列化填充磁性材料的硅膠彈性體。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于磁驅(qū)動柔性薄膜驅(qū)動器的磁驅(qū)動仿生尺蠖結(jié)構(gòu)的制造工藝，其特征在于：所述的第一基材(7)、第二基材(11)、第三基材(8)、第四基材(13)為載玻片或者Si片，所述限高支撐物(10)為玻璃板，所述聚合物彈性體為聚氨酯或硅膠彈性體。