[發明專利]一種柔性傳感器三維曲面的激光保形制造方法

有效

• 申請號: 202111112967.5
• 申請日: 2021-09-22
• 公開（公告）號: CN113843498B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 周偉;陳銳;朱鑫寧;羅濤;凌偉淞;肖池牽
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: B23K26/00
• 分類號: B23K26/00;B23K26/70
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 連耀忠;王婷婷

1.一種柔性傳感器三維曲面的激光保形制造方法，其特征在于，加工步驟如下：

S1：用三維掃描儀對傳感器待貼合曲面進行掃描，獲取傳感器待貼合曲面形貌數據并建立傳感器貼合曲面STL模型；

S2：將所述步驟S1的傳感器貼合曲面STL模型導入三維建模軟件，并將傳感器待貼合曲面與夾具座組合，建立含貼合曲面的夾具STL模型；

S3：將所述步驟S2的含貼合曲面的夾具STL模型進行快速成型技術加工，獲取含貼合曲面夾具；

S4：在所述步驟S3含貼合曲面夾具的3D曲面待加工區域涂覆待加工材料；

S5：將所述步驟S4涂覆待加工材料的含貼合曲面夾具安裝到激光設備加工平臺上定位；

S6：基于所述步驟S1的傳感器貼合曲面STL模型，用三維建模軟件或CAD軟件建立激光待加工圖案模型，建立加工圖案STL或dwg模型；

S7：將所述步驟S6的加工圖案STL或dwg模型導入激光設備，并設置參數；

S8：開啟激光設備，運行三維動態聚焦系統；

S9：根據傳感器件的結構設計，重復循環步驟S4～S8，完成傳感器柔性基底層和柔性功能材料層的加工；

S10：傳感器柔性基低層和柔性功能材料層加工完成后，將傳感器從3D曲面剝離，進行后續工藝。

2.根據權利要求1所述的一種柔性傳感器三維曲面的激光保形制造方法，其特征在于，所述步驟S2將傳感器待貼合曲面與夾具座組合，建立含貼合曲面的夾具STL模型，具體為：

將3D曲面放置于夾具座上方，并使3D曲面待加工區域朝上，建立連接結構使得3D曲面與夾具座合成一體。

3.根據權利要求1所述的一種柔性傳感器三維曲面的激光保形制造方法，其特征在于：所述步驟S3中快速成型技術加工包括但不限于3D打印技術、3DP技術、FDM熔融層積成型技術、SLA立體平版印刷技術、SLS選區激光燒結技術、DLP激光成型技術、UV紫外線成型技術。

4.根據權利要求1所述的一種柔性傳感器三維曲面的激光保形制造方法，其特征在于，所述步驟S4中涂覆待加工材料為納米材料及其復合材料，作為傳感器的柔性基底層和柔性功能材料層，涂覆工藝包括但不限于浸涂法、刷涂法、浸涂法。

5.根據權利要求4所述的一種柔性傳感器三維曲面的激光保形制造方法，其特征在于：所述功能材料層的層數大于1。

6.根據權利要求4所述的一種柔性傳感器三維曲面的激光保形制造方法，其特征在于：所述納米材料包括但不限于碳基材料、量子點材料、MXene、鈣鈦礦材料、富勒烯、MOF、金屬納米材料，所述復合材料為高分子聚合物，包括但不限于聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、硅橡膠、聚碳酸酯。

7.根據權利要求1所述的一種柔性傳感器三維曲面的激光保形制造方法，其特征在于：所述步驟S5中含貼合曲面夾具有定位標識點。

8.根據權利要求1所述的一種柔性傳感器三維曲面的激光保形制造方法，其特征在于：所述步驟S6中加工圖案STL或dwg模型為三維面圖案或三維立體圖案，加工圖案曲率與3D曲面一致，實現激光加工圖案保形。

9.根據權利要求1所述的一種柔性傳感器三維曲面的激光保形制造方法，其特征在于：所述步驟S7中的激光設備包含激光器、三維動態聚焦振鏡、擴束鏡。

10.根據權利要求9所述的一種柔性傳感器三維曲面的激光保形制造方法，其特征在于：所述激光設備的正焦狀態是根據被加工物體表面到聚焦鏡的距離，改變聚焦鏡的焦距，從而控制焦點全部落在被加工物體表面，實現不同路徑下的正焦加工。