[發明專利]用于大面積微結構成形的激光原位加熱滾壓設備及方法

在審

• 申請號: 202211083472.9
• 申請日: 2022-09-06
• 公開（公告）號: CN115384044A
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 徐杰;劉江鵬;丁朝剛;單德彬;郭斌
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B29C59/04
• 分類號: B29C59/04;B29C35/08;B29C35/10
• 代理公司: 北京隆源天恒知識產權代理有限公司 11473
• 代理人: 張廣宇

1.一種用于大面積微結構成形的激光原位加熱滾壓設備，其特征在于，包括：

傳送機構(2)，用于將聚合物物料(6)向前傳送；

激光加熱裝置(3)，設置在所述傳送機構(2)上方，所述激光加熱裝置(3)用于向所述聚合物物料(6)的上表面照射激光；

滾壓裝置，設置在所述傳送機構(2)的前方，所述滾壓裝置的成形輥(4)設置在所述聚合物物料(6)的上方，所述成形輥(4)的外圓面設置有第一設定的微結構(41)，所述成形輥(4)用于滾壓所述聚合物物料(6)的上表面；以及

冷卻裝置(5)，設置在所述滾壓裝置的前方，所述冷卻裝置(5)用于冷卻所述成形輥(4)滾壓過的所述聚合物物料(6)。

2.根據權利要求1所述的用于大面積微結構成形的激光原位加熱滾壓設備，其特征在于，所述激光加熱裝置(3)用于僅將所述聚合物物料(6)的上表面照射加熱為粘流態。

3.根據權利要求1所述的用于大面積微結構成形的激光原位加熱滾壓設備，其特征在于，所述激光加熱裝置(3)包括：

激光發射器，用于向所述聚合物物料(6)照射激光；以及

控制系統，用于調節所述激光發射器發射出激光的激光功率、掃描速度、掃描間距和輻照時間中的至少一個。

4.根據權利要求1所述的用于大面積微結構成形的激光原位加熱滾壓設備，其特征在于，所述冷卻裝置(5)為噴淋冷卻裝置(5)，所述冷卻裝置(5)用于對所述成形輥(4)滾壓過的所述聚合物物料(6)的上表面噴淋冷卻。

5.根據權利要求1所述的用于大面積微結構成形的激光原位加熱滾壓設備，其特征在于，所述滾壓裝置還包括支撐機構(1)，所述支撐機構(1)設置在所述成形輥(4)的下方，所述支撐機構(1)用于支撐所述聚合物物料(6)，所述聚合物物料(6)適于從所述支撐機構(1)和所述成形輥(4)之間通過；

其中，所述支撐機構(1)為光滑輔助輥或者支撐板。

6.根據權利要求5所述的用于大面積微結構成形的激光原位加熱滾壓設備，其特征在于，所述滾壓裝置還包括：

間距調節機構，與所述支撐機構(1)或所述成形輥(4)連接，所述調節機構用于調節所述支撐機構(1)和所述成形輥(4)之間的距離；或/和

轉速調節機構，與所述成形輥(4)的驅動機構連接，所述轉速調節機構用于調節所述成形輥(4)的轉速，其中，所述驅動機構與所述成形輥(4)傳動連接。

7.根據權利要求1所述的用于大面積微結構成形的激光原位加熱滾壓設備，其特征在于，所述的用于大面積微結構成形的激光原位加熱滾壓設備還包括脫模劑噴涂機構，所述脫模劑噴涂機構設置在所述成形輥(4)處，所述脫模劑噴涂機構用于向所述成形輥(4)噴涂脫模劑。

8.根據權利要求1所述的用于大面積微結構成形的激光原位加熱滾壓設備，其特征在于，所述成形輥(4)的外圓面設置的所述第一設定的微結構(41)為仿生減阻表面微結構。

9.一種用于大面積微結構成形的激光原位加熱滾壓方法，其特征在于，包括：

使用激光僅僅將聚合物物料(6)的上表面照射加熱為粘流態，而所述聚合物物料(6)內保持為彈性狀態；

使用成形輥(4)滾壓所述聚合物物料(6)的上表面；

對所述聚合物物料(6)冷卻；

其中，所述成形輥(4)的外圓面設置有第一設定的微結構(41)。

10.根據權利要求9所述的用于大面積微結構成形的激光原位加熱滾壓方法，其特征在于，所述使用激光僅僅將聚合物物料(6)的上表面照射加熱為粘流態，而所述聚合物物料(6)內保持為彈性狀態之前：

根據所述聚合物物料(6)的材料性質，調整發射激光的參數，所述發射激光的參數至少包括：激光的激光功率、掃描速度、掃描間距、輻照時間中的至少一個。