[发明专利]一种全液压驱动辊型微细压印装置

说明书

技术领域

本发明属于微细制造技术领域，涉及一种薄板材料表面微细结构特征的制造装置，具体是在薄板材料表面加工出功能性微细结构特征的微细成形装置。

背景技术

关于微——介观尺度(Micro/Meso scale)普遍认可的定义是指介于宏观尺度和微观尺度之间，零件几何特征尺寸范围为0.01～1mm，尺寸精度在1个微米到0.01微米之间。微细制造通常就是指要加工的零件或结构至少在两维尺度上在亚毫米范围内的制造。

目前，大面积具有功能性表面微细特征结构的薄板件正在越来越多地得到应用，比如新能源装置，光学器件，节能性功能表面结构件，微电子器件，微流控器件(微化学反应器)，生物医疗，汽车，通信等领域。例如，板式微通道反应器表面是由几百微米宽，几百微米深的流道或者几十至几百个微米特征尺寸的阵列凸台组成；此外，微通道热交换器、燃料电池金属极板、微流控器件等零件的表面都具有微凹槽、微肋条、微凸台或凹坑阵列等功能性微细结构。通常这种表面微细功能特征结构尺寸都在几十个微米到几百个微米。

对于这些表面微细功能特征结构，可以采用微细切削加工、微细磨削加工、聚焦粒子束铣削、激光烧蚀、微电火花加工(EDM)、微刻蚀等工艺技术来加工。其中微细切削和磨削工艺的加工效率低下、浪费材料严重，而聚焦粒子束、微刻蚀等工艺复杂、设备昂贵，此外，激光烧蚀和微EDM等工艺零件表面特征质量难以保证。采用这些工艺加工零件表面微细功能特征结构阵列成本较高，难以实现高质高效大批生产。

近年来，微细压印技术因其具有大批量、高效、高精度、高密集、短周期、低成本、无污染、净成形等优点，迅速成为研究热点。

目前，表面微细特征结构的制造主要依赖于传统平型压印装置来实现，这种压印工艺过程需要很大的压印力，且所成形的结构特征一致性易受板厚均匀度和环境浮尘的影响。一般的平型压印装置大多是通过机械传动(比如丝杠传动)来提供压印力，承载能力小，且容易磨损，导致成形精度降低；另外平型压印中模腔排气困难，材料难以完全填充模具。因而，该种工艺仅局限于小面积压印，难以实现大面积高效高质压印，不适合大批量自动化生产。

经专利检索，中国专利公开号为CN101863122A，名称为超声辅助微纳压印成型装置，该发明提出了一种利用超声波振动来改善被压印材料流动特性的压印装置，虽然能够有效改善被压印材料的流动特性，提高充形能力，但是该装置是采用平型压印技术，且压印力主要是通过滚珠丝杠副机械传动来施加的，由于增加了超声波振动发生装置，致使结构复杂。

又如中国专利公开号为CN1775546A，名称为纳米压印机，该发明提出了一种能够实现被压印样品线位移和角位移粗定位和精定位的压印装置，能够有效提高产品的质量，但是其采用的也是平型压印模式，且压印力的施加也是依靠滚珠丝杠传动，被压印材料的定位均是靠机械传动实现的，多层工作台也增加了结构的复杂性，降低结构刚性。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种机械结构简单，设计合理，稳定性好，具有很好的生产柔性，能够实现大面积高效高质大批生产的全液压驱动辊型微细压印装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种全液压驱动辊型微细压印装置，其特征在于，包括上定位板、下定位板、支座、运动平台、运动平台液压缸、运动平台液压缸活塞杆、轴座、轴座液压缸、轴座液压缸活塞杆、压辊、压板；所述的下定位板上设有支座，支座上设置运动平台液压缸活塞杆，运动平台液压缸活塞杆上设置运动平台液压缸，运动平台液压缸上设有运动平台，运动平台上设有压板；所述的上定位板和下定位板之间设置轴座液压缸活塞杆，轴座液压缸活塞杆上设置轴座液压缸，轴座液压缸上设有轴座，该轴座上设有压辊，待加工材料设置在压辊和压板之间，运动平台液压缸和轴座液压缸控制运动平台和压辊运动对待加工材料进行压印。

所述的支座设有两个，分别设置在下定位板两端，所述的运动平台液压缸活塞杆水平固定于两个支座上，所述的运动平台连接运动平台液压缸上，通过液压驱动，运动平台水平往复运动。

所述的运动平台液压缸活塞杆和支座可以是焊接或螺纹连接，所述的支座和下定位板的连接也可以是焊接或螺纹连接。

所述的轴座液压缸设有两个，各轴座液压缸活塞杆垂直固定于上定位板和下定位板上，各轴座液压缸上设有一个轴座，轴座上设有轴座孔，所述的压辊安装在两个轴座孔内，压辊轴线水平配置，并可自由转动，两个轴座液压缸同步运动，驱动轴座带动压辊做垂向往复运动。