[发明专利]压缩式气体施压纳米压印自适应施压活塞结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米压印系统结构，尤其涉及一种压缩式气体施压纳米压印自适应施压活塞结构。

背景技术

纳米压印技术自1995年被提出后发展迅速，先后出现了平板机械施压、真空负压、转轴施压、充气式施压、压缩气体式施压等多种施压方式，逐步提高了掩膜板与基板的平行性，克服了掩膜板压印力不均匀性的缺点。压缩式气体施压采用活塞滑动压缩封闭腔室里的气体，提高了整个施压过程中掩膜板压印力均匀性，是现有的最优施压方式。

压缩式气体施压纳米压印采用气体压缩施压。活塞及活塞环作为压缩式气体施压纳米压印机重要的组成部件，起到了压缩腔室气体、保持腔室气密性、适应滑动随机应力和支撑等作用，广泛地应用于柴油机、汽油机、液压机、气压机等各种动力机械设备上。压缩式气体施压纳米压印机的活塞上置有活塞环，通过活塞环与缸壁摩擦，达到密封目的。现有的气体压缩机大多通过在缸体内壁或活塞环上涂覆油膜或油层，降低活塞滑动时与缸体内壁的摩擦力。但是，在纳米压印工艺流程中，涂覆油膜或油层的活塞环将对掩膜板和基板造成严重污染。

目前常用的几种活塞环，如自润滑式活塞环、固定式活塞环和普通材料活塞环，都存在着一定的缺陷。自润滑式活塞环在缸壁的不断磨蚀下，活塞环外衬层将会发生过度磨损，直接引发活塞环的气密性降低，缩短活塞环的使用寿命。由于自润滑活塞环大多采用热膨胀系数较大的聚合物材料制成，受温度因素影响较大，使得自润滑活塞环的适用范围受到严重限制。自润滑活塞环在环境温度增大时将引起环体膨胀，直接影响到活塞滑动；自润滑活塞环在低温环境时将产生收缩现象，导致活塞环的气密性降低。固定式活塞环由于无法适应缸体内径的微小随机不均匀性，导致其外径的气密性较差。普通材料活塞环由于其静摩擦因数大于动摩擦因数，将会增大活塞滑动时的起动阻力，直接导致活塞运动时的缸体振动，降低了纳米压印机图像转移精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种压缩式气体施压纳米压印自适应施压活塞结构，能够适应缸体内径的微小随机不均匀性、克服环体膨胀、避免油污等影响，具有使用寿命长、密封性能好的优点。

本发明采用下述技术方案：

一种压缩式气体施压纳米压印自适应施压活塞结构，包括活塞体和活塞环，所述的活塞体包括上下对称设置且通过轴向调节装置连接的第一活塞体和第二活塞体，所述的活塞环包括设置在第一活塞体和第二活塞体之间的第一活塞环和第二活塞环，第一活塞环和第二活塞环内均设置有活塞环直径调节装置。

所述轴向调节装置包括穿过第一活塞体和第二活塞体中心设置的锁紧螺杆，锁紧螺杆上设置有锁紧螺母。

所述的活塞环直径调节装置包括设置在第一活塞环和第二活塞环内侧且由两个半圆形环板组成的调节环，两个半圆形环板通过弹片连接第一活塞环和第二活塞环，两个半圆形环板内侧分别设置有连杆，两个连杆相互平行且相对侧设置有齿，第一活塞体上设置有调节杆穿孔和调节杆锁紧装置，调节杆穿过第一活塞体且通过设置的齿槽与两个连杆设置的齿相啮合，第二活塞体上侧设置有与两个连杆对应的连杆限位装置。

所述的调节杆锁紧装置包括设置在第一活塞体上侧的旋转挡片、挡块和旋转挡片固定座，旋转挡片的一端与旋转挡片固定座转动连接，旋转挡片的另一端嵌入调节杆设置的齿槽内，挡块位于旋转挡片固定座和调节杆之间。

所述的第一活塞环和第二活塞环上下紧贴设置且均设置有间隙，第一活塞环和第二活塞的间隙相对设置。

所述的间隙与活塞环端面垂直设置，间隙面沿轴向偏转15°设置。

所述的第一活塞环和第二活塞环由结晶度在55%至80%的聚四氟乙烯制成。

所述的调节杆顶端设置有调节把手。

本发明通过轴向调节装置调节第一活塞体和第二活塞体的间距，利用活塞环直径调节装置调节第一活塞环和第二活塞环的直径，能够保证活塞环体的径向伸缩，克服缸体内径的微小随机不均匀性、活塞环体胀缩性对活塞滑动及气密性的影响，拓宽了活塞环的使用温度范围，提高了活塞环体的使用寿命，同时无需添加其他润滑剂，避免了对压印掩模板和基板的污染问题，结构简单，维修方便，易于实现。

附图说明

图1为本发明所述压缩式气体施压纳米压印自适应施压活塞结构示意图；

图2为调节环的连接关系示意图；

图3为调节杆锁紧装置的结构示意图；

图4为连杆限位装置的结构示意图；

图5为第一活塞环和第二活塞环间隙的结构示意图。

具体实施方式