[发明专利]有导电层的柔性模板的制备及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种有导电层的柔性模板的制备及应用，属于电解加工技术领域。

背景技术

随着材料科学和制造技术的发展，难加工材料应用范围日益扩大，其中薄板类群孔零件的日趋增多，高新技术产品也向多功能、精密化方向发展。这就对难加工材料的薄板类群孔零件的加工提出更高的要求。群孔类零件在航空航天、仪器仪表、矿业、纺织、光学等诸多领域应用广泛。比如航空发动机空气阻尼套、飞机上的冷气导管、隔热板，以及化纤喷丝板、光纤连接器、隔音板等。

电解加工是利用金属在电解液中的电化学阳极溶解原理，来获得一定尺寸精度的零件。其优点在于：加工范围广，可以加工各种难加工材料；加工后零件不存在残余应力，无再铸层；加工过程中，工具阴极无损耗。模板电解加工技术将具有特定图案的掩模板覆盖在工件阳极上，利用电解加工原理在工件上加工出与模板类似的图案。该技术被广泛应用于，表面织构和群孔类零件的加工中。在模板电解加工过程中，模板主要作用是限定加工区域。传统的模板电解加工中，经常选用光刻胶作为模板，但其制备周期长，且只能使用一次，因此效率低且成本高。南京航空航天大学朱荻等人提出活动模板电解加工技术，使用可重复利用的绝缘板作为模板，但是由于模板多为刚性材料，无法与工件自行紧密贴合，需要特殊夹具压紧，因此夹具设计复杂。因此，有必要发明一种既可以重复使用且具有一定柔性的模板，使模板与工件贴合良好。

发明内容

本发明涉及一种有导电层的柔性模板的制备及应用，该型模板制备过程简单，应用范围广泛。可有效改善模板电解加工中夹具设计复杂，生产准备周期长的问题。

一种有导电层的柔性模板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(a). 选取带凸起图案的金属铜板作为基座，将双组份聚氨酯胶的A组分与B组分混合后，均匀地涂在带凸起图案的金属铜板上；(b). 用盖板压平，将涂胶后的金属铜板放入真空环境中固化，得到聚氨酯绝缘层；(c). 取掉基座，将上述聚氨酯绝缘层的上表面涂覆改性石墨乳，使其表面具有导电性，形成改性石墨层；(d). 将上述改性石墨层的上表面进行电镀铜，得到镀铜导电层，即形成含有聚氨酯绝缘层和镀铜导电层的柔性掩模板。

所述有导电层的柔性模板的制备方法的应用，其特征在于包括以下过程：(a). 将柔性掩模板的聚氨酯绝缘层与工件上表面紧密贴合，工件置于绝缘板上以固定；(b). 电解液从柔性掩模板上方流过，通过图案到达工件表面；(c). 工件与电源正极相接，柔性掩模板的镀铜导电层与电源的负极相接，进行电解加工。

所述的有导电层的柔性模板的制备方法，其特征在于：所述聚氨酯绝缘层厚度为0.1mm~0.5mm，所述镀铜导电层厚度为0.1~0.3mm。所述聚氨酯绝缘层厚度与所述镀铜导电层厚度范围受现有设备限制。

所述的有导电层的柔性模板的制备方法，其特征在于：所述双组份聚氨酯胶的A组分与B组分质量比例应满足：1/10≤A/B≤10/1。在上述范围内，此柔性掩膜版能够获得不同柔性。低于所述范围，此掩膜版柔性过小，高于所述范围，聚氨酯胶不能凝结。

本发明中可以根据实际需求选择聚氨酯胶A组分和B组分的比例，获得不同柔韧性的聚氨酯绝缘层，能够与工件的表面紧密贴合；该型模板的镀铜导电层厚度可以通过调整电镀参数控制；该型模板一次成型，模板上的图案不需要后续加工，由于聚氨酯绝缘层具有弹性，一次成型避免了图案产生变形；该型模板制备简单，可适应各种模板电解加工的需求，提高了模板电解加工的适应性。

附图说明

图1是有导电层的柔性模板的制备过程；

图2是有导电层的柔性模板的应用过程；

其中，标号的名称为：1、带凸起图案的金属铜板，2、聚氨酯胶，3、盖板，4、聚氨酯绝缘层， 5、改性石墨层，6、镀铜导电层， 7、柔性掩模板， 8、电解液， 9、电源， 10、工件， 11、绝缘板。

具体实施方式

结合附图具体署名本发明的实施步骤：

(a). 选取带凸起图案的金属铜板1作为基座，将双组份聚氨酯胶2的A组分与B组分混合后，均匀地涂在带凸起图案的金属铜板1上；

(b). 用盖板3压平，将涂胶后的金属铜板放入真空环境中固化，得到聚氨酯绝缘层4；

(c). 取掉基座，将上述聚氨酯绝缘层4的上表面涂覆改性石墨乳，使其表面具有导电性，形成改性石墨层5；

(d). 将上述改性石墨层5的上表面进行电镀铜，得到镀铜导电层（6），即形成含有聚氨酯绝缘层4和镀铜导电层6的柔性掩模板7。