[发明专利]基于接触粘附剥离的金属表面微凹结构制造方法与装置

权利要求书

1.基于接触粘附剥离的金属表面微凹结构制造方法，其特征在于：该方法具体如下：

步骤一、将表面设有微凸结构的模板金属块通过螺栓连接于工字型安装板上，且模板金属块上设有微凸结构的表面朝下设置；其中，工字型安装板与Z向滑台的滑块固定；

步骤二、将待加工金属块水平放置于框型平台上，夹紧机构夹紧待加工金属块；

步骤三、启动X向滑台和Y向滑台，带动夹紧机构和待加工金属块水平同步移动到模板金属块的正下方；启动Z向滑台，带动模板金属块向靠近待加工金属块的方向移动，并最终使模板金属块设有微凸结构的表面与待加工金属块需要开设微凹结构的表面接触；

步骤四、恒温加热块通电，对待加工金属块的底面进行加热；

步骤五、待加工金属块表面温度加热至175℃～200℃时，启动超声激振器，利用超声激振器对模板金属块和待加工金属块进行超声微位移振动，增加板金属块和待加工金属块接触表面之间的接触压力；由于待加工金属块温度比模板金属块高，待加工金属块表面原子向模板金属块微凸结构表面定向粘附；

步骤六、超声激振器的超声微位移振动保持20～40min后停止振动，并断开恒温加热块的供电；启动Z向滑台，使模板金属块远离待加工金属块，模板金属块与待加工金属块分离过程中粘附在模板金属块的微凸结构上的待加工金属块表层金属被剥离出，从而在待加工金属块表面形成微凹结构；启动X向滑台和Y向滑台，使待加工金属块水平移动至微凹结构检测机构的检测区域；对高速显微摄像机进行聚焦位置调整，然后利用微凹结构检测机构对待加工金属块表面形成的微凹结构进行检测；

步骤七、将待加工金属块表面形成的微凹结构进行检测结果传给图像处理主机处理，如果待加工金属块表面形成的微凹结构深度均值检测结果与图像处理主机中预设的微凹结构深度之间的深度差大于0.05mm，则在进行模板金属块微凸结构修复后重复步骤三至步骤六，否则进入步骤八；

步骤八、松开夹紧机构，取出开设了合格微凹结构的待加工金属块，完成待加工金属块的微凹结构加工。

2.根据权利要求1所述的基于接触粘附剥离的金属表面微凹结构制造方法，其特征在于：所述模板金属块上的微凸结构通过激光加工或者电火花加工进行加工。

3.根据权利要求1所述的基于接触粘附剥离的金属表面微凹结构制造方法，其特征在于：所述模板金属块的材质与待加工金属块相同。

4.根据权利要求1所述的基于接触粘附剥离的金属表面微凹结构制造方法，其特征在于：粘附在模板金属块微凸结构上的表层金属去除方法为激光刻蚀或化学腐蚀。

5.基于接触粘附剥离的金属表面微凹结构制造装置，包括微凹结构开设机构、微凹结构检测机构和图像处理主机，其特征在于：所述的微凹结构开设机构包括安装底架、X向滑台、滑台连接板、Y向滑台、夹紧机构安装板、夹紧机构、框型平台、恒温加热块、模板金属块、超声激振器、工字型安装板、Z向滑台和Z向滑台固定板；X向滑台的底座固定在X向滑台固定板上，Y向滑台的底座通过滑台连接板与X向滑台的滑块固定，X向和Y向均平行于水平面且两者之间的夹角为90°；夹紧机构安装板通过螺栓连接于Y向滑台的滑块上，夹紧机构的固定件固定在夹紧机构安装板上；框型平台通过螺栓固定于夹紧机构安装板上，框型平台下表面上固定有恒温加热块；Z向滑台竖直设置，Z向滑台的底座固定在Z向滑台固定板上；Z向滑台的滑块上固定有工字型安装板；所述的模板金属块和超声激振器均固定在工字型安装板上；所述的超声激振器置于模板金属块正上方；

微凹结构检测机构包括高速显微摄像机、竖杆、横杆、第一调整块、转接块和第二调整块；所述的第一调整块与竖杆和横杆均构成移动副，且与竖杆和横杆均通过紧固螺栓连接；所述的转接块固定在横杆端部，并与第二调整块铰接，该铰接轴轴线水平设置；所述的高速显微摄像机固定在第二调整块上。

6.根据权利要求5所述的基于接触粘附剥离的金属表面微凹结构制造装置，其特征在于：所述的夹紧机构包括两个夹紧气缸；夹紧气缸的缸体固定在夹紧机构安装板上，夹紧气缸的活塞杆上固定压块。

7.根据权利要求5所述的基于接触粘附剥离的金属表面微凹结构制造装置，其特征在于：所述的超声激振器产生频率0～15Khz的振动，最大激振力为20N。