[发明专利]一种激光加热增材微纳辊压成形系统及方法

权利要求书

1.一种激光加热增材微纳辊压成形系统，其特征在于：包括通过放卷辊（1）进行放卷的基材（2），依次设置在机架上并供基材（2）依次通过的第一牵引辊（3）、张力辊（4）、纠偏辊（5）、辊压压印模块、表面处理器（9）、控粉装置（11）、辅压辊（12）、增材辊压模块、冷却辊（15）和第二牵引辊（16），以及位于表面处理器（9）与控粉装置（11）之间并对基材（2）进行落粉的供粉装置（10）和对基材（2）进行收卷的收卷辊（17），所述放卷辊（1）、供粉装置（10）和收卷辊（17）均设置在机架上；

所述辊压压印模块包括上下设置并保持有辊压间隙的第一模具辊（7）和第一支撑辊（6），所述第一支撑辊（6）和/或第一模具辊（7）由透光材质制成，所述第一支撑辊（6）的正下方和/或第一模具辊（7）的正上方设置有第一激光器（8），所述第一支撑辊（6）和第一模具辊（7）之间的基材（2）通过第一激光器（8）来获得加热，所述第一激光器（8）所发射的激光与基材（2）所在的水平面垂直，所述第一模具辊（7）用于对基材（2）的表面进行压印出微细结构特征；

所述增材辊压模块包括上下设置并保持有辊压间隙的第二模具辊（14）和第二支撑辊（18），所述第二模具辊（14）和/或第二支撑辊（18）由透光材质制成，所述第二模具辊（14）和第二支撑辊（18）之间的基材（2）通过第二激光器（13）来获得加热，所述第二模具辊（14）的正上方和/或第二支撑辊（18）正下方设置有第二激光器（13），第二激光器（13）所发射的激光与基材（2）所在的水平面垂直，基材（2）在所述第二模具辊（14）表面微纳结构模腔的约束下，形成表面微纳结构。

2.根据权利要求1所述的一种激光加热增材微纳辊压成形系统，其特征在于：所述第一激光器（8）和第二激光器（13）均采用连续式或脉冲式大功率激光。

3.根据权利要求1所述的一种激光加热增材微纳辊压成形系统，其特征在于：所述控粉装置（11）包括自上而下设置的控粉上辊和控粉下辊，控粉上辊和控粉下辊间构成辊压间隙。

4.根据权利要求1所述的一种激光加热增材微纳辊压成形系统，其特征在于：所述表面处理器（9）是静电处理器、电晕处理器或等离子处理器。

5.根据权利要求1所述的一种激光加热增材微纳辊压成形系统，其特征在于：所述基材（2）是光学材料薄膜，所述供粉装置（10）提供的粉体材料（19）是光学材料粉末，光学材料粉末的熔点高于基材（2）的熔点。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的增材微纳辊压成形系统进行微纳辊压加工的方法，其特征在于：包括下列步骤，

步骤一、放卷阶段；

将成卷的基材（2）放置于放卷辊（1）上由放卷辊（1）送出，通过第一牵引辊（3）进行牵引放卷，通过张力辊（4）调节张紧程度，通过纠偏辊（5）纠正跑偏；

步骤二、激光加热微细辊压压印阶段；

基材（2）进入辊压压印模块的辊压间隙，经第一激光器（8）加热，并通过辊压压印模块中的第一模具辊（7）和第一支撑辊（6）对基材（2）进行加热辊压压印，在基材（2）表面形成微细结构特征；

步骤三、表面预处理阶段；

基材（2）进入表面处理模块，通过表面处理器（9），对基材（2）表面进行处理；

步骤四、铺粉填充阶段；

基材（2）经过供粉装置（10）下方，供粉装置（10）进行落粉，经控粉装置（11）控制基材（2）上所落粉体材料（19）数量后，进入辅压辊（12）和第二模具辊（14）间构成的辊压间隙，在辅压辊（12）的作用下，基材（2）上的粉体材料（19）渐进填充第二模具辊（14）上的微纳结构模腔；

步骤五、激光加热增材微纳辊压成形阶段；

填充在第二模具辊（14）上微纳结构模腔内的粉体材料（19）随基材（2）进入增材辊压模块的辊压间隙，经第二激光器（13）加热融化，使熔融态的粉体材料（19）与基材（2）镶嵌结合，并在第二模具辊（14）表面微纳结构模腔的约束下，形成表面微纳结构；

步骤六、冷却脱模阶段；

经增材辊压模块辊压成形后的材料，进入第二模具辊（14）和冷却辊（15）间构成的辊压间隙，并包覆于冷却辊（15）上，进行保形冷却脱模；

步骤七、收卷阶段；

经冷却后的基材（2）经过第二牵引辊（16）后在收卷辊（17）进行卷取。