[发明专利]一种混合固化的静电喷雾制备微结构磨具的方法及装置

权利要求书

1.一种混合固化的静电喷雾制备微结构磨具的装置，其特征在于，包括静电喷雾单元、紫外光固化单元以及微波固化单元；

所述的静电喷雾单元包括喷嘴，喷嘴下方安装有环形电极，环形电极连接在环形电极移动导轨上；输液管Ⅰ的一端与喷嘴相连，另一端与液压泵相连，喷嘴通过喷嘴夹具连接在喷嘴移动导轨上，输液管Ⅱ的一端与储液桶相连，另一端与液压泵相连；电极线Ⅰ的一端与喷嘴相连，另一端与高压静电发生器的负极相连，电极线Ⅱ的一端与环形电极相连，另一端与高压静电发生器的正极相连；

所述的紫外光固化单元包括环形紫外灯以及环形紫外灯升降装置，环形紫外灯升降装置固定端与微波腔体内壁相连，环形紫外灯升降装置活动端与环形紫外灯相连；

所述的微波固化单元包括为微波发生装置Ⅰ和微波发生装置Ⅱ，其中，在微波发生装置Ⅰ中，微波发生器Ⅰ通过固定螺钉Ⅰ连接在转盘Ⅰ上，转盘Ⅰ通过轴承Ⅰ与微波腔体Ⅰ相连接，端盖Ⅰ通过端盖螺钉Ⅰ固定在微波腔体Ⅰ外壁上，小齿轮Ⅰ安装在转盘旋转电机Ⅰ的输出轴上，小齿轮Ⅰ与转盘Ⅰ上的外齿啮合传动，微波发生装置Ⅱ与微波发生装置Ⅰ在结构上左右对称，微波腔体同微波腔体门通过销连接，截止波导安装在微波腔体上表面，在微波腔体对称的两边，微波发生器Ⅰ固定在转盘Ⅰ上，微波发生器Ⅱ固定在转盘Ⅱ上，通过转盘Ⅰ和转盘Ⅱ的旋转，带动微波发生器Ⅰ和微波发生器Ⅱ实现非同步的转动，改变发出微波的相位，提高固化加热的均匀性和效率。

2.如权利要求1所述的一种混合固化的静电喷雾制备微结构磨具的装置，其特征在于，转盘上的波导采用矩形波导，根据微波的频率和工况，计算矩形波导的尺寸。

3.如权利要求1所述的一种混合固化的静电喷雾制备微结构磨具的装置，其特征在于，所述微波腔体上部空心圆柱体为截止波导，喷出的雾滴通过截止波导进入微波腔体，防止微波在喷雾进入口发生泄露，截止波导的截止频率为工作微波频率的5倍。

4.如权利要求1所述的一种混合固化的静电喷雾制备微结构磨具的装置，其特征在于，在微波腔体门与微波腔体接触处采用1/4波长的波导槽抑制器来抑制微波泄露。

5.一种混合固化的静电喷雾制备微结构磨具的方法，其特征在于，包括如下的步骤：

步骤一、按照质量分数将光热双重固化树脂45%、光引发剂6%、稳定剂44%、热促进剂5%以及金刚石磨料混合制成均匀的静电光热固化溶液，并存储于储液桶中；

步骤二、将喷嘴固定在喷嘴夹具上，并将喷嘴夹具安装在喷嘴移动导轨上，把环形电极安装在环形电极移动导轨上，通过调节环形电极移动导轨与喷嘴移动导轨调节距离；

步骤三、调节微结构升降平台来调整微结构工件到环形电极的距离，通过调节环形紫外灯升降装置调整环形紫外灯到微结构工件的焦距；

步骤四 、打开环形紫外灯、微波发生器Ⅰ和微波发生器Ⅱ电源，启动转盘旋转电机Ⅰ和转盘旋转电机Ⅰ，使转盘Ⅰ和Ⅱ以及微波发生器Ⅰ和微波发生器Ⅱ缓慢旋转，其中，在微波腔体对称的两边，微波发生器Ⅰ固定在转盘Ⅰ上，微波发生器Ⅱ固定在转盘Ⅱ上，通过转盘Ⅰ和转盘Ⅱ的旋转，带动微波发生器Ⅰ和微波发生器Ⅱ实现非同步的转动，改变发出微波的相位，提高固化加热的均匀性和效率；

步骤五 、启动高压静电发生器和液压泵，将静电光热固化混合溶液通过液压泵注入喷嘴的液体通道，从喷嘴口喷出，在环形电极高压静电的作用下，喷出液体变成微小雾滴，沉积在微波腔体内的微结构工件表面上；

步骤六 、关闭液压泵、高压静电发生器、环形紫外灯、微波发生器Ⅰ、微波发生器Ⅱ、转盘旋转电机Ⅰ和转盘旋转电机Ⅱ。

6.如权利要求5所述的一种混合固化的静电喷雾制备微结构磨具的方法，其特征在于，所选光热双重固化树脂为丙烯基环氧树脂，光引发剂为α-羟基异丁酰苯或二烷氧基苯乙酮，稳定剂为3-巯基丙酸，热促进剂为三乙胺或聚醚胺，磨料为金刚石、二氧化硅或碳化硅中的一种，经过超声处理，得到均匀的静电光热固化混合溶液。

7.如权利要求5所述的一种混合固化的静电喷雾制备微结构磨具的方法，其特征在于，所述高压静电发生器的电压调节范围为-8kV ~ 0kV，所述的转盘旋转电机的转速为660r/min ~ 720r/min；所述微波的频率为915MHz或2450 MHz。