[发明专利]一种微纳米结构涂层的柔性辊压成形装置

说明书

本发明涉及一种微纳米结构涂层的柔性辊压成形装置，包括机架以及安装在机架上的预热模块、成形/保形模块、张紧力调节模块，所述的张紧力调节模块连接成形/保形模块；其特征在于，还包括运动调节模块，辊压过程中，待加工试件固定不动，整个装置通过运动调节模块在试件被加工表面向前辊压，涂层物质储存于预热模块，随装置运动进入成形/保形模块，经成形/保形模块后黏附在试件表面，形成规则的微纳米结构涂层。与现有技术相比，本发明利用柔性气囊装置和运动调节装置，适合在不规则形状的试件表面连续加工微纳结构涂层，提高了加工效率，拓展了单一辊压装置的适用范围，是一种工艺先进的压印成型方法。

技术领域

本发明涉及一种表面微纳结构涂层的热压印方法，尤其涉及自动适应不规则形状表面的柔性热压印技术。

背景技术

表面加工的具有不同功能的微纳结构涂层在光学器件、柔性电子、航天航空领域存在着广泛的应用。对光学薄膜成形表面微纳结构涂层，可以制作增亮膜、全反膜、增透膜等等；在飞机表面成形规则的微米级沟槽涂层，可以有效降低飞机飞行时的阻力，而成形图案化的微纳符合结构涂层，可以增大飞机表面的水接触角，大幅度减少结冰率。热辊压技术是指，首先将液态涂层材料预热并涂布在被加工件表面，再采用带有模具的成型辊连续辊过涂层材料，同时加热固化，从而实现大面积的微纳结构的连续成型，实现高效率、低成本的成形。

一般来说，由于设计生产的需要，表面需要成形微纳结构涂层的试件本身多为不规则形状，如机翼表面对于防冰涂层具有很高的需求，但是由于翼型设计要求，表面具有一定程度的弯曲。使用传统辊压方法在此类表面成形微纳结构涂层时，为使成形辊始终贴合在机翼表面，需要根据翼型进行复杂的数控设计，并且成形过程也难以连续。同时，不同的试件、相同试件不同部位的形状各不相同，传统辊压需要根据每一部分的形状吃尺寸分别进行成形辊设计，不利于节约成本和简化设计。因此，适用于不规则表面成形微纳结构的辊压装置的设计已经成为辊压技术的关键问题。对此，提出了柔性辊压成形的思路，在装置中使用柔性模块，使单一辊压装置可以适用于不同的试件表面。

经过现有技术文献检索发现，美国专利公开号US2015027192A1，名为FlexibleRoll Forming Device,Blank Guide Device,Blank Feeding Device,And Flexible RollForming System Having The Same的设备，在成型辊底座上设置可以前后移动的滑板装置，以及可以转动的转动装置，通过前后位置移动改变成型辊的横向位置，通过转动装置改变加工角度，实现对不同的成形；中国专利公开号CN108656622A，名为用于纸箱加工的覆膜设备，在辊压装置中使用具有浮动挤压结构的上压辊件，使得送料辊可相对架体发生上下、左右方向上的浮动，以保证膜始终不会出现褶皱，进一步提高膜的平整度；中国专利公开号CN107639151A，名为一种大尺寸环形件数字化柔性成形装置与方法，使用动力与传动机构调节柔性辊系统的位置、带动柔性辊系统旋转成形，柔性辊系统用于任意大尺寸三维环形零件滚弯成形，为环形壳体类零件提供一种整体、快速和柔性成形新方法。以上装置均主要针对某一自由度的试件形状改变，且受限于装置尺寸和成形辊本身刚度，不利于应用于大面积或高曲率表面的微纳结构成形。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种微纳米结构涂层的柔性辊压成形装置，解决现有热压印工艺对不规则形状表面压印微纳结构涂层时难度大的问题，利用可调节机械臂结合柔性辊的装置，降低试件不规则表面形状对辊压装置的要求，并有效增大保压面积，显著改善微纳结构在辊压过程中保压不足的情况，同时，利用本发明可简化大尺寸试件表面成形微纳结构的流程，为热辊压工艺加工效率的提升贡多有效的途径。