CN105855648B - 有导电层的柔性模板的制备及应用 - Google Patents
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Abstract
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。该新型模板的制备及应用步骤如下:1.将双组份聚氨酯胶(2)均匀地涂在带凸起图案的金属铜板(1)上,固化后得到聚氨酯绝缘层(4),将上述聚氨酯绝缘层(4)的表面导电化处理,进行电镀得到镀铜导电层(6),即形成柔性掩模板(7);2.工件(10)与电源(9)正极相接,镀铜导电层(6)与电源(9)负极相接,进行电解加工。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;该型模板的镀铜导电层厚度通过调整电镀参数控制;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。
Description
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。
e). 将柔性掩模板7的聚氨酯绝缘层4与工件(10)上表面紧密贴合,工件(10)置于绝缘板11上以固定;
(f). 电解液8从柔性掩模板7上方流过,通过图案到达工件表面;
(g). 工件与电源9正极相接,柔性掩模板7的镀铜导电层(6与电源(9)的负极相接,进行电解加工。
Claims (4)
1.一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(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)。
2.根据权利要求1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(4)厚度为0.1mm~0.5mm,所述镀铜导电层(6)厚度为0.1~0.3mm。
3.根据权利要求1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(2)的A组分与B组分质量比例应满足:1/10≤A/B≤10/1。
4.根据权利要求1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(7)的聚氨酯绝缘层(4)与工件(10)上表面紧密贴合,工件(10)置于绝缘板(11)上以固定;
(b). 电解液(8)从柔性掩模板(7)上方流过,通过图案到达工件表面;
(c). 工件(10)与电源(9)正极相接,柔性掩模板(7)的镀铜导电层(6)与电源(9)的负极相接,进行电解加工。
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