CN107215847A - 一种特氟龙快速微加工装置及方法 - Google Patents

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吕曈
蔡金东
黄远
颜平
王欢
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Abstract

本发明公开了一种新的特氟龙加工装置及工艺，包括同步辐射光源、喷嘴、光束整形器、加热板，其中：同步辐射光源位于喷嘴前端，光束整形器位于加热板的中心位置，加热板上的电阻丝采用钨电阻丝，加热板基片采用玻璃材料，能使加热丝绝缘。同步辐射光源产生的同步辐射光，通过喷嘴汇聚在光束整形器上，形成一束较细的同步辐射光束，照射到特氟龙加工件上进行特氟龙微加工，同时使加热板贴近特氟龙工件对特氟龙工件实行局部加热，实现快速加工。

Description

一种特氟龙快速微加工装置及方法
技术领域
本发明涉及一种新的特氟龙快速微加工装置及方法。
背景技术
聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene)，英文缩写为PTFE，(俗称“塑料王，哈拉”)，商标名Teflon，在中国，由于发音的缘故，“Teflon”这一商标又被称之为“特氟龙”、“铁氟龙”、“铁富龙”、“特富龙”、“特氟隆”等等，皆为“Teflon”的音译。
经对现有技术的文献检索发现，N.Nishi等在《Microsystem Technologies》2002年第9期的第1页上发表的“Study on Three-dimensional MicromachiningUsingSynchrotron Radiation Etching”，该文提到一种PTFE的加工工艺：PTFE的加工件放置在一个含热板的底座上，运用同步加速器辐射刻蚀的方法，旋转底座整体，对受热的工件进行加工。这种加工方法能耗大，加工表面粗糙，加工效率低。
发明内容
本发明针对现有的技术不足，提供一种新的特氟龙快速微加工装置，针对背景技术中的方法去掉底部热板，取而代之的是在加热板上配以光束整形器，光束整形器附带加热板并覆盖于喷嘴表面，实现加工过程的局部加热，从而提高加工角度，增大加工范围，大大提高加工速率，并有效减小粗糙程度。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种特氟龙快速微加工装置，包括：同步辐射光光源、喷嘴、光束整形器、加热板，其中，所述光源位于所述喷嘴的前端，所述加热板覆盖于所述喷嘴的表面，所述光束整形器设置于所述加热板的中心位置，所述同步辐射光光源发出的同步辐射光线通过所述光束整形器，并且所述喷嘴、所述光束整形器和所述加热板之间为准直性组装。所述的光束整形器用于形成较细的光线。
所述的同步辐射光光源内含真空曝光腔，产生同步辐射光线。
所述的加热板由绝缘的基板和加热丝构成，并且所述加热丝分布在光束整形器的两侧。
在一实施例中，所述加热板上的加热丝采用钨电阻丝，所述绝缘的基板采用玻璃材料。
在一实施例中，所述喷嘴的结构参数为：直径5mm，长20mm，尖端针孔直径80μm。
在一实施例中，所述光束整形器为由20×20×5μm3的聚酰亚胺材料制备形成的正方形小孔。
在一实施例中，所述加热板的基板的尺寸为6mm×6mm×0.4mm。
在一实施例中，所述加热丝的电阻温度系数为0.00482/℃。
一种上述的特氟龙快速微加工装置的制造方法，具体如下：
1.采用传统机械工艺制作喷嘴，尺寸例如为：直径5mm，长20mm，尖端针孔直径80μm；
采用微细加工技术制备光束整形器和加热板的加热丝，例如，加热板的材料为玻璃基板，加热丝为钨，加热板的基板的尺寸为6mm×6mm×0.4mm；
2.用传统装配技术将喷嘴、光束整形器和加热板进行组装，组装过程保证准直性。
一种使用上述装置的特氟龙快速微加工方法，包括如下步骤：打开同步辐射光光源，随即产生同步辐射光光线，该光线在到达喷嘴的末端时，通过加热板上的光束整形器，形成一束较细的同步辐射光束，照射到特氟龙加工件上进行特氟龙微加工，同时加热板贴近特氟龙加工件而局部加热特氟龙加工件，而实现对特氟龙的快速加工。
在本发明中，当喷嘴旋转时，喷嘴中同步辐射光光线会发生相应偏转，可实现对特氟龙加工件不同位置的贴近加工。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明的加热板设置于喷嘴的后端，从而加热板相对于特氟龙加工件不固定，该特氟龙快速微加工装置使用时，同步辐射光光源发出的同步辐射光在喷嘴引导下，通过光束整形器，形成一束较细的同步辐射光束，照射到特氟龙加工件上，进行特氟龙快速微加工，微加工时，所述加热板紧密贴近特氟龙加工件而局部加热特氟龙加工件的表面，使其均匀受热，从而既提升了工件表面加工速度，又减少了特氟龙加工件因整体加热而带来的高能量损耗。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
图1为本发明实施例的特氟龙微加工装置的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明。本实施例在以发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的范围不限于下述的实施例。
实施例
如图1所示，本实施例的特氟龙快速微加工装置包括同步辐射光光源1、喷嘴2、光束整形器3、加热板4和特氟龙加工件5，这些部件依次排列，其中：同步辐射光光源1产生的同步辐射光，通过喷嘴2和光束整形器3，形成一束较细的同步辐射光束，照射到特氟龙加工件5上进行特氟龙微加工，同时加热板4贴近特氟龙加工件5而局部加热特氟龙加工件5，使其加工速率得到提高，而达到快速加工的目的。
本实施例中，喷嘴2的结构参数为：直径5mm，长20mm，尖端针孔直径80μm；
本实施例中，光束整形器3为由20×20×5μm3的聚酰亚胺材料制备形成的正方形小孔；
本实施例中，所述的加热板4由绝缘的基板和加热丝构成，加热板4的基板为玻璃基板，加热丝为钨丝，加热板4的基板尺寸为6mm×6mm×0.4mm，加热丝的电阻温度系数为0.00482/℃，加热丝分布在光束整形器3的两侧。
上述的特氟龙快速微加工装置的制造过程如下：
1.采用传统机械工艺制作喷嘴2，尺寸为：直径5mm，长20mm，尖端针孔直径80μm；
2.采用微细加工技术制备光束整形器3和加热板4的加热丝，加热板4的材料为玻璃基板，加热丝为钨，加热板4的基板的尺寸为6mm×6mm×0.4mm；
3.用传统装配技术将喷嘴2、光束整形器3和加热板4进行组装，组装过程一定要保证准直性。
使用上述特氟龙快速微加工装置的特氟龙的微加工工艺流程：
打开同步辐射光光源1，随即产生同步辐射光光线，该光线在到达喷嘴2末端时，通过加热板4上的光束整形器3，形成一束较细的同步辐射光束，照射到特氟龙加工件5上进行特氟龙微加工，同时加热板4贴近特氟龙加工件5而局部加热特氟龙加工件5，可实现对特氟龙的快速加工。
当喷嘴2旋转时，喷嘴2中同步辐射光光线会发生相应偏转，可实现对特氟龙加工件5不同位置的贴近加工。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种特氟龙快速微加工装置，其特征在于，包括：同步辐射光光源、喷嘴、光束整形器、加热板，其中，所述光源位于所述喷嘴的前端，所述加热板覆盖于所述喷嘴的表面，所述光束整形器设置于所述加热板的中心位置，所述同步辐射光光源发出的同步辐射光线通过所述光束整形器，并且所述喷嘴、所述光束整形器和所述加热板之间为准直性组装。
2.如权利要求1所述的特氟龙快速微加工装置，其特征在于，所述的加热板由绝缘的基板和加热丝构成，并且所述加热丝分布在光束整形器的两侧。
3.如权利要求2所述的特氟龙快速微加工装置，其特征在于，所述加热板上的加热丝采用钨电阻丝，所述绝缘的基板采用玻璃材料。
4.如权利要求1所述的特氟龙快速微加工装置，其特征在于，所述喷嘴的结构参数为：直径5mm，长20mm，尖端针孔直径80μm。
5.如权利要求1所述的特氟龙快速微加工装置，其特征在于，所述光束整形器为由20×20×5μm3的聚酰亚胺材料制备形成的正方形小孔。
6.如权利要求1所述的特氟龙快速微加工装置，其特征在于，所述加热板的基板的尺寸为6mm×6mm×0.4mm。
7.如权利要求2或3所述的特氟龙快速微加工装置，其特征在于，所述加热丝的电阻温度系数为0.00482/℃。
8.一种特氟龙快速微加工装置的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一，采用传统机械工艺制作喷嘴，尺寸为：直径5mm，长20mm，尖端针孔直径80μm；
采用微细加工技术制备光束整形器和加热板的加热丝，加热板的材料为玻璃基板，加热丝为钨，加热板的基板的尺寸为6mm×6mm×0.4mm；
第二，用传统装配技术将喷嘴、光束整形器和加热板进行组装，组装过程保证准直性。
9.一种使用权利要求1的装置的特氟龙快速微加工方法，其特征在于，包括如下步骤：打开同步辐射光光源，随即产生同步辐射光光线，该光线在到达喷嘴的末端时，通过加热板上的光束整形器，形成一束较细的同步辐射光束，照射到特氟龙加工件上进行特氟龙微加工，同时加热板贴近特氟龙加工件而局部加热特氟龙加工件，对特氟龙进行快速加工。
10.如权利要求9所述的特氟龙快速微加工方法，其特征在于，当喷嘴旋转时，喷嘴中同步辐射光光线会发生相应偏转。
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