CN110227764A - 一种微模具的制备方法及微模具 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种微模具的制备方法及微模具，其中一种微模具的制备方法包括：建立微模具的几何模型；对所述几何模型进行分层离散得到分层数据；根据所述分层数据制作菲林；采用所述菲林，对涂有感光层的金属箔片进行曝光和蚀刻，得到多个模层；将多个所述模层按照预设顺序叠放焊接，得到目标微模具。通过化学蚀刻和菲林曝光的方法制备模层，将模层一次性焊接成型，其成本低、制备效率高，同时还避免了切割废料清除等繁琐步骤。

Description

一种微模具的制备方法及微模具
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域，特别是涉及一种微模具的制备方法及微模具。
背景技术
仪器设备和日用电子产品微型化是当今制造业发展的总体趋势，微制件的制造是产品微型化的必要前提，在微制件制作过程中，金属材料的塑性冲压成形，精度高且成本低廉，净成形或近净成形等优势，微模具是制造微制件的基础，但微模具尺寸微小，传统方法难于加工。
现有的飞秒激光切割技术，效率低，成本高，且切割废料不易清除。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种微模具的制备方法及微模具。
为了解决上述问题，本发明实施例公开了一种微模具的制备方法，包括：
建立微模具的几何模型；
对所述几何模型进行分层离散得到分层数据；
根据所述分层数据制作菲林；
采用所述菲林，对涂有感光层的所述金属箔片进行曝光和蚀刻，得到多个模层；
将多个所述模层按照预设顺序叠放焊接，得到目标微模具。
进一步地，所述微模具包括型腔，所述建立微模具的几何模型的步骤，包括：
根据所述型腔的形状和尺寸建立微模具的几何模型。
进一步地，所述根据所述型腔的形状和尺寸建立微模具的几何模型的步骤之后，包括：
在所述型腔两旁增设若干定位孔。
进一步地，所述根据所述型腔的形状和尺寸建立微模具的几何模型的步骤之后，包括：
在所述型腔两旁增设两个对称的锥形通孔，所述锥形通孔的锥度为 5-10°。
进一步地，所述将多个所述模层按照预设顺序叠放焊接，得到目标微模具的步骤，包括：
将多个所述模层按照预设顺序叠放，用锥度为5-10°的销钉插入所述锥形通孔，将多个所述膜层用电阻焊机焊接在一起，得到所述目标微模具。
进一步地，所述金属箔片包括304不锈钢箔。
进一步地，所述金属箔片的厚度为10-50μm。
进一步地，所述金属箔片的厚度包括10μm、20μm和50μm。
本发明实施例还公开了一种微模具，所述微模具采用上述的微模具的制备方法制备。
本发明实施例包括以下优点：通过化学蚀刻和菲林曝光的方法制备模层，将模层一次性焊接成型，其成本低、制备效率高，同时还避免了切割废料清除等繁琐步骤。
附图说明
图1是本发明的一种微模具的制备方法实施例的步骤流程图；
图2是本发明的一种微模具实施例的结构框图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明实施例的核心构思之一在于，提供了一种微模具的制备方法，包括：建立微模具的几何模型；对所述几何模型进行分层离散得到分层数据；根据所述分层数据制作菲林；采用所述菲林，对涂有感光层的所述金属箔片 3进行曝光和蚀刻，得到多个模层；将多个所述模层按照预设顺序叠放焊接，得到目标微模具。通过化学蚀刻和菲林曝光的方法制备模层，将模层一次性焊接成型，其成本低、制备效率高，同时还避免了切割废料清除等繁琐步骤。
参照图1，示出了本发明的一种微模具的制备方法实施例的步骤流程图，图2为本发明实施例微模具实施例的结构框图，具体一种微模具的制备方法可以包括如下步骤：
S1，建立微模具的几何模型；
根据需要制造的微模具的形状和尺寸，在计算机上绘制出3D(三维，3Dimensions)计算机模型，上述3D计算机模型是所要建立的微模具的几何模型。
S2，对几何模型进行分层离散得到分层数据；
根据所使用的金属箔片3的厚度，将几何模型切片分层，分层得到的每一片模层的厚度与金属箔片3的厚度相同，同时获取上述分层数据，在本实施例中上述分层数据包括膜层厚度，及金属箔片3的形状及坐标。
S3，根据分层数据制作菲林；
将上述分层数据制作成菲林，菲林用于作为印刷的模板，将分层后的微模具形状做成菲林。
S4，采用菲林，对涂有感光层的金属箔片3进行曝光和蚀刻，得到多个模层；将微模具形状输出在塑料胶片上，就像照相一样，把图像印在金属箔片3上，进行曝光和化学蚀刻，一次性制备出所需的全部金属箔片3。
S5，将多个模层按照预设顺序叠放焊接，得到目标微模具。
将金属箔片3按照计算机建模系统中分层离散的数据进行层叠，并将各层金属箔片3一次性焊接起来，即得到目标微模具。
在本实施例中，微模具包括型腔2，建立微模具的几何模型的步骤，包括：
根据型腔2的形状和尺寸建立微模具的几何模型。上述几何模型用于加工出微模具型腔。
在本实施例中，根据型腔2的形状和尺寸建立微模具的几何模型的步骤之后，包括：
在型腔2两旁增设若干定位孔1。在型腔2两侧设置定位孔1用于起到定位作用，提高制备的准确性。
在本实施例中，根据型腔2的形状和尺寸建立微模具的几何模型的步骤之后，包括：
在型腔2两旁增设两个对称的锥形通孔，锥形通孔的锥度为5-10°。便于对各层片的准确定位。
在本实施例中，将多个模层按照预设顺序叠放焊接，得到目标微模具的步骤，包括：
将多个模层按照预设顺序叠放，用锥度为5-10°的销钉插入锥形通孔，将多个膜层用电阻焊机焊接在一起，得到目标微模具。本实施例中的电阻焊具体为电阻点焊。
在本实施例中，金属箔片3包括304不锈钢箔，上述304不锈钢箔具有优异的强度、精度及表面光洁度。
在本实施例中，金属箔片3的厚度为10-50μm，对于微模具形状边缘变化较大的地方，可以使用较薄的金属箔片3，能够有效减少分层离散的台阶效应，由于分层过程是把连续边界离散为非连续线段的过程,因此无法避免台阶的产生,这种情况被称为成形过程的台阶效应，而模具边缘形状变化不大时，尤其是直壁的地方，可以采用较厚的金属箔片3，可以有效的减少金属箔层的数量，由于化学蚀刻具有侧向腐蚀问题，因此金属箔片3也不能太厚，对于不同厚度的金属箔片3，可以同时一次曝光，但由于不同厚度金属箔片3所需的蚀刻时间不同，因此需要将不同厚度的金属箔片3分开进行化学蚀刻。
在其他实施例中，采用不同的金属箔片3需要采用不同浓度和种类的化学蚀刻剂。
在本实施例中，金属箔片3的厚度包括10μm、20μm和50μm。
本发明提出的一种微模具的制备方法，通过化学蚀刻和菲林曝光的方法制备模层，将模层一次性焊接成型，其成本低、制备效率高，同时还避免了切割废料清除等繁琐步骤。
依据本发明的另一方面，还提供了一种微模具，所述微模具采用上述实施例的微模具的制备方法制备。
需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种微模具的制备方法及微模具，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种微模具的制备方法，其特征在于，包括：
建立微模具的几何模型；
对所述几何模型进行分层离散得到分层数据；
根据所述分层数据制作菲林；
采用所述菲林，对涂有感光层的金属箔片进行曝光和蚀刻，得到多个模层；
将多个所述模层按照预设顺序叠放焊接，得到目标微模具。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微模具包括型腔，所述建立微模具的几何模型的步骤，包括：
根据所述型腔的形状和尺寸建立微模具的几何模型。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述型腔的形状和尺寸建立微模具的几何模型的步骤之后，包括：
在所述型腔两旁增设若干定位孔。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述型腔的形状和尺寸建立微模具的几何模型的步骤之后，包括：
在所述型腔两旁增设两个对称的锥形通孔，所述锥形通孔的锥度为5-10°。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将多个所述模层按照预设顺序叠放焊接，得到目标微模具的步骤，包括：
将多个所述模层按照预设顺序叠放，用锥度为5-10°的销钉插入所述锥形通孔，将多个所述膜层用电阻焊机焊接在一起，得到所述目标微模具。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属箔片包括304不锈钢箔。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述金属箔片的厚度为10-50μm。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述金属箔片的厚度包括10μm、20μm和50μm。
9.一种微模具，其特征在于，所述微模具采用如权利要求1-8任一项所述的微模具的制备方法制备。
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钟金明等: ""线切割与真空热扩散焊组合工艺制备微模具"", 《光学精密工程》 *

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