CN112006333B - 一种发热件及电子烟，以及发热件的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种发热件的加工方法，包括以下步骤：步骤一、提供一板料；步骤二、激光切割或者光化学腐蚀加工板料，以获得所需形状、结构的所述发热件；步骤三、利用激光在所述发热件的表面形成点阵微结构。本发明将激光加工与光化学腐蚀加工与发热件的制作技术结合制成发热件，发热件的尺寸精度较高，提高发热件的生产效率。

Description

一种发热件及电子烟，以及发热件的加工方法

技术领域

本发明涉及电子烟的技术领域，更具体地说，涉及一种用于电子烟的发热件及应用该发热件的电子烟，以及发热件的加工方法。

背景技术

现有的电加热式电子烟中所采用的加热件，一般采用传统的机械加工方式加工获得，加热件的尺寸精度差，不符合加热件的设计要求，生产效率较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题便是针对上述现有技术的不足，提供一种发热件的加工方法，包括以下步骤：步骤一、提供一板料；步骤二、激光切割或者光化学腐蚀加工板料，以获得所需形状、结构的所述发热件；步骤三、利用激光在所述发热件的表面形成点阵微结构。

进一步地，在步骤二中，通过激光切割或者光化学腐蚀加工在所述发热件的表面形成缺槽。

进一步地，在步骤三中，激光形成的点阵间隔大于光斑直径。

进一步地，步骤三使所述发热件的表面具有疏水性或者疏水疏油性。

进一步地，所述发热件包括发热本体、电接触部以及连接部，所述电接触部设置在所述发热本体的两端，所述连接部用于连接所述发热本体与所述电接触部，所述电接触部用于向所述发热本体供电，所述发热本体用于将电能转化为热能。

进一步地，在步骤二中，所述发热本体的外表面上开设有至少一个缺槽，所述缺槽位于所述发热本体的外轮廓内，所述缺槽的内轮廓经过激光切割或者光化学腐蚀加工形成。

本发明的有益效果在于：将激光加工与光化学腐蚀加工与发热件的制作技术结合制成发热件，发热件的尺寸精度较高，提高发热件的生产效率。

本发明还构造一种发热件，包括发热本体、电接触部以及连接部，所述电接触部设置在所述发热本体的两端，所述连接部用于连接所述发热本体与所述电接触部，所述电接触部用于向所述发热本体供电，所述发热本体用于将电能转化为热能，所述发热件的外轮廓经过激光切割或者光化学腐蚀加工形成。

进一步地，在所述发热件上沿其延伸方向任取截面，所述发热本体上至少有一所述截面的面积小于所述电接触部上任意所述截面的面积。

进一步地，所述发热本体的外表面上开设有至少一个缺槽，所述缺槽位于所述发热本体的外轮廓内，所述缺槽的内轮廓经过激光切割形成。

进一步地，所述发热件表面形成点阵微结构。

进一步地，所述发热件表面具有疏水性或者疏水疏油性。

进一步地，激光照射在所述发热件表面形成点坑，所述点坑中的材料融化并堆砌在所述点坑的四周形成堆积物。

进一步地，任意相邻的两个所述点坑中的材料融化并堆砌在一起形成所述堆积物。

本发明还提供一种电子烟，包括以上所述的发热件、与所述发热件电连接的电池组件。

发热件的外轮廓通过激光切割或者光化学腐蚀加工形成，从而使得发热件的尺寸精度较高，减小了加工过程对发热件质量产生的不良影响，例如：热影响区域宽度大、变形量大，产生较大应力、产生裂纹、产生毛刺等，提高了发热件的生产效率。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型提供的一种发热件的结构示意图；

图2是本实用新型提供的另一种发热件的结构示意图；

图3是图1和图2中A的点阵微结构的平面放大图；

图4是图3中表现为疏水性或者疏水疏油性的点阵微结构的侧视图；

图5是图3中表现为亲水性的点阵微结构的侧视图；

图6是本实用新型实施例三的示意图。

图中标号为：

1、发热件；11、发热本体；13、电接触部；15、连接部；17、缺槽；21、点坑；23、堆积物；25、凹槽；D、延伸方向；d、光斑直径；p、点阵间隔。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更清楚的理解，先对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

实施例一

在本实施方式中，提供一种电子烟（图未示出），电子烟包括发热件1，与发热件1电连接的电池组件（图未示出）。

如图1所示，在本实施例中，发热件1包括发热本体11、电接触部13、以及连接部15，电接触部13设置在发热本体11的两端，连接部15用于连接发热本体11与电接触部13，电接触部13用于向发热本体11供电，发热本体11用于将电能转化为热能，发热本体11与连接部15的外轮廓经过激光切割形成，发热本体11与连接部15的外轮廓尺寸精度为±0.05mm。

在发热件1上沿其延伸方向D任取截面，发热本体11上至少有一截面的截面面积小于电接触部14上任意截面的截面面积，根据电阻计算公式R=ρL/S，其中R为发热件1的电阻值，ρ为发热件1材料的电阻系数，S为在发热件1上沿其延伸方向D所取截面的截面面积，发热本体11上截面面积变小时，发热本体11上的电阻增大，当电流经过发热件1时，发热本体11上发热功率大于电接触部13，提高了发热件1的加热效率。

电子烟中的发热件尺寸较小，加工尺寸精度会直接影响发热件1的电阻分布设置，特别是发热本体11，一方面，发热本体11的尺寸精度决定了发热件1的整体发热效果；另一方面，发热本体11的尺寸精度决定了发热本体11上电阻分布的均匀程度，提高发热本体11的尺寸精度能够防止发热本体11温度分布不均从而造成发热本体11断裂失效，进而提高了发热件1整体的结构强度，因此需要减小发热本体11的外轮廓尺寸精度使得发热件1的电阻分布设置与设计要求相符，以及提高发热件1的整体强度。

采用如冲压、切割等传统的机械加工方式切割发热件1，加工过程中发热件1上切口位置的热影响区域较大，从而影响发热件1的性能；加工之后发热件1上切口位置会产生毛刺，伴随着残余应力的释放发热件1会的变形量较大。

激光切割利用高功率密度激光束照射发热件1板料，使发热件1板料上切口位置的材料迅速被加热融化、汽化、烧蚀或达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融材料，在切口位置形成孔洞，随着光束相对于发热件1板料的移动，孔洞连续形成宽度很窄的切缝，从而完成对发热件1板料的切割并获得所需形状的发热件1。激光切割加工发热件1的技术效果有：激光切割形成的切口细窄，切割发热件1的尺寸精度可达±0.05mm；切割表面光洁美观，表面粗糙度只有几十微米，激光切割可以作为最后一道工序；发热件1经过激光切割后，热影响区宽度很小，切缝附近材料的性能也几乎不受影响，并且工件变形小，切割精度高，切缝的几何形状好；激光切割适用不同形状零件的切割，既可进行二维切割，又可实现三维切割；激光切割的切割速度快；激光束对发热件1不施加任何力，无接触切割，发热件1无机械变形；激光切割整个切割过程可以全部实现数控，实现自动化加工，生产效率高，发热件1的一致性好。

如图2所示，在其中一种实施方式中，在发热本体11的外表面上开设有至少一个缺槽17，缺槽17位于发热本体11的外轮廓内，缺槽17的内轮廓经过激光切割形成。在本具体实施方式中，缺槽17为通槽，缺槽17贯穿发热本体11。可以理解地，在其他实施方式中，缺槽17为盲槽，缺槽17不贯穿发热本体11。

在其中一种实施方式中，利用激光在发热件1的表面形成点阵微结构，发热件1的表面表现为疏水性或者疏水疏油性，有利于防止气溶胶形成基质或者沉积物粘附在发热件1的表面，从而提高了发热件1表面对烟油的抗凝结能力以及对沉积物的抗炭化能力。

发热件1一般由导电的电阻材料制成，如不锈钢或者铜合金等。一般导电的电阻材料具有较高的表面能，气溶胶形成基质或者沉积物与发热件1的表面接触时，气溶胶形成基质或者沉积物有铺展并扩大表面积的趋势，气溶胶形成基质或者沉积物扩大表面积就会使得表面能增加，对于高表面能的发热件1表面而言，气溶胶形成基质或者沉积物的表面积扩大减小了发热件1的表面积，发热件1的表面能随之降低，在气溶胶形成基质或者沉积物在发热件1的表面铺展的过程中，发热件1的表面能提供给气溶胶形成基质或者沉积物，因此发热件1的表面表现为亲水性，随着气溶胶形成基质或者沉积物中部分物质挥发至空气中，残留在发热件1表面的气溶胶形成基质或者沉积物粘附在发热件1表面并且难以清除，使得发热件1发热不均匀，从而降低了发热件1的使用寿命。

目前发热件1表面获得疏水性或者疏水疏油性的途径主要包括两种，一种是在低表面能材料的表面构建微/纳米粗糙结构；另一种是在高表面能材料的表面制备粗糙表面结构，然后再粗糙表面上修饰低表面能材料。对于高表面能的发热件1表面而言，适用于先通过制备粗糙表面结构，然后再粗糙表面上修饰低表面能材料的方法，使得发热件1表面获得疏水性或者疏水疏油性。在本实施方式中，利用激光在发热件的表面形成点阵微结构，然后在点阵微结构是上修饰低表面能材料。具体地，请参考图3、图4，激光照射在发热件1表面形成点坑21，点坑21中的材料融化并堆砌在点坑21的四周形成堆积物23，激光的光斑直径与点坑21直径相同，激光的光斑直径为d，点阵间隔为p，点阵间隔p大于光斑直径d，点阵以阵列形式排列，使得堆积物23阵列排列，气溶胶形成基质或者沉积物汇聚并悬挂在发热件1的表面，发热件1的表面表现为疏水性或者疏水疏油性。可以理解地，激光加工使得发热件1的表面形成阵列排列的堆积物，从而发热件1的表面表现为疏水性或者疏水疏油性。较佳地，请参考图4，任意相邻的两个点坑21中的材料融化并堆砌在一起形成堆积物23，发热件1表现为较佳的疏水性或者疏水疏油性。请参考图5，随着点阵间隔p的增加，气溶胶形成基质或者沉积物容易进入相邻的堆积物23之间的凹槽25，发热件1的表面表现为亲水性。当点阵间隔p小于光斑直径d，相邻点坑21之间发生部分重合，点坑21内融化的材料相会堆砌并凝固，发热件1的表面堆积物23较多，并因此造成表面粗糙度增大从而不符合微/纳米粗糙结构要求，发热件1的表面表现为亲水性。

本实施例中发热本体11与连接部15的外轮廓以及缺槽17的内轮廓由激光切割形成，从而使得发热件1的尺寸精度较高，切口位置的热影响区域宽度、变形量较小，发热件1的生产效率高。进一步地，利用激光在发热件1的表面形成点阵微结构，发热件1的表面表现为疏水性或者疏水疏油性，有利于防止气溶胶形成基质或者沉积物粘附在发热件1的表面，从而提高了发热件1表面对烟油抗凝结能力以及对沉积物的抗炭化能力。

实施例二

在本实施方式中，提供一种电子烟（图未示出），电子烟包括发热件1，与发热件1电连接的电池组件（图未示出）。

如图1所示，在本实施例中，发热件1包括发热本体11、电接触部13、以及连接部15，电接触部13设置在发热本体11的两端，连接部15用于连接发热本体11与电接触部13，电接触部13用于向发热本体11供电，发热本体11用于将电能转化为热能，发热件1为片状，发热件1的外轮廓经过光化学腐蚀加工形成。

在发热件1上沿其延伸方向D任取截面，发热本体11上至少有一截面的截面面积小于电接触部13上任意截面的截面面积，根据电阻计算公式R=ρL/S，其中R为发热件1的电阻值，ρ为发热件1材料的电阻系数，S为在发热件1上沿其延伸方向D所取截面的截面面积，发热本体11上截面面积变小时，发热本体11上的电阻增大，当电流经过发热件1时，发热本体11上发热功率大于电接触部13，提高了发热件1的加热效率。

电子烟中的发热件尺寸较小，加工尺寸精度会直接影响发热件1的电阻分布设置，特别是发热本体11，一方面，发热本体11的尺寸精度决定了发热件1的整体发热效果；另一方面，发热本体11的尺寸精度决定了发热本体11上电阻分布的均匀程度，提高发热本体11的尺寸精度能够防止发热本体11温度分布不均从而造成发热本体11断裂失效，进而提高了发热件1整体的结构强度，因此需要减小发热本体11的外轮廓尺寸精度使得发热件1的电阻分布设置与设计要求相符，以及提高发热件1的整体强度。

采用如冲压、切割等传统的机械加工方式切割发热件1，加工过程中发热件1上切口位置的热影响区域较大，从而影响发热件1的性能；加工之后发热件1上切口位置会产生毛刺，伴随着残余应力的释放发热件1会的变形量较大。

光化学腐蚀加工需要经过以下各个步骤：第一步，准确地画出要制造的发热件1的外轮廓图样，复制一张完全一样的图样，将两个图样对准后粘接在一起，两个图样形成一个口袋结构。第二步，去除粘附在发热件1板料表面的油脂与氧化物，并干燥所述发热件1板料。第三步，在发热件1板料上相对的两平面上涂敷照相乳剂，将发热件1板料进行预烘使得照相乳剂粘附在发热件1板料的表面；第四步，发热件1板料在完全烘干后冷却，然后将发热件1板料装入第一步获得的口袋结构的两个图样之间，曝光器械对发热件1板料照射紫外光，照相乳剂在紫外光的作用下分子结构发生变化，从而在稀释的碱性溶剂中不溶解，在曝光之后，未受曝光作用的照相乳剂在稀释的碱性溶剂中溶解；或者，曝光器械对发热件1板料照射紫外光，照相乳剂在紫外光的作用下分子结构发生变化，从而在稀释的碱性溶剂中溶解，在曝光之后，未受曝光作用的照相乳剂在稀释的碱性溶剂中不溶解。第五步，用显像剂是照相乳剂图像显示出来，显像之后，将发热件1板料放在烘箱中烘烤干燥，使得照相乳剂更好地附着在发热件1板料的表面。第六步，将腐蚀剂与发热件1板料接触，腐蚀剂腐蚀没有照相乳剂保护的发热件1板料，腐蚀结束后，冲洗发热件1板料，然后在洗涤剂中将粘附在发热件1板料表面的照相乳剂清除，最后获得所需的发热件1。光化学腐蚀加工的效果有：光化学腐蚀加工可以加工精密、复杂的发热件1；光化学腐蚀加工可以同时加工多个发热件1，从而提高发热件1的生产效率；光化学腐蚀加工在加工过程中不产生应力、裂纹、毛刺。

如图2所示，在其中一种实施方式中，在发热本体11的外表面上开设有至少一个缺槽17，缺槽17位于发热本体11的外轮廓内，缺槽17的内轮廓经过光化学腐蚀加工形成。在本具体实施方式中，缺槽17为通槽，缺槽17贯穿发热本体11。可以理解地，在其他实施方式中，缺槽17为盲槽，缺槽17不贯穿发热本体11。

本实施例中发热件1的外轮廓以及缺槽17的内轮廓由光化学腐蚀加工形成，从而使得发热件1的尺寸精度高，同时加工多个发热件1，从而提高发热件1的生产效率，加工过程不产生应力、裂纹、毛刺。

实施例三

在本实施方式中，提供一种发热件的加工方法，包括以下步骤：

步骤一、提供一板料；

步骤二、激光切割或者光化学腐蚀加工板料，以获得所需形状、结构的发热件1；

所述激光切割获得发热件1的尺寸精度可达±0.05mm，切割后发热件1的表面光洁美观，表面粗糙度只有几十微米。

所述光化学腐蚀加工包括如下步骤：第一步，准确地画出要制造的发热件1的外轮廓图样，复制一张完全一样的图样，将两个图样对准后粘接在一起，两个图样形成一个口袋结构。第二步，去除粘附在发热件1板料表面的油脂与氧化物，并干燥所述发热件1板料。第三步，在发热件1板料上相对的两平面上涂敷照相乳剂，将发热件1板料进行预烘使得照相乳剂粘附在发热件1板料的表面；第四步，发热件1板料在完全烘干后冷却，然后将发热件1板料装入第一步获得的口袋结构的两个图样之间，曝光器械对发热件1板料照射紫外光，照相乳剂在紫外光的作用下分子结构发生变化，从而在稀释的碱性溶剂中不溶解，在曝光之后，未受曝光作用的照相乳剂在稀释的碱性溶剂中溶解；或者，曝光器械对发热件1板料照射紫外光，照相乳剂在紫外光的作用下分子结构发生变化，从而在稀释的碱性溶剂中溶解，在曝光之后，未受曝光作用的照相乳剂在稀释的碱性溶剂中不溶解。第五步，用显像剂是照相乳剂图像显示出来，显像之后，将发热件1板料放在烘箱中烘烤干燥，使得照相乳剂更好地附着在发热件1板料的表面。第六步，将腐蚀剂与发热件1板料接触，腐蚀剂腐蚀没有照相乳剂保护的发热件1板料，腐蚀结束后，冲洗发热件1板料，然后在洗涤剂中将粘附在发热件1板料表面的照相乳剂清除，最后获得所需的发热件1。光化学腐蚀加工的效果有：光化学腐蚀加工可以加工精密、复杂的发热件1；光化学腐蚀加工可以同时加工多个发热件1，从而提高发热件1的生产效率；光化学腐蚀加工在加工过程中不产生应力、裂纹、毛刺。

步骤三、利用激光在发热件1的表面形成点阵微结构，使发热件1表面具有疏水性或者疏水疏油性。具体地，激光照射在发热件1表面形成点坑21，点坑21中的材料融化并堆砌在点坑21的四周形成堆积物23，激光的光斑直径与点坑21直径相同，激光的光斑直径为d，点阵间隔为p，点阵间隔p大于光斑直径d，点阵以阵列形式排列，使得堆积物23阵列排列，烟液或者沉积物汇聚并悬挂在发热件1的表面，发热件1的表面表现为疏水性或者疏水疏油性。

在其中一种实施方式中，在步骤二中，通过激光切割或者光化学腐蚀加工在发热件1表面形成缺槽。

在其中一种实施方式中，在步骤三中，激光形成的点阵间隔p大于光斑直径d。

在其中一种实施方式中，步骤三使发热件1的表面具有疏水性或者疏水疏油性。

在其中一种实施方式中，发热件1包括发热本体11、电接触部13以及连接部15，电接触部13设置在发热本体11的两端，连接部15用于连接发热本体11与电接触部13，电接触部13用于向发热本体11供电，发热本体11用于将电能转化为热能。

在其中一种实施方式中，在步骤二中，发热本体11的外表面上开设有至少一个缺槽17，缺槽17位于发热本体11的外轮廓内，缺槽17的内轮廓经过激光切割或者光化学腐蚀加工形成。

综合上述，本发明中发热件1的外轮廓通过激光切割或者光化学腐蚀加工形成，从而使得发热件1的尺寸精度较高，减小了加工过程对发热件1质量产生的不良影响，例如：热影响区域宽度大、变形量大，产生较大应力、产生裂纹、产生毛刺等，提高了发热件1的生产效率。进一步地，利用激光在发热件1的表面形成点阵微结构，发热件1的表面表现为疏水性或者疏水疏油性，有利于防止气溶胶形成基质或者沉积物粘附在发热件1的表面，从而提高了发热件1表面对烟油抗凝结能力以及对沉积物的抗炭化能力。

以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (11)

1.一种发热件，其特征在于：包括发热本体、电接触部以及连接部，所述电接触部设置在所述发热本体的两端，所述连接部用于连接所述发热本体与所述电接触部，所述电接触部用于向所述发热本体供电，所述发热本体用于将电能转化为热能，所述发热件的外轮廓经过激光切割或者光化学腐蚀加工形成；所述发热件表面形成点阵微结构，激光照射在所述发热件表面形成点坑，所述点坑中的材料融化并堆砌在所述点坑的四周形成堆积物，所述堆积物形成的点阵以阵列形式排列，以使气溶胶形成基质或者沉积物汇聚并悬挂在所述发热件的表面；所述激光的光斑直径与所述点坑的直径相同，所述激光的光斑直径为d，所述点阵间隔为p，所述点阵间隔p大于所述光斑直径d，以在所述点阵微结构上进行低表面能修饰，使得所述发热件表面形成的点阵微结构获得疏水疏油性。

2.如权利要求1所述的发热件，其特征在于：在所述发热件上沿其延伸方向任取截面，所述发热本体上至少有一所述截面的面积小于所述电接触部上任意所述截面的面积。

3.如权利要求2所述的发热件，其特征在于：所述发热本体的外表面上开设有至少一个缺槽，所述缺槽位于所述发热本体的外轮廓内，所述缺槽的内轮廓经过激光切割或者光化学腐蚀加工形成。

4.如权利要求1或2所述的发热件，其特征在于：所述发热件表面具有疏水性或者疏水疏油性。

5.如权利要求1所述的发热件，其特征在于：任意相邻的两个所述点坑中的材料融化并堆砌在一起形成所述堆积物。

6.一种电子烟，其特征在于：包括权利要求1-5任一项所述的发热件、与所述发热件电连接电池组件。

7.一种发热件的加工方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤一、提供一板料；

步骤二、激光切割或者光化学腐蚀加工板料，以获得所需形状、结构的所述发热件；

步骤三、利用激光在所述发热件的表面形成点阵微结构，所述激光照射在所述发热件表面形成点坑，所述点坑中的材料融化并堆砌在所述点坑的四周形成堆积物，所述堆积物以阵列形式排列，以使气溶胶形成基质或者沉积物汇聚并悬挂在所述发热件的表面；所述激光的光斑直径与所述点坑的直径相同，所述激光的光斑直径为d，所述点阵间隔为p，所述点阵间隔p大于所述光斑直径d，以在所述点阵微结构上进行低表面能修饰，使得所述发热件表面形成的点阵微结构获得疏水疏油性。

8.根据权利要求7所述的一种发热件的加工方法，其特征在于：在步骤二中，通过激光切割或者光化学腐蚀加工在所述发热件的表面形成缺槽。

9.根据权利要求8所述的一种发热件的加工方法，其特征在于：步骤三使所述发热件的表面具有疏水性或者疏水疏油性。

10.根据权利要求8所述的一种发热件的加工方法，其特征在于：所述发热件包括发热本体、电接触部以及连接部，所述电接触部设置在所述发热本体的两端，所述连接部用于连接所述发热本体与所述电接触部，所述电接触部用于向所述发热本体供电，所述发热本体用于将电能转化为热能。

11.根据权利要求10所述的一种发热件的加工方法，其特征在于：在步骤二中，所述发热本体的外表面上开设有至少一个缺槽，所述缺槽位于所述发热本体的外轮廓内，所述缺槽的内轮廓经过激光切割或者光化学腐蚀加工形成。