CN117601195A - 一种用于纳米压印工作模具的模切装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于纳米压印工作模具的模切装置，属于纳米压印领域，本发明是采用负压吸附的方式替代传统固定夹具的机械夹紧方式，既简化定位操作，又不会对工作模具造成机械损伤，且采用吸附孔与吸附台对工作模具上的模具边部、纳米结构部进行分区吸附固定，在裁切后，两者均不会随裁切刀一同上移或发生位置偏移，此外，被吸附台吸附定位的纳米结构部在随吸附台下降后，能够顺利被交接的传送带传送出去，实现模具边部与纳米结构部之间的无损式分离，而模具边部则利用边料推动组件推动至落料箱内，无需人工手动分离模具边部、纳米结构部，简化操作、提高工作效率，且在机械自动化操作过程中不易对纳米结构造成损伤。
Description
技术领域
本发明涉及纳米压印领域，更具体地说，涉及一种用于纳米压印工作模具的模切装置。
背景技术
随着微纳加工技术的不断进步，母版的制备工艺日渐成熟，目前，可以用电子束光刻、离子束光刻、激光直写等方法，结合刻蚀在硅、石英等材料上制备各种微纳结构，然而大幅面微纳结构的制备，其技术难度高，加工费高昂，加工周期长，对于纳米尺度的产品，还必须保持所有图形的精确度和分辨率，而纳米压印技术就是一种新型的微纳加工技术，该技术通过机械转移的手段，达到了超高的分辨率。
纳米压印拼版设备可将一小组结构拼接成一大组结构，将原来数厘米大小的小目标，或者将含有微纳结构的若干宏观图形拼接成大母版，结合纳米压印技术，可快速实现微纳加工的量产。
在拼版的过程中，需要将小母版的工作模具裁切，然后进行拼版，一般通过人工手动裁切，将带有纳米结构的工作模具从整个模具上裁切下来，在裁切过程中需要采用固定夹具对工作模具进行固定，采用固定夹具的机械式夹取方式，容易造成工作模具上的损伤，此外，传统的裁切之后，同样需要人工将带有纳米结构的工作模具从整个模具上分离出，并进行分拣收集，操作过程较为繁琐，且人工手动分离容易触碰到工作模具上的纳米结构。
为此，我们针对上述问题提出一种用于纳米压印工作模具的模切装置。
发明内容
本发明目的在于解决上述问题，相比现有技术提供一种用于纳米压印工作模具的模切装置，是采用负压吸附的方式替代传统固定夹具的机械夹紧方式，既简化定位操作，又不会对工作模具造成机械损伤，且采用吸附孔与吸附台对工作模具上的模具边部、纳米结构部进行分区吸附固定，在裁切后，两者均不会随裁切刀一同上移或发生位置偏移，此外，被吸附台吸附定位的纳米结构部在随吸附台下降后能够顺利被交接的传送带传送出去，实现模具边部与纳米结构部之间的无损式分离，而模具边部则利用边料推动组件推动至落料箱内，无需人工手动分离模具边部、纳米结构部，简化操作，提高工作效率，且在机械自动化操作过程中不易对纳米结构造成损伤。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种用于纳米压印工作模具的模切装置，包括底座和固定于其上端一侧的模切台，所述模切台中部位置处开设有裁切口，所述模切台上端面开设有两组分别对称位于裁切口外侧的吸附孔，所述底座上端通过一对电动推缸一升降连接有下升降板，所述下升降板顶端固定连接有位于裁切口处的吸附台，所述裁切口与吸附台之间形成模切空间；
所述底座上端通过固定于其四角处的电动导轨一共同安装有上升降板，所述上升降板底端固定安装有位于裁切口上方的裁切刀，所述底座上端固定安装有位于模切台下方且延伸至裁切口处的传送带，且传送带端部与吸附台端壁靠近设置，所述模切台与传送带相反方向的底端壁固定安装有一对与传送带位置对应的电动推缸二，所述底座位于吸附孔外侧的端壁上还安装有边料推动组件，所述底座上端放置有位于模切台一侧的落料箱。
进一步的，所述模切台内部开设有与每组裁切口相连通的通气槽，两个所述通气槽外端共同连接有吸附管一。
进一步的，所述吸附台在初始状态下其上端部与裁切口上端面相齐平设置，且吸附台截面积小于裁切口截面积。
进一步的，所述吸附台的四角均开设有上端具有敞口一的中空圆孔，相邻两个所述中空圆孔之间通过所开设且上端具有敞口二的吸附横腔相连通设置，多个所述中空圆孔底端共同连接有贯穿延伸至下升降板下方的吸附管二，将吸附管一、吸附管二与气泵相连接，当将待处理的工作模具放置于模切台上后，启动气泵，利用吸附孔以及中空圆孔、吸附横腔的负压作用对工作模具底端面进行吸附固定。
进一步的，所述工作模具包括模具边部和位于模具边部中部位置处的纳米结构部，纳米结构部上设有纳米结构，工作模具上的纳米结构部正处于裁切刀正下方，吸附台与工作模具上的纳米结构部位置对应，两组吸附孔与工作模具上的模具边部位置对应。
进一步的，所述裁切刀呈首尾相接的中空结构，所述裁切刀与模切空间相匹配设置，在裁切刀下压后，能够将纳米结构部与模具边部分离处理。
进一步的，所述边料推动组件包括固定嵌设安装于模切台上端两侧的电动导轨二，一对所述电动导轨二上均设有推板，所述推板呈L型结构，且推板在初始状态下位于模具边部直角部外侧，在将纳米结构部与模具边部分离后，启动模切台上端的一对电动导轨二，电动导轨二带动推板将留在模切台上端面的模具边部向落料箱一侧推动，从而将模具边部推动至落料箱内收集，无需人工手动分离拾取模具边部、纳米结构部来完成两者之间的分类收集，简化操作，且在机械自动化操作过程中不易对纳米结构造成损伤。
一种用于纳米压印工作模具的模切装置的工作方法，包括以下步骤：
步骤一：首先，将待处理的工作模具放置于模切台上，工作模具上的纳米结构部置于裁切刀正下方，将吸附管一、吸附管二与气泵相连接，启动气泵，利用吸附孔以及中空圆孔、吸附横腔的负压作用分别对模具边部、纳米结构部的底端面进行吸附固定，完成对两者的分区定位；
步骤二：驱动电动导轨一，电动导轨一带动上升降板底端的裁切刀下压，裁切刀沿模切空间对纳米结构部处进行裁切，裁切完毕后，反向驱动电动导轨一，裁切刀脱离裁切口向上回退，实现纳米结构部、模具边部之间的分离；
步骤三：利用电动推缸一带动下升降板上的吸附台向下运动，直至纳米结构部下端面与传送带上端面相齐平，此时，关闭与吸附台相连接的气泵，中空圆孔、吸附横腔处恢复大气压，纳米结构部一侧上端部搭设在传送带上，利用传送的传送带将纳米结构部向外传送，在该过程中，启动电动推缸二，借助电动推缸二将纳米结构部向传送带一侧推动，完成送料操作；
步骤四：纳米结构部脱离模具边部后，关闭与裁切口相连接的气泵，启动一对电动导轨二，一对电动导轨二带动推板将留在模切台上的模具边部向落料箱一侧推动，模具边部落至落料箱内收集。
相比于现有技术，本发明的优点在于：
（1）本方案是采用负压吸附的方式替代传统固定夹具的机械夹紧方式，既简化定位操作，又不会对工作模具造成机械损伤，且采用吸附孔与裁切口处的吸附台对工作模具上的模具边部、纳米结构部进行分区吸附固定，在裁切后，由于分离后的模具边部、纳米结构部被分区定位，故两者均不会随裁切刀一同上移或发生位置偏移；
（2）本方案中的吸附台采用上下升降式，在初始状态下，其顶端与模切台上端面齐平设置，对纳米结构部起到承托与吸附定位作用，在裁切工作完成后，被吸附台吸附定位的纳米结构部在随吸附台下降后能够顺利被交接的传送带传送出去，实现模具边部与纳米结构部之间的无损式分离，而模具边部则利用边料推动组件推动至落料箱内，无需人工手动分离模具边部、纳米结构部，简化操作，提高工作效率，且在机械自动化操作过程中不易对纳米结构造成损伤。
附图说明
图1为本发明在将工作模具放置于模切台上后的结构示意图；
图2为本发明在放置工作模具前的结构示意图一；
图3为本发明在放置工作模具前的结构示意图二；
图4为本发明的吸附台与下升降板结合处的结构示意图；
图5为本发明的吸附台与下升降板结合处的剖视图；
图6为本发明利用下压的裁切刀对工作模具进行裁切时的结构示意图；
图7为本发明利用下压的裁切刀对工作模具进行裁切后的截面图；
图8为本发明在裁切后利用吸附台带动纳米结构部向下脱离模具边部时的截面图；
图9为本发明利用电动推缸二与传送带配合将纳米结构部向外传送时的截面图；
图10为本发明利用边料推动组件将模具边部推送至落料箱式的结构示意图。
图中标号说明：
1、底座；2、模切台；201、裁切口；202、吸附孔；203、吸附管一；3、工作模具；31、模具边部；32、纳米结构部；4、下升降板；5、吸附台；501、中空圆孔；502、吸附横腔；503、吸附管二；6、电动推缸一；7、电动导轨一；8、上升降板；9、裁切刀；10、传送带；11、电动推缸二；12、电动导轨二；13、推板；14、落料箱。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本发明公开了一种用于纳米压印工作模具的模切装置，请参阅图2、图3，包括底座1和固定于其上端一侧的模切台2，模切台2中部位置处开设有裁切口201，模切台2上端面开设有两组分别对称位于裁切口201外侧的吸附孔202，模切台2内部开设有与每组裁切口201相连通的通气槽，两个通气槽外端共同连接有吸附管一203；
底座1上端通过一对电动推缸一6升降连接有下升降板4，下升降板4顶端固定连接有位于裁切口201处的吸附台5，吸附台5在初始状态下其上端部与裁切口201上端面相齐平设置，且吸附台5截面积小于裁切口201截面积，裁切口201与吸附台5之间形成模切空间。
请参阅图4、图5，吸附台5的四角均开设有上端具有敞口一的中空圆孔501，相邻两个中空圆孔501之间通过所开设且上端具有敞口二的吸附横腔502相连通设置，多个中空圆孔501底端共同连接有贯穿延伸至下升降板4下方的吸附管二503，中空圆孔501内直径大于吸附横腔502的宽度，将吸附管一203、吸附管二503分别与气泵相连接，请参阅图1，当将待处理的工作模具3放置于模切台2上后，启动气泵，利用吸附孔202以及中空圆孔501、吸附横腔502的负压作用对工作模具3底端面进行吸附固定。
底座1上端通过固定于其四角处的电动导轨一7共同安装有上升降板8，上升降板8底端固定安装有位于裁切口201上方的裁切刀9，裁切刀9呈首尾相接的中空结构，裁切刀9与模切空间相匹配设置。
工作模具3包括模具边部31和位于模具边部31中部位置处的纳米结构部32，纳米结构部32上设有纳米结构，工作模具3上的纳米结构部32正处于裁切刀9正下方，吸附台5与工作模具3上的纳米结构部32位置对应，两组吸附孔202与工作模具3上的模具边部31位置对应，从而在启动气泵后，利用两组吸附孔202对模具边部31底端部进行固定，利用吸附台5对纳米结构部32底端部进行固定，实现对两者的分区吸附定位；
请参阅图6-图8，在裁切过程中，启动电动导轨一7，电动导轨一7带动上升降板8上的裁切刀9向下运动，裁切刀9沿着模切空间对工作模具3进行裁切操作，将纳米结构部32与模具边部31分离处理，由于分区定位，既有助于提高裁切时两者的稳固性，又实现在裁切后，纳米结构部32、模具边部31不会因裁切刀9的上移而出现位置偏移，即两者不会随裁切刀9一起上移。
实施例2：
本实施例在实施例1的基础上，对模切工作完成后的传送工作进行详细介绍，替代现有人工对裁切后的加工模具进行手动分离收集的过程，具体如下：
请参阅图6-图9，底座1上端固定安装有位于模切台2下方且延伸至裁切口201处的传送带10，且传送带10端部与吸附台5端壁靠近设置，模切台2与传送带10相反方向的底端壁固定安装有一对与传送带10位置对应的电动推缸二11，当裁切工作完成后，裁切刀9随电动导轨一7向上复位回退，模具边部31与纳米结构部32之间形成切割口，两者分离；
利用电动推缸一6带动下升降板4上的吸附台5向下运动，吸附台5对纳米结构部32的吸附持续，纳米结构部32向裁切口201下侧运动脱离模具边部31直至其下端部与传送带10上端面相齐平，此时，关闭与吸附台5相连接的气泵，中空圆孔501、吸附横腔502处恢复大气压，纳米结构部32一侧上端部搭设在传送带10上，利用传送的传送带10将纳米结构部32向外传送，在该过程中，启动电动推缸二11，可借助电动推缸二11将纳米结构部32向传送带10一侧推动，完成纳米结构部32的送料操作，传送带10长度可根据实际需要设计，传送出去的纳米结构部32可直接进行拼版操作。
请参阅图6和图10，底座1位于吸附孔202外侧的端壁上还安装有边料推动组件，底座1上端放置有位于模切台2一侧的落料箱14，边料推动组件包括固定嵌设安装于模切台2上端两侧的电动导轨二12，一对电动导轨二12上均设有推板13，推板13呈L型结构，且推板13在初始状态下位于模具边部31直角部外侧，在利用吸附台5将纳米结构部32向下吸附移动后，纳米结构部32脱离模具边部31，启动模切台2上端的一对电动导轨二12，电动导轨二12带动推板13将留在模切台2上端面的模具边部31向落料箱14一侧推动，从而将模具边部31推动至落料箱14内收集，无需人工手动分离拾取模具边部31、纳米结构部32来完成两者之间的分类收集，简化操作，且在机械自动化操作过程中不易对纳米结构造成损伤。
实施例3：
本实施例在实施例1、实施例2的基础上，对该模切装置的工作过程，进行详细介绍，包括以下步骤：
请参阅图6-图10，步骤一：首先，将待处理的工作模具3放置于模切台2上，工作模具3上的纳米结构部32置于裁切刀9正下方，将吸附管一203、吸附管二503与气泵相连接，启动气泵，利用吸附孔202以及中空圆孔501、吸附横腔502的负压作用分别对模具边部31、纳米结构部32的底端面进行吸附固定，完成对两者的分区定位；
步骤二：驱动电动导轨一7，电动导轨一7带动上升降板8底端的裁切刀9下压，裁切刀9置于纳米结构部32上端面后，在持续压力作用下沿模切空间对纳米结构部32处进行裁切，裁切完毕后，反向驱动电动导轨一7,裁切刀9脱离裁切口201向上回退，实现纳米结构部32、模具边部31之间的分离；
步骤三：利用电动推缸一6带动下升降板4上的吸附台5向下运动，直至纳米结构部32下端面与传送带10上端面相齐平，此时，关闭与吸附台5相连接的气泵，中空圆孔501、吸附横腔502处恢复大气压，纳米结构部32一侧上端部搭设在传送带10上，利用传送的传送带10将纳米结构部32向外传送，在该过程中，启动电动推缸二11，借助电动推缸二11将纳米结构部32向传送带10一侧推动，完成送料操作；
步骤四：纳米结构部32脱离模具边部31后，关闭与裁切口201相连接的气泵，启动一对电动导轨二12，一对电动导轨二12带动推板13将留在模切台2上的模具边部31向落料箱14一侧推动，模具边部31落至落料箱14内收集。
本发明是通过在模切台2开设裁切口201以及在裁切口201两侧分别开设一组吸附孔202，裁切口201处设置可上下升降处理吸附台5,吸附台5上同样设置具有吸附作用的中空圆孔501、吸附横腔502，将待处理的工作模具3放置于模切台2上，利用吸附孔202以及中空圆孔501、吸附横腔502的负压作用分别对模具边部31、纳米结构部32底端面进行分区吸附固定，无需采用现有固定夹具对工作模具3进行夹取，减少损伤；
在裁切后，由于分离后的模具边部31、纳米结构部32被分区定位，故两者不会随裁切刀9一同上移或发生位置偏移；
且被吸附台5吸附定位的纳米结构部32在随吸附台5下降后能够顺利被交接的传送带10配合电动推缸二11传送出去，实现模具边部31与纳米结构部32之间的无损式分离，而存留于模切台2上的模具边部31则利用边料推动组件推动至落料箱14内，无需人工手动分离拾取模具边部31、纳米结构部32来完成两者之间的分类收集，简化操作，且在机械自动化操作过程中不易对纳米结构造成损伤。
以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种用于纳米压印工作模具的模切装置，包括底座（1）和固定于其上端一侧的模切台（2），其特征在于：所述模切台（2）中部位置处开设有裁切口（201），所述模切台（2）上端面开设有两组分别对称位于裁切口（201）外侧的吸附孔（202），所述底座（1）上端通过一对电动推缸一（6）升降连接有下升降板（4），所述下升降板（4）顶端固定连接有位于裁切口（201）处的吸附台（5），所述裁切口（201）与吸附台（5）之间形成模切空间；
所述底座（1）上端通过固定于其四角处的电动导轨一（7）共同安装有上升降板（8），所述上升降板（8）底端固定安装有位于裁切口（201）上方的裁切刀（9），所述底座（1）上端固定安装有位于模切台（2）下方且延伸至裁切口（201）处的传送带（10），且传送带（10）端部与吸附台（5）端壁靠近设置，所述模切台（2）与传送带（10）相反方向的底端壁固定安装有一对与传送带（10）位置对应的电动推缸二（11），所述底座（1）位于吸附孔（202）外侧的端壁上还安装有边料推动组件，所述底座（1）上端放置有位于模切台（2）一侧的落料箱（14）。
2.根据权利要求1所述的一种用于纳米压印工作模具的模切装置，其特征在于：所述模切台（2）内部开设有与每组裁切口（201）相连通的通气槽，两个所述通气槽外端共同连接有吸附管一（203）。
3.根据权利要求1所述的一种用于纳米压印工作模具的模切装置，其特征在于：所述吸附台（5）在初始状态下其上端部与裁切口（201）上端面相齐平设置，且吸附台（5）截面积小于裁切口（201）截面积。
4.根据权利要求3所述的一种用于纳米压印工作模具的模切装置，其特征在于：所述吸附台（5）的四角均开设有上端具有敞口一的中空圆孔（501），相邻两个所述中空圆孔（501）之间通过所开设且上端具有敞口二的吸附横腔（502）相连通设置，多个所述中空圆孔（501）底端共同连接有贯穿延伸至下升降板（4）下方的吸附管二（503）。
5.根据权利要求1所述的一种用于纳米压印工作模具的模切装置，其特征在于：所述工作模具（3）包括模具边部（31）和位于模具边部（31）中部位置处的纳米结构部（32），纳米结构部（32）上设有纳米结构。
6.根据权利要求1所述的一种用于纳米压印工作模具的模切装置，其特征在于：所述裁切刀（9）呈首尾相接的中空结构，所述裁切刀（9）与模切空间相匹配设置。
7.根据权利要求1所述的一种用于纳米压印工作模具的模切装置，其特征在于：所述边料推动组件包括固定嵌设安装于模切台（2）上端两侧的电动导轨二（12），一对所述电动导轨二（12）上均设有推板（13），所述推板（13）呈L型结构，且推板（13）在初始状态下位于模具边部（31）直角部外侧。
8.一种用于纳米压印工作模具的模切装置的工作方法，采用如权利要求1-7任一项所述的一种用于纳米压印工作模具的模切装置，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：首先，将待处理的工作模具（3）放置于模切台（2）上，工作模具（3）上的纳米结构部（32）置于裁切刀（9）正下方，将吸附管一（203）、吸附管二（503）与气泵相连接，启动气泵，利用吸附孔（202）以及中空圆孔（501）、吸附横腔（502）的负压作用分别对模具边部（31）、纳米结构部（32）的底端面进行吸附固定，完成对两者的分区定位；
步骤二：驱动电动导轨一（7），电动导轨一（7）带动上升降板（8）底端的裁切刀（9）下压，裁切刀（9）沿模切空间对纳米结构部（32）处进行裁切，裁切完毕后，反向驱动电动导轨一（7），裁切刀（9）脱离裁切口（201）向上回退，实现纳米结构部（32）、模具边部（31）之间的分离；
步骤三：利用电动推缸一（6）带动下升降板（4）上的吸附台（5）向下运动，直至纳米结构部（32）下端面与传送带（10）上端面相齐平，此时，关闭与吸附台（5）相连接的气泵，中空圆孔（501）、吸附横腔（502）处恢复大气压，纳米结构部（32）一侧上端部搭设在传送带（10）上，利用传送的传送带（10）将纳米结构部（32）向外传送，在该过程中，启动电动推缸二（11），借助电动推缸二（11）将纳米结构部（32）向传送带（10）一侧推动，完成送料操作；
步骤四：纳米结构部（32）脱离模具边部（31）后，关闭与裁切口（201）相连接的气泵，启动一对电动导轨二（12），一对电动导轨二（12）带动推板（13）将留在模切台（2）上的模具边部（31）向落料箱（14）一侧推动，模具边部（31）落至落料箱（14）内收集。
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- 2023-12-20 CN CN202311757300.XA patent/CN117601195A/zh active Pending
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