CN216268140U - 压印机构及压印设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种压印机构及压印设备,压印机构用于压印置于工作台上的待压印件,压印机构包括主架体、固定件和压印件,固定件用于固定待压印件,固定件的一端与主架体固定,且固定件的另一端延伸至工作台;压印件包括伸缩结构和用于压印待压印件的压印辊,伸缩结构的长度可调,伸缩结构的一端与主架体可转动连接,伸缩结构的另一端连接压印辊。压印机构的压力辊进行辊压时,压力实时变化,使聚合物材料完全填腔,且一次性排除模腔内的空气,实现了微纳米压印连续成型,很大程度地提高了压印的效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及压印技术领域,尤其涉及一种压印机构及压印设备。
背景技术
随着微纳加工技术不断进步,微纳结构模版的制备工艺日渐成熟。目前,可以用电子束/离子束光刻结合刻蚀在硅、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,加工费用仍然高昂。微纳结构拼版设备的主要功用是,将小幅面微纳结构原版通过压模成形,组成大幅面模版。纳米压印技术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,有望在未来取代传统光刻技术,成为微电子、材料领域的重要加工手段。
依照工作方式不同,拼版设备分为热压和紫外光固化两种方式。热压拼版把待压印基底材料加热至玻璃化温度以上软化,然后将表面具有微纳结构的原版压入待压印材料,将表面微纳结构转移。紫外光固化拼版方式,以紫外固化树脂作为压印材料,它在紫外光照射下其中的高分子材料交联固化,从而形成与模版表面相反的结构。和热压工作方式相比,紫外光固化拼版的主要优点是在室温下即可实现结构转移,它所需的压印力较热压方式减少了至少一个数量级,无需高温高压,结构保真度高,因而被认为是一种更好的拼版方式。
紫外光固化拼版方式的工作流程是,首先用一个精密喷胶头在基底上喷涂紫外感光胶,然后用透明模版采用平对平压印的工作方式,紫外灯照射压印区域,UV胶固化后,抬起模版脱模,然后平台运行至下一工作位,重复上述步骤。但目前,压印装置都为固定压力辊进行辊压,导致聚合物材料无法完全填腔,且难以排除模腔内的空气,致使压印无法连续成模,导致压印效率较为低下。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本实用新型第一方面提出一种压印机构,压力辊进行辊压时,压力实时变化,使聚合物材料完全填腔,且一次性排除模腔内的空气,实现了微纳米压印连续成型,很大程度地提高了压印的效率。
本实用新型第二方面还提出一种压印设备。
根据本实用新型的所述压印机构,其用于压印置于工作台上的待压印件,所述压印机构包括主架体、固定件和压印件;其中,所述固定件的一端与所述主架体固定,且所述固定件的另一端延伸至所述待压印件并用于固定所述待压印件;所述压印件包括伸缩结构和用于压印所述待压印件的压印辊,所述伸缩结构的长度可调,所述伸缩结构的一端与所述主架体可转动连接,所述伸缩结构的另一端连接所述压印辊。
通过使所述固定件的一端与所述主架体固定,即所述主架体可为所述固定件提供载体支撑,而所述固定件的另一端延伸至所述待压印件,即所述待压印件可通过所述固定件被固定于所述工作台上。所述待压印件一般为硬板型或薄膜型的待压基膜,待压基膜可以是 PET(Polyethyleneterephthalate,聚酯)、PEN(Polyethylenenaphthalate,聚萘二甲酸乙二醇酯)、PC(Polycarbanate,聚碳酸酯)等材料。为了保证拼版精度,所述待压印件在拼版过程中必须保证不能相对所述工作台发生位移,以便对压模和所述待压印件进行定位,这样可以规范拼版图案在所述待压印件上的位置;可以理解的是,所述工作台上也可以设有若干用以固定所述待压印件的其他固定装置,固定装置可以是固定螺栓、卡勾、夹具或者压片等,以便对压模和所述待压印件进行精确定位。
通过使所述压印件包括所述伸缩结构和用于压印所述待压印件的所述压印辊,所述伸缩结构的一端与所述主架体可转动连接,即所述伸缩结构可绕所述主架体转动,所述主架体可为所述压印件提供转轴支撑,而所述伸缩结构的另一端连接所述压印辊,如此,所述压印辊能够在所述伸缩结构的带动下滚动,一般地,所述压印辊可以沿所述压印辊筒体滚动方向来回运动。“可转动连接”可以理解为通过轴承连接、齿轮连接、螺旋连接或其他转动连接方式,实现所述伸缩结构的一端与所述主架体的可转动连接,其他转动连接方式不限于带传动、链传动、蜗杆传动等转动连接方式。
进一步的,所述伸缩结构的长度可调,因此,在采用平对平进行微纳结构制备时,长度可调可保证所述压印件的长度与所述固定件的长度相适配,以便所述压印辊与所述固定件延伸至所述待压印件的一端始终位于所述待压印件的待压印平面上;此外,所述伸缩结构的长度可调,还可以实时调整压印过程中所述压印辊对压模的松紧度,使所述压印辊下压直至压模与所述待压印件贴合压紧,即所述压印辊进行辊压时,压力实时变化,使所述待压印件的聚合物材料完全填充在压模的模腔内,从而使所述压印辊滚动时可一次性排除模腔内的空气,进而实现了微纳米压印连续成型时,压印效率的大幅提高。
在一些实施例中,所述伸缩结构包括顺次相连的第一杆和第二杆,所述第一杆与所述主架体可转动连接,所述第一杆和所述第二杆中的其中一个形成有伸缩腔,所述伸缩腔具有出入口,所述第一杆和所述第二杆中的另一个的一端穿过所述出入口伸入所述伸缩腔内,并在所述伸缩腔内可移动,所述压印辊可转动地固定于所述第二杆。“可转动地固定”可以理解为通过轴承、齿轮、螺旋或其他转动连接方式,实现所述压印辊可转动地固定于所述第二杆,其他转动连接方式不限于带传动、链传动、蜗杆传动等转动连接方式。
通过使所述伸缩结构的所述第一杆与所述主架体可转动连接,所述伸缩结构可绕所述主架体转动,进一步地,顺次相连的所述第一杆和所述第二杆中的其中一个形成有伸缩腔,所述伸缩腔具有出入口,所述第一杆和所述第二杆中的另一个的一端穿过所述出入口伸入所述伸缩腔内,即可以为所述第一杆形成有伸缩腔,也可以为所述第二杆形成有伸缩腔,例如,所述第一杆形成有伸缩腔时,所述第二杆的一端穿过所述出入口伸入所述伸缩腔内,而所述第二杆形成有伸缩腔时,所述第一杆的一端穿过所述出入口伸入所述伸缩腔内;以所述第一杆形成有伸缩腔为例,此时,所述第二杆的一端穿过所述出入口伸入所述伸缩腔内,并在所述伸缩腔内可移动,如此可实现所述伸缩结构的长度调节。
需要说明的是,本申请其他可实施的方式中,所述伸缩结构也可以省略所述伸缩腔,例如,所述伸缩结构顺次相连的所述第一杆和所述第二杆可以通过滑块、滑道、滑轨、滑槽或其他连接方式,实现所述第一杆和所述第二杆的伸缩连接,其他伸缩连接方式不限于电磁感应、弹簧、弹性件等活动连接方式。
进一步地,使所述压印辊可转动地固定于所述第二杆,所述压印辊能够在所述伸缩结构的所述第二杆的带动下滚动,而所述第二杆的一端穿过所述出入口伸入所述第一杆的所述伸缩腔内,并在所述伸缩腔内移动,实现了所述伸缩结构的长度调节,从而可以实时调整压印过程中所述压印辊对压模的松紧度,即所述压印辊进行滚动压印时,由于所述第二杆在所述第一杆的所述伸缩腔内伸缩移动,固定于所述第二杆上的所述压印辊同时上下移动,压力的实时变化使压模与所述待压印件贴合压紧,所述压印辊滚动时可一次性实现了微纳米压印成型,无需多次反复辊压,从而实现了压印效率的大幅提高。可以理解的是,当所述第二杆形成有伸缩腔,所述第一杆的一端穿过所述出入口伸入所述伸缩腔内,并在所述伸缩腔内移动时,同样可实现所述伸缩结构的长度调节,具体实现原理如上所述,在此不再赘述。
在一些实施例中,所述伸缩结构还包括驱动件,所述驱动件用于驱动所述第二杆相对于所述第一杆移动,所述驱动件为气压驱动件或液压驱动件。
通过所述驱动件驱动所述第二杆相对于所述第一杆移动,实现所述伸缩结构的长度调节,而所述驱动件可以为所述气压驱动件,也可以为所述液压驱动件,所述气压驱动件或所液压驱动件体积小、重量轻、结构简单,操纵方便,从而可以有效控制所述第二杆相对于所述第一杆的移动;本申请优选使用所述气压驱动件,所述气压驱动件是以压缩空气为工作介质的驱动件,是采用压缩气体的膨胀作用,把压力能转换为机械能的动力部件,可以急动急停,在滚动压印时,所述气压驱动件可以有效控制所述第二杆相对于所述第一杆的频繁移动,且可以有效控制所述第二杆相对于所述第一杆移动的速度,使所述压印辊进行滚动压印时,压印力可以从零递增,进而达到优异的压印效果。
在一些实施例中,所述伸缩结构包括两个,两个所述伸缩结构分别布置在所述主架体的两侧,所述压印辊沿垂直于所述主架体的所述两侧的表面延伸,所述压印辊的两端分别与两个所述伸缩结构相连。
通常,所述压印件在所述主架体上具有第一旋转支点,而由于在所述主架体的两侧布置两个所述伸缩结构,即所述压印件在所述主架体上的左右两侧均具有进行固定的所述第一旋转支点,所述第一旋转支点可以构成转动轴,即转动轴可以为实际存在的转轴,也可以为所述第一旋转支点形成的虚拟转轴,所述压印件绕转动轴进行有限角度的转动,如此,所述伸缩结构可以在与所述固定件的所述固定杆组成的平面内绕所述第一旋转支点构成的转动轴转动。
通过将所述压印辊可转动地固定于所述伸缩结构的所述第二杆上,通常,所述压印辊在所述第二杆上具有第二旋转支点,而由于在所述主架体的两侧布置两个所述伸缩结构,且所述压印辊的两端分别与两个所述伸缩结构相连,即所述压印辊在所述第二杆上的左右两侧均具有进行固定的所述第二旋转支点,所述第二旋转支点可以构成转动轴,即转动轴可以为实际存在的转轴,也可以为所述第二旋转支点形成的虚拟转轴,所述压印辊绕转动轴可进行360°的转动,如此,所述压印辊可以在与所述固定件的所述固定辊组成的平面内绕所述第二旋转支点构成的转动轴转动,使所述压印辊沿所述压印辊筒体滚动的前后方向来回运动。
此外,通过在所述主架体的两侧布置两个所述伸缩结构,且所述压印辊的两端分别与两个所述伸缩结构相连,所述驱动件驱动两个所述伸缩结构同步调节伸缩,可使所述压印辊在所述工作台上的辊压力均衡,避免一侧所述伸缩结构中所述第二杆相对于所述第一杆的移动量相对另一侧的移动量较小,而较小的移动量将使得压模的压力较小,导致所述待压印件的聚合物材料未完全填充在压模的模腔内,从而影响压印效果;进一步地,所述压印辊沿垂直于所述主架体的所述两侧的表面延伸,即所述压印辊具有足够的压印长度,当所述驱动件驱动两个所述伸缩结构同步调节伸缩时,而可实现超大尺寸压模与所述待压印件的线性均匀压印,从而提升压印效果。
在一些实施例中,所述压印件在第一位置和第二位置之间可转动,所述压印件在第一位置时,所述伸缩结构的长度方向垂直于所述待压印件的表面,所述压印件在所述第二位置时,所述伸缩结构的长度方向相对于所述待压印件的表面倾斜。
具体地,当所述压印件在所述第一位置时,所述伸缩结构的长度方向垂直于所述待压印件的表面,而所述压印件由所述第一位置沿顺时针方向或逆时针方向转动,即可到达所述第二位置,此时,所述伸缩结构的长度方向相对于所述待压印件的表面倾斜;可以理解的是,所述压印件可由所述第一位置仅沿顺时针方向转动,也可由所述第一位置仅沿逆时针方向转动,还可以由所述第一位置既沿顺时针方向转动,又沿逆时针方向转动。
也就是说,所述第二位置根据所述压印件的转动方向的不同而不同,可以具有一个或者两个,所述第二位置具有一个时,所述压印件由所述第一位置转动的转动方向唯一,所述压印件由所述第一位置仅沿顺时针方向或仅沿逆时针方向转动;所述第二位置具有两个时,所述压印件由所述第一位置转动的转动方向不唯一,例如,可以先由所述第一位置沿顺时针方向转动至所述第一个第二位置,再由第一个所述第二位置沿逆时针方向转动至所述第一位置,然后由所述第一位置继续沿逆时针方向转动至第二个所述第二位置,此处仅用于举例说明,对转动方向的先后顺序和转动次数不做具体限制。
通过使所述压印件在所述第一位置和所述第二位置之间转动,所述压印件上的所述压印辊可在所述第一位置和所述第二位置之间滚动,从而实现所述压印件在所述待压印件上摆动压印。对比于无法转动的所述压印件固定于单一位置,当所述压印辊由所述第一位置滚动压印至所述第二位置,所述主架体需带动所述压印件由所述第一位置移动至所述第二位置,相对于所述压印件的摆动,所述主架体的移动驱动功耗较大,且所述主架体的移动占用较大空间,使得所述压印机构结构复杂,体积较大,不便于小型化;而移动所述压印件在所述第一位置和所述第二位置之间的转动,无需移动所述主架体即可实现所述压印辊转动,使得所述压印机构结构简单,功耗较少,且体积较小,便于实现小型化。
在一些实施例中,所述伸缩结构的长度方向相对于所述待压印件的表面倾斜的角度为预设角度,所述预设角度大于等于45°,具体实施例中所述预设角度可以为45°、50°、55°、60°、65°、70°、75°、80°、85°、90°。
由于所述压印件可摆动,在所述第一位置时,所述伸缩结构的长度方向垂直于所述待压印件的表面,所述压印件在所述第二位置时,所述伸缩结构的长度方向相对于所述待压印件的表面倾斜并呈所述预设角度,通过使所述预设角度大于等于45°,限定了所述压印件的转动范围,当所述伸缩结构的所述第二杆相对于所述第一杆移动时,固定于所述第二杆上的所述压印辊同时上下移动,合理的所述预设角度确保了所述压印辊与所述工作台有效接触,使压模可以与所述待压印件贴合压紧;若所述预设角度小于45°,所述压印辊与所述工作台无法有效接触,导致压模与所述待压印件无法贴合压紧,从而影响压印效果,此外,若所述预设角度过小,所述压印件在所述第二位置时将会与所述固定件发生干涉,导致所述压印机构无法正常工作。
可以理解的是,所述预设角度的不同数值对应于所述压印件位于不同的所述第二位置,具体地,所述预设角度为连续变化的数值,从而使所述压印件在所述第一位置和所述第二位置之间可以连续转动;而当所述预设角度为90°时,所述伸缩结构的长度方向与所述待压印件的表面垂直,即所述压印件位于所述第一位置。
在一些实施例中,所述压印机构还包括驱动装置,所述驱动装置用于驱动所述压印件相对所述主架体转动,所述驱动装置为压电马达、音圈马达、记忆合金马达或步进电机。
通过所述驱动装置驱动所述压印件相对所述主架体转动,进一步地,所述驱动装置驱动所述压印件匀速转动,同时通过协调控制所述驱动件驱动所述伸缩结构伸缩调节,使所述第二杆相对于所述第一杆移动,从而使所述压印件带动所述压印辊在所述工作台上匀速滚动,实现压模与所述待压印件的线性均匀压印,进而可实现超大尺寸压模成形,从而提升压印效果。而所述驱动装置可以为不同的驱动马达,便于所述压印机构配置于不同的压印设备中。
在一些实施例中,所述固定件包括:固定杆和固定辊,所述固定杆的一端与所述主架体固定且另一端朝向所述待压印件延伸,所述固定辊固定于所述固定杆的所述另一端。
通过所述固定杆的一端与所述主架体固定,另一端朝向所述待压印件延伸,且所述固定辊固定于所述固定杆的所述另一端,使所述待压印件可通过所述固定件被固定于所述工作台上,而当所述压印件的所述压印辊在压印所述待压印件,并沿所述压印辊筒体滚动方向来回运动时,所述固定件的所述固定辊可以对压模和所述待压件施加压力,确保所述待压印件在拼版过程中不会相对所述工作台发生位移,从而保证拼版精度;进一步地,所述固定件将所述待压印件固定于所述工作台上时,可以具有对所述待压印件和压模进行定位的动作,如此可以规范拼版图案在所述待压件上的位置,从而进一步保证拼版精度。
在一些实施例中,所述压印机构包括光源,所述主架体具有容置空间,所述容置空间用于收容所述光源。
一般地,所述光源可以为紫外LED灯,例如UV固化灯,当然在其它可能的实施方式中,所述光源也可以是其它形式的照明物体,所述光源可以对所述待压印件(如UV胶)进行曝光固化,本申请优选为UV固化灯,所述UV固化灯为现有技术,不再赘述。通过使所述光源收容于所述主架体的所述容置空间,无需单独设置光源结构,使得所述压印机构结构简单,体积较小,进一步便于实现小型化。
需要说明的是,所述UV固化灯对所述待压印件进行曝光固化时,压印动作已完成,例如当所述压印件在所述第一位置,即所述伸缩结构的长度方向垂直于所述待压印件的表面时,压印动作完成,此时,所述UV固化灯对所述待压印件进行曝光固化,由于所述光源收容于所述主架体的所述容置空间,无需对所述光源进行大幅度定位及移动,即可进行曝光固化,从而简化了压印的工艺流程,使得压印制程得以优化,进一步提高了压印效率。可以理解的是,当所述压印件在所述第二位置,所述伸缩结构的长度方向相对于所述待压印件的表面倾斜并呈预设角度,即所述伸缩结构的长度方向未垂直于所述待压印件的表面时,所述UV固化灯也可以对所述待压印件进行曝光固化,需注意此时的所述压印件未处于所述UV固化灯的照射范围内。本申请优选当所述压印件在所述第一位置,所述UV固化灯对所述待压印件进行曝光固化。
根据本实用新型第二方面的压印设备,包括工作台和本实用新型第一方面实施例的压印机构,所述压印机构用于压印置于所述工作台上的所述待压印件。
所述压印设备包括用以放置所述待压印件的所述工作台,通常,所述压印机构设置于所述工作台上方,可以压印置于所述工作台上的所述待压印件和压模,可以理解的是,所述压印设备还包括用于驱动所述压印机构和所述工作台之间相对移动的驱动机构,以及对上述各个部件进行电控制的控制系统。所述压印设备在进行辊压时,所述压印机构的压力实时变化,使压模与所述待压印件贴合压紧,将所述待压印件的聚合物材料完全填充在压模的模腔内,从而使所述压印辊滚动时可一次性排除模腔内的空气,所述压印辊滚动时可一次性实现了微纳米压印成型,无需多次反复辊压,从而实现了压印效率的大幅提高。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
图1是根据本实用新型第一实施例的压印机构的侧视图;
图2是根据本实用新型第一实施例的压印机构包括容置空间的结构示意图;
图3是根据本实用新型第一实施例的压印机构包括伸缩腔的结构示意图;
图4是根据本实用新型第一实施例的压印机构包括第一位置和第二位置的结构示意图;
图5是根据本实用新型第一实施例的压印机构的正视图;
图6是根据本实用新型第二实施例的压印机构的侧视图;
图7是根据本实用新型第二方面的的压印设备的结构示意图。
附图标记:
压印设备10,工作台11,待压印件13,
压印机构1000,
主架体100,固定件110,压印件120,伸缩结构200,固定杆300,固定辊400,压印辊500,
容置空间101,第一杆202,第二杆204,伸缩腔206,第一旋转支点121,第二旋转支点501。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
下面将参考图1-图5描述根据本实用新型一个具体实施例的压印机构1000。
如图1至图5所示,根据本实用新型的压印机构1000,其用于压印置于工作台11(例如图7中所示)上的待压印件13(例如图7中所示),压印机构1000包括主架体100、固定件110和压印件120;其中,固定件110的一端(例如图1中所示的固定件110的上端) 与主架体100固定,固定件110的另一端(例如图1中所示的固定件110的下端)延伸至待压印件13并用于固定待压印件13;压印件120包括伸缩结构200和用于压印待压印件 13的压印辊500,伸缩结构200的长度可调,伸缩结构200的一端(例如图1中所示的伸缩结构200的上端)与主架体100可转动连接,伸缩结构200的另一端(例如图1中所示的伸缩结构200的下端)连接压印辊500。
通过使固定件110的一端与主架体100固定,即主架体100可为固定件110提供载体支撑,而固定件110的另一端延伸至待压印件13,即待压印件13可通过固定件110被固定于工作台11上。待压印件13一般为硬板型或薄膜型的待压基膜,待压基膜可以是PET(Polyethyleneterephthalate,聚酯)、PEN(Polyethylenenaphthalate,聚萘二甲酸乙二醇酯)、PC(Polycarbanate,聚碳酸酯)等材料。为了保证拼版精度,待压印件13在拼版过程中必须保证不能相对工作台11发生位移,以便对压模和待压印件13进行定位,这样可以规范拼版图案在待压印件13上的位置;可以理解的是,工作台11上也可以设有若干用以固定待压印件13的其他固定装置,固定装置可以是固定螺栓、卡勾、夹具或者压片等,以便对压模和待压印件13进行精确定位。
通过使压印件120包括伸缩结构200和用于压印待压印件13的压印辊500,伸缩结构 200的一端与主架体100可转动连接,即伸缩结构200可绕主架体100转动,主架体100 可为压印件120提供转轴支撑,而伸缩结构200的另一端连接压印辊500,如此,压印辊 500能够在伸缩结构200的带动下滚动,一般地,压印辊500可以沿压印辊500筒体滚动方向(例如图2中所示的压印辊500滚动的前后方向)来回运动。“可转动连接”可以理解为通过轴承连接、齿轮连接、螺旋连接或其他转动连接方式,实现伸缩结构200的一端与主架体100的可转动连接,其他转动连接方式不限于带传动、链传动、蜗杆传动等转动连接方式,具体可根据实际需要进行确定,在此不做限定。
进一步的,伸缩结构200的长度可调,因此,在采用平对平进行微纳结构制备时,长度可调可保证压印件120的长度与固定件110的长度相适配,以便压印辊500与固定件110延伸至待压印件13的一端始终位于待压印件13的待压印平面上;此外,伸缩结构200的长度可调,还可以实时调整压印过程中压印辊500对压模的松紧度,使压印辊500下压直至压模与待压印件13贴合压紧,即压印辊500进行辊压时,压力实时变化,使待压印件 13的聚合物材料完全填充在压模的模腔内,从而使压印辊500滚动时可一次性排除模腔内的空气,进而实现了微纳米压印连续成型时,压印效率的大幅提高。
在一些实施例中,伸缩结构200包括顺次相连的第一杆202和第二杆204,第一杆202 与主架体100可转动连接,第一杆202和第二杆204中的其中一个形成有伸缩腔206,206具有出入口,第一杆202和第二杆204中的另一个的一端穿过出入口伸入伸缩腔206内,并在伸缩腔206内可移动,压印辊500可转动地固定于第二杆204。“可转动地固定”可以理解为通过轴承、齿轮、螺旋或其他转动连接方式,实现压印辊500可转动地固定于第二杆204,其他转动连接方式不限于带传动、链传动、蜗杆传动等转动连接方式,具体可根据实际需要进行确定,在此不做限定。
通过使伸缩结构200的第一杆202与主架体100可转动连接,伸缩结构200可绕主架体100转动,进一步地,顺次相连的第一杆202和第二杆204中的其中一个形成有伸缩腔206,伸缩腔206具有出入口,第一杆202和第二杆204中的另一个的一端穿过出入口伸入伸缩腔206内,即可以为第一杆202形成有伸缩腔206,也可以为第二杆204形成有伸缩腔206,例如,第一杆202形成有伸缩腔206时,第二杆204的一端(例如图1中所示的第二杆204的上端)穿过出入口伸入伸缩腔206内,而第二杆204形成有伸缩腔206时,第一杆202的一端(例如图6中所示的第一杆202的下端)穿过出入口伸入伸缩腔206内;以第一杆202形成有伸缩腔206为例,此时,第二杆204的一端(例如图1中所示的第二杆204的上端)穿过出入口伸入伸缩腔206内,并在伸缩腔206内可移动,如此可实现伸缩结构200的长度调节。
需要说明的是,本申请其他可实施的方式中,伸缩结构200也可以省略伸缩腔206,例如,伸缩结构200顺次相连的第一杆202和第二杆204可以通过滑块、滑道、滑轨、滑槽或其他连接方式,实现第一杆202和第二杆204的伸缩连接,其他伸缩连接方式不限于电磁感应、弹簧、弹性件等活动连接方式。
进一步地,使压印辊500可转动地固定于第二杆204,压印辊500能够在伸缩结构200 的第二杆204的带动下滚动,而第二杆204的一端穿过出入口伸入第一杆202的伸缩腔206 内,并在伸缩腔206内移动,实现了伸缩结构200的长度调节,从而可以实时调整压印过程中压印辊500对压模的松紧度,即压印辊500进行滚动压印时,由于第二杆204在第一杆202的伸缩腔206内伸缩移动,固定于第二杆204上的压印辊500同时上下移动,压力的实时变化使压模与待压印件13贴合压紧,压印辊500滚动时可一次性实现了微纳米压印成型,无需多次反复辊压,从而实现了压印效率的大幅提高。可以理解的是,当第二杆204 形成有伸缩腔206,第一杆202的一端穿过出入口伸入伸缩腔206内,并在伸缩腔206内移动时,同样可实现伸缩结构200的长度调节,具体实现原理如上所述,在此不再赘述。
在一些实施例中,伸缩结构200还包括驱动件(图中未示出),驱动件用于驱动第二杆 204相对于第一杆202移动,驱动件为气压驱动件或液压驱动件。
通过驱动件驱动第二杆204相对于第一杆202移动,实现伸缩结构200的长度调节,而驱动件可以为气压驱动件,也可以为液压驱动件,气压驱动件或所液压驱动件体积小、重量轻、结构简单,操纵方便,从而可以有效控制第二杆204相对于第一杆202的移动;本申请优选使用气压驱动件,气压驱动件是以压缩空气为工作介质的驱动件,是采用压缩气体的膨胀作用,把压力能转换为机械能的动力部件,可以急动急停,在滚动压印时,气压驱动件可以有效控制第二杆204相对于第一杆202的频繁移动,且可以有效控制第二杆 204相对于第一杆202移动的速度,使压印辊500进行滚动压印时,压印力可以从零递增,进而达到优异的压印效果。
在一些实施例中,伸缩结构200包括两个,两个伸缩结构200分别布置在主架体100的两侧(例如图2中所示的主架体100的左右两侧),压印辊500沿垂直于主架体100的两侧的表面延伸(例如图2中所示的沿垂直于主架体100的左右两侧表面延伸),压印辊500 的两端分别与两个伸缩结构200相连。
通常,压印件120在主架体100上具有第一旋转支点121,而由于在主架体100的两侧布置两个伸缩结构200,即压印件120在主架体100上的左右两侧均具有进行固定的第一旋转支点121(如图2或图3中所示的压印件120在主架体100上的左右两侧进行固定的支点),第一旋转支点121可以构成转动轴,即转动轴可以为实际存在的转轴,也可以为第一旋转支点121形成的虚拟转轴,压印件120绕转动轴进行有限角度的转动,如图2-图4 所示,伸缩结构200在与固定件110的固定杆300组成的平面内绕第一旋转支点121构成的转动轴转动。
通过将压印辊500可转动地固定于伸缩结构200的第二杆204上,通常,压印辊500在第二杆204上具有第二旋转支点501,而由于在主架体100的两侧布置两个伸缩结构200,且压印辊500的两端分别与两个伸缩结构200相连,即压印辊500在第二杆204上的左右两侧均具有进行固定的第二旋转支点501(如图2或图3中所示的压印辊500在第二杆204 上的左右两侧进行固定的支点),第二旋转支点501可以构成转动轴,即转动轴可以为实际存在的转轴,也可以为第二旋转支点501形成的虚拟转轴,压印辊500绕转动轴可进行360°的转动,如此,压印辊500可以在与固定件110的固定辊400组成的平面内绕第二旋转支点501构成的转动轴转动,使压印辊500沿压印辊500筒体滚动的前后方向来回运动。
此外,通过在主架体100的两侧布置两个伸缩结构200,且压印辊500的两端分别与两个伸缩结构200相连,驱动件驱动两个伸缩结构200同步调节伸缩,可使压印辊500在工作台11上的辊压力均衡,避免一侧伸缩结构200中第二杆204相对于第一杆202的移动量相对另一侧的移动量较小,而较小的移动量将使得压模的压力较小,导致待压印件13的聚合物材料未完全填充在压模的模腔内,从而影响压印效果;进一步地,压印辊500沿垂直于主架体100的两侧的表面延伸,即压印辊500具有足够的压印长度,当驱动件驱动两个伸缩结构200同步调节伸缩时,而可实现超大尺寸压模与待压印件13的线性均匀压印,从而提升压印效果。
在一些实施例中,如图4所示,压印件120在第一位置和第二位置之间可转动,压印件120在第一位置时,伸缩结构200的长度方向垂直于待压印件13的表面,压印件120在第二位置时,伸缩结构200的长度方向相对于待压印件13的表面倾斜。
具体地,当压印件120在第一位置时,伸缩结构200的长度方向垂直于待压印件13的表面,而压印件120由第一位置沿顺时针方向或逆时针方向转动,即可到达第二位置,此时,伸缩结构200的长度方向相对于待压印件13的表面倾斜;可以理解的是,压印件120 可由第一位置仅沿顺时针方向转动,也可由第一位置仅沿逆时针方向转动,还可以由第一位置既沿顺时针方向转动,又沿逆时针方向转动,本实施例不做限制。
也就是说,第二位置根据压印件120的转动方向的不同而不同,可以具有一个或者两个,第二位置具有一个时,压印件120由第一位置转动的转动方向唯一,压印件120由第一位置仅沿顺时针方向或仅沿逆时针方向转动;第二位置具有两个时,压印件120由第一位置转动的转动方向不唯一,例如,可以先由第一位置沿顺时针方向转动至第一个第二位置,再由第一个第二位置沿逆时针方向转动至第一位置,然后由第一位置继续沿逆时针方向转动至第二个第二位置,此处仅用于举例说明,对转动方向的先后顺序和转动次数不做具体限制。
通过使压印件120在第一位置和第二位置之间转动,压印件120上的压印辊500可在第一位置和第二位置之间滚动,从而实现压印件120在待压印件13上摆动压印。对比于无法转动的压印件120固定于单一位置,当压印辊500由第一位置滚动压印至第二位置,主架体100需带动压印件120由第一位置移动至第二位置,相对于压印件120的摆动,主架体100的移动驱动功耗较大,且主架体100的移动占用较大空间,使得压印机构1000结构复杂,体积较大,不便于小型化;而移动压印件120在第一位置和第二位置之间的转动,无需移动主架体100即可实现压印辊500转动,使得压印机构1000结构简单,功耗较少,且体积较小,便于实现小型化。
在一些实施例中,伸缩结构200的长度方向相对于待压印件13的表面倾斜的角度为预设角度Φ,预设角度Φ大于等于45°,例如,预设角度Φ可以为45°、50°、55°、 60°、65°、70°、75°、80°、85°、90°。
由于压印件120可摆动,在第一位置时,伸缩结构200的长度方向垂直于待压印件13 的表面,压印件120在第二位置时,伸缩结构200的长度方向相对于待压印件13的表面倾斜并呈预设角度Φ,通过使预设角度Φ大于等于45°,限定了压印件120的转动范围,当伸缩结构200的第二杆204相对于第一杆202移动时,固定于第二杆204上的压印辊500 同时上下移动,合理的预设角度Φ确保了压印辊500与工作台11有效接触,使压模可以与待压印件13贴合压紧;若预设角度Φ小于45°,压印辊500与工作台11无法有效接触,导致压模与待压印件13无法贴合压紧,从而影响压印效果,此外,若预设角度Φ过小,压印件120在第二位置时将会与固定件110发生干涉,导致压印机构1000无法正常工作。
可以理解的是,预设角度Φ的不同数值对应于压印件120位于不同的第二位置,具体地,预设角度Φ为连续变化的数值,从而使压印件120在所述第一位置和所述第二位置之间可以连续转动;而当预设角度Φ为90°时,伸缩结构200的长度方向与待压印件13的表面垂直,即压印件120位于第一位置。
在一些实施例中,压印机构1000还包括驱动装置(图中未示出),驱动装置用于驱动压印件120相对主架体100转动,驱动装置为压电马达、音圈马达、记忆合金马达或步进电机。
通过驱动装置驱动压印件120相对主架体100转动,进一步地,驱动装置驱动压印件 120匀速转动,同时通过协调控制驱动件驱动伸缩结构200伸缩调节,使第二杆204相对于第一杆202的移动,从而使压印件120带动压印辊500在工作台11上匀速滚动,实现压模与待压印件13的线性均匀压印,进而可实现超大尺寸压模成形,从而提升压印效果。而驱动装置可以为不同的驱动马达,便于压印机构1000配置于不同的压印设备中。
在一些实施例中,固定件110包括:固定杆300和固定辊400,固定杆300的一端(例如图1中所示的固定杆300的上端)与主架体100固定且另一端(例如图1中所示的固定杆300的下端)朝向待压印件13延伸,固定辊400固定于固定杆300的另一端。
通过固定杆300的一端与主架体100固定,另一端朝向待压印件13延伸,且固定辊400 固定于固定杆300的另一端,使待压印件13可通过固定件110被固定于工作台11上,而当压印件120的压印辊500在压印待压印件13,并沿压印辊500筒体滚动方向来回运动时,固定件110的固定辊400可以对压模和待压件施加压力,确保待压印件13在拼版过程中不会相对工作台11发生位移,从而保证拼版精度;进一步地,固定件110将待压印件13固定于工作台11上时,可以具有对待压印件13和压模进行定位的动作,如此可以规范拼版图案在待压印件上的位置,从而进一步保证拼版精度。
在一些实施例中,压印机构1000包括光源(图中未示出),主架体100具有容置空间101,容置空间101用于收容光源。
一般地,光源可以为紫外LED灯,例如UV固化灯,当然在其它可能的实施方式中,光源也可以是其它形式的照明物体,光源可以对待压印件13(如UV胶)进行曝光固化,本申请优选为UV固化灯,UV固化灯为现有技术,不再赘述。通过使光源收容于主架体100 的容置空间101,无需单独设置光源结构,使得压印机构1000结构简单,体积较小,进一步便于实现小型化。
需要说明的是,UV固化灯对待压印件13进行曝光固化时,压印动作已完成,例如当压印件120在第一位置,即伸缩结构200的长度方向垂直于待压印件13的表面时,压印动作完成,此时,UV固化灯对待压印件13进行曝光固化,由于光源收容于主架体100的容置空间101内,无需对光源进行大幅度移动及定位,即可进行曝光固化,从而简化了压印的工艺流程,使得压印制程得以优化,进一步提高了压印效率。可以理解的是,当压印件120 在第二位置,伸缩结构200的长度方向相对于待压印件13的表面倾斜并呈预设角度Φ,即伸缩结构200的长度方向未垂直于待压印件13的表面时,UV固化灯也可以对待压印件 13进行曝光固化,需注意此时的压印件120未处于UV固化灯的照射范围内。本申请优选当压印件120在第一位置,UV固化灯对待压印件13进行曝光固化。
实施例一,
请参照图1和图7,本实施例的压印机构1000用于压印置于工作台11(如图7中所示) 上的待压印件13(如图7中所示),压印机构1000包括主架体100、固定件110和压印件120;其中,固定件110的一端(如图1中所示的固定件110的上端)与主架体100固定,固定件110的另一端(如图1中所示的固定件110的下端)延伸至待压印件13并用于固定待压印件13;压印件120包括伸缩结构200和用于压印待压印件13的压印辊500,伸缩结构200的长度可调,伸缩结构200的一端(如图1中所示的伸缩结构200的上端)与主架体100可转动连接,伸缩结构200的另一端(如图1中所示的伸缩结构200的下端)连接压印辊500。
具体地,通过使固定件110的一端与主架体100固定,即主架体100可为固定件110提供载体支撑,而固定件110的另一端延伸至待压印件13,即待压印件13可通过固定件 110被固定于工作台11上。待压印件13一般为硬板型或薄膜型的待压基膜,待压基膜可以是PET(Polyethyleneterephthalate,聚酯)、PEN(Polyethylenenaphthalate,聚萘二甲酸乙二醇酯)、PC(Polycarbanate,聚碳酸酯)等材料。为了保证拼版精度,待压印件13在拼版过程中必须保证不能相对工作台11发生位移,以便对压模和待压印件13进行定位,这样可以规范拼版图案在待压印件13上的位置;可以理解的是,工作台11上也可以设有若干用以固定待压印件13的其他固定装置,固定装置可以是固定螺栓、卡勾、夹具或者压片等,以便对压模和待压印件13进行精确定位。
通过使压印件120包括伸缩结构200和用于压印待压印件13的压印辊500,伸缩结构 200的一端与主架体100可转动连接,即伸缩结构200可绕主架体100转动,主架体100 可为压印件120提供转轴支撑,而伸缩结构200的另一端连接压印辊500,如此,压印辊 500能够在伸缩结构200的带动下滚动,一般地,压印辊500可以沿压印辊500筒体滚动方向(如图2中所示的压印辊500滚动的前后方向)来回运动。“可转动连接”可以理解为通过轴承连接、齿轮连接、螺旋连接或其他转动连接方式,实现伸缩结构200的一端与主架体100的可转动连接,其他转动连接方式不限于带传动、链传动、蜗杆传动等转动连接方式,本实施例中,优选为采用轴承转动连接方式。
进一步的,伸缩结构200的长度可调,因此,在采用平对平进行微纳结构制备时,长度可调可保证压印件120的长度与固定件110的长度相适配,以便压印辊500与固定件110延伸至待压印件13的一端始终位于待压印件13的待压印平面上;此外,伸缩结构200的长度可调,还可以实时调整压印过程中压印辊500对压模的松紧度,使压印辊500下压直至压模与待压印件13贴合压紧,即压印辊500进行辊压时,压力实时变化,使待压印件 13的聚合物材料完全填充在压模的模腔内,从而使压印辊500滚动时可一次性排除模腔内的空气,进而实现了微纳米压印连续成型时,压印效率的大幅提高。
本实施例中,请同时参考图2和图3,伸缩结构200包括两个,两个伸缩结构200分别布置在主架体100的两侧(如图2或图3中所示的主架体100的左右两侧),压印辊500沿垂直于主架体100的两侧的表面延伸(如图2或图3中所示的沿垂直于主架体100的左右两侧表面延伸),压印辊500的两端分别与两个伸缩结构200相连。固定件110包括固定杆 300和固定辊400,固定杆300的一端(如图1中所示的固定杆300的上端)与主架体100 固定且另一端(如图1中所示的固定杆300的下端)朝向待压印件13延伸,固定辊400固定于固定杆300的另一端;进一步的,固定件110包括两个固定杆300,两个固定杆300 分别布置在主架体100的两侧(如图2中所示的主架体100的左右两侧),固定辊400沿垂直于主架体100的两侧的表面延伸,固定辊400的两端分别与两个固定杆300相连。
通常,压印件120在主架体100上具有第一旋转支点121,而由于在主架体100的两侧布置两个伸缩结构200,即压印件120在主架体100上的左右两侧均具有进行固定的第一旋转支点121(如图2或图3中所示的压印件120在主架体100上的左右两侧进行固定的支点),第一旋转支点121可以构成转动轴(图中未示出),即转动轴可以为实际存在的转轴,也可以为第一旋转支点121形成的虚拟转轴,压印件120绕转动轴进行有限角度的转动,如图2-图4所示,伸缩结构200在与固定件110的固定杆300组成的平面内绕第一旋转支点121构成的转动轴转动。
通过在主架体100的两侧布置两个伸缩结构200,且压印辊500的两端分别与两个伸缩结构200相连,当驱动两个伸缩结构200同步调节伸缩时,可使压印辊500在工作台11上的辊压力均衡,避免一侧伸缩结构200中第二杆204相对于第一杆202的移动量相对另一侧的移动量较小,而较小的移动量将使得压模的压力较小,导致待压印件13的聚合物材料未完全填充在压模的模腔内,从而影响压印效果;进一步地,压印辊500垂直于主架体100 的两侧的表面延伸,即压印辊500具有足够的压印长度,当驱动件驱动两个伸缩结构200 同步调节伸缩时,而可实现超大尺寸压模与待压印件13的线性均匀压印,从而提升压印效果。
通过固定杆300的一端与主架体100固定,另一端朝向待压印件13延伸,且固定辊400 固定于固定杆300的另一端,使待压印件13可通过固定件110被固定于工作台11上;进一步地,固定件110包括两个固定杆300,且布置在主架体100的两侧,可对应主架体100 两侧的两个伸缩结构200,而当压印件120的压印辊500在压印待压印件13,并沿压印辊 500筒体滚动方向来回运动时,固定件110的固定辊400可以对压模和待压件施加压力,使得固定压力均衡,确保待压印件13在拼版过程中不会相对工作台11发生位移,从而保证拼版精度;进一步地,固定件110将待压印件13固定于工作台11上时,可以具有对待压印件13和压模进行定位的动作,如此可以规范拼版图案在待压件上的位置,从而进一步保证拼版精度。
进一步地,如图1-图5所示,伸缩结构200包括顺次相连的第一杆202和第二杆204,第一杆202与主架体100可转动连接,第一杆202和第二杆204中的其中一个形成有伸缩腔206,206具有出入口,第一杆202和第二杆204中的另一个的一端穿过出入口伸入伸缩腔206内,并在伸缩腔206内可移动,压印辊500可转动地固定于第二杆204。“可转动地固定”可以理解为通过轴承、齿轮、螺旋或其他转动连接方式,实现压印辊500可转动地固定于第二杆204,其他转动连接方式不限于带传动、链传动、蜗杆传动等转动连接方式,本实施例中,优选为采用轴承转动固定。
通常,压印辊500在第二杆204上具有第二旋转支点501,而由于在主架体100的两侧布置两个伸缩结构200,且压印辊500的两端分别与两个伸缩结构200相连,即压印辊500在第二杆204上的左右两侧均具有进行固定的第二旋转支点501(如图2或图3中所示的压印辊500在第二杆204上的左右两侧进行固定的支点),第二旋转支点501可以构成转动轴(图中未示出),即转动轴可以为实际存在的转轴,也可以为第二旋转支点501形成的虚拟转轴,压印辊500绕转动轴可进行360°的转动,如图2-图4所示,压印辊500在与固定件110的固定辊400组成的平面内绕第二旋转支点501构成的转动轴转动,使压印辊500 沿压印辊500筒体滚动的前后方向来回运动;需要说明的是,其他可实施的方式中,伸缩结构200也可以省略伸缩腔206,例如,伸缩结构200顺次相连的第一杆202和第二杆204 可以通过滑块、滑道、滑轨、滑槽或其他连接方式,实现第一杆202和第二杆204的伸缩连接,其他伸缩连接方式不限于电磁感应、弹簧、弹性件等活动连接方式。
通过使伸缩结构200的第一杆202与主架体100可转动连接,伸缩结构200可绕主架体100转动,进一步地,顺次相连的第一杆202和第二杆204中的其中一个形成有伸缩腔206,伸缩腔206具有出入口,第一杆202和第二杆204中的另一个的一端穿过出入口伸入伸缩腔206内,即可以为第一杆202形成有伸缩腔206,也可以为第二杆204形成有伸缩腔206,例如,第一杆202形成有伸缩腔206时,第二杆204的一端(如图1中所示的第二杆204的上端)穿过出入口伸入伸缩腔206内,而第二杆204形成有伸缩腔206时,第一杆202的一端(如图6中所示的第一杆204的下端)穿过出入口伸入伸缩腔206内。在本实施例中,第一杆202形成有伸缩腔206,此时,第二杆204的一端(如图1-图5中所示的第二杆204的上端)穿过出入口伸入伸缩腔206内,并在伸缩腔206内可移动,如此可实现伸缩结构200的长度调节。
进一步地,使压印辊500可转动地固定于第二杆204,压印辊500能够在伸缩结构200 的第二杆204的带动下滚动,而第二杆204的一端穿过出入口伸入第一杆202的伸缩腔206 内,并在伸缩腔206内移动,实现了伸缩结构200的长度调节,从而可以实时调整压印过程中压印辊500对压模的松紧度,即压印辊500进行滚动压印时,由于第二杆204在第一杆202的伸缩腔206内伸缩移动,固定于第二杆204上的压印辊500同时上下移动,压力的实时变化使压模与待压印件13贴合压紧,压印辊500滚动时可一次性实现了微纳米压印成型,无需多次反复辊压,从而实现了压印效率的大幅提高。
伸缩结构200还包括驱动件(图中未示出),驱动件用于驱动第二杆204相对于第一杆 202移动,驱动件为气压驱动件或液压驱动件。通过驱动件驱动第二杆204相对于第一杆202移动,实现伸缩结构200的长度调节,而驱动件可以为气压驱动件,也可以为液压驱动件,气压驱动件或所液压驱动件体积小、重量轻、结构简单,操纵方便,从而可以有效控制第二杆204相对于第一杆202的移动;本本实施例中优选使用气压驱动件,气压驱动件是以压缩空气为工作介质的驱动件,是采用压缩气体的膨胀作用,把压力能转换为机械能的动力部件,可以急动急停,在滚动压印时,气压驱动件可以有效控制第二杆204相对于第一杆202的频繁移动,且可以有效控制第二杆204相对于第一杆202移动的速度,使压印辊500进行滚动压印时,压印力可以从零递增,进而达到优异的压印效果。
请参考图4,压印件120可以在第一位置和第二位置之间转动,压印件120在第一位置时,伸缩结构200的长度方向垂直于待压印件13的表面,压印件120在第二位置时,伸缩结构200的长度方向相对于待压印件13的表面倾斜。
具体地,当压印件120在第一位置时,伸缩结构200的长度方向垂直于待压印件13的表面,而压印件120由第一位置沿顺时针方向或逆时针方向转动,即可到达第二位置,此时,伸缩结构200的长度方向相对于待压印件13的表面倾斜;可以理解的是,压印件120 可由第一位置仅沿顺时针方向转动,也可由第一位置仅沿逆时针方向转动,还可以由第一位置既沿顺时针方向转动,又沿逆时针方向转动。
也就是说,第二位置根据压印件120的转动方向的不同而不同,可以具有一个或者两个,第二位置具有一个时,压印件120由第一位置转动的转动方向唯一,压印件120由第一位置仅沿顺时针方向或仅沿逆时针方向转动;第二位置具有两个时,压印件120由第一位置转动的转动方向不唯一,例如,可以先由第一位置沿顺时针方向转动至第一个第二位置,再由第一个第二位置沿逆时针方向转动至第一位置,然后由第一位置继续沿逆时针方向转动至第二个第二位置,此处仅用于举例说明,对转动方向的先后顺序和转动次数不做具体限制。
通过使压印件120在第一位置和第二位置之间转动,压印件120上的压印辊500可在第一位置和第二位置之间滚动,从而实现压印件120在待压印件13上摆动压印。对比于无法转动的压印件120固定于单一位置,当压印辊500由第一位置滚动压印至第二位置,主架体100需带动压印件120由第一位置移动至第二位置,相对于压印件120的摆动,主架体100的移动驱动功耗较大,且主架体100的移动占用较大空间,使得压印机构1000结构复杂,体积较大,不便于小型化;而移动压印件120在第一位置和第二位置之间的转动,无需移动主架体100即可实现压印辊500转动,使得压印机构1000结构简单,功耗较少,且体积较小,便于实现小型化。
进一步地,伸缩结构200的长度方向相对于待压印件13的表面倾斜并呈预设角度Φ,预设角度Φ大于等于45°,例如,预设角度Φ可以为45°、50°、55°、60°、65°、 70°、75°、80°、85°、90°;由于压印件120可摆动,在第一位置时,伸缩结构200 的长度方向垂直于待压印件13的表面,压印件120在第二位置时,伸缩结构200的长度方向相对于待压印件13的表面倾斜并呈预设角度Φ,通过使预设角度Φ大于等于45°,限定了压印件120的转动范围,当伸缩结构200的第二杆204相对于第一杆202移动时,固定于第二杆204上的压印辊500同时上下移动,合理的预设角度Φ确保了压印辊500与工作台11有效接触,使压模可以与待压印件13贴合压紧;若预设角度Φ小于45°,压印辊 500与工作台11无法有效接触,导致压模与待压印件13无法贴合压紧,从而影响压印效果,此外,若预设角度Φ过小,压印件120在第二位置时将会与固定件110发生干涉,导致压印机构1000无法正常工作。
可以理解的是,预设角度Φ的不同数值对应于压印件120位于不同的第二位置,本实施例中具体地,预设角度Φ为连续变化的数值,从而使压印件120在所述第一位置和所述第二位置之间可以连续转动;而当预设角度Φ为90°时,伸缩结构200的长度方向与待压印件13的表面垂直,即压印件120位于第一位置。
压印机构1000还包括驱动装置(图中未示出),驱动装置用于驱动压印件120相对主架体100转动,驱动装置为压电马达、音圈马达、记忆合金马达或步进电机。通过驱动装置驱动压印件120相对主架体100转动,进一步地,驱动装置驱动压印件120匀速转动,同时通过协调控制驱动件驱动伸缩结构200伸缩调节,使第二杆204相对于第一杆202的移动,从而使压印件120带动压印辊500在工作台11上匀速滚动,实现压模与待压印件 13的线性均匀压印,进而可实现超大尺寸压模成形,从而提升压印效果。而驱动装置可以为不同的驱动马达,便于压印机构1000配置于不同的压印设备中。
请参阅图2和图5,压印机构1000还包括光源(图中未示出),主架体100具有容置空间101,容置空间101用于收容光源。一般地,光源可以为紫外LED灯,例如UV固化灯,当然在其它可能的实施方式中,光源也可以是其它形式的照明物体,光源可以对待压印件 13(如UV胶)进行曝光固化,本申请优选为UV固化灯,UV固化灯为现有技术,不再赘述。通过使光源收容于主架体100的容置空间101,无需单独设置光源结构,使得压印机构1000 结构简单,体积较小,进一步便于实现小型化。
需要说明的是,UV固化灯对待压印件13进行曝光固化时,压印动作已完成,例如当压印件120在第一位置,即伸缩结构200的长度方向垂直于待压印件13的表面时,压印动作完成,此时,UV固化灯对待压印件13进行曝光固化,由于光源收容于主架体100的容置空间101内,无需对光源进行大幅度移动及定位,即可进行曝光固化,从而简化了压印的工艺流程,使得压印制程得以优化,进一步提高了压印效率。可以理解的是,当压印件120 在第二位置,伸缩结构200的长度方向相对于待压印件13的表面倾斜并呈预设角度Φ,即伸缩结构200的长度方向未垂直于待压印件13的表面时,UV固化灯也可以对待压印件 13进行曝光固化,需注意此时的压印件120未处于UV固化灯的照射范围内。本申请优选当压印件120在第一位置,UV固化灯对待压印件13进行曝光固化。
综上所述,本实施例中,压印机构1000的压印件120包括伸缩结构200和用于压印待压印件13的压印辊500,伸缩结构200的一端与主架体100可转动连接,而伸缩结构200 的伸缩变化使得压印时的压力实时变化,使压模与待压印件13贴合压紧,将待压印件13 的聚合物材料完全填充在压模的模腔内,从而使压印辊500滚动时可一次性排除模腔内的空气,压印辊500滚动时可一次性实现了微纳米压印成型,无需多次反复辊压,从而实现了压印效率的大幅提高。
实施例二,
请参阅图6,本实施例与实施例一的结构大致相同,其中相同的部件采用相同的附图标记,不同之处仅在于:第二杆204形成有伸缩腔206时,第一杆202的一端(如图6中所示的第一杆202的下端)穿过出入口伸入伸缩腔206内,并在伸缩腔206内可移动。
使压印辊500可转动地固定于第二杆204,压印辊500能够在伸缩结构200的第二杆204的带动下滚动,而第一杆202的一端穿过出入口伸入伸缩腔206内,并在伸缩腔206 内移动,实现了伸缩结构200的长度调节,从而可以实时调整压印过程中压印辊500对压模的松紧度,即压印辊500进行滚动压印时,由于第一杆202在第二杆204的伸缩腔206 内伸缩移动,固定于第二杆204上的压印辊500同时上下移动,压力的实时变化使压模与待压印件13贴合压紧,压印辊500滚动时可一次性实现了微纳米压印成型,无需多次反复辊压,从而实现了压印效率的大幅提高。
可以理解的是,其他实施例中,由于伸缩结构200包括两个,其中一个伸缩结构200的第一杆202形成有伸缩腔206时,第二杆204的一端(如图1中所示的第二杆204的上端)穿过出入口伸入伸缩腔206内,而另一个伸缩结构200的第二杆204形成有伸缩腔206 时,第一杆202的一端(如图6中所示的第一杆202的下端)穿过出入口伸入伸缩腔206 内,如此,同样可实现伸缩结构200的长度调节,具体实现原理如上所述,在此不再赘述。
根据本实用新型第二方面实施例的压印设备10,如图7所示,包括工作台11和本实用新型第一方面实施例的压印机构1000,压印机构1000用于压印置于工作台11上的待压印件13。
压印设备10包括用以放置待压印件13的工作台11,通常,压印机构1000设置于工作台11上方,可以压印置于工作台11上的待压印件13和压模,可以理解的是,压印设备 10还包括用于驱动压印机构1000和工作台11之间相对移动的驱动机构,以及对上述各个部件进行电控制的控制系统。压印设备10在进行辊压时,压印机构1000的压力实时变化,使压模与待压印件13贴合压紧,将待压印件13的聚合物材料完全填充在压模的模腔内,从而使压印辊500滚动时可一次性排除模腔内的空气,压印辊500滚动时可一次性实现了微纳米压印成型,无需多次反复辊压,从而实现了压印效率的大幅提高。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接,还可以是通信;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种压印机构,所述压印机构用于压印置于工作台上的待压印件,其特征在于,所述压印机构包括:
主架体;
固定件,所述固定件的一端与所述主架体固定,所述固定件的另一端延伸至所述待压印件并用于固定所述待压印件;
压印件,所述压印件包括:伸缩结构和用于压印所述待压印件的压印辊,所述伸缩结构的长度可调,所述伸缩结构的一端与所述主架体可转动连接,所述伸缩结构的另一端连接所述压印辊。
2.根据权利要求1所述的压印机构,其特征在于,所述伸缩结构包括:顺次相连的第一杆和第二杆,所述第一杆与所述主架体可转动连接,所述第一杆和所述第二杆中的其中一个形成有伸缩腔,所述伸缩腔具有出入口,所述第一杆和所述第二杆中的另一个的一端穿过所述出入口伸入所述伸缩腔内,并在所述伸缩腔内可移动,所述压印辊可转动地固定于所述第二杆。
3.根据权利要求2所述的压印机构,其特征在于,所述伸缩结构还包括:驱动件,所述驱动件用于驱动所述第二杆相对于所述第一杆移动,所述驱动件为气压驱动件或液压驱动件。
4.根据权利要求2所述的压印机构,其特征在于,所述伸缩结构包括两个,两个所述伸缩结构分别布置在所述主架体的两侧,所述压印辊沿垂直于所述主架体的所述两侧的表面延伸,所述压印辊的两端分别与两个所述伸缩结构相连。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的压印机构,其特征在于,所述压印件在第一位置和第二位置之间可转动,所述压印件在第一位置时,所述伸缩结构的长度方向垂直于所述待压印件的表面,所述压印件在所述第二位置时,所述伸缩结构的长度方向相对于所述待压印件的表面倾斜。
6.根据权利要求5所述的压印机构,其特征在于,所述伸缩结构的长度方向相对于所述待压印件的表面倾斜的角度为预设角度,所述预设角度大于等于45°。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的压印机构,其特征在于,所述压印机构还包括驱动装置,所述驱动装置用于驱动所述压印件相对所述主架体转动,所述驱动装置为压电马达、音圈马达、记忆合金马达或步进电机。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的压印机构,其特征在于,所述固定件包括:固定杆和固定辊,所述固定杆的一端与所述主架体固定且另一端朝向所述待压印件延伸,所述固定辊固定于所述固定杆的所述另一端。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的压印机构,其特征在于,所述压印机构包括光源,所述主架体具有容置空间,所述容置空间用于收容所述光源。
10.一种压印设备,其特征在于,包括工作台和根据权利要求1-9任一项所述的压印机构,所述压印机构用于压印置于所述工作台上的所述待压印件。
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