TW202120189A

TW202120189A - 多震動源研磨腔體

Info

Publication number: TW202120189A
Application number: TW108143552A
Authority: TW
Inventors: 林柏伸; 劉明瑋; 陳志鵬; 任國光
Original assignee: 國家中山科學研究院
Priority date: 2019-11-27
Filing date: 2019-11-27
Publication date: 2021-06-01
Also published as: TWI716207B

Abstract

本發明係提供一種多震動源研磨腔體，係於研磨腔體內加入多個超音波震動源，多震動源可達成控制介質巨觀的流(移)動方向，有利震動介質進入待處理件之細微特徵結構，並使磨料自身產生微幅震動，增加磨料與待磨工件研磨效能。

Description

多震動源研磨腔體

本發明係與震動研磨技術有關，特別係指一種可用於積層製造工件的複雜表面及複雜流路的表面處理之多震動源研磨腔體。

為讓各式加工工件表面粗糙度符合使用需求，目前有許多設備與技術可進行表面處理作業，例如：噴砂機、超音波研磨機、流體研磨機、震動研磨機...等，讓工件因製造程序時產生的不平整表面，可經由各種研磨技術獲得較佳的表面粗糙度。在加工前因工件表面粗糙度高呈現霧面狀態，經過研磨處理後，明顯降低表面粗糙度呈現光亮表面，精細的表面粗糙度可達工件使用要求。

在眾多表面研磨設備，震動研磨機是常用的方法之一。震動研磨機主要架構有一腔體，在腔體外部設有震動源，而腔體內部放置震動介質(磨料-可為固體或液體)及待研磨工件，開啟震動源後，利用震動磨料與待研磨工件，讓兩者之間產生微小震動的相對位置移動，造成兩者之間彼此磨擦，使待處理件表面凸起之材料被移除，進而達到待處理件表面研磨之效果。

市售震動研磨機多半以一顆馬達做為震動源，設置於震動腔體下方，並以震動調整裝置調整振幅大小，此種架構所構成之震動研磨機其腔內磨料震動模態為將磨材朝向圓心方向翻攪，腔內磨料形成單一固定流態，因此磨材與待研磨工件僅能產生單一方向產生磨擦，需待工件因震動轉向後，才得以進行另一方向或另一角度的研磨，但由於工件轉向方向與幅度受介質流動方向與工件重心等條件影響，可能導致某一角度或方向無法被有效研磨，故此一架構下能改善整體研磨的效率較有限。

此外，由於單一流態磨材運動方向固定，一旦需研磨工件為具備複雜表面時，研磨時間會拉長，甚至因為單一方向流態的磨材難以精準到達具彎角的深層表面，導致某些位置表面無法被有效研磨，降低研磨作業的成效。

另外，以單一馬達做為震動源所形成介質巨觀流(移)動，由於馬達震動頻率不高，僅能產生巨觀流動方向的研磨行為，無法讓磨材本體產生微幅震動，使研磨效能較為受限。

為解決先前技術之缺點，並因應積層製造技術所產生的複雜表面及複雜流路的困難表面處理議題，本發明提供一個比傳統設備具更具效能之震動研磨設備。本發明係提供一種多震動源研磨腔體，係於研磨腔體內加入多個超音波震動源，多震動源可達成控制介質巨觀的流(移)動方向，有利震動介質進入待處理件之細微特徵結構，並使磨料自身產生微幅震動，增加磨料與待磨工件研磨效能。本發明透過底部多震動源的各式振幅及頻率的混合控制，可形成多方向的介質流態，可達成各面向的研磨行為。

本發明係提供一種多震動源研磨腔體，該多震動源研磨腔體係包括：一腔體，係用於盛裝具磨料之研磨液體；複數超音波震動源，係設置於該腔體底部，該些超音波震動源依震動頻率分為強超音波震動源與弱超音波震動源，該弱超音波震動源係設置於該強超音波震動源之外側；其中該些強超音波震動源與弱超音波震動源係分別產生兩種不同頻率之超音波震動，使該研磨液體呈現從該腔體底部由下往上流動、並由該腔體中央往外擴散流動之流態。

本發明係提供一種多震動源研磨腔體，該多震動源研磨腔體係包括：一腔體，係用於盛裝具磨料之研磨液體；複數超音波震動源，係設置於該腔體底部，該些超音波震動源依震動頻率分為強超音波震動源與弱超音波震動源，該弱超音波震動源係設置於該強超音波震動源之內側；其中該些強超音波震動源與弱超音波震動源係分別產生兩種不同頻率之超音波震動，使該研磨液體呈現從該腔體底部由下往上流動、並往該腔體中央向內匯聚流動之流態。

本發明之一實施例中，該些超音波震動源之震動頻率為10KHz~50KHz，並可於震動研磨過程中改變各自超音波震動源之震動頻率與振幅，以適應不同工件與不同研磨介質之作業需求。

本發明之一實施例中，該弱超音波震動源之震動頻率為10KHz~30KHz，該強超音波震動源之震動頻率為35KHz~50KHz。

本發明之一實施例中，該些超音波震動源係於該腔體底部呈矩形排列。

本發明之一實施例中，該些超音波震動源係於該腔體底部呈圓形排列。

本發明之一實施例中，該腔體係為四邊以上之多邊形腔體、或圓筒形腔體。

以上之概述與接下來的詳細說明及附圖，皆是為了能進一步說明本發明達到預定目的所採取的方式、手段及功效。而有關本發明的其他目的及優點，將在後續的說明及圖示中加以闡述。

11、31‧‧‧方形腔體

21、41‧‧‧腔體

121、221、321、421‧‧‧強超音波震動源

122、222、322、422‧‧‧弱超音波震動源

圖1係為本發明之多震動源研磨腔體第一實施例示意圖。

圖2係為本發明之多震動源研磨腔體第二實施例示意圖。

圖3係為本發明之多震動源研磨腔體第三實施例示意圖。

圖4係為本發明之多震動源研磨腔體第四實施例示意圖。

以下係藉由特定的具體實例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點與功效。

圖1係為本發明之多震動源研磨腔體第一實施例示意圖，該第一實施例係包括：一方形腔體11，係用於盛裝具磨料之研磨液體；一以上強超音波震動源121，係設置於該方形腔體底部中央，該強超音波震動源121之震動頻率為35KHz~50KHz；二以上弱超音波震動源122，係設置於該方形腔體11底部、位於該些強超音波震動源121兩側，該弱超音波震動源122之震動頻率為10KHz~30KHz；其中該強超音波震動源121與該些弱超音波震動源122在該方形腔體11底部成矩形排列，該些強超音波震動源121與該些弱超音波震動源122產生超音波震動，使該方形腔體11內部的研磨液體呈現從該腔體11底部由下往上流動、並由該腔體11中央往外擴散流動之流態(如圖1左側所示)。

圖2係為本發明之多震動源研磨腔體第二實施例示意圖，該第二實施例係包括：一腔體21(可為圓筒形腔體或方形腔體)，係用於盛裝具磨料之研磨液體；一以上強超音波震動源221，係設置於該腔體底部，該強超音波震動源221之震動頻率為35KHz~50KHz；二以上弱超音波震動源222，係設置於該腔體21底部、環繞該強超音波震動源221，該弱超音波震動源222之震動頻率為10KHz~30KHz；其中該強超音波震動源221與該些弱超音波震動源222在該腔體底部21成圓形排列，該些強超音波震動源221與該些弱超音波震動源222產生超音波震動，使該研磨液體呈現從該腔體21底部由下往上流動、並由該腔體21中央往外擴散流動之流態。

圖3係為本發明之多震動源研磨腔體第三實施例示意圖，該第三實施例係包括：一方形腔體31，係用於盛裝具磨料之研磨液體；一以上弱超音波震動源322，係設置於該方形腔體31底部，該弱超音波震動源322之震動頻率為10KHz~30KHz；二以上強超音波震動源321，係設置於該方形腔體31底部、位於該些弱超音波震動源322兩側，該強超音波震動源321之震動頻率為35KHz~50KHz；其中該強超音波震動源321與該些弱超音波震動源322在該方形腔體31底部成矩形排列，該些強超音波震動源321與該些弱超音波震動源322產生超音波震動，使該研磨液體呈現從該腔體31底部由下往上流動、並往該腔體31中央向內匯聚流動之流態(如圖3左側所示)。

圖4係為本發明之多震動源研磨腔體第四實施例示意圖，該第四實施例係包括：一腔體41(可為圓筒形腔體或方形腔體)，係用於盛裝具磨料之研磨液體；一以上弱超音波震動源422，係設置於該腔體41底部中央，該弱超音波震動源422之震動頻率為10KHz~30KHz：二以上強超音波震動源421，係設置於該腔體41底部、環繞該些弱超音波震動源422，該強超音波震動源421之震動頻率為35KHz~50KHz；其中該強超音波震動源421與該些弱超音波震動源422在該腔體41底部成圓形排列，該些強超音波震動源421與該些弱超音波震動源422產生超音波震動，使該研磨液體呈現從該腔體41底部由下往上流動、並往該腔體41中央向內匯聚流動之流態。

藉此，本發明係提供一種多震動源研磨腔體，本發明係設計一個新的震動研磨腔體和多向流態控制方法。不同於先前技術設計以單一馬達為震動源，本發明於腔體(可為方型或圓型)底部設計一個以上的震動源，透過底部的一個或多個震動源(包含高頻震動源，如：超音波)的振幅(功率)以及頻率等控制，使震動介質在保有原先微小震動的特性時，可在介質腔內形成多方向的巨觀流(移)動現象。本發明之多震動源研磨腔體有利震動介質(研磨液體中的磨料)進入待處理工件之細微特徵結構，並使磨料自身產生微幅震動，增加磨料與待磨工件研磨效能。本發明可用於商品之表面拋光、去批鋒、倒角、去除毛邊、除鏽、粗磨光、精密磨光、光澤打光、電鍍前細磨、震動出色等目的之表面處理之設備。

上述之實施例僅為例示性說明本發明之特點及其功效，而非用於限制本發明之實質技術內容的範圍。任何熟習此技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修飾與變化。因此，本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。

11‧‧‧方形腔體

121‧‧‧強超音波震動源

122‧‧‧弱超音波震動源

Claims

一種多震動源研磨腔體，係包括：

一腔體，係用於盛裝具磨料之研磨液體；

複數超音波震動源，係設置於該腔體底部，該些超音波震動源依震動頻率分為強超音波震動源與弱超音波震動源，該弱超音波震動源係設置於該強超音波震動源之外側；

其中該些強超音波震動源與弱超音波震動源係分別產生兩種不同頻率之超音波震動，使該研磨液體呈現從該腔體底部由下往上流動、並由該腔體中央往外擴散流動之流態。
如請求項1所述之多震動源研磨腔體，其中該腔體係為四邊以上之多邊形腔體、或圓筒形腔體。
如請求項1所述之多震動源研磨腔體，其中該弱超音波震動源之震動頻率為10KHz~30KHz，該強超音波震動源之震動頻率為35KHz~50KHz。
如請求項1所述之多震動源研磨腔體，其中該些超音波震動源係於該腔體底部呈矩形排列。
如請求項1所述之多震動源研磨腔體，其中該些超音波震動源係於該腔體底部呈圓形排列。
一種多震動源研磨腔體，係包括：

一腔體，係用於盛裝具磨料之研磨液體；

複數超音波震動源，係設置於該腔體底部，該些超音波震動源依震動頻率分為強超音波震動源與弱超音波震動源，該弱超音波震動源係設置於該強超音波震動源之內側；

其中該些強超音波震動源與弱超音波震動源係分別產生兩種不同頻率之超音波震動，使該研磨液體呈現從該腔體底部由下往上流動、並往該腔體中央向內匯聚流動之流態。
如請求項6所述之多震動源研磨腔體，其中該腔體係為四邊以上之多邊形腔體、或圓筒形腔體。
如請求項6所述之多震動源研磨腔體，其中該弱超音波震動源之震動頻率為10KHz~30KHz，該強超音波震動源之震動頻率為35KHz~50KHz。
如請求項6所述之多震動源研磨腔體，其中該些超音波震動源係於該腔體底部呈矩形排列。
如請求項6所述之多震動源研磨腔體，其中該些超音波震動源係於該腔體底部呈圓形排列。