[发明专利]一种静电喷射磁场辅助光固化方法及装置

权利要求书

1.一种静电喷射磁场辅助光固化装置，其特征在于，包括支架单元，支架单元上安装有静电喷射单元，配合静电喷射单元安装有磁场辅助单元；

所述支架单元包括导柱；导柱底部连接有底座，顶部连接有顶板；导柱中部滑动连接有载物台，载物台连接有支架升降电机；

所述静电喷射单元包括固定在顶板上的静电喷头，静电喷头通过输液管连通有混合液存储罐，混合液存储罐连通有注射泵；配合静电喷头安装有同心环形电极；静电喷嘴通过静电电极线II连接高压静电发生器的负极，同心环形电极通过静电电极线I连接高压静电发生器的接地端；同心环形电极与载物台之间安装有环形紫外光固化灯；环形紫外光固化灯连接有固化灯左右移动装置，固化灯左右移动装置通过固化灯升降装置连接顶板；

所述磁场辅助单元包括处于载物台下方的励磁线圈，励磁线圈电连接有励磁电源；励磁线圈安装在励磁线圈工作台上；励磁线圈工作台连接有励磁工作台升降电机；

所述载物台上安装好微结构工件，所述微结构工件带有凹槽，所述凹槽包括矩形凹槽、V形槽和梯形槽；

所述混合液存储罐中存储有静电光固化混合液，静电光固化混合液包括光固化树脂、镍粉和微粉磨粒；所述微粉磨粒包括金刚石、氧化硅、碳化硅、氧化铈中的一种或者任意混合；光固化树脂、镍粉和微粉磨粒的质量比为30-45:5-10:10-20。

2.如权利要求1所述的静电喷射磁场辅助光固化装置，其特征在于，所述固化灯左右移动装置和固化灯升降装置均为伸缩电机。

3.如权利要求2所述的静电喷射磁场辅助光固化装置，其特征在于，所述支架升降电机、固化灯左右移动装置、固化灯升降装置、励磁工作台升降电机外均安装有电磁屏蔽罩；电磁屏蔽罩采用磁导率高的铁磁材料制成；电磁屏蔽罩采用软铁、硅钢和坡莫合金的铁磁材料中的任意一种制成。

4.如权利要求1所述的静电喷射磁场辅助光固化装置，其特征在于，所述同心环形电极安装在同心环形电极架上；同心环形电极架包括内支架和外套架，外套架上螺纹连接有调节螺栓。

5.如权利要求1所述的静电喷射磁场辅助光固化装置，其特征在于，所述静电喷头安装在顶板上，静电喷头的静电喷嘴处安装有静电喷针；所述高压静电发生器外罩设有静电屏蔽罩。

6.一种静电喷射磁场辅助光固化方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、将光固化树脂、镍粉、微粉磨粒按设定比例均匀混合搅拌制备均匀分散的静电光固化混合液；在载物台上安装好微结构工件；所述微结构工件带有凹槽，所述凹槽包括矩形凹槽、V形槽和梯形槽；光固化树脂、镍粉和微粉磨粒的质量比为30-45:5-10:10-20；

步骤二、调节同心环形电极架，控制静电喷针与同心环形电极的距离，通过调整固化灯左右移动装置和固化灯升降装置，调节环形紫外光固化灯相对微结构工件的位置，使紫外光能够照射到整个微结构工件表面；

步骤三、通过励磁电源调节励磁线圈电流的大小，调节励磁线圈与微结构工件的相对位置，控制磁感应强度B，用以控制磁吸力F；

步骤四、制备好的静电光固化混合液通过注射泵定量输送到静电喷嘴部分，通过高压静电发生器向静电喷针和同心环形电极施加电压，使静电光固化混合液发生雾化，在磁场辅助作用下喷射覆盖到微结构工件上，并在环形紫外光固化灯的照射下固化成型；

步骤五、根据需要微调静电喷头、微结构工件和励磁线圈的相对位置，持续进行静电喷射和光固化照射。

7.如权利要求6所述的一种静电喷射磁场辅助光固化方法，其特征在于：所述环形紫外光固化灯通过固化灯左右移动装置和固化灯升降装置在垂直方向和水平方向上进行位置的微调。

8.如权利要求6所述的一种静电喷射磁场辅助光固化方法，其特征在于：所述静电喷嘴螺纹旋接于喷头架，所述同心环形电极为铜环，截面形状为圆截面、矩形截面或多边形截面。

9.如权利要求6所述的一种静电喷射磁场辅助光固化方法，其特征在于：所述静电喷针与同心环形电极的距离为6-15mm；所述注射泵为微量注射泵，流量范围为0-100ml/h；所述高压静电发生器的电压调节范围为-30-0KV；所述同心环形电极的内径范围是15-30mm；所述静电喷嘴内径大小范围为0.2-1.0mm。