[发明专利]一种聚合物超声辅助线性摩擦压印装置及方法

权利要求书

1.一种聚合物超声辅助线性摩擦压印装置，其特征在于，包括压印平台、超声换能器、变幅杆、摩擦压印模具、聚合物薄板、X轴定位平台、Y轴定位平台和Z轴定位平台，所述压印平台的一侧设置有立柱，所述立柱的内侧通过Z轴定位平台连接有支架，所述支架上固定有所述超声换能器，所述超声换能器上设置有变幅杆，所述变幅杆的末端夹持有摩擦压印模具，所述摩擦压印模具的下方从上到下依次设置有聚合物薄板、吸盘、X轴运动平台和Y轴运动平台。

2.根据权利要求1所述一种聚合物超声辅助线性摩擦压印装置，其特征在于，所述摩擦压印模具与聚合物薄板垂直设置。

3.一种聚合物超声辅助线性摩擦压印工艺，基于权利要求1所述聚合物超声辅助线性摩擦压印装置，其特征在于，通过超声换能器将电能转化为超声振动机械能，通过变幅杆实现振幅的放大调节；通过变幅杆末端带动摩擦压印模具产生沿变幅杆轴线方向的线性超声振动，从而使线性超声振动在摩擦压印模具末端与聚合物表面引起线性摩擦；通过超声线性摩擦生热使得与摩擦压印模具生热接触的聚合物在毫秒时间内局部熔融变形；Z轴运动平台的压力作用使得熔融的聚合物向摩擦压印模具的腔体填充，摩擦压印模具末端离开熔融的聚合物表面后，受力填充到摩擦压印模具的腔体的聚合物在毫秒内遇冷凝固，复制出摩擦压印模具上的结构。

4.一种聚合物超声辅助线性摩擦压印控制方法，基于权利要求1所述聚合物超声辅助线性摩擦压印装置，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将待加工的聚合物薄板固定在吸盘上；

(2)控制X轴定位平台、Y轴定位平台使待加工的聚合物薄板位于摩擦压印模具的正下方；

(3)在加工过程中，通过Z轴定位平台实现垂直方向的压力和高度控制，通过X轴定位平台、Y轴定位平台控制加工轨迹，使得X轴定位平台、Y轴定位平台的速度方向始终与摩擦压印模具的振动摩擦方向一致；最终完成聚合物的线性摩擦压印。