[发明专利]一种面向微纳结构加工的刀具及其制作方法

说明书

本发明属于微制造技术领域，尤其涉及一种面向微纳结构加工的刀具及其制作方法。面向微纳结构加工的刀具具有朝向工件的前刀面、与前刀面相对设置的背刀面以及位于前刀面与背刀面之间且沿面向微纳结构加工的刀具厚度方向布置并呈非平面设置的后刀面，前刀面与后刀面的相交处形成用于切削工件的刀刃，后刀面上开设有多个间隔设置的第一结构槽，第一结构槽的尺寸范围为微米级或纳米级；各第一结构槽的一端位于后刀面，各结构槽的另一端均贯穿至前刀面。本发明可以将面向微纳结构加工的刀具的第一结构槽的尺寸特征复制到工件表面，从而在工件表面快速加工出预定尺寸的微纳结构。

技术领域

本发明属于微制造技术领域，尤其涉及一种面向微纳结构加工的刀具及其制作方法。

背景技术

微纳结构是尺寸范围在微米级或者纳米级的各类几何结构特征的总称。目前，具有微纳结构的表面的产品已经在医用种植体、光学、能源等领域得到了广泛的应用。以牙的人工种植体为例，为了提升种植牙的骨整合能力，缩短骨愈合时间，对于通过加工得到的种植体表面，需要通过各种表面处理方法，在种植体表面获得微纳结构。种植体表面所具有的微纳结构将增加其与周围骨的接触面，加强与周围骨的结合力，吸附骨细胞粘附生长，增强生物活性从而促进骨生成。

目前比较成熟的种植体表面处理技术包括阳极氧化、(氧化铝砂材、氢氧基磷灰石、与天然骨成分相近的陶瓷材料)喷砂、酸蚀、离散结晶沉积、二氧化钛颗粒撞击技术、加亲水性功能基处理以及电化学等。

但是，采用的这些方法都存在效率低，需要多道工序完成；处理过程需要使用强酸等化学试剂，对人体健康存在潜在风险，需要经过长期的临床试验才能进入市场，影响产品上市周期；微纳结构的几何特征和几何参数很难得到精确控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种面向微纳结构加工的刀具，旨在解决如何在工件表面快速加工出微纳结构的问题。

本发明是这样实现的，一种面向微纳结构加工的刀具，用于对工件表面进行加工，所述面向微纳结构加工的刀具具有朝向所述工件的前刀面、与所述前刀面相对设置的背刀面以及位于所述前刀面与所述背刀面之间的后刀面，所述后刀面沿所述面向微纳结构加工的刀具厚度方向布置并呈非平面设置，所述前刀面与所述后刀面的相交处形成用于切削所述工件的刀刃，所述后刀面上开设有多个间隔设置的第一结构槽，所述第一结构槽的尺寸范围为微米级或纳米级；各所述第一结构槽的一端位于所述后刀面，各所述结构槽的另一端均贯穿至所述前刀面。

在一个实施例中，所述后刀面为弧形面或圆锥面，且所述后刀面上任意一点的曲率中心位于所述后刀面的内侧。

在一个实施例中，各所述第一结构槽的槽深从位于所述后刀面的一端处往另一端逐渐增大设置。

在一个实施例中，所述第一结构槽的各内壁与所述前刀面的夹角大于0度且小于或等于90度，各所述第一结构槽沿所述前刀面指向所述背刀面的方向呈外扩状设置。

在一个实施例中，各所述第一结构槽等间距设置。

在一个实施例中，各所述第一结构槽非等间距设置。

在一个实施例中，所述第一结构槽的尺寸范围为微米级，所述面向微纳结构加工的刀具上开设有尺寸范围为纳米级的第二结构槽，所述第一结构槽与所述第二结构槽于所述后刀面上间隔设置。

在一个实施例中，所述第一结构槽的内壁上开设有所述第二结构槽。

本发明的另一目的在于提供一种刀具的制作方法，其包括以下步骤：

准备待加工的刀本体，所述刀本体具有前刀面、与所述前刀面相对设置的背刀面，以及位于所述前刀面与所述背刀面之间且沿所述刀本体厚度方向布置并呈非平面设置的后刀面，所述前刀面与所述后刀面的相交处形成用于切削工件的刀刃；