[发明专利]一种表面织构微压印模具的制备方法

说明书

本发明公开了一种表面织构微压印模具的制备方法，本发明结合3D打印技术、激光刻蚀技术、粘接工艺，实现了表面织构微压印模具的制备。该技术中3D打印属于增材制造，节省材料，提高了材料利用率，从而降低了成本，能加工精度和复杂程度较高的零件。该技术中激光刻蚀加工精度高、效率高。属于无接触加工相比机械加工无刀具磨损无切削力作用与工件表面，并且可以在工件表面制备各种复杂图案。粘接工艺，操作简便，可以根据不同的应用背景，选取不同的硬度不同强度的不同尺寸的硬质球和衬块，将其粘接在一起以适应不同工况并降低了成本。模具压印制备的表面织构具有成型速度快、加工效率高、操作简便、绿色环保、加工成本低等优点。

技术领域

本发明涉及一种模具技术领域，特别涉及到一种表面织构微压印模具的制备方法。

背景技术

近年来，随着先进制造技术的发展，表面织构在减摩抗磨、减振、抗粘附、超疏水、抗蠕爬等多个领域已显示出良好的应用前景。成为实现机械设备高效、小型化、以及高可靠性的一个有效途径。

现代工业技术提供了多种加工方法来构建不同的表面织构微压印模具，如激光表面微造型技术、离子刻蚀技术、微细电火花加工、光刻技术、磨料射流加工、磨削加工、聚焦离子束加工等等。

然而传统的加工技术存在许多局限，激光表面微造型技术和微细电火花技术加工效率低，光刻技术和聚焦离子束加工的成本和复杂度较高。此外由于材料、成本、加工时间、方法和化学处理的严格限制，这些技术并不总是适用。为了解决目前微成型技术中存在的诸多问题，满足规模化的市场需求，要积极探索创新，寻求成形效率高、效果好、成本低的表面织构微压印模具制造方法。

发明内容

为解决以上问题，本发明提出一种表面织构微压印模具的制备方法，通过3D打印技术、激光刻蚀技术、粘接工艺复合加工的方式，实现了表面织构微压印模具的制备。

本发明采用的技术方案，一种表面织构微压印模具的制备，其步骤包括：

(1)对于模具母模侧板的制备，采用3D打印加工的方式制备母模侧板；

(2)对于母模底板的制备，采用激光打标机，在底板上进行微凹坑阵列制备；

(3)采用粘接工艺，首先将母模侧板和母模底板通过螺栓螺母连接在一起，将硬质球放置在母模底板的微凹坑中，在硬质球的上方放置衬块，再将树脂倒入母模，将所述硬质球和衬块粘接在一起。

(4)脱模，树脂完全凝固后，拆卸螺栓、螺母、母模侧板、母模底板，得到表面织构微压印模具。

进一步，步骤(1)母模侧板3D打印材料的选取，均可采用ABS、PLA、尼龙等工程塑料材料。

进一步，步骤(2)母模底板材料的选取，均可采用铁、铝、铜及其各种合金的金属材料。

进一步，步骤(3)硬质球材料的选取，可按照模具的应用背景选取，如：钢球，氮化硅陶瓷球氧化锆球等等，对于一些在极端工况下有更高要求的，可以选取高硬度、高强度、耐磨的超硬材料。

进一步，步骤(3)衬块材料的选取，同样按照模具的应用背景选取，如常用的45钢、碳素工具钢、冷作模具钢、对于一些极端工况下有更高要求的，可以选取高硬度、高强度的超硬材料。

进一步，步骤(3)树脂材料的选取，均可采用双酚A型环氧乙烯基酯树脂、热固型丙烯酸树脂等凝固后附着力较高、具有一定硬度和强度的树脂。

进一步，步骤(1)采用3D打印加工的方式制备母模侧板，其步骤如下：

S1、利用Solidworks软件进行三维建模，绘制出母模侧板的三维模型，将其保存成STL格式；

S2、将所述绘制好的三维模型STL格式文件导入到3D打印机中，设置好加工参数，进行母模侧板的制备。