一种加压加热的防褶皱3D纳米压印装置
技术领域
本实用新型属于纳米压印技术领域，具体地，涉及一种加压加热的防褶皱3D纳米压印装置。
背景技术
由于世界各国对环保越来越重视，3D纳米压印作为环保技术已逐步替代传统喷涂制程，传统工艺如喷涂、阳极外观设计有局限性，而此工艺设计自由度提升，触感亦强。
纳米压印是一种不同于传统光刻技术的全新图形转移技术，其能够把纳米图形从模板“复制”到基片上，具有产量高、成本低和工艺简单的优点。其制作过程为：在模板上形成有纳米尺度的微结构，在基片上涂有可流动的纳米压印胶，将模板与基片叠在一起，通过压力使基片上的纳米压印胶进入模板的纳米结构内，再通过加热或紫外曝光的方法使纳米压印胶固化成型，就可以使模板上的微结构“复制”到基片上。
但是，褶皱、挤料是目前OMR工艺制作中常见的异常问题点，也是影响一次良率的主要问题点之一，通常转角RC 3D纳米压印易挤料形成褶皱不良。
实用新型内容
实用新型目的：本实用新型的目的是提供一种加压加热的防褶皱3D纳米压印装置，解决了现有纳米压印过程中容易产生褶皱、挤料，造成产品的成品率低，以及产品质量不高，严重影响企业生产竞争力的问题。
技术方案：本实用新型提供了一种加压加热的防褶皱3D纳米压印装置，包括上模座、下模座、治具、薄膜、上箱体、下箱体、空气压缩机、电加热器、上模座驱动气缸、下模座驱动气缸、压印支撑架和工作台，所述压印支撑架设置在工作台上，所述上模座驱动气缸固定设置在压印支撑架上，并且上模座驱动气缸的活塞杆和上箱体连接，所述上模座固定设置在上箱体的内部，所述下模座驱动气缸设置在工作台上，并且下模座驱动气缸的活塞杆和下模座连接，所述治具固定设置在下模座的上端面上，所述上模座和下模座上下正对设置，所述上箱体可罩设在下箱体上，并且上箱体和下箱体可形成密封腔体，所述薄膜设置在上箱体和下箱体之间，并且薄膜将密封腔体分为上腔体和下腔体，所述上模座位于上腔体内，所述下模座和治具位于下腔体内，所述薄膜位于上箱体和下箱体内的部分处于上模座和治具之间，所述电加热器和下箱体连接，所述空气压缩机通过气管和上模座连接，所述上模座上设有一组气体喷嘴，所述空气压缩机通过气管和一组气体喷嘴连通。本实用新型的加压加热的防褶皱3D纳米压印装置，在合模时，膜料受高压包覆工件，工件置放于治具上，膜料完全按治具的结构及空间进行对工件的完全贴合覆膜，使膜料的效果图完全移转至工件上，那将治具设计分成上下件，在底座上四角增加L型避空区域，使膜料向L形避位处撑开，同时膜料往工件RC处结构面包覆收口，从而避免收口端落在RC末端造成褶皱和挤料，如此收口点落在L型避位交集点上，从而解决了RC转角的褶皱问题，提升了良率，且治具设计拆成上下件，脱膜时只需卸下治具上件，移转时不仅减重、轻便，而且也可循环使用上盖，缩短工时，提高了生产效率。
进一步的，上述的加压加热的防褶皱3D纳米压印装置，所述治具包括治具底座和治具上件，所述治具底座和下模座固定连接，所述治具上件设置在治具底座上。
进一步的，上述的加压加热的防褶皱3D纳米压印装置，所述治具底座的截面为矩形，并且治具底座上端面的四个角部上设有L型避让凸块，所述治具上件位于L型避让凸块所构成的矩形截面内。
进一步的，上述的加压加热的防褶皱3D纳米压印装置，所述压印支撑架上设有气缸安装板，所述下模座驱动气缸固定设置在气缸安装板上，所述气缸安装板的上端面上设有一组导向柱一，所述下模座和下箱体均与一组导向柱一滑动连接。
进一步的，上述的加压加热的防褶皱3D纳米压印装置，所述压印支撑架为龙门架体结构，所述压印支撑架的两个竖直立柱的内侧壁上沿竖直方向设有滑轨一，所述滑轨一上设有滑块一，所述滑块一和滑轨一滑动连接，并且滑块一和下箱体的外壁固定连接，所述滑块一可通过螺栓固定在压印支撑架的竖直立柱上。
进一步的，上述的加压加热的防褶皱3D纳米压印装置，所述压印支撑架的上端横梁上设有一组导向柱二，所述上箱体靠近压印支撑架竖直立柱的两侧外壁上固定设有导向滑板，所述导向滑板和一组导向柱二滑动连接。
进一步的，上述的加压加热的防褶皱3D纳米压印装置，所述工作台上设有薄膜放料机构，所述薄膜设置在薄膜放料机构上，所述薄膜放料机构包括薄膜放料装置、一组上薄膜导向辊、一组下薄膜导向辊和薄膜位置调节装置；其中，所述薄膜放料装置包括竖直立板一、水平支撑板一、螺柱、薄膜压板、弹簧一、锁紧螺栓一、锁紧螺栓二和转轴一，所述竖直立板一的下端部固定设置在工作台的上端面上，所述水平支撑板一固定设置在竖直立板一的上端面上，并且竖直立板一和水平支撑板一构成直角结构，所述螺柱沿竖直方向穿过水平支撑板一，并且螺柱可通过锁紧螺栓一和锁紧螺栓二固定在水平支撑板一上，所述锁紧螺栓一和锁紧螺栓二分别位于水平支撑板一的上下两侧，所述薄膜压板固定设置在螺柱的下端部上，并且薄膜压板的下端面与薄膜的外表面贴合，所述弹簧一套设在螺柱上，并且弹簧一位于薄膜压板的上端面和锁紧螺栓二之间，所述转轴一通过轴承设置在竖直立板一的竖直面上，所述薄膜套设在转轴一上，所述薄膜压板的截面为倒“V”字型，所述螺柱的上端部设有手轮。
进一步的，上述的加压加热的防褶皱3D纳米压印装置，所述薄膜位置调节装置包括竖直立板二、气缸直角安装板、薄膜位置调节气缸、薄膜位置调节轮和调节轮缓冲支撑组件，所述竖直立板二的下端部固定设置在工作台的上端面上，所述气缸直角安装板固定设置在竖直立板二的竖直侧壁上，所述薄膜位置调节气缸固定设置在气缸直角安装板上，所述调节轮缓冲支撑组件和薄膜位置调节气缸的活塞杆连接，所述薄膜位置调节轮设置在调节轮缓冲支撑组件上。
进一步的，上述的加压加热的防褶皱3D纳米压印装置，所述调节轮缓冲支撑组件包括连接板一、两块对称设置的竖直支撑板和转轴二，所述连接板一与薄膜位置调节气缸的活塞杆固定连接，所述两块对称设置的竖直支撑板的上端面和连接板一的下端面固定连接，并且连接板一和两块对称设置的竖直支撑板构成“U”型结构，所述竖直支撑板的竖直面上设有腰型孔，所述腰型孔内设有转轴支撑滑块，所述腰型孔上端内壁上设有弹簧限位柱，所述转轴支撑滑块的上端部设有弹簧限位槽，所述弹簧限位柱和弹簧限位槽上下正对设置，并且弹簧限位柱和弹簧限位槽之间设有弹簧二，所述弹簧二的上端部套设在弹簧限位柱上，并且弹簧二的下端部设置在弹簧限位槽内，所述转轴二的两端分别设置在转轴支撑滑块上，所述薄膜位置调节轮套设在转轴二上。
进一步的，上述的加压加热的防褶皱3D纳米压印装置，所述腰型孔的两侧竖直内壁上设有滑槽一，所述转轴支撑滑块的靠近腰型孔的两侧内壁上设有滑块二，所述滑块二和滑槽一滑动连接。
上述技术方案可以看出，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型所述的加压加热的防褶皱3D纳米压印装置，通过对治具结构做出调整，增加了产品结构可选择性，可以提高3D压印制程的实施性及整体良率，减少报废，节约生产成本。通过该装置呈的工艺操作简单，RC角防褶皱效果稳定可靠；此工艺结合3D纳米压印工作原理，对治具做空间避位处理，在不增加人力的情况下，实际执行起来简单方便，采用较低的成本，突破了RC转角在制程中的瓶颈，也使3D压印的整体良率提升25%，具有较高的经济价值。
附图说明
图1-7为本实用新型所述加压加热的防褶皱3D纳米压印装置的工作流程图；
图8为本实用新型所述治具的结构示意图；
图9为本实用新型所述治具上件的结构示意图；
图10为本实用新型所述治具底座的结构示意图；
图11为本实用新型所述加压加热的防褶皱3D纳米压印装置的结构示意图；
图12为本实用新型所述加压加热的防褶皱3D纳米压印装置的俯视图；
图13为本实用新型所述加压加热的防褶皱3D纳米压印装置实施例三的结构示意图；
图14为本实用新型所述薄膜位置调节装置的结构示意图；
图15为本实用新型图14中A处的局部放大图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例一
如图1-7所示的加压加热的防褶皱3D纳米压印装置，包括上模座1、下模座2、治具3、薄膜4、上箱体5、下箱体6、空气压缩机7、电加热器8、上模座驱动气缸9、下模座驱动气缸10、压印支撑架20和工作台30，所述压印支撑架20设置在工作台30上，所述上模座驱动气缸9固定设置在压印支撑架20上，并且上模座驱动气缸9的活塞杆和上箱体5连接，所述上模座1固定设置在上箱体5的内部，所述下模座驱动气缸10设置在工作台30上，并且下模座驱动气缸10的活塞杆和下模座2连接，所述治具3固定设置在下模座2的上端面上，所述上模座1和下模座2上下正对设置，所述上箱体5可罩设在下箱体6上，并且上箱体5和下箱体6可形成密封腔体100，所述薄膜4设置在上箱体5和下箱体6之间，并且薄膜4将密封腔体100分为上腔体101和下腔体102，所述上模座1位于上腔体101内，所述下模座2和治具3位于下腔体102内，所述薄膜4位于上箱体5和下箱体6内的部分处于上模座1和治具3之间，所述电加热器8和下箱体6连接，所述空气压缩机7通过气管和上模座1连接，所述上模座1上设有一组气体喷嘴11，所述空气压缩机7通过气管和一组气体喷嘴11连通。
如图8-10所示的治具3包括治具底座31和治具上件32，所述治具底座31和下模座2固定连接，所述治具上件32设置在治具底座31上。所述治具底座31的截面为矩形，并且治具底座31上端面的四个角部上设有L型避让凸块33，所述治具上件32位于L型避让凸块33所构成的矩形截面内。
如图1-7所示，本实用新型的加压加热的防褶皱3D纳米压印装置的工作原理为：
图1中工件首先放置在治具3上，将薄膜4置于上箱体5和下箱体6之间；
图2中上模座驱动气缸9驱动上箱体5下降，使得上箱体5将薄膜4压紧在下箱体6上，上箱体5和下箱体6整体形成密封腔体结构；
图3中上腔体101和下腔体102同时处于振动状态，使用电加热器8进行辐射加热，薄膜4软化；
图4中下模座驱动气缸10驱动下模座2和治具3上升，使得治具3上的工件和薄膜4接触；
图5中大气加压，使得薄膜4与治具3上的工件贴合在一起；
图6中空气加压，使得薄膜4成型；
图7中上模座驱动气缸9驱动上箱体5升起，将压印了薄膜4的工件取出，此时薄膜4已经贴合在工件表面。
实施例二
如图11、12所示的压印支撑架20上设有气缸安装板201，所述下模座驱动气缸10固定设置在气缸安装板201上，所述气缸安装板201的上端面上设有一组导向柱一202，所述下模座2和下箱体6均与一组导向柱一202滑动连接。所述压印支撑架20为龙门架体结构，所述压印支撑架20的两个竖直立柱的内侧壁上沿竖直方向设有滑轨一203，所述滑轨一203上设有滑块一204，所述滑块一204和滑轨一203滑动连接，并且滑块一204和下箱体6的外壁固定连接，所述滑块一204可通过螺栓固定在压印支撑架20的竖直立柱上。所述压印支撑架20的上端横梁上设有一组导向柱二205，所述上箱体5靠近压印支撑架20竖直立柱的两侧外壁上固定设有导向滑板51，所述导向滑板51和一组导向柱二205滑动连接。
实施例三
如图13-15所示的工作台30上设有薄膜放料机构40，所述薄膜4设置在薄膜放料机构40上，所述薄薄膜放料机构40包括薄膜放料装置401、一组上薄膜导向辊402、一组下薄膜导向辊403和薄膜位置调节装置404；其中，所述薄膜放料装置401包括竖直立板一405、水平支撑板一406、螺柱407、薄膜压板408、弹簧一409、锁紧螺栓一410、锁紧螺栓二411和转轴一413，所述竖直立板一405的下端部固定设置在工作台30的上端面上，所述水平支撑板一406固定设置在竖直立板一405的上端面上，并且竖直立板一405和水平支撑板一406构成直角结构，所述螺柱407沿竖直方向穿过水平支撑板一406，并且螺柱407可通过锁紧螺栓一410和锁紧螺栓二411固定在水平支撑板一406上，所述锁紧螺栓一410和锁紧螺栓二411分别位于水平支撑板一406的上下两侧，所述薄膜压板408固定设置在螺柱407的下端部上，并且薄膜压板408的下端面与薄膜4的外表面贴合，所述弹簧一409套设在螺柱407上，并且弹簧一409位于薄膜压板408的上端面和锁紧螺栓二411之间，所述转轴一413通过轴承设置在竖直立板一405的竖直面上，所述薄膜4套设在转轴一413上，所述薄膜压板408的截面为倒“V”字型，所述螺柱407的上端部设有手轮414。
其中，所述薄膜位置调节装置404包括竖直立板二415、气缸直角安装板416、薄膜位置调节气缸417、薄膜位置调节轮418和调节轮缓冲支撑组件419，所述竖直立板二415的下端部固定设置在工作台30的上端面上，所述气缸直角安装板416固定设置在竖直立板二415的竖直侧壁上，所述薄膜位置调节气缸417固定设置在气缸直角安装板416上，所述调节轮缓冲支撑组件419和薄膜位置调节气缸417的活塞杆连接，所述薄膜位置调节轮418设置在调节轮缓冲支撑组件419上。
此外，所述调节轮缓冲支撑组件419包括连接板一420、两块对称设置的竖直支撑板421和转轴二422，所述连接板一420与薄膜位置调节气缸417的活塞杆固定连接，所述两块对称设置的竖直支撑板421的上端面和连接板一420的下端面固定连接，并且连接板一420和两块对称设置的竖直支撑板421构成“U”型结构，所述竖直支撑板421的竖直面上设有腰型孔423，所述腰型孔423内设有转轴支撑滑块424，所述腰型孔423上端内壁上设有弹簧限位柱425，所述转轴支撑滑块424的上端部设有弹簧限位槽426，所述弹簧限位柱425和弹簧限位槽426上下正对设置，并且弹簧限位柱425和弹簧限位槽426之间设有弹簧二427，所述弹簧二427的上端部套设在弹簧限位柱425上，并且弹簧二427的下端部设置在弹簧限位槽426内，所述转轴二422的两端分别设置在转轴支撑滑块424上，所述薄膜位置调节轮418套设在转轴二422上。所述腰型孔423的两侧竖直内壁上设有滑槽一428，所述转轴支撑滑块424的靠近腰型孔423的两侧内壁上设有滑块二429，所述滑块二429和滑槽一428滑动连接。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。
