在基体中加工三维结构的装置制造方法及图纸

一种用于加工基体的装置和方法，其中，在至少一部分的工具平面和／或反作用平面中设置有柔性力吸收构件，以局部地吸收由这些平面所施加的力。该柔性力吸收构件具有类似弹簧的特性，因此适于在工具平面和反作用平面相互压靠时产生弹性变形。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
在基体中加工三维结构的装置
本专利技术总的来说涉及一种用于加工基体的装置和方法，例如通过使用可再构造的模子使基体上形成三维结构、纳米结构、全息图或者类似的凹凸衍射图形。
技术介绍
存在各种用于切割和形成基体的技术。以不同方法如冲压实现切割。在通常情况下，切割机设置有配合工作的刀刃，这些刀刃用于切割材料。尤其在切割容许公差带较小的精确的几何形状时，因为刀具损坏和磨损，具有切割刀刃的刀具常常需要更新或者修复。这使得该工艺较昂贵。存在用于形成微观结构/微结构(microstructure)表面的各种铸造技术。典型地，在树脂硬化期间，模子使液态树脂保持在基体上，树脂因此形成微观结构。该模子可以设置一旋转鼓，该鼓具有形成微观结构的三维凹凸图案，或者模子可以设置有平板，该平板具有附着在一侧上的凹凸图案。为了在衍射图案中能产生可见的变形，公差必须较小，并且相应地，用于制造模子的费用较高。在进行多次模制循环后，这些模子必须更换，因为这些模子结合到例如旋转鼓中以大量复制全息图，更换这些模子的费用较高。在铸造期间，模子相对于基体只进行非常小的移动也会降低铸造质量。因此，用于铸造微观结构的现有系统使用刚性较大的模子和刚性装置来进行铸造加工。刚性可以例如通过减少这些模子的意外振动来控制铸造工艺。当在液态树脂中铸造结构时，铸造装置和模子的刚性几乎没有负作用，因此铸造机的制造商似乎总是力求提高刚性。-->但是，当在非液态材料如直接在钢板或者类似“硬”基体中进行铸造时，该刚性不能使机器消除在基体中产生的公差。例如，金属板常常具有不平的表面。在受到完全刚性机器的完全刚性模子的作用时，可以在结构中通过视觉容易地观测到不平表面的偏差。例如，板的不平度可以复制在不均匀的压印深度中，这就产生了通过视觉可检测到的、来自结构表面的不均匀反射。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种通过切割或者铸造或者压印等工艺在基体如非液态材料或者甚至硬材料中形成结构的技术和装置，并且该技术和装置克服了上述问题。因此，本专利技术涉及一种用于加工基体的装置；所述装置具有一工具平面和一反作用平面，该工具平面包括一多层结构，该多层结构有：-一具有基本上非柔性的(inflexible)外表面的芯；及-至少一个附着到芯的表面上的工具，其中，在至少一部分工具平面和/或反作用平面中设置有柔性力吸收构件，以局部地吸收由这些平面所施加的力。柔性力吸收构件适于使沿芯和/或工具的压力相等，因此沿芯和/或工具的长度方向可能存在的零星的不均匀性不会在该不均匀的区域内产生较高的局部压力，因为力吸收构件将吸收/平衡这种较高压力。在一些实施例中，柔性力吸收构件可以是弹性的。因此，当工具平面和/或反作用平面所施加的压力消失时，柔性力吸收构件可以返回到初始位置。在一些实施例中，可以选择这样的柔性力吸收构件，即当压力施加到所述构件上时，它只产生弹性变形。当柔性力吸收构件执行下面步骤时，可以产生可逆过程：未压缩状态(在这些工具施加压力之前)-压缩状态(在这些工具施加压力期间)-未压缩状态(在这些工具施加压力之后)。因为柔性力吸收构件只进行弹性变形，该构件在施加压力之前和之后的厚度可以相同。当柔性力吸收构件是弹性的时，该构件可以具有类似弹簧的特性。-->弹性吸收构件的一个优点是，与非柔性力吸收构件相反，弹性吸收构件可以重复使用，而非柔性力吸收构件可能产生塑性变形，并因此必须在下一次使用该装置之前由未产生塑性变形的零件更换。本专利技术涉及一种用于加工基体的装置，所述装置具有一工具平面和一反作用平面，该工具平面包括一多层结构，该多层结构有：-一具有基本上非柔性的外表面的芯；及-至少一个附着到芯的表面上的工具，其中，在至少一部分工具平面和/或反作用平面中设置有柔性力吸收构件，该柔性力吸收构件适于弹性变形，从而局部地吸收由这些平面施加到基体上的力。该柔性力吸收构件适于在室温和/或大气压力下进行弹性变形。在一些实施例中，室温可以在0摄氏度到100摄氏度之间。在一些实施例中，重要的是，该装置周围的空气/空间的温度使操作者可以在不必封装机器或者不必穿着防止极限温度的衣服的情况下操纵机器。类似地，压力使操作者可以在不必封装机器和/或不必穿着防护服的情况下操纵机器也是重要的。因此，在这种应用中，大气压力可以看成这样的压力，即在该压力中，人们可以经受得住较长或者较短的时间。在操作期间，工具平面和/或反作用平面可以被加热。正在被加工的基体可以被加热以被软化。在一些实施例中，避免封装装置是重要的，这种封装例如由于工件加工较复杂而降低了操作速度。当然，在一些国家中，法律可能要求封装装置而需遵守。工作速度可以是每小时0-10,000米基体，例如每小时2,000-8,000米，每小时4,000-5,000米。工件/基体可以是1米长的例如塑料或者金属板材。这些工件/基体可以是卷材。工具平面和反作用平面的运动可以沿着垂直方向和/或水平方向同步进行。如果两个平面设置为一个用于使工件移动通过其中的冲压加工机构，那么冲压过程可以与移动过程同步。如果两个平面设置为一个或者多个用于旋转地加工第一层的鼓，那么所述鼓可以是同步的。-->在一个实施例中，一个工具可以包括设置有用以切割基体的配合工作的刀刃的一工具平面和一反作用平面。该工具可以用于例如在偏心压机中进行切割如模切或者冲压，但是也可以用在适于通过配合工作的刀刃来切割基体的旋转鼓中。所述鼓适于在一基体中切割和/或成形，例如压印微观结构。该工具也可以用于微观压印(micro embossing)、宏观压印(macroembossing)、在片材/板上标记切割线。另一个实施例包括一个具有一工具平面和一反作用平面的工具，其中，工具表面或者反应表面中的至少一个适于使基体的至少第一层成形为预定的形状。这种工具可以用在用于使基体成形的液压压机中，但是也可以用在轧制工艺中。该工具平面可以是与普通冲压机的已知工具平面一致的硬平面。冲头借助刚性凸轮盘、线性致动器或者类似构件进行上下运动。冲头应该在基体和反作用平面上提供足够的压力，以在该基体中压印结构。工具平面或者反作用平面都可具有刚性，因为工具平面或者反作用平面或者这两者的柔性力吸收构件将消除公差。优选的是，柔性力吸收构件设置成可以改变柔性。根据本专利技术的一实施例，将柔性力吸收构件设置成弹性胶粘带的形式，该胶粘带附着到工具平面的表面和/或反作用平面的表面上，从而形成该装置的力吸收层。通过例如改变胶粘带的类型或者胶粘带的厚度可以容易地改变该装置的弹性和吸收公差的能力。柔性力吸收构件可以包括至少一个设置在多层结构中和/或附着到反作用平面上的力吸收层。工具平面和反作用平面都可以设置有一力吸收层。优选地，柔性力吸收层设置在位于芯和工具之间的多层结构中。这个实施例是有利的，因为吸收层如此就可以吸收沿芯和/或工具的整个长度上的所有零星的不均匀性。-->根据另一个实施例，柔性力吸收构件可以设置为一例如金属的硬平面，该硬平面附着到工具平面和/或反作用平面的表面上并设置有面向工具平面和/或反作用平面的回弹弹簧。这些弹簧可能或者具有可调整的特性或者可以可拆下地安装以由其特性与各个压印任务和基体材料相匹配的弹簧更换。根据本专利技术的一个优选实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于加工基体的装置，所述装置具有一工具平面和一反作用平面，该工具平面包括一多层结构，该多层结构具有：－一具有基本上非柔性的外表面的芯；及－至少一个附着到芯的表面上的工具，其中，在至少一部分工具平面和／或反作用平面中设置有柔性力吸收构件，以局部地吸收由这些平面所施加的力。

【技术特征摘要】
US 2001-11-23 60/331,9891.一种用于加工基体的装置，所述装置具有一工具平面和一反作用平面，该工具平面包括一多层结构，该多层结构具有：-一具有基本上非柔性的外表面的芯；及-至少一个附着到芯的表面上的工具，其中，在至少一部分工具平面和/或反作用平面中设置有柔性力吸收构件，以局部地吸收由这些平面所施加的力。2.一种如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述柔性力吸收构件是弹性的。3.一种如权利要求1或者2所述的装置，其特征在于，所述柔性力吸收构件包括至少一个设置在该多层结构中的力吸收层。4.一种如权利要求1-3中的任一项所述的装置，其特征在于，所述柔性力吸收构件包括至少一个附着在反作用平面上的力吸收层。5.一种如前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述工具平面和反作用平面都设置有一力吸收层。6.一种如权利要求3-5中的任一项所述的装置，其特征在于，所述柔性力吸收层设置在位于芯和工具之间的多层结构中。7.一种如前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，工具平面和反作用平面设置有用于切割基体的配合工作的刀刃。8.一种如前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述工具平面或者反作用平面中的至少一个适于使基体的至少第一层成形为预定形状。9.一种如前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述工具平面设置成一用于通过冲压来加工基体的至少第一层的冲头。10.一种如前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述工具平面设置成一用于旋转地加工基体的至少第一层的鼓。11.一种如权利要求3-10中的任一项所述的装置，其特征在于，该装置适于借助下面方法加工一具有平面偏差(如粗糙度)δ的不平的硬基体：—选择力吸收层的厚度为τ，以使该厚度τ超过平面偏差δ。12.一种如权利要求3-10中的任一项所述的装置，其特征在于，选择力吸收层的厚度为0.1-5mm，例如0.2-4.5mm、0.3-4.0mm、0.4-3.5mm、0.5-3mm、0.6-2.5mm、0.7-2.0mm和1.5mm。13.一种如前述权利要求11-12中的任一项所述的装置，其特征在于，选择柔性力吸收层的弹性为可使该柔性力吸收层提供力给基体，该力在给定的压缩率γ处超过基体的屈服点，并且柔性力吸收层的厚度在该压缩率γ处超过平面偏差δ。14.一种如权利要求3-12中的任一项所述的装置，其特征在于，柔性力吸收层是用于使至少一个工具附着到芯的外表面上的双面胶粘带。15.一种如权利要求14所述的装置，其特征在于，选择双面胶粘带的厚度为0.1-0.5mm，例如0...

【专利技术属性】
技术研发人员：J蒂德曼，E祖布切维克，
申请(专利权)人：格鲁得和马斯特朗得有限公司，
类型：发明
国别省市：DK[丹麦]