一种具有复杂流道结构的固结研抛垫制备装置及制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种具有复杂流道结构的固结研抛垫制备装置及制备方法，包括：供料系统、加工系统、XYZ运动系统、控制系统。采用本发明专利技术所设计的装置根据所设计的结构进行3D打印；若为热引发固化则启动加热机构，若为光引发固化启动光紫外光源；对打印好的固结磨料研抛垫进行后固化处理；加热10‑30min即可。本发明专利技术能够实现具有复杂内部流道、不同类型的固结磨料研磨垫的制备，能够集光固化和热固化为一体、实现半自动化生产、大大提高了研磨垫的制备效率。

A preparation device and method of consolidated polishing pad with complex channel structure

【技术实现步骤摘要】
一种具有复杂流道结构的固结研抛垫制备装置及制备方法
本专利技术涉及超精密加工
，特别是涉及一种具有复杂流道结构的固结研抛垫制备装置及制备方法。
技术介绍
固结磨料加工作为超精密加工的一个新的发展趋势，因此其研抛垫的制备是一个一直以来备受关注的问题。此外，其孔隙结构对研磨垫的加工质量有很大的影响，然而现有技术制备出的固结磨料研抛垫孔隙结构简单、不能形成复杂的流场和流道，难以满足加工过程中输液和输入碎屑的需求。传统的固结磨料研磨垫的制作过程是：磨料和高聚物混合→机械搅拌→超声分散→树脂基体→注入模具光/热固成型→后固化处理→成品。根据传统的制作过程可知，其孔隙主要靠成孔剂来实现，孔隙的大小、分布难以控制；研抛过程中很难实现研抛垫内部孔道的连通形成复杂流道，对研磨碎屑的输送和容纳性能较差。此外，传统的制备方法，针对表面凸起形状或大小不同的固结磨料研抛的制备，需要分别制备相应的模具，致使成本增加，效率降低。因此，现有的固结磨料研抛垫制备工艺复杂、制备成本高、制备出来的固结磨料研抛垫性能不能满足加工的需要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有复杂流道结构的固结研抛垫制备装置及制备方法，以解决上述现有技术存在的问题，简化了固结磨料研磨垫的过程，光固化和热固化集为一体，降低成本、提高效率并且实现半自动化生产。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种具有复杂流道结构的固结研抛垫制备装置，包括与控制系统电联接的供料系统、加工系统和XYZ运动系统，所述供料系统包括料箱、输送管和下料装置，所述输送管的两端分别与所述料箱和下料装置连接，所述加工系统包括设置于箱体内的工作台，所述XYZ运动系统包括工字导轨组和电动千斤顶，所述下料装置安装在所述工字导轨组上并位于所述工作台顶部，所述电动千斤顶镶嵌在所述箱体的底部，所述工作台安装在所述电动千斤顶上。优选的，所述下料装置内部设置有电机二驱动的搅拌器，所述下料装置内部的下料口上端设置有锥形槽，所述下料口的末端为喷嘴；所述下料装置的外周设置有预热电阻丝。优选的，所述箱体内设置有加热电阻丝和紫外线灯。优选的，所述工字导轨组包括Y轴丝杠和两个平行设置的X轴丝杠，所述Y轴丝杠的两端分别通过丝杠螺母滑动设置于两个X轴丝杠上，所述下料装置与所述Y轴丝杠的丝杠螺母固定连接。优选的，两个所述X轴丝杠的两端通过支撑板固定安装在所述箱体的内侧壁上，且所述X轴丝杠的一端伸出所述箱体外侧并传动连接有驱动电机三；所述Y轴丝杠的一端传动连接有驱动电机一。优选的，所述X轴丝杠的两侧支撑板之间连接有两条导轨，两条导轨对称位于丝杠的两侧，滑块一滑动安装在两条导轨上并与X轴丝杠的丝杠螺母固定连接；所述Y轴丝杠的两端分别与两X轴丝杠上的滑块一固定连接。优选的，两个滑块一之间连接有两条导轨，两条导轨对称位于Y轴丝杠的两侧，滑块二滑动安装在两条导轨上并与Y轴丝杠的丝杠螺母固定连接；所述下料装置固定在所述滑块二上。优选的，所述箱体的一侧设置有门，门的一侧通过铰链合页与所述箱体相连接。本专利技术还提供一种具有复杂流道结构的固结研抛垫制备方法，应用于上述的具有复杂流道结构的固结研抛垫制备装置，包括以下步骤：1)根据加工需要设计出固结磨料研抛垫中复杂的流场和流道结构；2)选择制备固结磨料研抛垫所需的磨料种类、粒度和浓度；选择制备固结磨料研抛垫所需的基体材料种类、浓度及相关加速剂和固化剂所需的种类及浓度；3)分别将充分搅拌后加有加速剂的混合物和加有固化剂的混合物加入到具有复杂流道结构的固结研抛垫制备装置中的两个不同料箱中；4)采用制备装置根据所设计的结构进行3D打印；若为热引发固化则启动加热机构，若为光引发固化启动光紫外光源；5)对打印好的固结磨料研抛垫进行后固化处理；加热10-30min即可。本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：本专利技术是将3D打印技术与传统的固结磨料研磨垫的制作过程进行巧妙的融合。利用现代较热的3D打印技术，可以实现研磨垫的有序孔隙；使用本设备即可摆脱模具的约束；将光固化和热固化集于一体，能够实现光固化和热固化的随意切换，避免了有些磨料例如氧化铈不能使用光固化进行固化处理而选择热固化的固化处理方式；提高了研磨垫的制作效率；能够实现半自动化生产。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术中主体部分结构示意图；图2是本专利技术中箱体内部结构示意图；图3a和3b是本专利技术的下料装置的结构示意图；图4是本专利技术的XY运动系统结构示意图；图5是本专利技术的上下二等角轴测示意图；图6是本专利技术的主体结构示意图。图中：1、门；2、铰链合页；3、安全阀；4、箱体；5、紫外线灯；6、灯架；7、加热电阻丝；8、Y轴丝杠；9、电线；10电机一；11、滑块一；12、输料管一；13、泵体；14、输料管二；15、电机二；16、滑块二；17、微型电动千斤顶；18、工作台；19、搅拌器；20、下料口；21、电机三；22、喷嘴；23、X轴丝杠；24、支撑板；25接头；26、预热电阻丝；27、料箱；28外接管；29、数据线；30、电脑；31、下料装置；32连接块。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种具有复杂流道结构的固结研抛垫制备装置及制备方法，以解决上述现有技术存在的问题，简化了固结磨料研磨垫的过程，光固化和热固化集为一体，降低成本、提高效率并且实现半自动化生产。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。如图1-6所示，本实施例提供一种具有复杂流道结构的固结研抛垫制备装置及其制备方法，该制备装置包括：供料系统、加工系统、XYZ运动系统、控制系统四个主体部分。可实现孔隙可控、省去模具、光/热固化集于一体。进一步地，供料系统将原料从料箱经泵给的压力使其从输料管送至箱体4中的下料装置31，当原料输送至下料装置31时，下料装置31内部的搅拌器19再一次对原料进行搅拌，搅拌器19由电机二15带动，避免在原料运输过程中的某些位置的堆积导致的内部聚集，下料装置31周围设置有预热电阻丝26，对原料进行预热处理，下料装置31内部的下料口20上端设置有锥形槽，这是为了使原料能够不断续的从下料口20流向喷嘴22，从而实现为固结磨料研磨垫的制备供料的功能。进一步地，加工系统是原料经喷嘴22喷出后在XYZ运动系统下在工作台18上进行逐本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有复杂流道结构的固结研抛垫制备装置，其特征在于：包括与控制系统电联接的供料系统、加工系统和XYZ运动系统，/n所述供料系统包括料箱、输送管和下料装置，所述输送管的两端分别与所述料箱和下料装置连接，所述加工系统包括设置于箱体内的工作台，所述XYZ运动系统包括工字导轨组和电动千斤顶，所述下料装置安装在所述工字导轨组上并位于所述工作台顶部，所述电动千斤顶镶嵌在所述箱体的底部，所述工作台安装在所述电动千斤顶上。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有复杂流道结构的固结研抛垫制备装置，其特征在于：包括与控制系统电联接的供料系统、加工系统和XYZ运动系统，
所述供料系统包括料箱、输送管和下料装置，所述输送管的两端分别与所述料箱和下料装置连接，所述加工系统包括设置于箱体内的工作台，所述XYZ运动系统包括工字导轨组和电动千斤顶，所述下料装置安装在所述工字导轨组上并位于所述工作台顶部，所述电动千斤顶镶嵌在所述箱体的底部，所述工作台安装在所述电动千斤顶上。


2.根据权利要求1所述的具有复杂流道结构的固结研抛垫制备装置，其特征在于：所述下料装置内部设置有电机二驱动的搅拌器，所述下料装置内部的下料口上端设置有锥形槽，所述下料口的末端为喷嘴；所述下料装置的外周设置有预热电阻丝。


3.根据权利要求1所述的具有复杂流道结构的固结研抛垫制备装置，其特征在于：所述箱体内设置有加热电阻丝和紫外线灯。


4.根据权利要求1所述的具有复杂流道结构的固结研抛垫制备装置，其特征在于：所述工字导轨组包括Y轴丝杠和两个平行设置的X轴丝杠，所述Y轴丝杠的两端分别通过丝杠螺母滑动设置于两个X轴丝杠上，所述下料装置与所述Y轴丝杠的丝杠螺母固定连接。


5.根据权利要求4所述的具有复杂流道结构的固结研抛垫制备装置，其特征在于：两个所述X轴丝杠的两端通过支撑板固定安装在所述箱体的内侧壁上，且所述X轴丝杠的一端伸出所述箱体外侧并传动连接有驱动电机三；所述Y轴丝杠的一端传动连接有驱动电机一。


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【专利技术属性】
技术研发人员：王占奎，逄明华，苏建修，梁明超，马利杰，李勇峰，吴婷婷，张亚奇，赵红远，
申请(专利权)人：河南科技学院，
类型：发明
国别省市：河南;41