一种制造用于生成有孔膜的地形支持件的方法及有孔三维膜技术

本发明专利技术提供了一种形成一个三维地形支持件以产生有孔膜的方法，通过本发明专利技术的方法形成的三维地形支持件，以及在其上形成的有孔膜。地形支持件通过移动一个激光束穿过工件的表面同时调节激光束的功率来形成，借此刻蚀工件的表面，以形成这个三维地形支持件。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
有孔膜近年来已经众所周知。各种利用多种支持件来产生有孔膜的方法也已被众人所知。通常是，使一个高分子膜层和一个有孔支持件相符而形成一个有孔膜通过。与支持件接触放置所述有孔膜层，并且受到一流体压力。流体压力之间的差异导致了膜和形成的表面的形状相符，并且在形成的表面的洞内成孔。已知的用来产生有孔膜的支持件包括金属编织网和压制的、钻孔的、电镀的或酸浸蚀的金属筛。这些已知的支持件的一些描述已经在Lucas等人的US4,151,240中和Radel等人的US4,342,314中所公开。这些支持件和最终形成于其上的有孔膜有局限于如下的图案，或者是在金属丝网情况下的网纹，或者是在金属滤网情况下的压制的、钻孔的、电镀的或酸浸蚀蚀刻的图案。
技术实现思路
本专利技术涉及用于产生有孔膜的激光刻蚀、三维地形支持件的制造方法，以及经由所述方法制成的支持件，所述支持件可用于生产有孔膜。按照本专利技术的一个最佳方法，一个激光束移动经过一工件的外表面。当激光束移动经过工件的外表面的时候调节激光束的能量，借此刻蚀工件的表面。刻蚀工件的结果是形成了一个三维地形支持件，所述支持件具有包括许多断开的大构件(macrofeature)的轮廓外表面。大构件突出于外表面至少约0.005英寸。大构件可以在支持件的外表面的任何位置产生。“大构件”被定义为这样的表面构件，所述表面构件当观察者的眼睛和外表面之间的垂直距离大约为12英寸或者更大时，可由普通的人体肉眼逐一识别。“断开”指的是在至少一个和支持件的表面平行的切割平面上大构件彼此物理上分开。这些大构件中的每一个当在与工件的外表面平行的任何切割平面上测量时都有一个大于0.011英寸的最大尺寸。大构件本身可能是连续的轮廓；也就是说，穿过所述支持件的深度的任何二个相邻的切割平面可能是不同的。也可以通过如下步骤制造在其上具有许多断开大构件的三维有孔膜在移动激光束穿过工件的外表面时调节激光束的能量来刻蚀工件的外表面，形成一个三维地形支持件；在支持件的刻蚀的外表面上放置一块膜；使该膜变形以便使它的形状和支持件的外表面相符。在一个实施例中，在将膜放在支持件的表面上之前对其加热，例如使用热空气进行加热。在另一个实施例中，膜在被放置在支持件的外表面之前通过立即挤压来制造所述膜，而在挤压步骤和放置步骤之间进行可任选的冷却。在另一个实施例中，通过在一个具有整体结构的三维地形支持件的外表面上放置一块膜而形成有孔膜，所述的外表面具有一定的轮廓并且包括许多断开的大构件；使膜变形从而使它的形状和支持件的外表面相符。另外，在将膜放在支持件的表面上之前也可以对其加热，如通过热空气进行加热，或者也可以在将膜放置在支持件的外表面上之前通过立即挤压来制造所述膜，在挤压步骤和放置步骤之间进行可任选的冷却。附图说明图1是本专利技术的一种三维地形支持件的示意图。图2是一个用于激光刻蚀工件以形成本专利技术的三维地形支持件的设备的示意图。图3是一个用于图2中的设备的计算机控制系统的示意图。图4是用于光栅钻孔工件来制造用于有孔膜的支持件的图案文件的一个例子的放大图。图5是一个用于激光切削一预先钻孔的工件来制造本专利技术一种三维地形支持件的图案文件的放大图。图6是用图5中的文件已被激光钻孔之后的工件的显微照片。图6A是已经激光切削之后的工件的显微照片。图6B是图6A中的结构的截面的显微照片。图7是在图6的支持件上制造的膜的显微照片。图8是另一个用于激光切削一预先钻孔的工件来制造本专利技术一种三维支持件的图案文件的图示。图9是另一个用于激光切削一预先钻孔的工件来制造本专利技术另一种三维地形支持件的图案文件的另一个图示。图10是一个用于激光刻蚀一工件来制造本专利技术三维地形支持件的图案文件的图示。图11是利用图10中的文件激光刻蚀的工件的显微照片。图11A是图11中的激光刻蚀的工件的截面的显微照片。图12是一个用图11中的激光刻蚀的支持件制造的有孔膜的显微照片。图12A是一个用图11中的激光刻蚀的支持件制造的有孔膜的另一个显微照片。图13是一个可被用来通过激光调节制造激光刻蚀的支持件的图案文件的实施例。图13A是图13中的文件的一系列重复的图示。图14是图13中的文件的部分A的放大图。图15是用于产生图14中的部分B的图案文件的放大图。图16是利用图13中的文件通过激光调节产生的激光刻蚀支持件的显微照片。图17是图16中的激光刻蚀支持件的一部分的显微照片。图18是利用图16中的激光刻蚀支持件制造的膜的显微照片。图19是图18中的膜的一部分的显微照片。图20是用于通过激光调节制造激光刻蚀支持件的图案文件的另一个实施例。图21是图20中的文件的一系列重复的图示。图22是图20中的文件的部分C的放大图。图23是用于产生图22中的部分D的图案文件的放大图。图24是利用图20中的文件通过激光调节制造的激光刻蚀支持件的显微照片。图25是在图24中的支持件上制得的有孔膜的显微照片。图26是本专利技术的支持件放在一成膜设备上的示意图。图27是用于制造本专利技术的有孔膜的设备的示意图。图28是图27中的圆形部分的示意图。具体实施例方式现在参考附图，图1中示出了已经激光刻蚀成为一个整体的、三维地形支持件的例举性工件的示意图。工件2包括一个薄的管状圆柱体10，其具有一个内表面1001和一个外表面1000。工件2的外表面有不处理的表面区域11和一个激光刻蚀的中心部分12。一个用来制造本专利技术的支持件的优选工件是一个薄壁的乙缩醛无缝管，其全部剩余的内应力均已消除。工件的管壁厚度在1-8毫米之间，最好是在2.5-6.5毫米之间。用于形成支持件的例举性工件的直径在一到六英尺之间，其长度可在二到十六英尺的范围内。然而，这些尺寸是一个设计选择的问题。其它的形状和材料组成也可用于工件，如丙烯酸类树脂、聚氨酯、聚酯、高分子量聚乙烯及其它可用激光束处理的聚合物。现在参考图2，图中示出了一个用于激光刻蚀本专利技术的支持件的设备的示意图。将原始空白管状工件2装配在适当的主轴或心轴21上，心轴21将其固定为圆筒形并使其在轴承22中绕其纵轴旋转。设置一个旋转的驱动器23，使心轴21以可控的速度旋转。旋转的脉冲发生器24与心轴21连接，并监控其旋转，使得随时都知道其准确的径向位置。将一个或多个导轨25平行装配在心轴21的摆幅之外，使托架26跨过心轴21的整个长度，同时保持与管2顶表面3有恒定的间隙。托架驱动器33沿导轨25移动托架，而托架脉冲发生器34标记托架相对于支持件2的横向位置。将聚焦台27装配在托架上。聚焦台27安装在聚焦导轨28上。聚焦台27的移动也可以与托架26的移动成直角，并设置相对于顶表面3的聚焦透镜29的装置。装配聚焦驱动器32，以便放置聚焦台27并使透镜29聚焦。透镜29固定到聚焦台27上，透镜29固定在喷嘴30中。喷嘴30有装置31，用于将加压气体引入喷嘴30中来冷却透镜29并保持其清洁。在属于James等人的美国专利U.S.5,756,962中描述了为此而使用的优选的喷嘴30，该美国专利文献在本文中引作参考。最终弯曲镜35也装配在托架26上，最终弯曲镜35将激光束36引到聚焦透镜29上。激光37远程定位，任意激光束弯曲镜38将射线束指向最终射线束弯曲镜35。尽管有可能将激光器37直接装配在托架26上并取消射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制备有孔的、三维膜的方法，它包括：ａ）通过移动一激光束穿过工件的外表面同时调节激光束的功率来形成一个三维地形的支持件，借此刻蚀所述工件的外表面；ｂ）在所述被刻蚀的支持件的外表面上放置一个膜；以及ｃ）使所述膜变形，以便使它 的形状与支持件的外表面相符。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：WGF凯利，WA詹姆斯，
申请(专利权)人：麦克内尔PPC股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]