[发明专利]真空压差式微加工装置及方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种真空压差式微加工装置及方法，特别是借由一真空腔与微加工机构间的压力值差，以令微粉粒磨料高速喷出撞击冲蚀工件微加工的装置及方法。

背景技术

现有以颗粒为磨料的微加工装置，例如：喷砂机，应用于工件的细部加工，利用金刚砂、铁砂、氧化铝、碳化硅、玻璃珠或其它硬质材料颗粒为主要磨料，传统喷砂机以压缩空气或其它压缩气体，流经喷嘴，因喷嘴处截面积较小，使气流经过时压力下降，流速增加，若导入喷砂磨料，该磨料颗粒会被气流带走并加速，离开喷嘴后高速冲向工件表面，而造成侵蚀效果。

常用的喷砂机有两种形式，一种为压力式(PressureType)，另一种为真空虹吸式(Siphon type)，压力式为一储存磨料的压力桶，底部以软管经控制阀，直接连到喷嘴，磨料靠压力桶内压力挤出，高速喷向工件，进行冲击蚀刻加工，虹吸式的磨料供给方式，则是利用喷嘴的文丘里管的原理，在喷嘴腰部因截面积变窄，故压力降低，形成真空，在该处导入磨料，则磨料会被吸入而且被加速，然后高速冲向工件，进行冲击蚀刻加工，二种方式的共同点为均在1大气压力下工作，机台的外壳并不需密封，喷砂腔内在集尘箱排气风扇使用中的抽气，才能使喷砂腔内压力略低于大气，以减少磨料及粉尘漏出而已，一般其压力值约为略低于大气压的-1～-5torr左右(在相对压力条件下，例如：1大气压值设定等于0托时，真空度为0％，而当100％绝对真空度时则相对压力值为-760托)，致使该颗粒磨料在撞击工件时，易受大气压力影响而产生气流阻力，而产生该撞击工件的磨料随气流形成粉尘飘移弥漫与需另外设置集尘设备的缺点，如磨料粒径更小且质量更轻时，受大气压力的气流阻力阻扰更严重，甚至无法产生足够冲击蚀刻工件表面的力量，而直接随空气气流变成粉尘，使工件微细部的微加工效果与功能受到大幅的限制。

此外，在相关的先前专利文献方面，如中国台湾专利公报第1284075号「磨料螺旋研抛装置及其方法」发明专利案，则揭示在于工件研磨加工螺杆中设置容纳磨料的本体，以随螺杆螺旋时将磨料螺旋抛出撞击研磨工件表面，以修饰去除工件加工后的毛边，但仍存有上述现有以颗粒为磨料的微加工装置需额外设置集尘设备，以及，无法以更小粒径磨料进行工件细部微加工的功能的限制问题与缺点。

发明内容

本发明所要解决的主要技术问题在于，克服现有技术存在的上述缺陷，而提供一种真空压差式微加工装置及方法，特别是具有不需额外集尘设备，不会形成气流阻力，且可以极小粒径的磨料进行工件细部微加工功能与效果的装置及方法，以解决现有以颗粒为磨料的微加工装置需额外设置集尘设备，以及，无法以更小粒径磨料，如粒径20微米(μm)以下的磨料，进行工件细部微加工功能限制的缺点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种真空压差式微加工装置，该装置包含一真空腔、至少一第一、第二压力控制泵、加工移动平台及至少一微加工机构，其中，该真空腔连结第一压力控制泵，以将该真空腔内压力控制于-100托以下，形成第一压力，该加工移动平台设于该真空腔内，供至少一工件安置及进行该工件进行至少一轴向方向的移动，该微加工机构设于该真空腔内，该第二压力控制泵连结该微加工机构，以形成第二压力，该第二压力值大于该真空腔的第一压力值，以令该微加工机构内部的微粉粒磨料借第一、第二压力值差，使磨料以高速(120米/秒以上速度)喷出射向加工移动平台上的工件进行撞击冲蚀微加工。

所述的真空压差式微加工装置，其中，该真空腔为真空罩或其它形式的密闭腔体。

所述的真空压差式微加工装置，其中，该第一压力控制泵为真空泵。

所述真空压差式微加工装置，其中，该第二压力控制泵的输出口所连结的进气控制阀为针阀。

所述真空压差式微加工装置，其中，该加工移动平台为可手动操作或其它自动控制的控制单轴或多轴加工平台。

所述真空压差式微加工装置，其中，该微加工机构包含：

至少一微粉粒磨料进料单元，内容置有数个微粉粒磨料，该微粉粒磨料进料单元并与该第二压力控制泵的进气管路连结，以使该微粉粒磨料进料单元内部受该第二压力控制泵的压力控制而形成第二压力值；

至少一输送管路，一端连结该微粉粒磨料进料单元；及

至少一喷嘴，连结输送管路一端，该喷嘴具有一喷出口，以供该微粉粒磨料进料单元内的微粉粒磨料由此喷出。

所述真空压差式微加工装置，其中，该输送管路为可弯折挠性管路。

所述真空压差式微加工装置，其中，该微加工机构包含：