[发明专利]基于声表面波的微阵列无模成型装置及成型方法

权利要求书

1.一种基于声表面波的微阵列无模成型装置，其特征在于：在正方形的压电基体板（1）上光刻有两对叉指换能器，每对叉指换能器以正方形的压电基体板（1）中心轴为轴线对称布置，在压电基体板（1）中间放置正方形的玻璃液槽（3）并与压电基体板（1）胶结，被成型的液态材料（4）置于玻璃液槽（3）中。

2.根据权利要求1所述的一种基于声表面波的微阵列无模成型装置，其特征在于：所述两对叉指换能器中，每对叉指电极与各自压电基体板（1）边缘平行的一边贴有吸声材料（5）。

3.根据权利要求1所述的一种基于声表面波的微阵列无模成型装置，其特征在于：所述正方形的玻璃液槽（3）为无底玻璃液槽，通过其玻璃壁面与正方形的压电基体板（1）胶结。

4.根据权利要求1所述的一种基于声表面波的微阵列无模成型装置，其特征在于：所述正方形的玻璃液槽（3）的边长小于等于叉指换能器（2）的孔径。

5.一种基于声表面波的微阵列无模成型方法，其特征在于，该方法包括以下各步骤：

1) 将基于声表面波的微阵列无模成型装置放置在水平的平面上，使被成型的液态材料液面平坦，将产生射频电信号的多通道信号发生器和功率放大器与四个叉指换能器电极相连；

2) 开启多通道信号发生器输出射频电信号并将射频电信号传输给功率放大器，功率放大器对射频电信号进行放大并分别传给四个叉指换能器，在各叉指电极间形成电场使压电基体板表面发生机械振动，并激发出与信号发生器输出电信号同频率的超声表面波，沿着压电基体板向两侧传播产生表面波，其中朝压电基体板边缘传播的超声表面波被吸声材料吸收，朝压电基体板中心传播的超声表面波进入被成型的液体材料时产生了一个折射角为θr的纵波，四个纵波在被成型的液体材料叠加形成稳定的声场，在多个声场的叠加作用下使被成型的液态材料表面形成稳定的微阵列形貌；

3) 采用三维显微镜观察微阵列的形貌，调节信号发生器和功率放大器改变输入的射频电信号，从而改变超声表面波的振幅、频率和相位，相应地改变微阵列的高度、大小、位置，使被成型的液态材料表面形成所需的微阵列形貌；

4)调节成所需的微阵列形貌后，采用紫外光照射，使被成型的液体材料迅速固化。