[发明专利]微尺度光学结构加工装置

说明书

微尺度光学结构加工装置属于逆反射体制备领域，装置包括光学胶腔、透镜架、风机升降器、风机升降杆、风机、制备层、底座、底部激光器移动杆、底部激光器、底部激光投射镜、侧面激光器、侧面激光器升降杆、侧面激光器位移器、操作杆、保护气体喷腔、侧面激光投射镜、顶面激光反射镜、侧面激光反射镜。本专利能够用于制备逆反射体，无需原始模具，直接在制备层上生成，解决传统技术需要制造高精度原始模具以及热压印技术脱模导致的逆反射体表面变形破损的难题，解决增材技术需要进行二次加工改善表面粗糙度的难题。

技术领域

本发明属于逆反射材料加工领域

背景技术

逆反射体：具有逆反射性能的反光面或器件。

逆反射材料：在暴露的表面或接近表面有一薄层连续的微小逆反射元的材料(如反光膜，含玻璃珠的涂料、路面标线或标线带)。

反光膜：一种已制成薄膜可直接应用的逆反射材料。

逆反射材料的发展要追溯到上世纪二十年代。善于发现新事物的人们，发现在晚上用灯光照射猫的眼睛时，猫的眼睛会发射出很强的光线，可以很清楚的看清猫的眼睛。受到猫眼的启示，人们开始研究反光科学，以利用它反射汽车的灯光，解决交通标志夜间的视读问题。

第一个根据猫眼原理生产出来的逆反射材料是玻璃球，其结构和大小几乎完全和猫眼一样，就是一个透明的浑圆的球体，再加上一层具有光滑表面的金属反射层。因为玻璃和金属的材质不同，需要制成的形状也不同，所以一般都是分别制作，然后再组装在一起的。当做成特定的标志牌时，需要预先制定相应的带凹槽的模板。在暴露型玻璃珠的基础上，进一步研发了透镜埋入型的玻璃珠反光材料，它是将玻璃珠直接埋入在透明μμ树脂里的。由于玻璃珠的大小并不是完全一致的，玻璃珠和背后的反光层的距离也不是一致的，在光线穿过玻璃珠时，并不能保证该玻璃珠的焦点就正好落在背后的反光层上，这时就不能反射光线再次通过玻璃珠回到光源。因此该类型的逆反射亮度并不是很高。

在上述两种逆反射技术之上，又有了密封胶囊型的玻璃珠反光材料。其反光层是直接涂在玻璃珠上的。该类型玻璃珠的折射率与前者不同，它的特点在于折射率可以控制它的焦点刚好落在它的外壁上，而外壁上正好有一个反光层，这样的结果是保证了所有从玻璃珠折射到外壁的光线都可以返回到玻璃珠。这个特殊的折射率有一个副产品，就是光线只能从空气层进入该玻璃珠时才能保证该折射率有效。所以这类产品的特征除了反光亮度比透镜埋入型产品有更高反光亮度以外还有一个特征：在玻璃珠前面有一个空气层。这个空气层解决了膜结构内和膜结构的温差问题，减少了露水凝结导致的视认难题。

上述这些技术，都是反光材料发展前期的一些技术，其核心技术的生成与发展，主要是在20世纪40年代到70年代，此后，伴随着密封胶囊型反光膜上的多项技术专利在1985年到期，逆反射材料的新技术研发，开始转向新的反光材料——棱镜型反光材料。主要原因是，从数学角度看，玻璃珠型反光材料的反射效率，由于受到玻璃珠的球体形状的限制，有很多体积部分，是无法作为反射区的，并不是最理想的光反射控制途径，所以反光效率并不高，反光角度也还没有得到更好的控制，加之在生产过程中的能耗、废弃物排放、VOC的排放(可挥发性有机化合物的总称)，都比之后问世的微棱镜反光材料高，因此，从进入21世纪后，在世界范围内，特别是在发达国家和地区，在交通标志用反光材料领域，棱镜结构的反光材料开始越来越获得了普遍的应用。目前国际上仅有美国艾莉-丹尼森、3M和日本电石工业株式会社等少数企业掌握了微棱镜反光阵列制造技术，由于国外对中国技术封锁，国内虽然了解微棱镜反光阵列加工方法，但是对其核心加工工艺难以获知。

1)基于精密机械加工模具的塑料压模成型技术

微棱镜型反光膜制备工艺包括：微棱镜型反光膜原始模电铸形成微棱镜型反光膜工作模；工作模热压印形成棱镜基体层；棱镜基体层与其他层组合形成微棱镜型反光膜。