[发明专利]一种新型步进式紫外光固化微压印装置

说明书

本发明公开了一种新型步进式紫外光固化微压印装置及方法。该装置主要由支架、透明基材、放卷机构、张力控制系统、收卷机构、导向辊、压印装置、光照系统、涂布机构等组成。其内容包括:压印模具经过抗粘处理使其对光固化材料压印完成后具有不粘性，易于分离。光固化材料通过垂直于透明基材的涂布机构涂覆在透明基材上，调节刮刀与涂布辊表面之间的距离控制光固化材料的量，打开紫外光源，启动压印装置，光固化材料通过紫外光辐照固化并与透明基材连为一体，得到微结构，压印装置离开透明基材至下一次压印过程中，透明基材以均匀间歇的方式向前运动，基材上已完成的微结构向前运动恰好通过压印装置，基材上未被压印的光固化材料进行下一轮压印，依次循环，最终得到微结构。本发明设备简单，易于操作，有较高的产品良率并且能够进行大批量生产。

技术领域

本发明属于微纳加工制造领域，尤其涉及一种紫外光固化微压印的装置。

背景技术

微纳制造技术通常是指微纳米级的材料、制造、设计、测量、控制和产品的技术。随着技术的进步，纳米科学和纳米技术的迅速崛起，微纳制造技术显得尤为重要。目前，微纳制造技术具有体积小、重量轻、可靠性高等优点，广泛用于生物医学、国防科技、光学产业、精细化工等方面，且微纳结构材料具有良好的稳定性，该材料一般不会团聚，在使用过程中结构也比较稳定，因其特殊的形貌和性能，越来越引起人们的重视。

21世纪，纳米制造将成为世界发达国家技术竞争的评定之一。微纳制造工艺与技术的发展使制造对象由宏观进入微观和纳观，大幅度提升了制造的精度和质量，对促进学科交叉起到积极的推动作用，使制造科学的研究更加完善。在科学技术的推动下，以微纳制造为代表的先进制造技术必将向“信息化、极限化和绿色化”的方向发展，最终成为未来制造业发展的关键，可以说微纳制造技术是未来科技发展中不可或缺的核心技术之一，只有全面掌握微纳制造技术，才能保障未来的高新技术发展。

微纳压印技术主要分为热压印和紫外压印两大类，紫外光固化微压印技术不同于传统的热压印成型的制备方法。紫外光固化微压印技术可以在常温常压下进行，克服了热压印造成的热变形及翘曲的缺陷，最重要的不同是热压印过程模具的温度先升高后降低，而紫外压印在整个过程处于恒温的状态，减少了热压印达到高温高压环境所需的时间，提高了生产效率，具有成本低、操作简便、成型快、效率高、绿色环保等优点。本发明采用的步进式紫外光固化装置以均匀间歇的方式向前运动，利用无缝拼接原理，所得制品加倍扩大，使得制品可大批量不间断连续生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型步进式紫外光固化微压印装置，利用紫外光固化微压印技术在常温常压下进行压印，成本低、操作简便，克服了热压印成型条件高的难题。本发明具有成型效率高，复制精度高，能量消耗低等优点。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种新型步进式紫外光固化装置。该装置包括支架、透明基材、放卷机构、张力控制系统、收卷机构、导向辊、压印装置、光照系统、涂布机构。压印模具表面经过抗粘处理，使其对光固化材料具有不粘性，光固化材料固化后易于与压印装置脱落，涂布机构将光固化材料均匀涂覆在透明基材上，打开紫外光源，启动压印装置，得到微结构膜，压印装置离开透明基材至下一次压印过程中，透明基材以均匀间歇方式向前运动，当压印装置再次压印时，微结构膜恰好通过压印装置，未被压印的光固化材料进行下一轮压印，最后通过导向辊牵引与收卷机构将微结构膜进行收卷。

根据本发明所提出的步进式紫外光固化微压印装置，其所述压印装置每次离开透明基材的时间间隔，透明基材应恰好向前运动一个压印装置所压印的长度。

根据本发明所提出的步进式紫外光固化微压印装置，其所述放卷机构位于基材侧上方，放卷时会相对省力，对放卷机构起到保护作用。

根据本发明所提出的步进式紫外光固化微压印装置，其所述收卷机构位于基材侧下方，收卷时对收卷机构起到保护作用。