[发明专利]一种形状可控的3D螺旋微天线的加工方法及装置

权利要求书

1.一种形状可控的3D螺旋微天线的加工装置，其特征在于：包括微导线生成腔、共轴喷嘴和支撑液容器，所述微导线生成腔从上到下依次分为上、中、下三层腔体，所述微导线生成腔的上层腔体为微流腔；

所述微导线生成腔的中层腔体为紫外光固化腔；

所述微导线生成腔的下层腔体为旋转光源腔，所述旋转光源腔内设有旋转光源，所述旋转光源绕所述共轴喷嘴的轴线旋转；

所述共轴喷嘴设置在所述微流腔内，所述共轴喷嘴的喷嘴朝下设置，所述支撑液容器设置在所述旋转光源腔其出口端的下方；

所述共轴喷嘴包括共轴设置的内嵌管和外套管；

所述内嵌管和所述外套管的下部均为收缩喷嘴，且所述内嵌管内嵌于所述外套管中；

所述外套管的侧壁设有斜向上的进料管；

所述紫外光固化腔的腔体内壁均匀分布设置有多排紫外光源发射器，每排所述紫外光源发射器的紫外光源绕所述共轴喷嘴的轴线等间距设置，且每个所述紫外光源的间距大小与每排所述紫外光源发射器之间的距离大小相同。

2.根据权利要求1所述的一种形状可控的3D螺旋微天线的加工装置，其特征在于：包括控制模块，所述控制模块用于发出操作指令，所述操作指令包括调节所述微流腔内对所述共轴喷嘴施加压力的大小、所述紫外光固化腔内紫外光的波长、所述旋转光源的旋转方向和实时旋转速度以及所述旋转光源的功率。

3.根据权利要求2所述的一种形状可控的3D螺旋微天线的加工装置，其特征在于：所述微流腔内设有内嵌管施压模块和外套管施压模块；

所述内嵌管施压模块用于对所述内嵌管的内部施加压力；

所述外套管施压模块用于对设置在所述外套管上的进料管施加与所述进料管其管道轴线同向的压力。

4.根据权利要求2所述的一种形状可控的3D螺旋微天线的加工装置，其特征在于：所述旋转光源包括导轨、滑块和光源发射器；

所述导轨绕所述共轴喷嘴的轴线固定设置在所述旋转光源腔的腔体内壁上，所述光源发射器通过所述滑块安装在导轨上；

所述滑块包括旋转控制模块，所述旋转控制模块用于实时调整所述滑块的旋转速度以及旋转方向。

5.根据权利要求1所述的一种形状可控的3D螺旋微天线的加工装置，其特征在于：所述进料管与所述外套管的外套管管道轴线之间的夹角为40°。

6.根据权利要求1所述的一种形状可控的3D螺旋微天线的加工装置，其特征在于：所述微导线生成腔通过分隔板分为上、中、下三层腔体，所述分隔板为不透光分隔板，每层所述分隔板的中部开设有用于微导线通过的通孔。

7.一种形状可控的3D螺旋微天线的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：配制导电浆料和功能水凝胶，加热支撑溶液；其中，功能水凝胶和支撑材料互不相溶；

S2：将导电浆料置于内嵌管内、将功能水凝胶置于外套管内以及将支撑溶液置于支撑液容器中；

S3：对内嵌管中的导电浆料施加压力，对外套管中的功能水凝胶施加压力，使所述导电浆料和所述功能水凝胶同时从所述内嵌管和所述外套管内挤出形成长条状的微导线；

S4：控制紫外光源发出紫外光对所述微导线的外层进行初步固化处理；

S5：控制旋转光源以设定的速度和方向绕所述微导线旋转，对初步固化处理后的微导线发出连续波激光；

所述微导线经过所述旋转光源的连续波激光照射后作离心运动，在支撑溶液中形成3D螺旋微天线半成品；

S6：取出3D螺旋微天线放置于紫外线固化机中，利用功率为15mW、波长为405nm的紫外光对3D螺旋微天线进行固化处理，固化时间为15min～25min，获得3D螺旋微天线；

所述功能水凝胶为N异丙基丙烯酰胺。

8.根据权利要求7所述的加工方法，其特征在于，所述微导线的外层为水凝胶层，所述微导线的内层为导电层；

步骤S1中，所述支撑溶液为硅胶；

步骤S3中，对所述功能水凝胶施加压力的大小为50～55psi，对所述导电浆料施加压力的大小为50～55psi；

步骤S4中，所述紫外光的波长为365nm～405nm，功率为10mW；

步骤S5中，所述旋转光源以0.5～5rps的速度作逆时针方向旋转，所述连续波激光的波长为532nm，功率为200～600mW。