[发明专利]仿鱼鳞型多功能表面微结构制备方法与装置

权利要求书

1.仿鱼鳞型多功能表面微结构制备方法，其特征在于：该方法具体如下：

步骤一、采用金刚石制作圆锥形的犁刀刀头，然后将犁刀刀头烧结固定在刀柄上制成犁削刀具；犁刀刀头倾斜设置，且圆锥形的顶点斜向下设置；

步骤二、将犁削刀具的刀柄竖直固定在刀具安装轴上，刀具安装轴竖直固定在Z轴滑块上，并将需要加工的工件装夹在工件夹具上；

步骤三、通过X轴传动电机驱动X轴丝杠旋转，带动X轴滑块、加工盘、工件夹具以及工件同步沿X轴移动；同时，通过Y轴传动电机驱动Y轴丝杠旋转，带动Y轴滑块、电机安装座、Z轴传动电机、Z轴丝杠、Z轴导杆、Z轴滑块、刀具安装轴以及犁削刀具同步沿Y轴移动；从而，使犁削刀具的犁刀刀头位于工件起始切割位置正上方；然后，Z轴传动电机驱动Z轴丝杠旋转，带动Z轴滑块、刀具安装轴以及犁削刀具同步沿Z轴向下运动至工件起始切割位置处；

步骤四、通过X轴传动电机驱动X轴丝杠旋转，带动X轴滑块、加工盘、工件夹具以及工件同步沿X轴正向移动，同时，通过Y轴传动电机驱动Y轴丝杠旋转，带动Y轴滑块、电机安装座、Z轴传动电机、Z轴丝杠、Z轴导杆、Z轴滑块、刀具安装轴以及犁削刀具同步沿Y轴正反向周期性往复移动，从而在工件上加工出一行鱼鳞型微结构，鱼鳞型微结构由顺序相连的若干弧形片组成；

步骤五、Z轴传动电机驱动Z轴丝杠旋转，带动Z轴滑块、刀具安装轴以及犁削刀具同步沿Z轴向上运动离开工件；然后，通过X轴传动电机驱动X轴丝杠旋转，带动X轴滑块、加工盘、工件夹具以及工件同步沿X轴反向移动，直到工件起始切割位置与犁削刀具的犁刀刀头在X轴方向上对齐；接着，通过Y轴传动电机驱动Y轴丝杠旋转，带动Y轴滑块、电机安装座、Z轴传动电机、Z轴丝杠、Z轴导杆、Z轴滑块、刀具安装轴以及犁削刀具同步沿Y轴正向移动一个步进距离；最后，Z轴传动电机驱动Z轴丝杠旋转，带动Z轴滑块、刀具安装轴以及犁削刀具同步沿Z轴向下运动，直到犁削刀具的犁刀刀头与工件起始切割位置等高；

步骤六、重复步骤四和步骤五若干次，加工出所有行数的鱼鳞型微结构；

步骤七、将犁削刀具从刀具安装轴上卸下，并将碳纤维粉末喷头与刀具安装轴固定；

步骤八、通过Y轴传动电机驱动Y轴丝杠旋转，带动Y轴滑块、电机安装座、Z轴传动电机、Z轴丝杠、Z轴导杆、Z轴滑块、刀具安装轴以及碳纤维粉末喷头同步沿Y轴反向移动一个步进距离；然后，通过X轴传动电机驱动X轴丝杠旋转，带动X轴滑块、加工盘、工件夹具以及工件同步沿X轴正向移动，同时，碳纤维粉末喷头向加工完成的一行鱼鳞型微结构中喷入碳纤维粉末；

步骤九、通过Y轴传动电机驱动Y轴丝杠旋转，带动Y轴滑块、电机安装座、Z轴传动电机、Z轴丝杠、Z轴导杆、Z轴滑块、刀具安装轴以及碳纤维粉末喷头同步沿Y轴反向移动一个步进距离；然后，通过X轴传动电机驱动X轴丝杠旋转，带动X轴滑块、加工盘、工件夹具以及工件同步沿X轴反向移动，同时，碳纤维粉末喷头向加工完成的一行鱼鳞型微结构中喷入碳纤维粉末；

步骤十、重复步骤八和步骤九若干次，直到所有行数的鱼鳞型微结构中均喷入碳纤维粉末；

步骤十一、Z轴传动电机驱动Z轴丝杠旋转，带动Z轴滑块、刀具安装轴以及碳纤维粉末喷头同步沿Z轴向上运动离开工件，将碳纤维粉末喷头从刀具安装轴上卸下，并将铰接有碾压滚轮的滚轮架与刀具安装轴固定；碾压滚轮呈腰鼓形；

步骤十二、Z轴传动电机驱动Z轴丝杠旋转，带动Z轴滑块、刀具安装轴以及碾压滚轮同步沿Z轴向下运动，使碾压滚轮对第一行鱼鳞型微结构进行碾压；然后，通过Y轴传动电机驱动Y轴丝杠旋转，带动Y轴滑块、电机安装座、Z轴传动电机、Z轴丝杠、Z轴导杆、Z轴滑块、刀具安装轴以及碾压滚轮同步沿Y轴正向移动，使碾压滚轮对其余各行鱼鳞型微结构进行碾压，形成最终的仿鱼鳞型多功能表面微结构；

每次重复步骤四时犁削刀具沿Y轴正反向周期性往复移动的相位与前一次执行步骤四时犁削刀具沿Y轴正反向周期性往复移动的相位相差90°，使得相邻行鱼鳞型微结构的弧形片错位排布。

2.如权利要求1所述的仿鱼鳞型多功能表面微结构制备方法，其特征在于：所述鱼鳞形微结构的高度为200～400um。