CN101060769B - 一种可折弯成型的三维产品的生产方法 - Google Patents
一种可折弯成型的三维产品的生产方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种可折弯成型的三维产品的生产方法，包括：(1)掩模制作：①计算机仿真设计②掩模设计、输出③掩模对位、校正。(2)光学蚀刻①将金属原材料经表面处理后，两面滚涂光刻胶，烘干；②将掩模与滚涂好的原材料双面对齐，光刻，然后显影；③将显影好的原材料放入蚀刻机进行蚀刻，然后脱模；(3)手工折弯成型。本发明的生产方法利用了光化学蚀刻中的半蚀刻方法来定位折弯起点位置和角度，通过对半蚀刻的设计来实现对产品的精确折弯控制。本方法用于制作三维产品(如金属屏蔽罩等)简单易行，成本低，效率高。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种可折弯成型的三维产品的生产方法。
(二)背景技术
20世纪80年代以来，随着计算机辅助设计和计算机辅助机械加工在制造业中的广泛应用，产品从造型设计到制造都有了很大发展，工业产品越来越向小批量、高精度和复杂几何形状方向发展，而且开发周期、生产周期越来越短。制造业面临着“如何做得更快”的问题。传统的制造方法已越来越不能满足“如何做得更快”的需要。而传统制造三维产品(如金属屏蔽罩)的方法有：1)模具冲压成型工艺，其缺陷主要在于高额的模具成本和缓慢的交期，模具不便于更改等；2)光化学蚀刻机械成型工艺，它比模具冲压成型更进一步，通过光化学蚀刻成型工艺与模具冲压成型的结合，使其交期缩短，成本降低。
光化学蚀刻成型技术是基于微电子技术、计算机技术、新材料技术和精细化工等技术的基础上发展起来的现代集成制造技术，自95年后在国内迅速发展起来。但该技术的发展现状至今还仅仅局限在平面金属薄壁件，譬如：栅网、各种集成电路引线框架、光栅和荧光显示屏陈列等。对于需三维成型的金属屏蔽罩要选用此法的话，则只有借助其它的后续工艺，比如冲压成型、模具成型等才可完成成品，或干脆选用快速成型机等才得以实现，这就远远增加了成本、延长了生产时间等，导致该工艺技术只能局限在平面的产品中，面对三维的产品则无能为力。
(三)发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种工艺简单，能够用于可折弯成型的三维产品的生产方法。
所述的可折弯成型的三维产品的生产方法，包括：
(1)掩模制作：
①计算机仿真设计 根据产品图纸或原型设计，对产品进行仿真设计和反复折弯试验仿真，得出各折弯处的半蚀刻参数、设计方法的数据；
②掩模设计、输出 对产品进行集成设计，根据仿真结果并设计好半蚀刻，进行掩模输出；
③掩模对位、校正 对掩模进行校正和对位；
(2)光学蚀刻
①将金属原材料经表面处理后，两面滚涂光刻胶，烘干；
②将掩模与滚涂好的原材料双面对齐，光刻，然后显影；
③将显影好的原材料放入蚀刻机进行蚀刻，然后脱模；
(3)手工折弯成型
将脱模好的产品沿半蚀刻线靠里手工折起，最后得到三维产品。
本发明的生产方法特别适用于生产金属屏蔽罩。进一步，所述的三维产品为金属屏蔽罩。
进一步，所述的掩模设计采用AutoCAD软件对产品进行设计。
由于金属原材料表面具有油脂、灰尘、锈斑等杂质，因而往往需对原材料表面进行除油、除锈等表面处理。推荐的一种除油剂成分比例如下：
氢氧化钠(NaOH)：20～50g/L
碳酸钠(Na2CO3)：20～60g/L
JC2006添加剂：5～10g/L
处理温度推荐在70～90℃，处理时间以至油除尽为止。上述的JC2006添加剂为一种中性表面活性剂，其主要成分为平平加。
金属原材料表面滚涂的光刻胶以厚度为20～40微米为宜，要求厚度均匀一致。烘干可以采用下述工艺：将滚涂好光刻胶的金属原材料放入烘箱中，烘干温度70℃，时间15～30分钟，进行烘干，取出，冷却。
上述的光刻通常是将掩模与滚涂好的原材料双面对齐，放入曝光机中曝光，时间一般为15～30秒。
上述所述的显影一般在显影机中进行，溶液配比可采用如下：Na2CO3∶2～5g/L，BaCL2∶0.2～0.5g/L，温度在25～45℃，时间：5～6分钟。通常对显影完的半成品进行检查，不合格品不得流入下一道工序。
上述蚀刻的蚀刻液可采用三氯化铁溶液，其配比如下：水：1000g/L，三氯化铁：28～40g/L，温度为50～70℃。
上述的脱膜可采用下述配比的碱液：NaOH 25g/L，温度70～80℃。
最终得到的三维产品一般再进行检测，最后进行包装即可。
本发明的生产方法利用了光化学蚀刻中的半蚀刻方法来定位折弯起点位置和角度，通过对半蚀刻的设计来实现对产品的精确折弯控制。本方法用于制作三维产品(如金属屏蔽罩等)简单易行，成本低，效率高。
(四)附图说明
图1是本发明的可折弯成型的三维产品的生产方法的工艺流程图。
(五)具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。
参照图1，一种可折弯成型的三维产品的生产方法，包括：
(1)掩模制作：
①计算机仿真设计 根据产品图纸或原型设计，对产品进行仿真设计和反复折弯试验仿真，得出各折弯处的半蚀刻参数、设计方法的数据；
②掩模设计、输出 对产品进行集成设计，根据仿真结果并设计好半蚀刻，进行掩模输出；
③掩模对位、校正 对掩模进行校正和对位；
(2)光学蚀刻
①将金属原材料经表面处理后，两面滚涂光刻胶，烘干；
②将掩模与滚涂好的原材料双面对齐，光刻，然后显影；
③将显影好的原材料放入蚀刻机进行蚀刻，然后脱模；
(3)手工折弯成型
将脱模好的产品沿半蚀刻线靠里手工折起，最后得到三维产品。
对显影完的半成品进行检查，不合格品不得流入下一道工序。
最终得到的三维产品再进行检测，最后进行包装。
Claims (6)
1.一种可折弯成型的三维产品的生产方法，其特征在于包括：
(1)掩模制作：
①计算机仿真设计 根据产品图纸或原型设计，对产品进行仿真设计和反复折弯试验仿真，得出各折弯处的半蚀刻参数数据；
②掩模设计、输出 对产品进行集成设计，根据仿真结果并设计好半蚀刻，进行掩模输出；
③掩模对位、校正 对掩模进行校正和对位；
(2)光学蚀刻：
①将金属原材料经表面处理后，两面滚涂光刻胶，烘干；
②将掩模与滚涂好的原材料双面对齐，光刻，然后显影；
③将显影好的原材料放入蚀刻机进行蚀刻，然后脱模；
(3)手工折弯成型：
将脱模好的产品沿半蚀刻线靠里手工折起，最后得到三维产品。
2.如权利要求1所述的可折弯成型的三维产品的生产方法，其特征在于所述的三维产品为金属屏蔽罩。
3.如权利要求1或2所述的可折弯成型的三维产品的生产方法，其特征在于所述的掩模设计采用AutoCAD软件对产品进行设计。
4.如权利要求1所述的可折弯成型的三维产品的生产方法，其特征在于所述的显影在显影机中进行，溶液配比如下：Na2CO3：2～5g/L，BaCL2：0.2～0.5g/L，温度在25～45℃，时间：5～6分钟。
5.如权利要求1所述的可折弯成型的三维产品的生产方法，其特征在于所述蚀刻的蚀刻液采用三氯化铁溶液，其配比如下：水：1000g/L，三氯化铁：28～40g/L，温度为50～70℃。
6.如权利要求1所述的可折弯成型的三维产品的生产方法，其特征在于所述的脱膜采用下述配比的碱液：NaOH 25g/L，温度70～80℃。
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