一种用于制作聚合物微针的设备的制作方法

本发明涉及聚合物微针技术领域，具体涉及一种用于制作聚合物微针的设备。

背景技术：

目前，微针的制备方法大概分为浇铸法、拉伸法、微机床加工法、光刻蚀法、离心延伸制针法、涂布载药、挤出压印法、电场法、3D打印法。

浇铸法制作聚合物微针工艺中，需要将基质熔体/流体注入模具。模具硅胶、树脂等材料制作的模具被应用于许多行业，比如精密器械的翻模，汽车轮胎模具，PU树脂、不饱和树脂、玻璃、水晶、蜡烛等工艺品的模具，塑胶玩具礼品文具等很多行业的模具制造。微针模具通常具有微小的凹部和较高纵横比，如因空气、表面张力、而无法赶走空气，会产生无法形成微针的部分的技术问题。尤其使用浇注法制作表面带有凸起的精密器件的过程中，使用的溶液比较粘稠，不容易进入到模具的微孔中，而且浇注过程中难免产生气泡且在固化过程中气泡不容易排除，而气泡的存在在一定程度上会影响器件的质量。

因此，需要提供一种用于制作聚合物微针的设备，设有涂布单元和干燥单元，涂布单元中通过在模具下方设置真空抽板与真空泵连接，而使模具内部始终保持负压状态，从而达到使高粘度液体流入模具微孔，液体除气的目的，从而提高模具制作的产品质量。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种用于制作聚合物微针的设备，涂布单元中通过在模具下方设置真空抽板与真空泵连接，而使模具内部始终保持负压状态，从而达到使高粘度液体流入模具微孔，液体除气的目的，从而提高模具制作的产品质量，干燥单元设置干燥箱，快速均匀地干燥经涂布单元成型的聚合物微针。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种用于制作聚合物微针的设备，包括涂布单元、干燥单元、真空泵和传输机构；所述传输机构包括传送带和用于驱动传动带的传送电机，所述传送带上固定设有真空抽板固定架，所述真空抽板固定架上固定设有真空抽板，所述真空抽板与真空泵通过管路连通连接；所述真空抽板上方设置涂布单元，所述涂布单元包括涂布基片和用于注液到涂布基片表面的注液装置；所述真空抽板上方设置用于干燥涂布基片的干燥单元，所述干燥单元包括干燥箱和均流罩，所述均流罩设置在干燥箱内，所述干燥箱的顶部固定设有进风口，所述进风口与风机连接。

优选地，所述涂布单元还包括用于将涂布基片上的溶液刮平的刮板、滑轨、余液收集管、清洗水枪和排水槽，所述涂布基片铺设在真空抽板上，所述注液装置和刮板可在滑轨上滑动，所述真空抽板的一端固定设置余液收集管和清洗水枪，所述清洗水枪的下方固定设置排水槽。所述余液收集管用于回收刮涂后残留的溶液；所述清洗水箱用于冲洗刮板表面黏附的溶液。所述注液装置与储液罐连接。

优选地，所述真空抽板包括面板和盘体，所述面板的边缘与盘体密封固接，所述面板上设有阵列排布的抽真空微孔，所述抽真空微孔的直径为0.3mm-2mm，相邻抽真空微孔的距离为0.5mm-5mm；所述盘体上设有相互连通的通气道并与抽真空微孔连接，所述通气道与真空泵相连接，所述真空抽板3的面板上放置涂布基片，所述涂布基片、真空抽板与真空泵之间形成真空区域的绝对真空度为70kpa到101kpa(相对真空度为-70kpa到-101kpa)。所述真空泵持续抽真空，保证在涂布过程中，使真空抽板内部始终保持负压状态，从而达到使高粘度液体流入涂布基层的凹形图案孔中，除去高粘度液体中的气体，从而提高产品制作效率且使做出的产品材质饱满。

优选地，所述涂布基片的表面设有凹形图案，所述凹形图案为基底直径或边长小于1mm且大于0.01mm的倒锥形图案，所述涂布基片的厚度为0.3mm-3mm；所述涂布基片具有柔软性、透气性和不透水性，材质为硅橡胶或聚氨酯类材料。

优选地，所述干燥单元的底部设有排风孔，所述干燥单元的送风温度为度-60度，所述干燥单元进风口到达涂布基片表面的风速为0.2m/s-2m/s。

优选地，所述传送带上至少有两个真空抽板固定架。真空抽板固定架上设置真空抽板，真空抽板上设置涂布基层，完成涂布和干燥的过程。

优选地，所述注液装置的注液嘴不少于一个，且并排设置。多个注液嘴能保证注液的速度。储液罐、注液嘴以及液体驱动装置之间通过管线连接，注液嘴通过固定器固定在三维移动机构上，注液嘴能够X、Y、Z三个方向移动。

优选地，所述注液装置和刮板的高度可调。刮板固定在滑轨上，能够X方向移动。注液装置和刮板的高度可调，保证注液装置的注液嘴以及刮板的下边缘接触到涂布基片的上表面。

优选地，该设备还包括控制系统，所述控制系统与真空泵、传动电机、风机、注液装置、刮板、冲洗水枪和余液收集管电连接。控制系统控制协调真空泵、传动电机、风机、注液装置、刮板、冲洗水枪和余液收集管的操纵和运转。

优选地，该设备还包括显示系统，所述显示系统与控制系统连接，用于接收和显示控制系统的数据和信息；通过显示系统的设置控制真空泵、传动电机、风机、注液装置、刮板、冲洗水枪和余液收集管的运动。

本发明的有益效果如下：

本发明的一种用于制作聚合物微针的设备由于采用了以上技术方案，设有涂布单元和干燥单元，涂布单元中通过设置真空抽板与真空泵连接，而使设备始终保持负压状态，从而达到使高粘度液体流入涂布基层的倒锥形图案中，液体除气的目的，从而提高聚合物微针的产品质量，干燥单元设置干燥箱，快速均匀地干燥经涂布单元涂布好的涂布基层上的聚合物微针。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出本发明的一种用于制作聚合物微针的设备的整体结构示意图。

图2示出本发明的一种用于制作聚合物微针的设备的涂布单元结构示意图。

图3示出本发明的一种用于制作聚合物微针的设备的干燥单元结构示意图。

图4示出本发明的一种用于制作聚合物微针的设备的干燥单元的风向示意图。

图中各标记如下：1涂布单元，101滑轨，102注液装置，103刮板，104余液收集管，105清洗水枪，106排水槽，107涂布基片，2干燥单元，201进风口，202干燥箱，203均流罩，204排风孔，3真空抽板，4真空抽板固定架，5传送带，6传送电机，7真空泵，8控制系统，9显示系统

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

如图1-图4所示，一种用于制作聚合物微针的设备，包括涂布单元1、干燥单元2、真空泵7和传输机构；所述传输机构包括传送带5和用于驱动传动带5的传送电机6，所述传送带5上固定设有真空抽板固定架4，所述传送带5上至少有两个真空抽板固定架4。所述真空抽板固定架4上固定设有真空抽板3，所述真空抽板3与真空泵7通过管路连通连接。

所述真空抽板3上方设置涂布单元1，所述涂布单元1包括涂布基片107、用于注液到涂布基片107表面的注液装置102和用于将涂布基片107上的溶液刮平的刮板103；所述注液装置102的注液嘴不少于一个，且并排设置。所述涂布单元1还包括滑轨101、余液收集管104、清洗水枪105和排水槽106，所述涂布基片107铺设在真空抽板3上，所述注液装置102和刮板103可在滑轨101上滑动，所述真空抽板3的一端固定设置余液收集管104和清洗水枪105，所述清洗水枪105的下方固定设置排水槽106。所述注液装置102和刮板103的高度可调。

所述注液装置102、刮板103、余液收集管104、清洗水枪105和排水槽106的控制都是可以独立控制。也就是说注液装置注液后，可以不实行刮涂、余液收集、清洗和排水功能，直接进入干燥流程。

所述真空抽板3上方设置用于干燥涂布基片107的干燥单元2，所述干燥单元2包括干燥箱202和均流罩203，所述均流罩203设置在干燥箱202内，所述干燥箱202的顶部固定设有进风口201，所述进风口201与风机连接。所述干燥单元2的底部设有排风孔204，所述干燥单元2的送风温度为4度-60度，所述干燥单元2进风口201到达涂布基片107表面的风速为0.2m/s-2m/s。

所述真空抽板3包括面板和盘体，所述面板的边缘与盘体密封固接，所述面板上设有阵列排布的抽真空微孔，所述抽真空微孔的直径为0.3mm-2mm，相邻抽真空微孔的距离为0.5mm-5mm；所述盘体上设有相互连通的通气道并与抽真空微孔连接，所述通气道与真空泵7相连接，所述真空抽板3的面板上放置涂布基片107，所述涂布基片107、真空抽板3与真空泵7之间形成真空区域的绝对真空度为70kpa到101kpa(相对真空度为-70kpa到-101kpa)。

所述涂布基片107的表面设有凹形图案，所述凹形图案为基底直径或边长小于1mm且大于0.01mm的倒锥形图案，所述涂布基片107的厚度为0.3mm-3mm；所述涂布基片107具有柔软性、透气性和不透水性，材质为硅橡胶或聚氨酯类材料。

该设备还包括控制系统8和显示系统9，所述控制系统8与真空泵7、传动电机6、风机、注液装置102、刮板103、冲洗水枪105和余液收集管104电连接。所述显示系统9与控制系统8连接，通过显示系统9的设置控制真空泵7、传动电机6、风机、注液装置102、刮板103、冲洗水枪105和余液收集管104的运动。

本发明设备的微针制作工艺流程：

首先将配制好的溶液灌注到储液罐中，在显示系统9的用户界面设置工艺参数。将涂布基片107放在真空抽板3上，开启真空泵7使涂布基片107吸附在真空抽板3上。开启注液装置102，注液装置102的注液嘴开始在涂布基片107上注液；开启刮板103，开始刮涂涂布基片107上表面的溶液；开启余液回收管104回收刮涂后的残留溶液；开启冲洗水枪105，冲洗刮板103上的残留溶液，冲洗后的残留溶液进入排水槽106排出。

涂布后的涂布基片107在真空抽板3的带动下，由传送带5传送到干燥单元2的干燥箱202内，开启风机，风机的风由进风口201经均流罩203送风至涂布基片107上，由干燥单元2底部的排风孔204排出，送风温度为4度-60度，到达涂布基片107表面的风速为0.2m/s-2m/s。

干燥后的涂布基片107从真空抽板3上移走，真空吸板3回到初始位置，重复上述过程。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。