一种微粒制造设备及其应用
【专利摘要】本发明属于微纳加工领域，尤其涉及一种微粒制造设备及其应用。本发明提供了一种微粒制造设备，包括：激光器、反射镜、凸透镜、承载件和接收件；所述激光器产生激光后，所述激光依次通过所述反射镜和凸透镜后到达所述承载件，放置在所述承载件上的牺牲层受到激光作用后，产生能量波，使得液态低表面能材料发生溅射生成微粒，生成的所述微粒到达所述接收件。本发明还提供了一种上述微粒制造设备在制备低表面能材料微粒中的应用。本发明提供的技术方案中，不限定原材料的种类，通过调节激光器产生不同能量的激光，可得到不同大小的微粒，精确度高。解决了现有技术中，微粒制备应用范围窄以及微粒大小精确度差的技术缺陷。
【专利说明】
一种微粒制造设备及其应用
技术领域
[0001]本发明属于微纳加工领域，尤其涉及一种微粒制造设备及其应用。
【背景技术】
[0002]微粒化制备技术除了在粉末燃烧、喷射干燥、气体雾化、喷射沉积、喷墨打印和快速成形生产等领域中有着广泛的应用，在基础科学研究中有极其重要的意义，如流体力学、紊流机制等。微粒化制备技术在航空、冶金、电子封装、化工、医药等行业同样有广泛应用，特别是生物细胞培养领域，因为动物细胞贴壁生长的特性需要载体有表面光滑、尺寸均匀的特性。一些生物材料诸如PDMS(聚二甲基硅氧烷)，表面能极低。液态低表面能材料很难在一般条件下自然聚集形成微粒，故对制备尺寸均匀、表面光滑的低表面能微粒提出需求。
[0003]现有技术中，微粒制备方法主要包括:切丝重熔法、膜乳化法等。切丝重熔法制备微粒工艺具有可控性好、成本低廉以及设备简单的优点。然而，切丝重熔法有明显的缺陷，主要包括:工序繁多、生产效率低以及精确度不高；同时，该方法只是针对金属材料，不适用于高分子材料，更不适用于液态低表面能材料，还具有应用范围窄的技术缺陷。膜乳化法制备微粒时，具有工艺流程复杂、较难得到尺寸小的微粒以及微粒尺寸不均匀的问题。
[0004]因此，研发出一种微粒制造设备及其应用，用于解决现有技术中，微粒制备应用范围窄以及微粒大小精确度差的技术缺陷，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明提供了一种微粒制造设备及其应用，用于解决现有技术中，微粒制备应用范围窄以及微粒大小精确度差的技术缺陷。
[0006]本发明提供了一种微粒制造设备，所述微粒制造设备包括:激光器、反射镜、凸透镜、承载件和接收件;所述激光器产生激光后，所述激光依次通过所述反射镜和凸透镜后到达所述承载件，放置在所述承载件上的原料受到激光作用后，发生溅射生成微粒，生成的所述微粒到达所述接收件。
[0007]优选地，所述激光器的能量和频率可调节。
[0008]优选地，所述微粒制造设备还包括:控制单元；
[0009]所述控制单元分别与所述激光镜、所述承载件和所述接收件相连。
[0010]优选地，所述承载件为石英玻璃承载件。
[0011 ]优选地，所述石英玻璃承载件的透光率大于85%。
[0012]优选地，所述微粒制造设备还包括:移动平台；
[0013]所述移动平台设置于所述接收件的下方，所述移动平台与所述控制单元连接。
[0014]优选地，所述微粒制造设备还包括:烘干单元；
[0015]所述烘干单元设置在所述接收件的外部。
[0016]优选地，所述微粒制造设备还包括:金属牺牲层；
[0017]所述金属牺牲层设置在所述承载件上。
[0018]优选地，所述接收件的表面具有多重级数微结构。
[0019]本发明还提供了一种包括以上任意一项所述的微粒制造设备在制备低表面能微粒中的应用。
[0020]综上所述，本发明提供了一种微粒制造设备，所述微粒制造设备包括:激光器、反射镜、凸透镜、承载件和接收件;所述激光器产生激光后，所述激光依次通过所述反射镜和凸透镜后到达所述承载件，放置在所述承载件上的原料受到激光作用后，发生溅射生成微粒，生成的所述微粒到达所述接收件。本发明还提供了一种上述微粒制造设备在制备低表面能材料微粒中的应用。本发明提供的技术方案中，激光器产生的激光通过反射镜改变光路后，由凸透镜进行聚焦到达承载件，承载件上的原材料接受高能脉冲的激光热作用和能量波作用，发生溅射制得微粒产品达到接收件。本发明提供的技术方案中，不限定原材料的种类，通过调节激光器产生不同能量的激光，可得到不同大小的微粒，精确度高。解决了现有技术中，微粒制备应用范围窄以及微粒大小精确度差的技术缺陷。本发明提供的技术方案，还具有操作简单、能耗低以及制备速度快的优点。
【附图说明】
[0021]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0022]图1为本发明提供的一种微粒制造设备的结构示意图；
[0023]图2为本发明提供的一种微粒制造设备中，烘干单元的示意图；
[0024]其中，控制单元1、激光器2、反射镜3、凸透镜4、承载件5、金属牺牲层6、原材料7、微粒产品8、接收件9、移动平台10以及烘干单元11。
【具体实施方式】
[0025]本发明提供了一种微粒制造设备及其应用，用于解决现有技术中，微粒制备过程中工艺复杂、应用范围窄以及微粒大小精确度差的技术缺陷。
[0026]下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0027]为了更详细说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种微粒制造设备及其应用，进行具体地描述。
[0028]请参阅图1和图2，本发明提供了一种微粒制造设备，包括:激光器2、反射镜3、凸透镜4、承载件5和接收件9;激光器2产生激光后，激光依次通过反射镜3和凸透镜4后到达所述承载件，放置在承载件5上的原料受到激光作用后，发生溅射生成微粒，生成的微粒到达接收件9。本发明提供的技术方案中，激光器2产生的激光通过反射镜3改变光路后，由凸透镜4进行聚焦到达承载件5，承载件5上的原材料7接受高能脉冲的激光热作用和能量波作用，发生溅射制得微粒产品8达到接收件9。本发明提供的技术方案中，不限定原材料的种类，通过调节激光器2产生不同能量的激光，可得到不同大小的微粒，微粒的直径精确度高。解决了现有技术中，微粒制备应用范围窄以及微粒大小精确度差的技术缺陷。
[0029]为满足多层次的使用需求，当原料不同或者制备不同粒径大小的微粒时，需要不同能量以及频率的激光，因此，本发明实施例中，激光器2的能量和频率可调节。
[0030]为实现自动化控制，降低操作复杂程度，实现对各参数的准确参数，本发明实施例提供的一种微粒制造设备还包括:控制单元I;所述控制单元I分别与激光镜2、承载件5和接收件9相连。控制单元I可以对激光镜2产生的能量、承载件5和接收件9之间的距离等参数进行调节，控制接收件9上微粒产品8的粒径。
[0031]本发明实施例中，兼顾以降低生产成本、延长设备使用寿命以及提高产品质量的角度考虑，本发明提供的一种微粒制造设备中，承载件5为石英玻璃承载件。
[0032]进一步地优化技术方案，石英玻璃承载件的透光率大于85%。
[0033]为加快反应速度，降低反应操作难度，本发明实施例提供的一种微粒制造设备还包括:移动平台10;移动平台1设置于接收件9的下方，移动平台10与控制单元I连接。移动平台10接收控制单元I发出的指令，通过移动平台I的移动，使得接收件9始终可以处在承载件5的正下方。
[0034]由于接收件9上形成的微粒产品8为自然聚集成的球形液滴，为加快球形液滴的固化速度，本发明实施例提供的一种微粒制造设备还包括:烘干单元11;烘干单元11设置在接收件9的外部。通过烘干单元11的加温固化作用，形液滴的固化速度可以明显加快，提高了制备的速度。同时，还防止球形液滴由于未进行及时固化而发生形变。
[0035]为进一步降低反应能耗，本发明实施例提供的一种微粒制造设备还包括:金属牺牲层6;金属牺牲层6设置在承载件5上。金属牺牲层6接受高能脉冲激光热作用和能量波的作用，能量波的作用传递至原材料7，使得原材料7发生溅射，形成微粒后，掉落到接收件9上。
[0036]为得到曲率不同的圆弧形液滴，本发明实施例中，接收件9的表面具有多重级数微结构。通过对接收件9进行不同的表面修饰和微结构加工，改变微利产品8与接收件9的接触角大小，获得曲率不同的圆弧形液滴。
[0037]综上所述，本发明提供了一种微粒制造设备，包括:激光器2、反射镜3、凸透镜4、承载件5和接收件9;激光器2产生激光后，激光依次通过反射镜3和凸透镜4后到达所述承载件，放置在承载件5上的原料受到激光作用后，发生溅射生成微粒，生成的微粒到达接收件9。本发明提供的技术方案中，激光器2产生的激光通过反射镜3改变光路后，由凸透镜4进行聚焦到达承载件5，承载件5上的原材料7接受高能脉冲的激光热作用和能量波作用，发生溅射制得微粒产品8达到接收件9。本发明提供的技术方案中，不限定原材料的种类，通过调节激光器2产生不同能量的激光，可得到不同大小的微粒，微粒的直径精确度高。解决了现有技术中，微粒制备应用范围窄以及微粒大小精确度差的技术缺陷。
[0038]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种微粒制造设备，其特征在于，所述微粒制造设备包括:激光器、反射镜、凸透镜、承载件和接收件； 所述激光器产生激光后，所述激光依次通过所述反射镜和凸透镜后到达所述承载件，放置在所述承载件上的原料受到激光作用后，发生溅射生成微粒，生成的所述微粒到达所述接收件。2.根据权利要求1所述的微粒制造设备，其特征在于，所述激光器的能量和频率可调-K-T O3.根据权利要求2所述的微粒制造设备，其特征在于，所述微粒制造设备还包括:控制单元； 所述控制单元分别与所述激光镜、所述承载件和所述接收件相连。4.根据权利要求1所述的微粒制造设备，其特征在于，所述承载件为石英玻璃承载件。5.根据权利要求4所述的微粒制造设备，其特征在于，所述石英玻璃承载件的透光率大于 85%。6.根据权利要求3所述的微粒制造设备，其特征在于，所述微粒制造设备还包括:移动平台； 所述移动平台设置于所述接收件的下方，所述移动平台与所述控制单元连接。7.根据权利要求1所述的微粒制造设备，其特征在于，所述微粒制造设备还包括:烘干单元； 所述烘干单元设置在所述接收件的外部。8.根据权利要求1所述的微粒制造设备，其特征在于，所述微粒制造设备还包括:金属牺牲层； 所述金属牺牲层设置在所述承载件上。9.根据权利要求1所述的微粒制造设备，其特征在于，所述接收件的表面具有多重级数微结构。10.—种包括权利要求1至9任意一项所述的微粒制造设备在制备低表面能材料微粒中的应用。
【文档编号】B23K26/064GK105855726SQ201610431001
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年6月15日
【发明人】邓宇, 麦文豪, 郭钟宁, 张永康, 黄志刚, 洪文生, 江树镇, 刘桂贤
【申请人】广东工业大学