一种贴合模具功能性表面的加工方法与流程

本发明涉及激光加工领域，尤其涉及一种贴合模具功能性表面的加工方法。

背景技术：

振膜是喇叭单元能否拥有好素质的关键部件之一，而振膜的加工工艺对其品质有着至关重要的影响。在薄膜、插音圈、支架等部件贴合的过程中经常遇到以下问题：一、热熔胶在模具面存在局部严重粘结区域，在模具顶出离膜时容易因应力造成变形或破裂，影响振膜的声音质素和生产过程的良率；二、残胶附着在模具表面，模具清理较困难，而且容易造成模具表面划伤和刮伤，大大降低了模具的寿命和生产效率。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种非接触式、高精度和防止残胶附着粘结在表面的贴合模具功能性表面的加工方法。

本发明的技术方案如下：

本发明提供一种贴合模具功能性表面的加工方法，所述加工方法包括以下步骤：

步骤B、设置贴合模具的待加工表面的加工路径；

步骤C、通过激光在所述待加工表面上加工出具有周期性峰谷状的微纳结构，形成功能性表面。

本发明的更进一步优选方案是：所述步骤C后还包括：

步骤D、清洗贴合模具，并进行烘烤退火处理。

本发明的更进一步优选方案是：所述步骤B前还包括：

步骤A、对贴合模具进行清洗、出光以及干燥处理。

本发明的更进一步优选方案是：所述步骤B包括步骤：

步骤B1、获取贴合模具需要加工的功能性表面的轮廓形状；

步骤B2、通过三维建模软件建立功能性表面的三维模型；

步骤B3、输出可供激光设备使用的文件格式。

本发明的更进一步优选方案是：所述步骤C包括步骤：

步骤C1、开启激光设备，调整激光焦距，使激光焦点位置处于贴合模具表面；

步骤C2、根据步骤B2中的三维模型的形貌尺度特征，选择合适的光学元器件配置；

步骤C3、设置激光设备的参数，在贴合模具表面加工出具有周期性峰谷状的微纳结构，形成功能性表面。

本发明的更进一步优选方案是：所述步骤C1之前还包括步骤：调整贴合模具的位置与激光加工设备坐标系上的三维模型在空间上重合。

本发明的更进一步优选方案是：所述步骤C3中的激光设备为：脉宽≤800fs，波长532nm/1064nm的飞秒激光器。

本发明的更进一步优选方案是：所述步骤C3中周期性峰谷状微纳结构的峰峰距离范围为10-50um，峰谷高度范围为15-30um。

本发明的更进一步优选方案是：所述步骤C3中激光设备的参数包括打标速度、空跳速度、Q频、填充密度、功率，其中，所述打标速度为1000～5000mm/s，所述空跳速度为5000mm/s，所述Q频为100～1000KHz，填充密度为0.01～0.05mm，功率为30～100％。

本发明的更进一步优选方案是：所述步骤C2中选择的光学元器件为：扩束镜倍数2X～5X，F-θ场镜F80～F160。

本发明的有益效果是：通过激光在贴合模具的待加工表面上加工出具有周期性峰谷状微纳结构，并形成功能性表面，在振膜的贴合过程中有利于防止残胶附着和局部严重粘结的情况出现，有利于减少清模次数、提高模具寿命和生产效率。同时贴合模具的功能性表面能有效减少离模时应力，降低振膜贴合过程中的应力与形变，确保声音质素不受加工过程的影响。

附图说明

图1是本发明实施例的贴合模具功能性表面的加工方法的方法流程图；

图2是本发明实施例的步骤S200的方法流程图；

图3是本发明实施例的步骤S300的方法流程图；

图4是本发明实施例的周期性峰谷状微纳结构的示意图。

具体实施方式

本发明提供一种贴合模具功能性表面的加工方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供的一种贴合模具功能性表面的加工方法，一并参见图1至图4，所述加工方法包括以下步骤：

步骤S200、设置贴合模具的待加工表面的加工路径；

步骤S300、通过激光在所述待加工表面上加工出具有周期性峰谷状的微纳结构，形成功能性表面。

通过激光在贴合模具的待加工表面上加工出具有周期性峰谷状微纳结构，并形成功能性表面，在振膜的贴合过程中有利于防止残胶附着和局部严重粘结的情况出现，有利于减少清模次数、提高模具寿命和生产效率。同时贴合模具的功能性表面能有效减少离模时应力，降低振膜贴合过程中的应力与形变，确保声音质素不受加工过程的影响。需要注意的是，本实施例中，所述激光为具有线偏振特性的飞秒激光，具有线偏振特性的飞秒激光易在金属表面诱发纳米尺度的微波纹，从而改善表面的润湿性能，使功能性表面具备疏水性能。

进一步的，如图1所示，所述步骤S300后还包括：

步骤S400、清洗贴合模具，并进行烘烤退火处理。

本实施例中，通过将贴合模具置于无水乙醇中进行超声波清洗，再进行烘烤退火处理，可以有效的提高贴合模具的硬度以及耐磨度，提高贴合模具的使用寿命。其中，烘烤温度应小于等于200℃，烘烤时间应大于等于5H。烘烤过程中通入空气作为环境气氛。通过限定烘烤的时间以及温度，可以有效的提高烘烤退火的效率，同时可防止温度过高破坏贴合模具的功能性表面，保证良品率。

进一步的，如图1所示，所述步骤S200前还包括：

步骤S100、对贴合模具进行清洗、出光以及干燥处理。

通过对贴合模具进行清洗、出光以及干燥处理，可以有效的清除贴合模具表面的油污、灰尘等杂物，保证贴合模具加工的正常进行。本实施例中，贴合模具材质的选择可选用不锈钢或铜合金，可提高模具的使用寿命。纯铝等硬度较软的材质不适合用于制作功能性表面，且由于其耐磨性较差而容易导致模具寿命下降。贴合模具的表面状态需为抛光状态，其粗糙度Ra≤3um，通过对贴合模具的表面进行初步加工，可以有效的缩短贴合模具的功能性表面加工的时间，提高加工效率。

更进一步的，如图1、图2所示，所述步骤S200包括步骤：

步骤S210、获取贴合模具需要加工的功能性表面的轮廓形状；

步骤S220、通过三维建模软件建立功能性表面的三维模型；

步骤S230、输出可供激光设备使用的文件格式。

根据需要加工的功能性表面的轮廓形状，建立三维模型，再输出可供激光设备使用的文件格式，所述激光设备即可根据三维模型完成待加工表面的加工路径的设置。所述三维建模软件为Auto CAD、SolidWorks等可进行三维建模的软件。

进一步的，如图1、图3所示，所述步骤S300包括步骤：

步骤S310、开启激光设备，调整激光焦距，使激光焦点位置处于贴合模具表面；

步骤S320、根据步骤S220中的三维模型的形貌尺度特征，选择合适的光学元器件配置；

步骤S330、设置激光设备的参数，在贴合模具表面加工出具有周期性峰谷状的微纳结构，形成功能性表面。

通过调整激光焦点位置处于贴合模具表面，可方便贴合模具功能性表面加工的正常进行；通过三维模型的形貌尺度特征,确定光学元器件配置，可以有效的提高加工效率，保证良品率；最后通过设置激光设备的参数，并根据步骤S200中的加工路径，在贴合模具的待加工面上加工出具有周期性峰谷状微纳结构，并形成功能性表面。

更进一步的，如图3所示，所述步骤S310之前还包括步骤：调整贴合模具的位置与激光加工设备坐标系上的三维模型在空间上重合。通过调整贴合模具的位置与激光加工设备坐标系上的三维模型在空间上重合，可以保证贴合模具与加工软件两者空间的位置重合度，保证功能性表面加工的正常进行。本实施例中，可通过测高传感器调整激光焦点位置，使加工时贴合模具的表面加工区域均在焦点位置，可提高加工效率以及良品率。

进一步的，如图3所示，所述步骤S330中的激光设备为：脉宽≤800fs，波长532nm/1064nm的飞秒激光器。飞秒激光器具有高峰值能量和极短的作用时间，几乎没有热冲击和热影响区，具有极高的加工精度和加工质量，有利于功能性表面的加工，提高加工效率。

进一步的，如图3所示，所述步骤S330中周期性峰谷状微纳结构的峰峰距离范围为10-50um，峰谷高度范围为15-30um。本实施例中，通过限定周期性峰谷状微纳结构的峰峰距离范围为10-50um，峰谷高度范围为15-30um，有利于减少接触面积增加接触支撑点，有效的减少残胶的附着，提高功能性表面的降低附着力的效果。

进一步的，如图3所示，所述步骤S330中激光设备的参数包括打标速度、空跳速度、Q频、填充密度、功率，其中，所述打标速度为1000～5000mm/s，所述空跳速度为5000mm/s，所述Q频为100～1000KHz，填充密度为0.01～0.05mm，功率为30～100％。通过对打标速度、空跳速度、Q频、填充密度以及功率的限定，可以保证功能性表面微纳结构的加工效果，提高加工效率。

更进一步的，如图3所示，所述步骤S320中选择的光学元器件为：扩束镜倍数2X～5X，F-θ场镜F80～F160。通过限定扩束镜和F-θ场镜的具体数值，在保证加工效果的前提下，可以有效的控制生产成本。

本发明的一种贴合模具功能性表面的加工方法，通过加工模型(三维模型)和激光设备的加工参数的设置，即可在贴合模具表面加工出周期性具有不同尺度特征的峰谷状微纳结构。贴合模具表面周期性微纳结构的加工，使贴合模具具备特殊的润湿性。在振膜的贴合过程中有利于防止残胶附着和局部严重粘结的情况出现，有利于减少清模次数、模具寿命和提高生产效率。同时贴合模具功能性表面的特殊润湿性能有效减少离模时应力，降低振膜贴合过程中应力与形变，有利于确保声音质素不受加工过程影响而导致下降。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。