【技術實現步驟摘要】
本專利技術是涉及一種板對輥壓印設備，以及在光學玻璃板上加工微納結構的方法。
技術介紹
1、微米結構或納米結構(以下稱微/納結構)在先進光學和微流體應用中發揮著重要作用，例如透鏡狀微結構，可以在智能手機和平板產品上產生3d圖像和視頻。現有技術中，大多使用壓花或滾壓方法在塑料薄膜上制造微結構。然而，與光學玻璃材料相比，塑料在光學性能方面具有明顯的缺陷，例如抗劃傷性低、光致變色性能差、折射率隨溫度變化性差，等等。
2、雖然有一些傳統的方法能在光學玻璃表面滾壓或壓印微結構，但制作面積相對較小(如10x10mm)，價格較高。類似的方法是在熔融石英輥上加工微結構，然后將電感加熱器置于石英輥內部或外部，用于加熱玻璃板。但是熔融石英硬而且脆，加工難度大，較難形成微觀結構。
技術實現思路
1、本專利技術的一個目的在于，克服上述現有技術的不足，提供一種能在光學玻璃板上制作大面積微納結構的板對輥壓印設備；
2、本專利技術的另一個目的在于，克服上述現有技術的不足，提供一種能在光學玻璃板上制作大面積微納結構的方法。
3、根據本專利技術的一個方面，一種板對輥壓印設備，用于在一光學玻璃板上加工微納結構，包括滾筒模塊和工件支撐模塊，滾筒模塊包括滾筒；工件支撐模塊包括工件臺，工件臺設置于所述滾筒模塊下方，所述工件臺上面設有芯板，所述芯板的上表面設有微納結構，所述工件臺內設有加熱裝置，所述加熱裝置位于所述芯板的下方，所述光學玻璃板設置于所述芯板的上表面，所述加熱裝置用于加熱所述光學
4、根據本專利技術的一實施例，所述工件臺上面設用安裝槽，所述芯板和所述光學玻璃板安裝于所述安裝槽內，且所述光學玻璃板的上表面凸出于所述工件臺的上表面。
5、根據本專利技術的一實施例，所述芯板和/或滾筒由碳化鎢材料制成。
6、根據本專利技術的一實施例，所述加熱裝置包括多個均勻設置的加熱器，所述工件臺內均勻設置有相互平行的多個容置槽，所述多個加熱器一一對應的設置于所述多個容置槽。
7、根據本專利技術的一實施例，所述加熱裝置還包括設置于所述滾筒內中心位置的紅外加熱器。
8、根據本專利技術的一實施例，所述工件支撐模塊還包括設置于所述工件臺的下表面的隔熱板。
9、根據本專利技術的一實施例，所述工件支撐模塊還包括設置于所述隔熱板的下表面的冷卻模塊。
10、根據本專利技術的一實施例，所述隔熱板是陶瓷隔熱板；和/或所述冷卻模塊是水冷板，水冷板內設有至少一個供冷卻水流動的循環管路。
11、根據本專利技術的一實施例，所述工件支撐模塊還包括設置于所述冷卻模塊的下面的傳感器裝置，感器裝置包括至少一個傳感器。
12、根據本專利技術的一實施例，所述傳感器裝置、所述冷卻模塊、所述隔熱板以及所述工件臺的外輪廓均為長方體形狀，從下至上依次堆疊設置。
13、根據本專利技術的一實施例，還包括機架，所述機架包括兩個豎直設置的立柱和設置于兩個所述立柱頂端的頂板，所述工件支撐模塊和所述滾筒設置于所述頂板的下方，所述滾筒模塊還包括伺服電機，所述伺服電機安裝于所述機架上，用于驅動所述滾筒轉動。
14、根據本專利技術的一實施例，還包括調平裝置，調平裝置設置于所述頂板的上面，用于調整所述頂板的水平度，使所述頂板與所述光學玻璃板互相平行。
15、根據本專利技術的一實施例，所述調平裝置包括四個細螺距螺釘和四個微米探測頭，四個細螺距螺釘設置于所述頂板的四個角落位置，分別用于調整相應位置處的所述頂板與所述立柱之間的間隙；四個微米探測頭，設置于所述頂板的四個角落位置，用于顯示平行度讀數。
16、根據本專利技術的一實施例，還包括直線導軌和滑塊，直線導軌設置于兩個所述立柱之間，并垂直于所述滾筒中軸線；滑塊可滑動地設置于所述直線導軌上，其中，所述工件支撐模塊安裝于所述滑塊上。
17、根據本專利技術的一實施例，還包括直線導軌、滑塊和升降裝置，直線導軌設置于兩個所述立柱之間，并垂直于所述滾筒中軸線；滑塊可滑動地設置于所述直線導軌上；升降裝置安裝于所述滑塊上；其中，所述工件支撐模塊安裝于所述升降裝置上。
18、根據本專利技術的一實施例，還包括降溫室模組，降溫室模組設置于所述滾筒的一側，包括第一降溫區和第二降溫區，其中所述第二降溫區的溫度比所述第一降溫區的溫度低100-160℃。
19、根據本專利技術的一實施例，還包括基板，兩個所述立柱和所述直線導軌均安裝于所述基板上。
20、根據本專利技術的一實施例，所述降溫室模組包括支架、承載板、多個冷卻噴嘴和流量控制器，承載板安裝于所述支架上；多個冷卻噴嘴分別連接于冷卻氣源，所述多個冷卻噴嘴分別設置于所述第一降溫區和所述第二降溫區；流量控制器用于控制所述冷卻噴嘴的噴氣速度，使所述第一降溫區的冷卻噴嘴的噴氣速度大于所述第二降溫區的冷卻噴嘴的噴氣速度。
21、根據本專利技術的一實施例，還包括真空柜，所述的板對輥壓印設備設置于所述真空柜內，所述真空柜設有觀察窗和密封門。
22、根據本專利技術的另一個方面，一種在光學玻璃板上加工微納結構的方法，包括：
23、提供本專利技術所述的板對輥壓印設備；
24、固定步驟：將待加工的光學玻璃板固定到板對輥壓印設備的芯板的上表面；
25、加熱步驟：啟動加熱裝置，將光學玻璃板加熱至600℃-750℃，使光學玻璃板軟化；
26、滾壓步驟：使滾筒以10-15m/s的速度滾壓所述光學玻璃板，則所述光學玻璃板上形成與所述芯板上表面的微納結構相吻合的微納結構。
27、根據本專利技術的一實施例，還包括冷卻步驟：將形成有微納結構的光學玻璃板分階段冷卻，第一階段在15-25分鐘內冷卻至380℃-450℃，第二階段在15-25分鐘內冷卻至220℃-250℃。
28、根據本專利技術的一實施例，所述述加熱步驟和/或滾壓步驟和/或冷卻步驟在8pa-10pa的真空壓力下進行。
29、本專利技術至少具有如下優點或有益效果：本專利技術提供的板對輥壓印設備包括滾筒模塊和工件支撐模塊，工件支撐模塊的工件臺上面設有芯板，芯板的上表面設有微納結構。由于芯板為平板結構，在平板上加工微納結構相比于在曲面上加工微納結構更容易，所以本專利技術中的芯板上可非常容易地形成大面積的微納結構，待加工的光學玻璃板平鋪于芯板上，通過滾筒模塊中滾筒的滾壓，即可將芯板上大面積的微納結構轉印到光學玻璃板上，從而形成具有大面積微納結構的光學玻璃板。本專利技術的板對輥壓印設備結構簡單，不但能容易地在光學玻璃板上形成微納結構，而且能夠形成大面積的微納結構，滿足先進光學和微流體等領域的應用。
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1.一種板對輥壓印設備，用于在一光學玻璃板上加工微納結構，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的板對輥壓印設備，其特征在于，所述工件臺上面設用安裝槽，所述芯板和所述光學玻璃板安裝于所述安裝槽內，且所述光學玻璃板的上表面凸出于所述工件臺的上表面。
3.如權利要求1所述的板對輥壓印設備，其特征在于，所述芯板和/或所述滾筒由碳化鎢材料制成。
4.如權利要求1所述的板對輥壓印設備，其特征在于，所述加熱裝置包括多個均勻設置的加熱器，所述工件臺內均勻設置有相互平行的多個容置槽，所述多個加熱器一一對應的設置于所述多個容置槽。
5.如權利要求4所述的板對輥壓印設備，其特征在于，所述加熱裝置還包括設置于所述滾筒內中心位置的紅外加熱器。
6.如權利要求1所述的板對輥壓印設備，其特征在于，所述工件支撐模塊還包括：
7.如權利要求6所述的板對輥壓印設備，其特征在于，
8.如權利要求6所述的板對輥壓印設備，其特征在于，所述工件支撐模塊還包括：
9.如權利要求8所述的板對輥壓印設備，其特征在于，所述傳感器裝置
10.如權利要求1-9任一項所述的板對輥壓印設備，其特征在于，還包括：
11.如權利要求10所述的板對輥壓印設備，其特征在于，還包括：
12.如權利要求11所述的板對輥壓印設備，其特征在于，所述調平裝置包括：
13.如權利要求10所述的板對輥壓印設備，其特征在于，還包括：
14.如權利要求10所述的板對輥壓印設備，其特征在于，還包括：
15.如權利要求1-9任一項所述的板對輥壓印設備，其特征在于，還包括：
16.如權利要求15所述的板對輥壓印設備，其特征在于，所述降溫室模組包括：
17.如權利要求14所述的板對輥壓印設備，其特征在于，還包括：
18.如權利要求1-9任一項所述的板對輥壓印設備，其特征在于，還包括：
19.一種在光學玻璃板上加工微納結構的方法，其特征在于，包括：
20.如權利要求19所述的方法，其特征在于，將形成有微納結構的光學玻璃板分階段冷卻，第一階段在15-25分鐘內冷卻至380℃-450℃，第二階段在15-25分鐘內冷卻至22℃?0-250℃。
21.如權利要求19所述的方法，其特征在于，所述述加熱步驟和/或滾壓步驟和/或冷卻步驟在8Pa-10Pa的真空壓力下進行。
...【技術特征摘要】
1.一種板對輥壓印設備，用于在一光學玻璃板上加工微納結構，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的板對輥壓印設備，其特征在于，所述工件臺上面設用安裝槽，所述芯板和所述光學玻璃板安裝于所述安裝槽內，且所述光學玻璃板的上表面凸出于所述工件臺的上表面。
3.如權利要求1所述的板對輥壓印設備，其特征在于，所述芯板和/或所述滾筒由碳化鎢材料制成。
4.如權利要求1所述的板對輥壓印設備，其特征在于，所述加熱裝置包括多個均勻設置的加熱器，所述工件臺內均勻設置有相互平行的多個容置槽，所述多個加熱器一一對應的設置于所述多個容置槽。
5.如權利要求4所述的板對輥壓印設備，其特征在于，所述加熱裝置還包括設置于所述滾筒內中心位置的紅外加熱器。
6.如權利要求1所述的板對輥壓印設備，其特征在于，所述工件支撐模塊還包括：
7.如權利要求6所述的板對輥壓印設備，其特征在于，
8.如權利要求6所述的板對輥壓印設備，其特征在于，所述工件支撐模塊還包括：
9.如權利要求8所述的板對輥壓印設備，其特征在于，所述傳感器裝置、所述冷卻模塊、所述隔熱板以及所述工件臺的外輪廓均為長方體形狀，從下至上依次堆疊設置。
10.如權利要求1-...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張志輝，龔峰，陳建良，楊高，李澤，何麗婷，王春錦，
申請(專利權)人：香港理工大學，
類型：發明
國別省市：
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