專利名稱：3d顯示用圓柱狀光柵模輥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及3D顯示用圓柱狀光柵模輥。
背景技術(shù)：
隨著科技的快速發(fā)展，3D技術(shù)逐漸進(jìn)入普通人們的生活中，譬如，3D電影，3D游戲等，近年來，開始出現(xiàn)了 3D電視機(jī)。由于3D電視機(jī)尺寸越做越大，涉及到加工大型光柵模輥需要的大型超精密模具單點金剛石機(jī)床，因國內(nèi)不能生產(chǎn)，一直影響著我國液晶產(chǎn)業(yè)和3D光柵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，正是由于我國這一基礎(chǔ)工業(yè)的缺失，導(dǎo)致至今國內(nèi)不能生產(chǎn)裸眼立體電視機(jī)的3D光柵投影電視屏。在3D顯示產(chǎn)業(yè)風(fēng)起云涌之時，3D光柵屏的生產(chǎn)仍然是國內(nèi)空白。我國正從一個電子信息大國向電子信息強(qiáng)國發(fā)展，大力發(fā)展3D電視產(chǎn)業(yè)的格局已經(jīng)初步形成。進(jìn)軍3D電視行業(yè)對我國電子信息產(chǎn)業(yè)的全面升級以及工業(yè)化、信息化都有巨大的推動作用，同時對拉動內(nèi)需也相對有利。3D光柵屏是通過光柵模輥上的圓弧柱狀微光學(xué)結(jié)構(gòu)擠出成型或UV光固化成型，而光柵模輥是用金剛石刀具雕刻出可以立體成像的圓弧柱狀微光學(xué)結(jié)構(gòu)的齒形模具。傳統(tǒng)的模具是通過加工中心激光雕刻的方式來制造輥筒的微結(jié)構(gòu)花紋，但這種微結(jié)構(gòu)制造精度非常高，對光柵模輥表面均勻度和精度要求都很高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種鍍層質(zhì)量高、光柵模輥表面均勻且精度高和模輥結(jié)構(gòu)及其制造工藝都非常簡單的3D顯示用圓柱狀光柵模輥，所制造出的圓柱狀光柵的表面精度高。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):3D顯示用圓柱狀光柵模輥，它包括內(nèi)空心的圓柱形的輥體和設(shè)置于輥體的兩端面中心的輥軸，輥體的外表面上鍍有一層鎳磷合金鍍層，鎳磷合金鍍層的柱面上周向設(shè)置有光柵，鎳磷合金鍍層的厚度大于0.5mm ；
所述的3D顯示用圓柱狀光柵模輥采用以下方法制造，所述的制造方法包括以下步驟: A:配液:配制磷含量大于12%的鎳磷合金鍍液；
B:設(shè)定初始值:將步驟A中得到的鎳磷合金鍍液放入鍍鎳槽中進(jìn)行電化學(xué)處理，同時設(shè)定鍍鎳槽中鍍液循環(huán)過濾的速度為lOTurns/Hr，過濾濾徑為Iym;
C:施鍍:控制鍍鎳槽內(nèi)的溫度范圍在82 85°C之間，將輥筒放入鍍鎳槽中，當(dāng)鍍層達(dá)到所需厚度后取出輥筒；
D:檢測:對步驟C得到的輥筒表面的鎳磷合金鍍層進(jìn)行厚度檢測；
E:光柵模輥加工:在溫度范圍為19.9 20.1°C的環(huán)境下，將模輥固定在超精密光學(xué)結(jié)構(gòu)金剛石機(jī)床上沿模棍的周向加工圓柱狀的光柵；
F:加壓密封保存:將步驟E得到的光柵模輥放入密閉容器中保存，并充入氮氣，保持其壓力在0.15 0.2MPa之間。所述的鎳磷合金鍍液所含各組分的重量份為:NiSO4 6H20 或 Ni (NH2SO3) 4H20 25 35 NaH2PO2 H2O25 42
絡(luò)合劑45 60
輔助成份I 5。 所述的輔助成份包含有加速劑和潤滑劑。本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
1、鍍鎳槽中鍍液循環(huán)過濾的速度嚴(yán)格控制為lOTurns/Hr，過濾濾徑為I Pm，溫度范圍控制在82 85°C之間，鍍層厚，而且質(zhì)量高。2、將鍍有鎳磷合金鍍層的輥筒固定在超精密光學(xué)結(jié)構(gòu)金剛石機(jī)床上進(jìn)行數(shù)控加工，所得到的圓柱狀的光柵模輥表面均勻，而且其精度高，在經(jīng)過檢驗合格后方可加壓密封保存。3、模輥為內(nèi)空心的圓筒結(jié)構(gòu)，在其表面鍍有一層厚度均勻的鎳磷合金鍍層，在鍍層上加工出光柵模型，其結(jié)構(gòu)和制造工藝都較為簡單。



圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖 圖2為圖1的右視結(jié)構(gòu)示意圖
圖3為圖2中A處的放大結(jié)構(gòu)示意圖
圖中:1-棍體，2-棍軸,3-鎳磷合金鍍層,4-光柵。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述。實施例1:
如圖1、圖2和圖3所示，3D顯示用圓柱狀光柵模輥，它包括內(nèi)空心的圓柱形的輥體I和設(shè)置于輥體I的兩端面中心的輥軸2，輥體I的外表面上鍍有一層鎳磷合金鍍層3，鎳磷合金鍍層3的柱面上周向設(shè)置有光柵4，鎳磷合金鍍層3的厚度大于0.5mm ；
3D顯示用圓柱狀光柵模輥的制造方法包括以下步驟:
A:配液:配制磷含量大于12%的鎳磷合金鍍液；
B:設(shè)定初始值:將步驟A中得到的鎳磷合金鍍液放入鍍鎳槽中進(jìn)行電化學(xué)處理，同時設(shè)定鍍鎳槽中鍍液循環(huán)過濾的速度為lOTurns/Hr，過濾濾徑為Iym;
C:施鍍:控制鍍鎳槽內(nèi)的溫度范圍在85°C之間，將輥筒放入鍍鎳槽中，當(dāng)鍍層達(dá)到所需厚度后取出輥筒；
D:檢測:對步驟C得到的輥筒表面的鎳磷合金鍍層進(jìn)行厚度檢測；
E:光柵模輥加工:在溫度范圍為20.rc的環(huán)境下，將模輥固定在超精密光學(xué)結(jié)構(gòu)金剛石機(jī)床上沿模棍的周向加工圓柱狀的光柵；
F:加壓密封保存:將步驟E得到的光柵模輥放入密閉容器中保存，并充入氮氣，保持其壓力在0.15MPa之間。所述的鎳磷合金鍍液所含各組分的重量份為:NiSO4 6H20 或 NiNH2SO3 4H2035
NaH2PO2 H2O25
絡(luò)合劑60
輔助成份I。其中，輔助成份包含有加速劑和潤滑劑。實施例2:
3D顯示用圓柱狀光柵模輥的結(jié)構(gòu)同實施例1。3D顯示用圓柱狀光柵模輥的制造方法包括以下步驟:
A:配液:配制磷含量大于12%的鎳磷合金鍍液；
B:設(shè)定初始值:將步驟A中得到的鎳磷合金鍍液放入鍍鎳槽中進(jìn)行電化學(xué)處理，同時設(shè)定鍍鎳槽中鍍液循環(huán)過濾的速度為lOTurns/Hr，過濾濾徑為Iym;
C:施鍍:控制鍍鎳槽內(nèi)的溫度為83.5°C，將輥筒放入鍍鎳槽中，當(dāng)鍍層達(dá)到所需厚度后取出輥筒；
D:檢測:對步驟C得到的輥筒表面的鎳磷合金鍍層進(jìn)行厚度檢測；
E:光柵模輥加工:在溫度為20°C的環(huán)境下，將模輥固定在超精密光學(xué)結(jié)構(gòu)金剛石機(jī)床上沿模輥的周向加工圓柱狀的光柵；
F:加壓密封保存:將步驟E得到的光柵模輥放入密閉容器中保存，并充入氮氣，保持其壓力為0.19MPa。鎳磷合金鍍液所含各組分的重量份為:
NiSO4 6H20 或 Ni (NH2SO3) 4H20 30 NaH2PO2 H2O34
絡(luò)合劑52
輔助成份3。其中，輔助成份包含有加速劑和潤滑劑。本實施例為最佳實施例。實施例3:
3D顯示用圓柱狀光柵模輥的結(jié)構(gòu)同實施例1。3D顯示用圓柱狀光柵模輥的制造方法包括以下步驟:
A:配液:配制磷含量大于12%的鎳磷合金鍍液；
B:設(shè)定初始值:將步驟A中得到的鎳磷合金鍍液放入鍍鎳槽中進(jìn)行電化學(xué)處理，同時設(shè)定鍍鎳槽中鍍液循環(huán)過濾的速度為lOTurns/Hr，過濾濾徑為Iym;
C:施鍍:控制鍍鎳槽內(nèi)的溫度為82°C，將輥筒放入鍍鎳槽中，當(dāng)鍍層達(dá)到所需厚度后取出輥筒；
D:檢測:對步驟C得到的輥筒表面的鎳磷合金鍍層進(jìn)行厚度檢測；
E:光柵模輥加工:在溫度為19.9°C的環(huán)境下，將模輥固定在超精密光學(xué)結(jié)構(gòu)金剛石機(jī)床上沿模輥的周向加工圓柱狀的光柵；
F:加壓密封保存:將步驟E得到的光柵模輥放入密閉容器中保存，并充入氮氣，保持其壓力為0.2MPa。鎳磷合金鍍液 所含各組分的重量份為:NiSO4 6H20 或 Ni (NH2SO3) 4H20 25 NaH2PO2 H2O42
絡(luò)合劑45
輔助成份5。其中，輔助成份包含有加速劑和潤滑劑。在配液時，以NiSO4 6H20 或 Ni (NH2SO3) 4H20 為主鹽，以 NaH2PO2 H2O 為還原齊U，使鍍液的磷含量達(dá)到12%以上；絡(luò)合劑由主絡(luò)合劑和次絡(luò)合劑兩部分組成，主絡(luò)合劑為乳酸或檸檬酸中的至少一種，次絡(luò)合劑為丙酸、甘氨酸、蘋果酸和丁二酸中的至少一種；輔助成分為加速劑和 潤滑劑的混合物，加速劑為NaF和NH4HF2中的至少一種，潤滑劑為聚乙二醇、十二烷基磺酸鈉中的至少一種。將輥筒放入溫度在82 85°C的鍍鎳槽中是為了增大鍍層的附著力，使鍍層的厚度達(dá)到超精度加工的厚度。由于圓柱狀的光柵尺寸精度超過了一般的機(jī)械檢測手段，因此需要進(jìn)行模具精度的檢測:首先，通過在線的精密測量系統(tǒng)完成在線檢測，下載檢測數(shù)據(jù)作為檢測報告的數(shù)據(jù)；其次，通過硅膠在模輥表面復(fù)制拓片后在400倍以上的光學(xué)顯微鏡或臺價儀上檢測 ’最后，將兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，確定光柵尺寸精度是否符合要求。柱狀光學(xué)光柵模 輥由于鍍層的粗糙鍍達(dá)微納米級有色金屬在常溫高濕環(huán)境中極易氧化發(fā)黑，則需采用專門的壓力容器，可承受0.2MPa的環(huán)境下充入氮氣保護(hù)，同時應(yīng)定期補(bǔ)充氮氣。
權(quán)利要求
1.3D顯示用圓柱狀光柵模輥，它包括內(nèi)空心的圓柱形的輥體(I)和設(shè)置于輥體(I)的兩端面中心的輥軸(2)，其特征在于:輥體(I)的外表面上鍍有一層鎳磷合金鍍層(3)，鎳磷合金鍍層(3)的柱面上周向設(shè)置有光柵(4),鎳磷合金鍍層(3)的厚度大于0.5mm ； 所述的3D顯示用圓柱狀光柵模輥采用以下方法制造，所述的制造方法包括以下步驟: A:配液:配制磷含量大于12%的鎳磷合金鍍液； B:設(shè)定初始值:將步驟A中得到的鎳磷合金鍍液放入鍍鎳槽中進(jìn)行電化學(xué)處理，同時設(shè)定鍍鎳槽中鍍液循環(huán)過濾的速度為lOTurns/Hr，過濾濾徑為Iym; C:施鍍:控制鍍鎳槽內(nèi)的溫度范圍在82 85°C之間，將輥筒放入鍍鎳槽中，當(dāng)鍍層達(dá)到所需厚度后取出輥筒； D:檢測:對步驟C得到的輥筒表面的鎳磷合金鍍層進(jìn)行厚度檢測； E:光柵模輥加工:在溫度范圍為19.9 20.1°C的環(huán)境下，將模輥固定在超精密光學(xué)結(jié)構(gòu)金剛石機(jī)床上沿模棍的周向加工圓柱狀的光柵； F:加壓密封保存:將步驟E得到的光柵模輥放入密閉容器中保存，并充入氮氣，保持其壓力在0.15 0.2MPa之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D顯示用圓柱狀光柵模輥，其特征在于:所述的鎳磷合金鍍液所含各組分的重量份為:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D顯示用圓柱狀光柵模輥，其特征在于:所述的輔助成份包含有加速劑和潤滑劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及3D顯示用圓柱狀光柵模輥，它包括內(nèi)空心的圓柱形的輥體(1)和設(shè)置于輥體(1)的兩端面中心的輥軸(2)，它還包括鎳磷合金鍍層(3)和圓柱狀的光柵(4)，輥體(1)的外表面上鍍有一層鎳磷合金鍍層(3)，鎳磷合金鍍層3的厚度大于0.5mm，鎳磷合金鍍層(3)的柱面上周向設(shè)置有光柵(4)。其制造方法包括以下步驟A配液；B設(shè)定初始值；C施鍍；D檢測；E光柵模輥加工；F加壓密封保存。本發(fā)明的優(yōu)點在于鍍鎳槽中鍍液循環(huán)過濾的速度、濾徑和溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制，鍍層厚，且質(zhì)量高；在金剛石機(jī)床上進(jìn)行數(shù)控加工，所得到的圓柱狀的光柵模輥表面均勻且精度高；其結(jié)構(gòu)和制造工藝都較為簡單。
文檔編號G02B5/18GK103144225SQ201310061629
公開日2013年6月12日 申請日期2013年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月27日
發(fā)明者吳慶富, 張益民, 張超 申請人:成都菲斯特科技有限公司