具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本申请。

需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

为了说明本申请所述的技术方案，以下结合具体附图及实施例进行详细说明。

请参阅图1及图3，本申请实施例提供了一种用于对比观察超声作用的微成形装置100，其用于将呈板状的金属坯料20成形为微制件。可选地，金属坯料20为薄板状且由紫铜制成，可选地，金属坯料20的厚度范围为1～100μm。用于对比观察超声作用的微成形装置100包括：成形模具12、导热座22、加热环40以及压头32。可选地，成形模具12呈板状且平铺设置于工作台，成形模具12的上表面开设有模压腔10，模压腔10具有腔口且腔口朝上设置。可选地，模压腔10的形状由所要加工的金属微制件的形状决定，模压腔10可以为微圆孔或微沟槽，本实施例中模压腔10为微沟槽。金属坯料20放置于成形模具12并遮盖腔口，导热座22位于金属坯料20的上方并朝成形模具12压紧金属坯料20，以使金属坯料20在成形过程中其板边保持稳定。导热座22背离金属坯料20的一侧表面开设有料仓224，料仓224贯通至金属坯料20且容置有柔性介质30。可选地，柔性介质30可以是各种塑料粉末。本实施例中柔性介质30为塑料粉末(EVA Ethylene Vinyl Acetate Copolymer)，EVA熔融温度为90℃，塑料粉末在预定的加热温度下熔融成流体状的粘性介质，在加热停止后其冷却熔融温度以下时，柔性介质30又恢复成固态。导热座22还开设有加热槽116，加热槽116的延伸路径呈环形设置且绕料仓224的周向布置，加热环40放置于加热槽116并在通电状态下熔融柔性介质30。可选地，加热环40为陶瓷加热环40，其在通电状态下产生热量，并将热量通过导热座22而传递至料仓224内的柔性介质30，以熔融柔性介质30。施力机构在压头32的上端施加一个向下的压力，如图1箭头所示，而压头32的下端位于料仓224，且向柔性介质30传递向下的压力并推压处于熔融状态下的柔性介质30，以使柔性介质30驱动金属坯料20于模压腔10内拉伸而冲裁成形成微制件。可选地，施力机构为向压头32施加静压力的加压装置，比如油压机，或连接压头32的超声焊机的超声头，且超声头只向压头32施加静压力而不施加振动。

请参阅图1及图3，通过加热环40对导热座22进行加热，使位于料仓224内的柔性介质30转变成熔融状态，压头32的一端朝金属坯料20推压熔融态的柔性介质30，使金属坯料20在柔性介质30的压迫下，朝模压腔10内移动，从而成形出金属微制件。加热环40可以对柔性介质30提供持续和稳定的热量，由于未加超声振动，因此金属坯料20不会与成形模具12发生反复的碰撞而破裂，从而可以成形更薄的金属坯料20，例如厚度为1～5μm。金属坯料20在整个微成形过程中，柔性介质30只受压头32的压力，且压头32上未施加超声振动，通过分析本实施例中的金属坯料20的成形参数和成形过程，可以给施加有超声熔融的微成形提供参照和对比。在微成形完成后，随着温度的降低，柔性介质30由熔融态恢复至固态，柔性介质30发生收缩而自动与微制件分离，提高了柔性介质30清理的便利性。请参阅图1及图3，通过采用加热方法将塑料粉末熔融而形成粘性介质，且不需要施加超声波，从而可以对施加有超声波的超声熔融塑料粉末作柔性冲头的方法进行比较，可以清楚了解和分析在相同的熔融塑料柔性冲头材料的情况下，施加超声波和不施加超声波的差别，从而了解到施加超声波对金属坯料20成形所带来的影响，从而根据影响并提出相应的改善措施，最终达到充分有效利用超声成形优势来提高微制件质量的目的。

比如通过分析本实施例中未加超声波的成形力的变化，并将该成形力的变化与加有超声波的微成形的成形力的变化进行对比，从而定量和定性分析超声波在金属坯料20的微成形过程中所产生的影响，有利于改进超声熔融方法的微成形过程，提高金属微制件的成形质量。

请参阅图1及图3，在一个实施例中，料仓224的开口完全覆盖模压腔10的腔口。即料仓224的内径大于模压腔10的内径，可选地，料仓224的横截面所确定的区域完全覆盖模压腔10的腔口所确定的区域，从而使柔性介质30在微成形过程中可以完全覆盖模压腔10的腔口，进而使金属坯料20充分填充模压腔10。

请参阅图1及图3，在一个实施例中，导热座22包括压紧金属坯料20的导热板222以及一端连接导热板222的导料柱221，而导料柱221的另一端朝上延伸设置，料仓224开设于导热板222，导料柱221开设有沿其轴向布置的导向孔117，料仓224连通导向孔117和模压腔10，加热槽116开设于导热板222并绕导料柱221的周向布置，压头32的一端经导向孔117而抵接位于料仓224内的柔性介质30。通过导热板222压紧金属坯料20，从而使金属坯料20在微成形过程中保持稳定。可选地，导向孔117的深度远大于料仓224的深度，而压头32和导向孔117之间的配合，可以对位于料仓224内的熔融的塑料粉末进行有效密封，防止熔融塑料溢出。

在一个实施例中，用于对比观察超声作用的微成形装置100还包括连接导热板222并与导热板222层叠设置的压盖50，压盖50对应导料柱221的位置开设有避让孔113，导料柱221的一端穿过避让孔113，且压盖50设置于加热环40的上方，且与加热环40之间具有微小的预定距离，以避免压盖50损坏加热环40。

在一个实施例中，压盖50包括盖体51以及一端连接盖体51的限位凸台52，避让孔113开设于盖体51并贯通限位凸台52，导热板222还开设有容置腔115，加热槽116开设于容置腔115的槽底，盖体51位于容置腔115，而限位凸台52的另一端延伸至加热槽116内并位于加热环40上方。可选地，限位凸台52与加热环40之间可以设置弹簧垫片，从而既可以使加热环40保持稳定，还可以避免加热环40被限位凸台52压坏。

请参阅图1及图3，在一个实施例中，用于对比观察超声作用的微成形装置100还包括温度控制器31以及连接导热座22的温度传感器13，温度传感器13用于检测导热座22的温度。可选地，温度传感器13检测导热座22内料仓224附近的温度，温度控制器31根据所检测的温度而控制加热环40的发热量。可选地，本实施例中EVA的熔融温度为90゜C，将加热温度控制在超过塑料粉末熔融温度的2～5℃，即通过温度控制器31可将加热环40的加热温度范围控制为92～95℃，温度传感器13检测到导热座22的温度低于92℃时，温度控制器31控制加热环40开始加热；而当温度传感器13检测到导热座22的温度高于95℃时，温度控制器31控制加热环40停止加热，依此，循环动态控制。

可选地，温度传感器13为热敏电阻。导热板222上开设有测温孔223，且测温孔223延伸至盖体51处，并尽量接近料仓224。温度传感器13设置于测温孔223内，以检测导热板222的温度，并根据所检测的导热板222的温度而间接监测柔性介质30的温度，即控制导热板222的温度高于塑料熔融温度2～5度即可，但不能高于塑料的分解温度。

请参阅图1及图3，在一个实施例中，用于对比观察超声作用的微成形装置100还包括底板11，底板11、成形模具12、金属坯料20以及导热座22依次层叠设置。底板11用于支撑成形模具12，使成形模具12保持平稳。可选地，通过底板11，可以将成形模具12、金属坯料20、导热座22固定为一体，每次成形前将金属坯料20放置好后即锁紧底板11和导热座22，成形完成后打开底板11和导热座22并取出微制件。

在一个实施例中，用于对比观察超声作用的微成形装置100还包括用于连接底板11和导热座22的锁紧螺栓23，导热座22开设有通孔24，底板11对应通孔24的位置开设有第一螺纹孔111，锁紧螺栓23的一端穿设通孔24并螺锁于第一螺纹孔111。可选地，通孔24开设于导热板222，底板11和导热板222相对设置，而成形模具12位于底板11和导热板222之间。可选地，通孔24开设有四个，四个通孔24绕导料柱221的周向间隔设置，第一螺纹孔111的数量与通孔24的数量适配，且一一对应设置，各第一螺纹孔111内均螺锁有锁紧螺栓23。可选地，模压成形前将金属坯料20放置于成形模具和导热座之间，随后拧紧锁紧螺栓23，以紧固底板11和导热座22，模压成形完成后，松开锁紧螺栓23，以打开底板11和导热座22，并取出微制件。

请参阅图1及图3，可选地，用于对比观察超声作用的微成形装置100还包括紧固螺栓28，盖体51上开设有连接通孔29，容置腔115的腔底对应连接通孔29的位置开设有第二螺纹孔112，紧固螺栓28的一端穿设连接通孔29并螺锁于第二螺纹孔112，以可拆卸地连接盖体51和导热板222。可选地，紧固螺栓28与第二螺纹孔112的配合，使盖体51、导热板222等零件成为一体。在陶瓷加热环40被损坏后，通过松开紧固螺栓28，从而进行加热环40的维修或更换。

可选地，金属坯料20成形完成后，加热环40停止发热，经过一定的时间冷却后，流体状的熔融塑料冷却至熔融温度以下而收缩凝固并与成形后的金属坯料20分离，从而便于柔性介质30与微制件的清理；最后再松开各锁紧螺栓23，取出成形后的金属微制件。

请参阅图1及图3，本申请的用于对比观察超声作用的微成形装置100在成形过程中，不施加超声波，从而可以适应更薄的金属坯料20的成形，例如1～5μm。而且本申请中的柔性介质30在微成形结束并冷却凝固后，柔性介质30可以与微制件自动分离，从而解决了常规的粘性介质难于清理的问题。

请参阅图1及图3，本申请实施例还提供了一种成形方法，该成形方法使用上述用于对比观察超声作用的微成形装置100而实现。成形方法用于将金属坯料20成形为微制件，成形方法包括如下步骤：

S1：准备具有模压腔10的成形模具12、导热座22、加热环40以及压头32，压头32连接外部的施力机构，施力机构向压头32施加向下的压力；

S2：导热座22背离金属坯料20的表面开设有料仓224，料仓224贯通至金属坯料20，柔性介质30放置于料仓224，导热座22开设有加热槽116，加热槽116的延伸路径呈环形设置且绕料仓224的周向布置，加热环40放置于加热槽116并在导电状态下熔融柔性介质30；

S3：模压腔10具有腔口且腔口朝上设置，将金属坯料20放置于成形模具12并遮盖腔口，将导热座22设置于金属坯料20的上方并朝成形模具12压紧金属坯料20；

S4：在施力机构的作用下，压头32的上端受到一个朝下的压力，且压头32的下端向柔性介质30传递向下的压力并推压处于熔融状态下的柔性介质30，以使柔性介质30压迫金属坯料20进入模压腔10而成形成微制件。

请参阅图1及图3，可选地，先将安置有加热环40和热敏电阻的导热板222与薄板状的金属坯料20、成形模具12、底板11等，按预定位置安放，并用锁紧螺栓23锁紧成为一体。温度控制器31设定一个合适的温度范围，例如，以EVA塑料粉末做柔性冲头时，EVA熔融温度为90℃，可将温度范围设置为92～95℃。

再打开通电开关给陶瓷加热环40通电，陶瓷加热环40发热并使导热板222的温度上升，从而使塑料粉末的温度一并上升，当塑料粉末温度达到熔融温度(例如EVA粉末为90゜C)后开始熔融，待塑料粉末完全熔融后，压头32向熔融后的柔性介质30传递向下的压力，使熔融塑料推动金属坯料20发生变形。

请参阅图1及图3，可选地，本实施例中模压腔10为微沟槽，微沟槽对金属坯料20进行微胀形，即金属坯料20被柔性介质30压迫进入模压腔10，并进行微胀形。在其它实施例中，模压腔10为微圆孔，从而对对金属坯料20进行微冲裁，即金属坯料20进入微圆孔，并被微圆孔的周边切断，从而得到冲裁的微制件。

可选地，通过上述用于对比观察超声作用的微成形装置100可以完成微冲裁、微胀形、微拉深等各种冲压成形工序，只要更换不同的成形模具12即可。金属坯料20成形完成后，关闭加热环40的电源，经过一定的时间冷却后，塑料粉末冷却至熔融温度以下而凝固，然后再取出压头32，并松开各锁紧螺栓23，取出成形后的金属微制件。

以上仅为本申请的可选实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。