本发明涉及自由曲面随机金属纹理制作的，尤其是涉及自由曲面随机金属纹理制作方法。
背景技术：
1、目前，在微纳制造和精密工程领域，激光直写技术因其高分辨率和灵活性而被广泛应用于制作复杂的微米级或纳米级结构。然而，对于曲面基底的加工，尤其是需要多次扫描刻蚀的应用场景，该技术面临着重复精度的严峻挑战。具体来说，曲面至少两次扫描刻蚀对激光直写设备的精确性和稳定性提出了特别严格的要求。在多次扫描过程中，即使是微小的机械偏差或对准误差也导致显著的偏位，这种偏位会累积并放大，最终影响产品的几何精度和功能性能，从而限制了激光直写技术在高精度曲面加工中的应用范围。
技术实现思路
1、为了解决传统制作方法中激光直写设备多次扫描刻蚀会存在大概率偏位的问题，本技术提供自由曲面随机金属纹理制作方法。
2、自由曲面随机金属纹理制作方法，所述自由曲面随机金属纹理制作方法包括：
3、s11、超声波清洁水滴状自由曲面基底，
4、s12、在超声波清洁后的水滴状自由曲面基底上成膜涂覆光刻胶；
5、s13、对成膜涂覆光刻胶后的水滴状自由曲面基底烘烤固胶；
6、s14、确定预制纹理图案信息，根据所述预制纹理图案信息，获取烘烤固胶后的水滴状自由曲面基底的视觉图像信息，分析所述视觉图像信息和所述预制纹理图案信息，确定激光运动轨迹，所述激光运动轨迹用于控制激光按照预制纹理图案信息在烘烤固胶后的水滴状自由曲面基底上进行曝光操作；
7、s15、对曝光后的水滴状自由曲面基底进行显影；
8、s16、对显影后的水滴状自由曲面基底进行真空蒸发镀膜；
9、s17、对镀膜后的水滴状自由曲面基底进行褪胶；
10、s18、超声波清洗褪胶后的水滴状自由曲面基底；
11、s19、移载清洗褪胶后的水滴状自由曲面基底至投影式光学成像仪，以进行纹理测量。
12、通过采用上述技术方案，通过确定预制纹理图案信息，并结合烘烤固胶后的水滴状自由曲面基底的视觉图像信息，分析两者以确定激光的运动轨迹。这一步骤利用了高精度的视觉系统和预先编程的空间外扩曲面轨迹，确保激光按照预制纹理图案信息精确曝光，从而减少了因为重复精度不足导致的偏位问题。该方法通过精确控制激光的运动轨迹，实现了对自由曲面基底的精确曝光，避免了多次扫描刻蚀过程中出现的偏位，提高了制作精度和重复性。此外，通过后续的显影、真空蒸发镀膜和褪胶步骤，该方法能够在自由曲面基底上形成均匀、精确的金属纹理，最终通过超声波清洗和光学成像仪测量确保纹理质量，实现了高质量的自由曲面随机金属纹理制作；这不仅提升了产品的性能和可靠性，还增强了制造过程的稳定性和效率。
13、优选的，步骤s12中，通过超声波涂覆机构对超声波清洁后的水滴状自由曲面基底上进行光刻胶成膜涂覆，所述超声波涂覆机构包括控制箱，位于所述控制箱上的第一运动系统、仿形加热底座和支撑架，所述第一运动系统上设有超声波喷头，所述支撑架上设有视觉系统；
14、步骤12还包括如下步骤：
15、基于视觉系统，获取水滴状自由曲面基底的运动坐标系；
16、确定预设三维轨迹；
17、根据所述预设三维轨迹和所述运动坐标系，控制第一运动系统对位于所述仿形加热底座中的水滴状自由曲面基底进行涂覆操作。
18、通过采用上述技术方案，步骤s12中使用超声波涂覆机构的技术效果在于，通过精确的视觉系统辅助和第一运动系统的控制，实现了光刻胶在水滴状自由曲面基底上的均匀成膜涂覆，确保了后续光刻工艺的质量和精度，同时仿形加热底座的应用有效避免了因基底形状或重力引起的涂层厚薄不一致问题。
19、优选的，所述仿形加热底座上设有可控发热柔性布，在执行步骤s12之前，还包括如下步骤：
20、判断所述可控发热柔性布的温度参数是否达到预设阈值；
21、若是，则推送用于提示启动超声波涂覆机构进行光刻胶成膜涂覆的第一窗口；
22、若否，则推送用于提示不满足启动超声波涂覆机构进行光刻胶成膜涂覆条件的第二窗口，并进行声光报警。
23、通过采用上述技术方案，该技术通过在仿形加热底座上集成可控发热柔性布，并在涂覆光刻胶前进行温度参数的预设阈值检测，确保了基底在最佳温度条件下进行光刻胶涂覆，从而提高了成膜质量和工艺的可靠性，同时通过直观的窗口提示和声光报警机制增强了过程的可控性和安全性。
24、优选的，所述预设阈值为30±2℃。
25、通过采用上述技术方案，通过设定预设阈值为30±2℃，该技术确保了在光刻胶涂覆前基底的温度控制精度，从而优化了光刻胶的成膜效果，提高了涂层的均匀性和附着力，同时减少了因温度波动引起的工艺缺陷。
26、优选的，在步骤s14中，通过激光系统与第二运动系统将预制纹理图案信息对应的纹理图案布满水滴状自由曲面基底表面，以完成曝光操作；
27、其中，所述激光系统通过dmd空间光调制器及光束整形镜片组，确定预制纹理微单元，将预制好的纹理微单元投射小光幕至水滴状自由曲面基底。
28、通过采用上述技术方案，步骤s14中采用的技术通过精确控制激光系统和第二运动系统的协同作业，结合dmd空间光调制器和光束整形镜片组，实现了高分辨率和高精确度的纹理图案曝光，确保了预制纹理微单元能够均匀且准确地投射并覆盖在整个水滴状自由曲面基底表面，从而在保持曲面原有特性的同时，赋予其预定的功能性纹理图案。
29、优选的，所述激光系统中激光光源的波长为375±10nm。
30、通过采用上述技术方案，通过选用375±10nm波长的激光光源，该技术实现了对特定材料精确的吸收和加工，同时最小化了热影响区域，有效避免了对水滴状自由曲面基底的不必要损伤，确保了微纳结构加工的精细度和基底材料的完整性。
31、优选的，在步骤s15中，喷淋褪胶液至水滴状自由曲面基底表面进行显影，其中，光刻胶中溶剂蒸发后形成的微米薄膜涂层的厚度在显影过程的不同时间段也会不同，通过确定不同的光刻胶材料，以及微米薄膜涂层的厚度差异，定义显影作业时间；
32、在步骤17中，喷淋褪胶液至水滴状自由曲面基底表面进行褪胶，其中，光刻胶中溶剂蒸发后形成的微米薄膜涂层的厚度在褪胶过程的不同时间段也会不同，通过确定不同的光刻胶材料，以及微米薄膜涂层的厚度差异，定义褪胶作业时间。
33、通过采用上述技术方案，通过精确控制显影和褪胶过程中的褪胶液喷淋，结合不同光刻胶材料和微米薄膜涂层厚度的实时监测，该技术实现了对显影和褪胶作业时间的精确定义，确保了光刻胶涂层的均匀去除和微米级图案的准确转移，从而优化了整个光刻过程的精度和重复性。
34、优选的，在步骤s16中，包括如下步骤：
35、将显影后的水滴状自由曲面基底装夹在自转工装夹具中；
36、采用rf离子源按照预设作业时间，对装夹在自转工装夹具中的水滴状自由曲面基底进行表面轰击清洁；
37、依次在水滴状自由曲面基底的表面依次蒸镀一层铬膜、一层铜膜、另一层铬膜、另一铜膜和最后一层铬膜。
38、通过采用上述技术方案，步骤s16中采用的技术通过在自转工装夹具中固定显影后的水滴状自由曲面基底，并利用rf离子源进行表面轰击清洁，随后精确蒸镀多层交替的铬和铜膜，实现了均匀且高质量的电磁屏蔽层的沉积，同时确保了基底的精确对准和清洁度，提高了最终产品的性能和可靠性。
39、自由曲面随机金属纹理制作方法，所述制作方法包括：
40、s21、超声波清洁水滴状自由曲面基底，
41、s22、对超声波清洁后的水滴状自由曲面基底进行真空蒸发镀膜；
42、s23、在镀膜后的水滴状自由曲面基底上成膜涂覆光刻胶；
43、s24、对成膜涂覆光刻胶后的水滴状自由曲面基底烘烤固胶；
44、s25、确定预制纹理图案信息，根据所述预制纹理图案信息，获取烘烤固胶后的水滴状自由曲面基底的视觉图像信息，分析所述视觉图像信息和所述预制纹理图案信息，确定激光运动轨迹，所述激光运动轨迹用于控制激光按照预制纹理图案信息在烘烤固胶后的水滴状自由曲面基底上进行曝光操作；
45、s26、对曝光后的水滴状自由曲面基底进行显影；
46、s27、对显影后的水滴状自由曲面基底进行蚀刻；
47、s28、对蚀刻后的水滴状自由曲面基底进行褪胶
48、s29、超声波清洗褪胶后的水滴状自由曲面基底；
49、s210、移载清洗褪胶后的水滴状自由曲面基底至投影式光学成像仪，以进行纹理测量。
50、通过采用上述技术方案，所述自由曲面随机金属纹理制作方法的技术效果在于，通过超声波清洁、真空蒸发镀膜、光刻胶涂覆与烘烤、精确激光曝光、显影蚀刻、褪胶以及超声波清洗等一系列精细控制的步骤，实现了在水滴状自由曲面基底上制作出均匀、精确且具有预定电磁屏蔽特性的随机金属纹理，同时确保了基底的完整性和光学性能，最终通过光学成像仪进行纹理测量以验证产品质量。
51、优选的，步骤s26中，包括：
52、喷淋蚀刻液至显影后的水滴状自由曲面基底，所述蚀刻液用于同步蚀刻铬和铜；
53、将蚀刻完成后的水滴状自由曲面基底进行干燥处理。
54、通过采用上述技术方案，步骤s26中的技术效果在于，通过喷淋蚀刻液同步去除显影后的水滴状自由曲面基底上的铬和铜层，实现了精确的金属层图案转移，随后的干燥处理确保了基底的清洁度和后续工艺的顺利进行，从而在保持曲面特性的同时，赋予基底所需的功能性纹理。
55、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
56、1、通过确定预制纹理图案信息，并结合烘烤固胶后的水滴状自由曲面基底的视觉图像信息，分析两者以确定激光的运动轨迹。这一步骤利用了高精度的视觉系统和预先编程的空间外扩曲面轨迹，确保激光按照预制纹理图案信息精确曝光，从而减少了因为重复精度不足导致的偏位问题。该方法通过精确控制激光的运动轨迹，实现了对自由曲面基底的精确曝光，避免了多次扫描刻蚀过程中出现的偏位，提高了制作精度和重复性。此外，通过后续的显影、真空蒸发镀膜和褪胶步骤，该方法能够在自由曲面基底上形成均匀、精确的金属纹理，最终通过超声波清洗和光学成像仪测量确保纹理质量，实现了高质量的自由曲面随机金属纹理制作；这不仅提升了产品的性能和可靠性，还增强了制造过程的稳定性和效率；
57、2、通过激光系统与第二运动系统的协同作业，精确控制激光曝光过程，以及在显影和褪胶步骤中精确控制褪胶液的喷淋，可以减少激光能量对基底造成的损伤。特别是，通过使用dmd空间光调制器及光束整形镜片组来确定预制纹理微单元，并精确投射到基底上，可以确保激光能量的高效利用，避免不必要的高能量输入。此外，选择合适的激光光源波长（如步骤s16中提到的375±10nm波长）可以减少激光对基底材料的热影响，从而降低热应力和的面型损伤。通过这些措施，可以保护基底的完整性，维持其成像质量和结构强度，解决了曲面电磁屏蔽基底都是透激光的，在去除曲面金属镀层的同时激光会透射到曲面的另外一面，透射过去的激光会将另外一面的网栅破坏和高能量的激光刻蚀会对曲面基底产生不可修复的面型损伤及基底内应力的改变，影响曲面的成像质量及基底的强度的问题。
1.自由曲面随机金属纹理制作方法，其特征在于，所述自由曲面随机金属纹理制作方法包括：
2.根据权利要求1所述的自由曲面随机金属纹理制作方法，其特征在于，步骤s12中，通过超声波涂覆机构对超声波清洁后的水滴状自由曲面基底上进行光刻胶成膜涂覆，所述超声波涂覆机构包括控制箱（1），位于所述控制箱（1）上的第一运动系统（2）、仿形加热底座（3）和支撑架（4），所述第一运动系统（2）上设有超声波喷头（5），所述支撑架（4）上设有视觉系统；
3.根据权利要求2所述的自由曲面随机金属纹理制作方法，其特征在于，所述仿形加热底座（3）上设有可控发热柔性布，在执行步骤s12之前，还包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的自由曲面随机金属纹理制作方法，其特征在于，所述预设阈值为30±2℃。
5.根据权利要求1所述的自由曲面随机金属纹理制作方法，其特征在于，在步骤s14中，通过激光系统与第二运动系统将预制纹理图案信息对应的纹理图案布满水滴状自由曲面基底表面，以完成曝光操作；
6.根据权利要求1所述的自由曲面随机金属纹理制作方法，其特征在于，所述激光系统中激光光源的波长为375±10nm。
7.根据权利要求1所述的自由曲面随机金属纹理制作方法，其特征在于，在步骤s15中，喷淋褪胶液至水滴状自由曲面基底表面进行显影，其中，光刻胶中溶剂蒸发后形成的微米薄膜涂层的厚度在显影过程的不同时间段也会不同，通过确定不同的光刻胶材料，以及微米薄膜涂层的厚度差异，定义显影作业时间；
8.根据权利要求1所述的自由曲面随机金属纹理制作方法，其特征在于，在步骤s16中，包括如下步骤：
9.自由曲面随机金属纹理制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：
10.根据权利要求9所述的自由曲面随机金属纹理制作方法，其特征在于，步骤s26中，包括：
