CN101610871A - 改进的例如用于制造卫生用品的薄膜材料处理设备 - Google Patents
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Abstract
一种利用激光束(B1,B2)切割材料(A)的设备,所述材料例如为用于制造卫生用品的材料,所述设备包括用于所述材料(A)的、诸如电动机驱动带的支撑结构,所述支撑结构包括网(72),所述网用于在与所述激光束(B1,B2)作用的切割区域相对应的位置处支撑所述材料(A)。典型地,所述网为丝网,所述丝网例如由钢、青铜或二者的组合来制成,优选地,与所述丝网相关联地设有旋转清洁刷(9)以及吸附系统和/或空气喷射系统。
Description
技术领域
本发明涉及采用激光束技术处理薄膜材料。
本发明特别注意到其可能应用在卫生用品方面而开发出来,其中薄片(或薄膜)材料由卫生用品构成或者由所述卫生用品的组成部分构成。从这个观点看,本发明的目的是对均以本申请人名义递交的EP1447068A和EP1736272A中所描述的方案进行改进。
背景技术
在利用激光技术对吸收性制品等进行切割的技术开发中,对于传送结构(通常为皮带传送机)而言已遇到了各种各样关键的因素,所述传送结构设计成在激光处理的过程之前、之后、尤其是之中支撑所述制品。
例如,采用带有和不带有硅涂层(一种至少原则上激光束应该能透过的涂层)的聚氨酯传送带,由于激光束在任何情况下都强到足以损坏传送带表面,所以传送带在许多情况下具有短的使用寿命。
除此之外,为了既确保裁切出制品的幅材的可靠传送,又确保所获得的制品的可靠传送,需保持幅材和制品尽可能地附着在传送带上,通常设想让幅材经受吸附(根据在传送设备部分普遍采用的解决方案)。为此,在传送带上根据不同类型的图案形成直径在3mm-4mm范围内的多个孔。
然而,采用这种解决方案会发生如下的问题,即,当激光束在与吸附孔相应的位置处切割制品时,制品可能在假定不正确的位置上结束(end up)。实际上,“真空”(即通过所述孔产生的吸附作用)确定了如下的事实,即,所述孔上的材料的特定开挖,这样导致光束因此在“离焦”的位置处作用在材料上,这使得所述材料局部过热直到引起燃烧的风险。这导致了不理想的切割,即,具有硬边的切割,这种硬边经过化学转变而呈现出不同的更黄的颜色。
采用与上述现象相关的方式,还会产生与以下事实关联的问题,即,经受激光处理的材料通常为薄膜,这种薄膜会经受拉伸及由此而产生的颈缩,这对处理(切割、焊接)操作的精度具有不利的效果。
作为拉伸的结果而由此存在的风险是,所述处理顺着至少在一定程度上与所设想的路径不同的路径进行,由此导致制品具有无法接受的特性,因此拉伸必须受到抑制。
从不同技术领域中,用于激光切割的包括丝网的设备本身是已知的,如US5500507A或GB1081589A所证实的。
发明内容
本发明的目的在于克服上面概述的缺陷。
根据本发明,由具有在所附权利要求中具体指出的特征的设备来达到所述目的。
所述述权利要求构成在此提供的本发明公开内容的一个组成部分。
尤其是,就用于传送将要经受处理的材料的结构来说,在此说明的方案中(在实施例中),设想采用由网制成的传送带。
另一方面,网式传送带在一定程度上易于被熔化的塑性材料的残留物污染。所述污染可通过对激光束聚焦进行适当的优化调整来消除和/或减少。然而,在没有连续干预的情况下,随着时间的流逝难于保持相应的条件。另外,即使采用理想地调整和聚焦的激光束进行操作,在高处理速率(例如接近1000张/分钟)的情况下,也始终存在着最小量的污染,从而使得对传送带的恢复进行干预成为必需。
基于上述原因,在实施例中通过插入清洁刷来消除污染问题,所述清洁刷打扫传送带自身并由此将污染的熔化纤维破碎,这些被破碎的纤维随后通过特意设置的嘴来清除。
在一实施例中,所述网式传送机暴露在压力梯度(10毫巴-100毫巴,例如真空)的作用下,并由开口面积大于95%的高孔眼度的支撑构件来支撑。
附图说明
以下将参照附图,完全通过非限制性实例来详细说明本发明。在附图中:
图1是根据本发明的系统操作的侧视图;
图2和图3示出了图1中的系统的操作标准;
图4至图7示出了在此描述的方案的细节;以及
图8和图9进一步示出了在此描述的方案的细节。
具体实施方式
在图1的总图中,附图标记1表示激光源,所述激光源设计成在物件A上进行切割动作,物件A沿着整体上由z表示的方向(例如在此假设以从右到左方向的恒定的速度)移动。
在实施例中,光源1由可产生激光束的激光源构成,所述激光束被投射到物件A上并在物件A上形成相互作用的光斑。根据物件自身已知的标准(例如参见先前引用的EP1447068A和EP1736272A),所述相互作用的光斑设计成:沿着例如与物件A自身轮廓相对应的预定路径,将切割作用施加到物件A自身上。如在上述引用文献中更详细地解释的,在所述物件A的情况下,这些物件为卫生用品或为用于所述制品的组成部分(薄膜等)。
所述处理可以以连续方式或以不连续方式,即以光斑或拉伸的方式进行,从而例如在光斑或拉伸下产生穿孔(所谓的打孔或冲孔(dinking))。
在此示出的示范性实施例中(在此复述其完全是实例),由光源1产生的激光束被发送到两个偏转系统2中。
每个系统2能沿着物件A的方向将从光源1接收到的激光束的相应部分(B1或B2)基于上述光束的相应部分的偏转运动而送回,上述偏转运动主要沿着对物件A的移动方向而言为横向的方向(图2和图3中的轴线x),并在优选方式中沿着上述移动的方向(图中的轴线z)。
例如,光源1可为CO2或YAG激光源(或者甚至是可能具有与其相关的放大器件的半导体和/或光纤激光源,其所必须的功率取决于所产生的光束)。偏转系统2可由目前市场上可购置的设备构成,例如美国马萨诸塞州沃特敦(Watertown)的General Scanning公司制造的型号为HPM10A的光学扫描头、或由德国Scanlab公司制造的Harryscan 30或VarioSCAN flex 40产品、或由德国Raylase公司生产的Superscan-20或Axialscan 30产品,所有这些设备均为三轴型扫描仪。
在上述情况下,离开光源1的激光束由各偏转系统2的入射孔所接收,并通过快速复原检流计的移动而经由一对反射镜偏移。
随后,通过在偏转系统2上的动作,来自各偏转系统2的激光束B1或B2各自可以以光斑形式抵达物件A上,所述光斑具有可选择性确定的聚焦度(已自身已知的方式)。
每个系统2作用到物件A的平面上的范围可以为方形或矩形W,根据系统2中采用的第三轴聚焦透镜的位置和尺寸,以及所述透镜距放置物件A的平面(处理平面)的距离,上述方形或矩形W的分别沿着轴线x和轴线z的侧边尺寸的范围典型地为约100mm×100mm和约500mm×500mm之间。这意味着,所述激光束的工作面积和光斑尺寸为焦距、输入到扫描仪中的激光束的尺寸、和扫描仪的第三轴透镜的位置的函数。
另一方面,将认识到的是,所述方案也适于采用两个光源来实施,每个光源产生相应的处理光束B1或B2,以替代一个光源1和两个偏转系统2。在同样的方式下,所采用的处理光束的数量(以及相应地偏转系统和/或用于产生光束的光源的数量)可大于2。
此外,分给光束B1和B2的扫描窗口的小尺寸使得相应的用于生成/扫描的系统能够组合或彼此并排设置,而非彼此相对地串联。
回到图1的总图,附图标记3表示电子控制单元(例如专用计算机卡或单机控制器),所述电子控制单元监视所述系统对由系统2施加到光束B1和B2上的偏转动作进行控制的操作。这种控制作为传感器/编码器5所提供的信号的功能而出现,其中传感器/编码器5检测物件A沿着轴线z的行进速率。
附图标记6整体上表示与线路控制器之间的接口,所述线路控制器监视插入图3所示装置的设备的操作。通过装置6可干预所述设备的参数,如形状、速度、时间、功率、偏移、特定切割和/或焊接参数、拉伸等。
附图标记7整体上表示用于沿方向z馈送物件A的传送系统。有利地,所讨论的系统由带有电动机驱动传送带的系统构成,所述电动机驱动传送带例如包括成对的、且一个设置在另一个顶部上的环形带,所述成对环形带的传送分支(conveying branch)分别作用到保持在它们之间的物件A的下表面和/或上表面上。
当然,传送系统7可具有与所示系统不同的类型,并例如设想出被设计成完全在物件A下表面上运行的传送机。
在实施例中,产生要在物件A上进行操作的光束B1和B2的偏转系统2是用以下方式定位的,即它们的工作区将与出现的包括丝网的支撑装置对应,所述丝网具有在下文中更详细说明的特征。
在实施例中,设置装置8(例如空气吸附装置)以清除任何可能处理的废物或碎屑。
图2和图3示出了其自身已知的标准(例如参照EP1447068A),这些标准可在如图1所示的系统中采用,以在物件A上进行激光切割处理,各标准均具有由两个弧形或C形部限定的轮廓。出于由下述内容将会更明显看出的原因,所述弧形部在图2中分别由B1和B2表示。
实际上,在此说明的实施例设想为,对于系统2产生的各个光束B1和B2而言,对其分给各自的偏转路径,以使得各自的光束不完全限定各单个物件A的轮廓,而是仅部分限定各单个物件A的轮廓。
在此说明的实施例中,设想将各光束B1、B2设计成描述前述轮廓的相应部分。每个部分是以如下方式来定义的:用光束对物件进行扫描的运动,和随之产生的对轮廓相应部分的限定,有利地利用了将所述物件沿轴线z的行进运动与分给光束B1和B2的偏转运动(二者均沿着轴线x处于横向方向上、且沿着轴线z处于纵向上)进行叠加。
在实施例中,这两个光束B1和B2从一个物件A到下一个物件颠倒其作用。实际上,在图2所示的示意图中可看到,横向偏转运动给予了各光束B1和B2(以互补的方式,因此就是沿轴线x的相对方向),由此使得每个光束投射到被切割的物件A上的光斑对应于之字形的或大体正弦样的路径。
通过以这种方式进行操作,对于给定的物件A而言,光束B1进行右侧切割而光束B2进行左侧切割;且随后对于下一个物件A而言,光束B1进行左侧切割,而右侧切割现在由光束B2来进行。此后,在传送链中的下一个物件A中,所述处理进行到这样的情况,即光束B1再次进行右侧切割,而光束B2进行左侧切割,依次类推。当然,参照物件A的主中轴线定义的“右侧”和“左侧”可以以任意方式来理解,且因此可彼此互换。
此外,尽管图2示出所述路径由光束B1和B2来横移(而且图3也以相应的方式示出偏转路径),但所述路径相对于物件A的主中轴线是对称的,这种对称特征决不构成实质性的必要条件。
实际上,在此由B1和B2表示的路径(为简化说明,在下述内容中,所述路径实质上将不会与产生所述路径的光束作区分)由蜿蜒的或正弦样的路径构成,所述蜿蜒的或正弦样的路径包括相对于物件A的主纵轴(即相对于附图中的轴线z)以交替且对称的方式延伸的半波;然而,所述路径可具有相对于前述主轴线不对称的延伸部分。
出于光束偏转动作的连续性的原因,本发明的实施例可设想为:各路径B1和B2具有S形的蜿蜒图案,所述S形蜿蜒图案具有相对于轴线z在一侧和另一侧上交替布置的半波,从而由第一光束B1定义的路径和由第二光束B2定义的路径在与所述主轴线对应的位置处彼此交叉。
然而,这一特征不是必不可少的,因为本实施例可以采用如下方式来实施:
一路径B1包括所有相对于物件A的主纵轴线均位于一侧上的半波;以及
一路径B2包括所有以互补方式相对于物件A的主纵轴线位于另一侧上的半波。
在这种情况下,路径B1和B2将会呈现出的图案大体类似于带有波峰(cusp)的整流正弦电流的图案,所述波峰位于与图2中的路径B1和B2交叉的位置相对应的位置处。
再次复述,在此说明的实施例可采用数量更多的光束来实现,以代替采用限定两个互补路径B1和B2的两个(子)光束。
设想依靠两个光束的方案可构成优选方案,只要该方案在所获得的结果的质量与实现的简单性之间表现出理想的综合性即可。
为了准确地理解图3的含义,首先应注意,图2的示意图对应于在物件A的平面中,由来自光源1的两个处理光束B1和B2描绘出的两个路径。
因此,图2中的“参考系”是由物件A的幅材或链构成的,所述物件A的幅材或链沿着传送机7行进,而且偏转系统2产生的光束描绘出了路径B1和B2。
至少在原理上,作为沿着轴线x(即沿着对轴线z而言横向的方向)定向的单纯且简单的偏转运动的结果,诸如图2所示的路径B1和B1之类的路径各自由系统2产生的光束中的一个光束来定义。换句话说,从图2和图3的坐标观察,路径B1的相对于轴线z位于左侧的“半波”可通过简单地每次考虑将激光束朝左偏转(图3中的轴线x的负值)来获得。作为在图3的示意图中单纯且简单的向右偏转(在所述图3中x为正值)运动的结果,也可产生路径B1的相对轴线z位于右侧的半波。在此情况下,图3的示意图将被分解成单纯且简单的水平段。
然而,在一实施例中,不是对应于单纯且简单的水平段,图3示出的偏转路径为闭合回路,带有大体类似于利萨如图形(Lissajous figure)的蝶形图案。在一实施例中,系统2产生的各光束B1和B2实际上不仅经受沿轴线x(即沿着对物件A的行进方向而言横向的方向)的偏转,而且也经受沿轴线z的偏转运动。
在此说明的实施例中,与偏转系统2(另一方面复述,在此所述的设备可包括这些系统中的甚至仅一个系统)相关联的是用于控制偏转的装置20,在本发明的第一可行实施例中,装置20设置有可由操作员致动的手动调节器22。
控制装置20能以以下方式选择性地干预由系统2施加到光束B1和B2上的偏转动作:假定由所述控制单元发出同样的信号,则光束B1和B2(沿轴线z方向)经受与期望值不同的偏转值,通常所述偏转值大于所述期望值。
前述处理步骤是根据图3中以虚线D示意性地表示出的方式来执行的。此操作对应于偏转的几何变化,目的在于将以下事实纳入考虑:保持其它参数相同,而构成被处理制品的薄膜可沿轴线z方向经受拉伸。
例如,参照图3,假设沿轴线z方向的拉伸量等于1%(可能的拉伸值范围为从0.6%到4%;典型的值包括在0.6%与1.8%之间),控制模块20的干预将修改图3中所呈现的图形,使得该图形沿轴线z的方向的“动态”波动(对于大约42°的总值而言,原始地包括在约-21°与+21°之间的波动)以如下方式修改成:与大约42°加上y%的角度值相等,设计y%为的是考虑到所处理的幅材(物件A)由于拉伸结果而伸长了x%的事实;与沿z方向的这种变形相关联的是另一种横向颈缩变形。
通过这种方式,在沿轴线z方向的拉伸动作的意义上,也可修改光束B1和B2的偏转动作,以补偿薄膜经受的所述现象。
在不涉及视差的三角函数补偿的情况下,鉴于涉及到相对低的百分比值,幅材的纵向拉伸值(x%)和相应的角度修正值(y%)实际上不能彼此区分开。
如已说明的,装置20可进行由操作者进行的手动控制,操作者通过观察出自所述系统的制品,就能够识别需用以补偿拉伸的正确的偏转角修正值的范围。
在此说明的方案也适用于根据完全自动化的模式来实施,例如设想为:将单元3构造成(以自身已知的方式)从传感器5所提供的信号开始,检测物件A的幅材经受的拉伸量。
例如,这可通过检测设置在物件A的幅材上的参照元件的通过来实现。根据预计的打开幅材的速度,所述参考元件将以预定的时间间隔经过传感器的前方。所述间隔加长的事实表明薄膜正在经受拉伸的事实,而且所述间隔的加长值构成了所述拉伸的度量值,所述拉伸的度量值可用于驱动控制单元20。
另一方面,在同一设备中可同时存在手动调整和自动控制,例如,由此而能以手动干预来进行第一粗调,这种第一粗调将通过自动控制来精调并长时间保持。
应注意的是,所述拉伸值的修正可独立于轴线z和轴线y,以百分比关系来完成。所述值于是即具有对所形成的轮廓进行修改的内函数,这让使用者能够改变从所述系统出来的制品的形态学特性(拉长和/或加宽轮廓)。换句话说,在一定限度内,除了使拉伸恢复的事实之外,拉伸值还能精确地优化形状,以便减少设计中可能的近似值
在此说明的实施例中,执行激光切割的操作,同时通过包括在传送机7中并包括有丝网的支撑结构,在底部支撑幅材或薄膜。
有利地,如图1示意性地示出的,支撑(及传送)带为环形带,所述环形带在端部回行惰轮上行进,并随着物件A的幅材前进而以同步运动来移动。
更具体地,如图4所示(其可视为传送带7拉伸的理想俯视图),这个传送带具有网格和/或丝网制成的中心区72,中心区72带有两个例如由诸如聚氨酯之类的塑料材料或硅制成的连续侧边界74。
例如,中心区72的丝网可呈现约190mm的带宽,而侧边74各具有约20mm的宽度,且总厚度不超过1.8mm。
显然,前述尺寸应视为单纯说明性的而非限定本发明的范围。这同样也适用于下列进一步优选的特征:
-中心区72的材料:钢、青铜、或这二者的组合(尽管已证实钢和/或青铜能经得起所产生的热应力;但另一方面,针对同样目的,也可考虑采用具有足够耐热性的合成材料和/或混合纤维);
-经线的类型和断面:单丝或多丝,断面范围为0.1mm与1mm之间,且优选值为0.2mm与0.3mm之间;
-纬线的类型和断面:单丝或多丝,断面范围为0.1mm与1mm之间,且优选值为0.2mm与0.3mm之间;
-沿着经线每平方厘米的网孔数量:10到40个(优选值:15-35个网孔);
-沿着纬线每平方厘米的网孔数量:10到40个(优选值:15-35个网孔);
-网的厚度:0.2mm到2mm(优选值:0.3mm-1mm);
-单位面积的质量:0.5kg/m2到3kg/m2(优选值:1kg/m2-2kg/m2);
-渗透率:3000l/m2sec到15000l/m2sec(优选值:5000l/m2sec-10000l/m2sec);
-孔眼面积:10%到50%(优选值:20%-40%);
通常,对侧边界74无特殊要求,侧边界74可由硅或聚氨酯来制成,且侧边界74的主要功能在于防止所述网在连续运行的步骤中意外接触到固定侧导轨时的快速损坏。侧边界74也有益于平衡结构,并限制所述结构随着拉伸产生的变形。
上述类型的网式传送带能抵抗在切割工序中采用的激光束的侵害,上述激光束具有介于100μm与300μm之间的光斑尺寸。考虑到所采用的与处理速度相应的功率(两个光束各自具有大约800w的安装功率),这导致能量供给具有包括在100kJ/m2与300kJ/m2之间的强度。
对处于暴露在激光束作用下的区域中的传送带而言,耐热性不是仅有的有利特性。此外还要加之以机械抗力,这是由于传送带因运行稳定的目的而经受压力梯度(例如真空或喷气/吹气),并经受复合动态应力,这种复合动态应力在操作中既由回行惰轮和/或电动机驱动引起,也由一个或多个清洁刷9的机械作用引起,根据申请人所进行的实验,有利的是使得所述清洁刷与传送带7相关联(在所示实例的情况下,清洁刷的数量为两个)。
刷子9或者说每个刷子9的目标是从传送带的网状区72上清除经过处理的原材料的熔化及粉状的残留物,所述残留物在激光束作用下会部分升华并部分熔化(在由切割中的高斯能量分布曲线的尾端照射到的区域)。在真空处理的作用下,经受切割的熔化的(或热改变的)材料趋于沉积到网状区72的网的网孔开口中以及丝之间的空隙中(丝可以为加捻类型,尤其是在所述经线中)。
如果未被清除,上述污染物将会产生将网堵塞的风险,这既会导致真空在原材料的位置施加的吸附动作失效,又会引起被处理的制品由于材料两侧同时熔化的结果而锚定/粘接在网孔自身上的潜在风险。
由以上所述显而易见的是,网72的合适的抗附着特性(这种特性例如源于喷洒中性油、碳化物和/或中性硅树脂)将是有利的,只要这种特性不降低执行所述处理所用的激光束的能量侵害进行抵抗的性能即可。
在图5示出的实施例中,刷子9或者说每个刷子9为旋转刷,所述旋转刷带有由青铜、黄铜、钢或合成纤维制成的鬃,所述鬃根据全部覆盖边缘或根据彼此相对的螺旋路径来设置。优选地,由α表示的螺旋的倾角如图5所示,刷子9或者说每个刷子9为带有由合成纤维或金属纤维(如青铜、黄铜、钢纤维)制成的鬃的旋转刷,鬃是根据(径向和横向)路径布置的,所述路径关系到刷子9与丝网72之间的低压力值和刷子的低旋转速率值。这样使得所涉及的构件的磨损效应减少,结果使得它们的使用寿命增加。
根据丝网所采用的几何结构,刷子9在丝网72上的运动可以为一致的(concordant)或相反的(opposite)。每分钟转数与丝网72行进的馈送速率(即生产线处理速度)以大体1∶1.2的比率明确关联。
在此说明的实施例的特征在于实现环形封闭的包括网72的传送带所采用的模式。
在这方面,至少在原理上可考虑借助聚氨酯条带制成端部粘接在一起的环形传送带。然而已发现所述条带为薄弱点,导致接头在短时间运行之后就屈服。
通过将丝网的金属丝在相面对的末端处交织而设置接头来形成环形圈,以小时计的工作寿命有所提高,但是金属线的相面对的末端易于升起而形成实际上的钩,这些钩在许多情况下不期望地易于钩到制品上。
由此,可设想利用交错开口经线(staggered open warping),或者根据鲱鱼骨状(连续之字形)图案,将所述末端封闭。该处理要点是,根据交错的鲱鱼骨状图案来排列所述丝的交错的末端,以将这些末端压平像“种子”一样分布在传送带的网状区的整个宽度上。
对应的工序为完全手工且不可避免地导致高成本。
因此,一实施例设想,通过微束等离子体焊或电热硬钎焊来连接相对的末端,获得对接的接头,以使得传送带封闭从而形成环形圈。借助此工序,将每个丝的末端均焊接在一起。结果,便获得了在封闭区域中也具有恒定孔眼面积的开口工作网。
此处理为半自动的,且由此抑制了相应的成本增加。
随后,另一实施例的要点是,以刚性引纬(rigid wefting)方式来形成环形传送带。在这种情况下,通过将纬线78插入设置成彼此相对且相互交错的制成的精整孔眼(finishing eyelet)76中,来手工实现传送带的环形封闭,这确保了传送带的正确的终端。
这个方案示于图6和图7中,也可从图6和图7中知晓以下事实:
-经线(即沿传送带7的“轴线z”延伸并在示出的实例中设计成形成孔眼76的线)优选地为多股线;以及
-纬线(即与传送带7“交叉”延伸的线)优选为单股线。
当然,图1所示的设备还包括各种辅助性的附加构件,它们具有在质量和使用寿命方面对所述设备的性能进行优化的任务。在这些附件中,可能涉及到对传送带7的网进行动态清洁的额外的吹气点、吸收烟雾的顶嘴、位于切割区域下方的可拆卸的穿孔支撑板等,所述可拆卸的穿孔支撑板用于固定底座的日常清洁,以便传送带滑动。
图8和图9更详细地示出了与面积或区域W相对应地支撑网72的实施例,材料A将在所述面积或区域W处由激光束B1、B2中的任一个激光束来切割。图9本质上为突出图8所示的一些部件的相对定位的分解图。
在图8和图9中,附图标记100表示实质上形式为带孔眼板(即设置有孔眼的板)的支撑构件。在所示出的实施例中,这些孔眼分别设置成两个阵列102、104。
孔眼102基本上以孔(例如圆孔)的形式设置在板100的本体中。相对地,孔眼104基本上以格子(诸如方形或矩形格子)的形式遍布所述材料A将被激光切割的面积或区域W(即产生激光束B 1或B2的偏转系统所覆盖的区域)中。
在实施例中,孔眼104是以包括刮板状构件或叶片的格子形式形成的。这些刮板状构件或叶片布置成在它们之间形成由侧壁包围的孔眼(在所示出的示范性实施例中为方形),上述侧壁沿大体竖直的方向(即与如该图所示的网72的平面正交的方向)或水平的方向(即与网72的平面平行的方向)延伸。
在一实施例中,这些构件不是彼此牢固地连接的。在一实施例中,这些构件或多或少是以格栅样式来布置的,其中,每个构件保持有相对于相邻构件适度位移的能力。这种松散的连接布置的原因将在下面给予更详细的解释。
附图标记106表示吸附箱(“真空室”),该吸附箱自身将以已知的方式连接到负压(即“真空”)源V,从而在室106中建立低于大气压的压力等级。
参照图8和图9,在操作中,刚才所说明的各种构件将产生一种由底部到顶部的夹层状结构,所述结构包括:
-吸附箱106,连接于负压源V;
-板100,布置在吸附箱106的上方,以在吸附箱106上形成盖;
-网72,滑动于板100的顶表面上;以及
-通过网72来传输的物件A的待切割材料。
由此,吸附室106将用于将空气经由网72中的线之间的孔眼以及板100中的孔眼102、104而抽吸到吸附箱106自身中,同时物件A的材料将趋于阻碍这种空气流动。
这将产生把物件A的材料强压在网72上的压力梯度,由此确保物件A的材料在网72上的精确定位和传输。
在另一实施例中,通过朝物件A的材料(参照图8和图9是向下)射出(即吹送)空气或其它气体射流,可产生类似的压力梯度,由此通过这种射流而将物件A的材料“压”靠在网72上。在这种实施例中,可省略吸附箱106。
在又一实施例中,可通过既采用如吸附箱106之类的吸附箱,又采用如前述的气体射流,来建立压力梯度。
不管采用哪个实施例,压力梯度都将使物件A的材料稳定地靠在网72上,网72在其滑行移动中又将由板100来支撑。
此外,孔眼102、104将形成由这种压力梯度引起的气体(空气流)的通道。
在孔眼104的面积中(其为板100的要用于滑动支撑网72的面积,与物件A的材料暴露在激光束作用下的面积W相对应),孔眼104将起到额外的作用,以使处理后的原材料的任何可与丝网72脱离的残留物的去除变得容易。
如前所述,在激光束的作用下,上述原材料可部分升华而部分熔化,而且这种熔化的材料可能趋于沉积到所述网的网孔的开口中以及网72的丝之间的间隙中。
本申请人已发现,这种穿越孔眼104并通过手动前传送机阀(frontalconveyer valve)施加的吸附(以及在任何情况下的压力梯度),可以进一步有益于从网72上清除这些残留物的至少一部分,由此这些部分残留物被抽吸到例如吸附箱106中。这有利于刷子9的清洁动作。
实际上,尽管附图中的图1示出了刷子9位于丝网72形成的环圈的外侧,但本申请人已发现,将所提供的至少一个刷子布置在网72形成的环圈内是有益的。通过这种方式,所讨论的刷子将布置成清洁网72的与该网支撑材料A的表面相对的表面,因而从此表面上将那些已穿过网的网孔且未被作用在所述网上的压力梯度清除的激光切割残留物清除。
此外已发现,与区域W对应的限定孔眼104的刮板状构件在滑动于构件上的网72的下表面上施加了一种刮擦(即像手术刀一样)动作。已发现这种刮擦动作特别有益于避免熔化材料的残留物集聚在网72的下表面上,由此保持网72清洁。这避免了任何不希望的对所述网的网孔的开口的堵塞和/或避免了任何不希望的在网72下侧上形成“覆盖层”,这种覆盖层可能不受欢迎地使得网72脱离其紧密的滑动关系,而抬高(即移位)到板100上表面的上方。
发现当限定孔眼104的所述构件因松散的安装布置而保持中等程度的相对移动能力时,刚才所描述的刮擦动作特别有效。
具体而言,发现当用于支撑网72的板100的与材料A的被激光束B1或B2切割的区域W对应的孔眼部(即孔眼104的面积)具有至少等于95%且优选至少等于98%的孔眼面积时,接头稳定化/清洁动作即以令人满意的有效方式进行。
正如在此采用的,开口面积指的是孔眼104的净开口面积与板100的设置有孔眼104的区域的表面积的比值,这两个面积均是以板100的一般平面来度量的,板100属于网72的普通滑动板。
例如,具有25cm/sq表面(其内已设置有5×5矩阵布局的25个孔眼,每个孔眼具有的净面积均为0.90cm/sq)的板100的500×500mm2方形部分将具有90%的开口面积。
具有25cm/sq表面(其内已设置有5×5矩阵布局的25个孔眼,每个孔眼具有的净面积均为0.95cm/sq)的板100的同样大小的方形部分将具有95%的开口面积。
最后,具有25cm/sq表面(其内已设置有5×5矩阵布局的25个孔眼,每个孔眼具有的净面积均为0.98cm/sq)的板100的同样大小的方形部分将具有98%的开口面积。
当然,这些只是实例,而且在此描述的布置绝不限于板的方形部和/或相同孔眼的n×n矩阵布局。因此,板100的内部布置有孔眼的任意形状区域以及(相同或不同)孔眼的任意阵列适用于在此说明的布局。
图9的示范性实施例包括具有相同的方形孔眼的4×5布局的方形区域W。
当然,在不偏离本发明的原理的情况下,在不脱离如所附权利要求限定的本发明范围的情况下,可以针对与在此描述并示出的内容相关的结构细节以及实施例进行广义变化。
Claims (25)
1.一种利用激光束(B1,B2)切割薄膜材料(A)的设备,其中设有用于支撑所述材料(A)的结构,所述结构包括传送网(72),所述传送网用于传送所述材料(A),并在与所述材料(A)的利用所述激光束(B1,B2)进行切割的区域相对应的位置处支撑所述材料(A),所述设备还包括:
用于所述传送网(72)的支撑构件(100),所述支撑构件位于与所述材料(A)的利用所述激光束(B1,B2)进行切割的区域相对应的所述位置处;
压力梯度源,设置成与所述支撑构件(100)相对应,以将所述材料(A)压抵在所述网(72)上;
其中,所述支撑构件(100)在与所述材料(A)的利用所述激光束(B1,B2)进行切割的区域相对应的所述位置处具有至少一个孔眼部(104),所述孔眼部限定所述传送网(72)的滑动表面,其中所述孔眼部(104)具有至少95%的开口面积。
2.如权利要求1所述的设备,其中所述孔眼部具有至少98%的开口面积。
3.如权利要求1或2所述的设备,其中所述孔眼部(104)包括方形或矩形的孔眼。
4.如权利要求1至3中任一项所述的设备,其中所述孔眼部(104)具有格子状结构。
5.如权利要求4所述的设备,其中所述格子状结构包括刮板状构件,所述刮板状构件沿着与所述传送网(72)的所述滑动表面正交或平行的方向延伸。
6.如权利要求4或5所述的设备,其中所述格子状结构包括松散地连接以保持相互运动能力的构件。
7.如权利要求4至6中任一项所述的设备,其中所述格子状结构与所述网(72)以刮擦的关系相配合。
8.如权利要求1至7中任一项所述的设备,其中所述网(72)由选自钢、青铜、钢和青铜的组合、合成材料、及混合纤维中的材料制成。
9.如权利要求1至8中任一项所述的设备,其中所述网(72)构成所述结构的用于优选均匀地支撑所述材料(A)的网状中央区,其中所述网状中央区(72)以连续侧边界(74)为侧边。
10.如前述权利要求中任一项所述的设备,其中所述网(72)为具有经线和纬线的编织网。
11.如权利要求10所述的设备,其中,所述经线为单股经线或多股经线,所述经线的横截面的范围为0.1mm到1mm之间,优选值为0.2mm到0.3mm之间。
12.如权利要求10所述的设备,其中所述经线为这样的经线,即,沿经线每平方厘米的网孔数目为10到40个,优选值为15到35个网孔。
13.如权利要求10所述的设备,其中所述纬线为单股纬线或多股纬线,所述纬线的横截面的范围为0.1mm到1mm之间,优选值为0.2mm到0.3mm之间。
14.如权利要求10所述的设备,其中所述纬线为这样的纬线,即,沿纬线每平方厘米的网孔数目为10到40个,优选值为15到35个网孔。
15.如权利要求10至14中任一项所述的设备,其中所述经线为多股而所述纬线为单股。
16.如权利要求10至15中任一项所述的设备,其中所述网(72)的厚度为0.2mm到2mm,优选值为0.3mm到1mm。
17.如前述权利要求中任一项所述的设备,其中所述网(72)的单位面积质量为0.5kg/m2到3kg/m2,优选值为1kg/m2-2kg/m2。
18.如前述权利要求中任一项所述的设备,其中所述网(72)的渗透率为3000l/m2sec到15000l/m2sec,优选值为5000l/m2sec-10000l/m2sec。
19.如前述权利要求中任一项所述的设备,其中所述网(72)具有透孔织物结构,所述透孔织物结构的开口面积为10%到50%,优选值为20%-40%。
20.如前述权利要求中任一项所述的设备,其中与所述网(72)相关联地设有至少一个清洁刷(9)。
21.如权利要求20所述的设备,其中所述至少一个清洁刷(9)设置成清洁所述网(72)的与所述网的支撑所述材料(A)的表面相对的表面。
22.如权利要求20或21所述的设备,其中所述清洁刷(9)为具有金属鬃的刷子,所述金属鬃优选为青铜或钢鬃、或者为合成聚酯鬃。
23.如权利要求20至22中任一项所述的设备,其中所述清洁刷(9)为旋转刷,所述旋转刷优选相对于所述传送网(72)在所述滑动表面上的滑动运动而反向旋转。
24.如权利要求23所述的设备,其中所述清洁刷(9)设有完全覆盖边缘的鬃或根据优选彼此相对的螺旋路径而布置的鬃。
25.如权利要求24所述的设备,其中所述螺旋路径具有接近45°的倾角(α)。
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