CN104723394A - 一种高精度柔性薄膜保形切割装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种高精度柔性薄膜保形切割装置。其关键在于解决了对于薄膜材质加工时易出现的褶皱及拉伸变形等问题。技术核心为采用真空泵制造低压，使薄膜贴合于模型平板上，再实行切割加工。如此即可使薄膜紧紧贴在平板上，保证了在切割薄膜过程中薄膜不移动并且始终平整，同时使整个薄膜任何一处的张紧度都均匀一致，避免因拉伸而产生的不可恢复性变形。该装置形状简单，易于加工，现已在实验室完成装置成品。此外，其具有很高的灵活性，既可以用于手工切割也可以配合数控机床使用。可以有效保证薄膜形状精度，有利于小数量复杂形状加工。用于批量生产时其优势更为显著，可以在保证切割精度的同时有效提高生产效率。

Description

一种高精度柔性薄膜保形切割装置

技术领域：

本发明涉及一种高精度切割装置，用于柔性薄膜材质复杂形状的切割。属于薄膜材料切割领域。可以高精度完成复杂形状的切割，可有效避免薄膜产生褶皱，出现气泡等现象。在批量生产时，能够保证每个薄膜成品的张紧度一致。

背景技术：

在扑翼机以及固定翼航空模型的研究制作过程中，不可避免需要大量裁剪薄膜制品用于扑翼机的扑翼以及固定翼航模蒙皮。尤其对于扑翼机这种体积小，质量轻，机动灵活的微小型飞行器，薄膜扑翼的精度，张紧度，褶皱等不仅会影响其美观，更会对扑翼机的空气动力性能产生致命的影响。而长期的扑翼空气性能实验的损耗，又需要在短时间内能够制作出大量的薄膜扑翼。因此这就对薄膜裁剪过程提出高精度，高效率的要求。

目前为止，一般切割柔性薄膜时会采取两种方法：当薄膜较小时在薄膜上画出要切出的形状，然后直接用剪刀剪裁；当薄膜面积较大时使用固定夹具将薄膜的四周固定在模型平板上并用数控机床切割。前者的缺点是效率太低同时精度很难保证；而后者虽然使用数控机床可以提高切割速度也能有效固定薄膜，但是仅能固定薄膜的四周而不是使薄膜完全附着在模型平板上，当切割较复杂的形状时，薄膜中间会产生褶皱，气泡，甚至脱离固定从而无法满足要求。最重要的一点，使用传统方法在批量生产时，由于没有措施控制薄膜张紧度，所以可能有些薄膜成品松弛有褶皱，有些又拉得太紧，不能保证每一个薄膜成品的张紧度的一致性。而本发明公开的真空保形切割法可以有效地解决上述问题。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是：保证切割形状复杂的柔性薄膜产品时不出现褶皱和由于拉紧而出现的严重变形。采用切割柔性薄膜时最关键的问题就是如何保证切割过程中保持薄膜的切割轨迹上的任何一点都不移动并且始终能平整的紧贴在模型平板上。本发明的产品可以有效地解决这一问题。

本发明的内容是：利用真空环境将薄膜吸附在模型平板上，可以保证薄膜上的任意一点都被大气压紧紧压在模型平板上，从而达到了固定薄膜的目的，同时整个薄膜任何一处的张紧度都均匀一致，且保证了切割过程中保持薄膜不移动并且平整。本装置既可以用于手工切割也可以配合数控机床使用。若配合数控机床的自动化加工就能同时提高生产效率与切割精度，就可以用较低的成本切割出符合要求的各种特殊形状的薄膜。

本发明的结构是由真空箱及刻有需要剪裁的图案形状的模型平板组成，需要配合真空泵使用。下面详细阐述本发明的结构。真空箱用8mm亚克力板制成，模型平板也采用8mm亚克力板，模型平板表面沿图案轮廓用二维雕刻机雕刻出1mm深，0.2mm宽的走刀槽，一方面，在没有机床的情况下，采用人工裁剪时，操作人员可以直接沿着走刀槽切割，在无需游标卡尺等测量工具的情况下，保证切割轨迹符合要求。从而实现快速裁剪。另一方面，也可防止大量生产时多次切割对模型平板造成破坏。同时，在图案轮廓线两边各有一排直径1mm的贯通气孔，用于排除薄膜与亚克力模型平板间的多余气体。实验发现，只需在图案轮廓线两边打孔就可排尽薄膜与模型平板间的气泡，如图1所示。无需在图案内均匀打孔。模型平板与真空箱之间用密封圈封严。

工作时通过软管将真空箱的抽气连接口与真空泵连接，刻有图案的模型平板轻放于贴有密封圈的真空箱上，密封圈洒水浸润，这样可提高密封效果，将薄膜平铺于模型平板上，开启真空泵，薄膜与模型平板之间的多余空气即被通过气孔抽出，薄膜平整的贴合在模型平板上，且各部位的张紧度一致，不存在褶皱，气泡等现象。人工裁剪时，刀片在刻槽里走完一圈即可切割出一个符合要求的薄膜。如需要切割不同的形状只需更换模型平板即可。

本发明的效益是：简化切割柔性薄膜的过程，并提高切割的速度与精度，保证薄膜不同部位张紧度一致，特别适合批量生产。

附图说明：

图1：柔性薄膜保形切割装置正等测图

图2：走刀槽及气孔局部放大图

对于图中标号及符号的说明：抽气管连接口1、真空箱2、橡胶密封圈3、印有需要切割的图案的模型平板4、走刀槽5、1mm直径气孔6。

具体实施方式：

本发明作品的零件由真空箱、橡胶密封圈及刻有需要剪裁的图案形状的模型平板组成，需要配合真空泵使用。真空箱由8mm亚克力板制成，是一个没有盖的四周密封的容器，如图1所示，在真空箱2的箱壁上开有用来抽气的孔，在孔上安装抽气管连接头，使用皮管将真空箱上的抽气管连接头与真空泵连接。模型平板也采用8mm亚克力板，模型平板表面沿图案轮廓用二维雕刻机雕刻出1mm深，0.2mm宽的走刀槽，在图案轮廓线两边各有一排直径1mm的贯通气孔，用于排除薄膜与亚克力模型平板间的多余气体。模型平板与真空箱之间用密封圈封严，密封圈洒水浸润，可提高密封效果，工作时，将刻有图案的模型平板轻放于贴有密封圈的真空箱上，开启真空泵，真空箱内部即形成封闭空间，与外界大气相通的只有模型平板上的小孔，真空箱内部的真空环境使模型平板上的小孔从外界吸气，将薄膜平铺在模型平板上并且覆盖所有小孔，这样即可形成模型平板与薄膜之间的低压，与薄膜上的外界大气压形成了压力差，薄膜与模型平板之间的多余空气即被通过气孔抽出，薄膜平整的贴合在模型平板上，且各部位的张紧度一致，不存在褶皱，气泡等现象。模型平板上刻有要求的形状，人工裁剪时，操作人员可以直接沿着走刀槽切割，在无需游标卡尺等测量工具的情况下，保证切割轨迹符合要求，从而实现快速裁剪；又可以避免多次切割时刀片划痕使得模型平板受到损坏。真空箱的使用使得在整个的切割过程中薄膜始终紧贴着模型平板不移动，从而可以快速切割出符合精度要求的特殊形状薄膜。

一种形状的模型平板可以多次重复使用适合大批量生产，需要切割不同形状的薄膜时更换模型平板即可。手工切割时使用锋利的手术刀在沿着模型平板的槽切割即可，由于薄膜被压紧拉平，切割十分顺畅切口也很平整；配合数控机床自动走刀时需要先固定好真空箱的位置以便对刀，对好刀后可以按照输入电脑的图形自动切割，提高效率同时切出的薄膜更美观。

Claims (4)

1.一种高精度柔性薄膜保形切割装置，其特征在于该装置由真空箱及刻有需要剪裁的图案形状的模型平板组成，并配合真空泵使用，薄膜位置的固定由薄膜上下表面的压差来实现。

2.根据权利要求1所述的一种高精度柔性薄膜保形切割装置，其特征在于真空箱2用8mm亚克力板制成，模型平板4也采用8mm亚克力板，模型平板表面沿图案轮廓用二维雕刻机雕刻1mm深，0.2mm宽的走刀槽5，在图案轮廓线两边各有一排直径1mm的贯通气孔6，用于排除薄膜与亚克力模型平板间的多余气体。

3.根据权利要求1所述的一种高精度柔性薄膜保形切割装置，其特征在于模型平板与真空箱之间用密封圈封严，密封圈洒水浸润，可提高密封效果。

4.根据权利要求1所述的一种高精度柔性溥膜保形切割装置，其特征在于该装置可以与多种切割方法配合使用；手工切割时使用锋利的手术刀在沿着模型平板的槽切割即可；配合数控机床自动走刀时需要先固定好真空箱的位置以便对刀，对好刀后可以按照输入电脑的图形自动切割。