CN105251844B - 冲压成型方法及冲压系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冲压成型方法及冲压系统。所述冲压成型方法包括：步骤1、在冲压模具中放入加工材料；步骤2、对加工材料进行加热，使加工材料达到并保持在预设温度；步骤3、冲压模具压合，对加工材料施加压力，使加工材料冲压变形；步骤4、冲压模具保持压合状态，停止对加工材料的保温，使加工材料冷却；步骤5、加工材料冷却至室温，冲压模具打开、撤除应力。本发明提供的冲压成型方法能够对加工材料进行有效、可靠的变形加工，防止加工材料回弹。

Description

冲压成型方法及冲压系统

技术领域

本发明属于电子产品加工技术领域，具体地，涉及一种冲压成型方法和一种冲压系统。

背景技术

在消费类电子产品的加工领域中，为了将电路板、柔性电路板或者金属复合层等材料加工成具有凹凸结构的3D结构，本领域技术人员通常采用冲压成型工艺。冲压成型工艺能够快速、准确的将上述材料加工成凹凸结构，但是，冲压的过程无法使材料内部的应力得到释放。当冲压模具打开后，由于产品内部存有应力，产品容易在内部应力的作用下出现变形、回弹现象，从而导致产品外形不符合设计标准。产品整体的尺寸及凹凸结构的高度、轮廓尺寸的变化都有可能使产品无法正常装配。

所以，有必要对传统的加工方法进行改进，能够对产品进行稳定的加工，防止形成凹凸结构的产品在完成加工后自身发生回弹变形。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种能够使产品不发生回弹变形的成型方法或加工系统。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种冲压成型方法，其中包括：

步骤1、在冲压模具中放入加工材料；

步骤2、对加工材料进行加热，使加工材料达到并保持在预设温度；

步骤3、冲压模具压合，对加工材料施加压力，使加工材料冲压变形；

步骤4、冲压模具保持压合状态，停止对加工材料的保温，使加工材料冷却；

步骤5、加工材料冷却至室温，冲压模具打开、撤除应力。

优选地，所述预设温度可以高于加工材料的玻璃化温度。

特别地，所述加工材料可以为柔性印刷电路板或金属复合层。

更优地，在所述步骤2至步骤5中，包括对加工材料的温度进行监控的步骤。

进一步地，本发明还提供了一种冲压系统，其中包括：

冲压模具，所述冲压模具包括凸模和用于与所述凸模压合的凹模，所述凸模和凹模之间具有模腔；

用于对放置在所述模腔中的加工材料进行加热的加热装置；

控制模块，所述控制模块对所述冲压模具和加热装置进行控制，所述控制模块控制所述加热装置对所述模腔中的加工材料加热，加工材料达到预设温度后，所述控制模块控制所述冲压模具压合，所述冲压模具完成压合后，所述控制模块控制所述加热装置停止加热，使加工材料冷却，加工材料的温度恢复到室温后，所述控制模块控制所述冲压模具打开。

优选地，所述凸模或凹模由金属材料制成。

特别地，所述加热装置可以对所述冲压模具进行加热。或者，所述加热装置可以设置在所述冲压模具上，对所述模腔进行加热。

优选地，所述冲压模具可以具有用于测量加工材料的温度的温度传感器，所述温度传感器与所述控制模块电连接。

本发明提供的冲压成型方法能够对加工材料进行有效、可靠的变形加工，使加工材料具有稳定的形状。尤其是加工材料为柔性印刷电路板或薄金属复合层时，本发明提供的加工方法可靠性更强。进一步地，本发明还提供了一种冲压系统，能够实现上述冲压成型方法。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明提供的冲压成型方法的步骤框图；

图2是本发明提供的冲压系统的冲压模具的立体结构图；

图3是本发明提供的冲压系统的冲压模具的侧面剖视图；

图4是图3的局部放大图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本发明提供了一种冲压成型方法，该方法能够防止产品在完成加工后自身发生变形，使产品具有稳定的3D凹凸结构。本发明提供的方法包括：步骤1、在冲压模具中放入加工材料；步骤2、对加工材料进行加热，使加工材料的温度保持在预设温度；步骤3、冲压模具压合，对加工材料施加压力，使加工材料冲压变形；步骤4、冲压模具保持压合状态，停止对加工材料的加热，使加工材料开始冷却；步骤5、加工模具冷却至室温，冲压模具打开、撤除应力。本发明提供的冲压成型方法不直接对加工材料进行冲压成型，而是先对加工材料进行预热，如步骤2所述，将加工材料放入冲压模具后，对加工材料进行加热，并使其温度保持在预设温度。加工材料温度升高后能够释放部分自身内部的应力，从而降低冲压后回弹变形的可能。所述预设温度可以根据加工材料自身的特点进行调整，通过设定 预设温度的高低，能够控制加工材料中应力释放的程度。当加工材料的温度保持在预热温度后，冲压模具再进行冲压作业。如步骤3所述，冲压模具进行压合，将加工材料压成所需要的形状。通常，是将板状、片状的加工材料压制成具有凹凸结构的3D结构。完成冲压作业后，冲压模具不立刻打开，如步骤4所述，冲压模具保持在压合状态，持续对加工材料施加冲压作用力，此时停止对加工材料的加热、保温，使加工材料逐渐冷却。如果直接将冲压模具打开，让加工材料在无压力的情况下冷却，则由于冲压后的加工材料形状不规则，冷却过程中产生的内部应力仍会使其自身变形。所以，冲压模具必须保持压合状态，为加工材料提供压合作用力，在这种情况下冷却至室温的加工材料不会再发生变形，冷却时产生的应力被冲压模具的压合力抵消，冷却后的加工材料中的内应力很少。本发明提供的加工方法，能够对加工材料进行稳定的成型，完成加工后产品不易产生回弹、变形。

特别地，不同的加工材料释放其自身的应力需要达到的温度不同，对于金属材料，温度上升可以增强塑性，从而降低其内部的应力。对于高聚物材料，温度上升到玻璃化温度之上时，材料会从高弹态转变成玻璃态，完全释放内部应力。本发明提供的方法主要应用于电子产品器件加工，加工材料往往是高聚物材料，所以优选地，所述预设温度可以高于所述加工材料的玻璃化温度，以完全释放加工材料中的应力。

可选地，所述加工材料可以是印刷电路板、柔性印刷电路板等半导体材料，也可以是其它有机膜、胶层以及金属层的复合材料。这类较薄、有一定弹性的加工材料在电子产品技术领域通常需要加工成规则或不规则的、具有凹、凸部分的片状结构，本发明提供的冲压成型方法对这类加工材料具有良好的加工可靠性。

优选地，在步骤2至步骤5中，可以包括对加工材料的温度进行监控的步骤。监控加工材料的温度能够直接的知道加工材料的温度情况，从而可以对加热和保温的过程实现准确控制，避免加工材料的温度没有达到预设温度，无法释放足够的应力，或者可以避免加工材料的温度过高，流动性过强无法成型。

进一步地，本发明还提供了一种冲压系统，这种冲压系统可以用于实现上述冲压成型方法。所述冲压系统中包括冲压模具、加热装置以及控制模块。所述冲压模具包括凸模11和用于与所述凸模11压合的凹模12，所述凸模11与凹模12之间具有模腔13。所述凸模11或凹模12可以由金属材料制成。加工材料2可以放置在所述冲压模具的模腔13中，凸模11和凹模12能够压合对加工材料2进行冲压。所述加热装置用于对所述模腔13中放置的加工材料2进行加热，当所述模腔13中放置有加工材料2时，加工材料2能够在模腔13中升温，达到预设温度。所述控制模块用于控制所述冲压模具和加热装置配合，以实现上述冲压成型方法。在进行冲压作业时，所述控制模块首先控制所述加热装置对加工材料2进行加热，当加工材料2达到预设温度后，控制模块控制所述冲压模具压合，使冲压模具对加工材料2进行冲压加工。完成压合动作后，控制模块控制所述加热模块停止加热，加工材料2的温度逐渐降低，此时控制模块保持所述冲压模具的压合状态。当加工材料2的温度恢复到室温后，所述控制模块再控制所述冲压模具打开。本发明提供的冲压系统能够对加工材料2进行稳定的冲压加工，使加工材料2在冲压之后不会发生变形。

特别地，当所述模腔13中的加工材料2达到预设温度后，所述控制模块可以对所述加热装置的加热强度进行控制，使加工材料2的温度保持在预设温度。这样，既可以使加工材料2释放内部应力，也可以避免持续升温破坏加工材料2的组织特性，或者避免温度过高造成的加工材料2流动性过高，无法成型。

另外，为了准确对模腔13中的加工材料2的温度进行监控，所述冲压模具可以具有温度传感器。所述温度传感器可以对模腔13的温度进行监控，或者直接对加工材料2的温度进行监控。进一步地，所述温度传感器将获取的温度信号传到控制模块，所述控制模块可以根据温度信号对所述加热装置的加热强度进行控制，从而达到加热、保温的目的。

另外，本发明并不限制所述加热装置的工作形式，只要能够对位于模腔13中的加工材料2起到加热、保温的作用即可。例如，所述加热装置可以与所述冲压模具分立设置，所述加热装置对冲压模具进行加热，通过冲 压模具导热对位于模腔13中的加工材料2进行加热、保温。或者，所述加热装置也可以设置在所述冲压模具上，直接对模腔13、加工材料2进行加热、保温。本发明并不限制所述加热装置的设置形式以及加热方式，本领域技术人员可以根据实际情况进行设计。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (7)

1.一种冲压成型方法，其特征在于，所述冲压成型方法用于高聚物材料的加工，包括：

步骤1、在冲压模具中放入加工材料；

步骤2、对放入加工材料的模腔进行加热，以使加工材料达到并保持在预设温度，所述预设温度高于所述加工材料的玻璃化温度；

步骤3、冲压模具压合，对加工材料施加压力，使加工材料冲压变形；

步骤4、冲压模具保持压合状态，停止对加工材料的保温，使加工材料冷却；

步骤5、加工材料冷却至室温，冲压模具打开、撤除应力。

2.根据权利要求1所述的冲压成型方法，其特征在于，所述加工材料为柔性印刷电路板。

3.根据权利要求1所述的冲压成型方法，其特征在于，在所述步骤2至步骤5中，包括对加工材料的温度进行监控的步骤。

4.一种冲压系统，其特征在于，所述冲压系统用于高聚物材料的加工，包括：

冲压模具，所述冲压模具包括凸模和用于与所述凸模压合的凹模，所述凸模和凹模之间具有模腔；

用于对放置在所述模腔中的加工材料进行加热的加热装置，所述加热装置配置为，对所述模腔进行加热，能将加工材料加热到相应的玻璃化温度之上；

控制模块，所述控制模块对所述冲压模具和加热装置进行控制，所述控制模块控制所述加热装置对所述模腔中的加工材料加热，加工材料达到预设温度后，所述控制模块控制所述冲压模具压合，所述冲压模具完成压合后，所述控制模块控制所述加热装置停止加热，使加工材料冷却，加工材料的温度恢复到室温后，所述控制模块控制所述冲压模具打开，所述预设温度高于加工材料的玻璃化温度。

5.根据权利要求4所述的冲压系统，其特征在于，所述凸模或凹模由金属材料制成。

6.根据权利要求4所述的冲压系统，其特征在于，所述加热装置设置在所述冲压模具上。

7.根据权利要求4所述的冲压系统，其特征在于，所述冲压模具具有用于测量加工材料的温度的温度传感器，所述温度传感器与所述控制模块电连接。