CN110328833B - 一种高分子薄膜热压成型装置及薄膜成型工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于模具技术领域，具体的说是一种高分子薄膜热压成型装置及薄膜成型工艺；包括上顶板、一号气缸、上冲模、支柱、下模座、下底板、加热单元和控制器；加热单元位于下模座的两侧，加热单元包括壳体、T形活动板、按压板、一号软管和二号软管；本发明一方面，在上冲模运动的同时，实现热气对上冲模进行加热，避免现有整体对上冲模进行加热时，由于成型时的时间间隔，造成上冲模的温度过低，影响高分子薄膜的热成型品质，从而提高了高分子薄膜的热成型效果；另一方面，实现一源多用，利用上冲模和下模座配合对高分子薄膜进行成型中的力，实现加热单元中的热气输入到上冲模中，并对上冲模进行加热，从而提高了高分子薄膜热成型效率。

Description

一种高分子薄膜热压成型装置及薄膜成型工艺
技术领域
本发明属于模具技术领域，具体的说是一种高分子薄膜热压成型装置及薄膜成型工艺。
背景技术
高分子薄膜热压成型在电子行业应用广泛，特别是微型扬声器，受话器，耳机等等的核心部件----振动板，均需要热压成型制作。
现有的热压成型设备，在给模头加温时，是通过一个固定温度的加热块移至模头附近，通过热传导加热模头。该加热块温度远大于Tg(玻璃化温度：高聚物由高弹态转变为玻璃态的温度，指无定型聚合物包括结晶型聚合物中的非结晶部分由玻璃态向高弹态或者由后者向前者的转变温度，是无定型聚合物大分子链段自由运动的最低温度)，从而使得模头的温度可以快速上升，但当温度达到成型温度时(大于Tg,但还远低于加热块的温度)，热传导还在进行，模头温度还在上升，并不能保持恒定。冷却时，将加热块移开模头，通过循环水冷却模；该热压成型设备，在给模头加热的过程中耗时较长，且不能使模头保持恒定温度，因此精度较低，效率较低，使得该技术方案受到限制。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，以解决高分子薄膜在热压成型中热压精度低和热压效率低的问题，本发明提出了一种高分子薄膜热压成型装置及薄膜成型工艺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种高分子薄膜热压成型装置，包括上顶板、一号气缸、上冲模、支柱、下模座、下底板、加热单元和控制器；所述控制器安装在成型装置上，控制器用于控制成型装置的工作；所述上顶板通过支柱进行支撑，支柱安装在下底板上；所述上冲模通过一号气缸安装在上顶板上，上冲模上开设有一号通道；所述一号通道两端与加热单元连通；所述下模座安装在下底板上，下模座上均匀设有一组一号孔，且位于下模座成型区下侧，下模座和上冲模配合对高分子薄膜进行热压成型；所述加热单元位于下模座的两侧，加热单元包括壳体、T形活动板、按压板、一号软管和二号软管；所述壳体安装在下底板上；所述T形活动板位于壳体内，T形活动板一端通过弹簧固连在下底板上，另一端伸出壳体，且另一端上开设有凹槽，位于T形活动板下方的壳体内储存有热气；所述按压板固连在上冲模的两端，且按压板的宽度小于凹槽的宽度；所述一号软管一端与一号通道连通，另一端与壳体连通，一号软管处设有单向阀；所述二号软管一端与一号软管连通，另一端与壳体连通，二号软管上设有单向阀；通过一号气缸、上冲模、按压板、T形活动板、一号软管和二号软管间的相互配合，将壳体内的热气压入到一号通道内，对上冲模进行加热，实现高分子薄膜的热成型；在使用本发明的热压成型装置时，首先，将需要热压成型的高分子薄膜放置在下模座中的成型区，待高分子薄膜放置完成后，通过控制器控制热压成型装置工作，通过控制器控制使得一号气缸带动上冲模向靠近下模座的一侧运动，待按压板与T形活动板接触时，上冲模继续向靠近下模座的一侧运动，由于按压板的宽度小于T形活动板中凹槽的宽度，使得按压板精准的作用于T形活动板上的凹槽中，使得T形活动跟随上冲模一起向靠近下底板的一侧运动；在T形活动板不断向靠近下底板的一侧运动中，由于T形活动板下侧壳体内的热气体积是恒定的，随着热气所处的空间体积不断减小，其内压强不断增大，使得热气被压出壳体，并随着一号软管进入到一号通道内，对上冲模进行加热，待两股热气在一号通道的中部相遇时，两股热气发生碰撞，使得两股热气相背运动，对上冲模进行再次加热，相背运动的两股热气通过一号软管和二号软管间的相互配合，回到壳体内；其中，两股热气相背运动中，以实现高分子薄膜的热压成型；高分子薄膜热压成型后，控制器控制一号气缸带动上冲模向远离下底板的一侧运动，同时，T形活动板使去按压板的按压，并在弹簧的作用下复位，且将热压成型后的高分子薄膜拿离热压成型装置。
优选的，所述一号通道的形状为螺旋形，通过螺旋形的一号通道，增大热气与上冲模的接触面积；本发明通过此种设计，使得输进到一号管道的热气，充分的与上冲模进行接触，并使得上冲模进行充分的加热，提高了高分子薄膜的热压成型效果。
优选的，所述上冲模由金属座、过渡层和橡胶防粘层组成；所述过渡层一端与橡胶防粘层连接，另一端与金属座连接；通过金属座、过渡层和橡胶防粘层间的相互配合，避免高分子薄膜发生破裂；本发明通过此种设计，通过过渡层可以承受热压成型中的一部分力，并抵消上冲模在运动中的压力不均或震荡的影响，提高高分子薄膜热压成型中的稳定性；通过橡胶防粘层消除高分子薄膜在热压成型中易粘附在上冲模上的难题，避免高分子薄膜在热压成型中发生破裂或压合度不够的现象，从而提高高分子薄膜的热压成型效果。
优选的，所述橡胶防粘层上均匀开设有一组空腔，空腔内装满防粘胶，通过过渡层作用，使得防粘胶喷出，加强橡胶防粘层的防粘效果；本发明通过此种设计，一方面，将过渡层承受热压成型的力进行利用，避免力的丧失，从而提高了资源的利用率；另一方面，通过将过渡层抵消的力转移至空腔处，使得空腔内的防粘胶喷出，加大橡胶防粘层的防粘效果，从而提高了高分子薄膜的热压成型效果。
优选的，所述下底板上开设有一号腔室，一号腔室通过软管与壳体连通，连通处位于T形活动板的上方；一组所述一号孔处均设有顶出单元；所述顶出单元包括一号板、T形顶出杆和卡位块；所述一号板一端与T形顶出杆连接，T形顶出杆的T形处设有出气孔，一号板另一端通过弹簧固连在上底板的凹槽上，并通过孔道与一号腔室连通；所述卡位块固连在一号孔侧壁上，且卡位块与一号板间相互卡合；通过一号板、卡位块和T形顶出杆间的相互配合，实现高分子薄膜的顶出；本发明通过此种设计，一方面，将T形活动板在弹簧作用下复位时产生的气体进行利用，避免气体资源的浪费，从而提高了资源的利用率；另一方面，通过T形活动板在弹簧作用下复位时产生的气体作用于一号板，使得T形顶出杆顶出，实现热压成型后的高分子薄膜脱离下模座；同时，待一号板下表面位于卡位块的上方时，该气体从T形顶出杆上的出气孔排出，对高分子薄膜进行降温，从而提高了高分子薄膜的热压成型效果。
优选的，所述卡位块的长度等于下模座中成型区的高度的一半；本发明通过此种设计，保证高分子薄膜在被T形顶出杆顶出达到下模座成型区高度的一半时，气体从T形顶出杆上的出气孔吹出，对高分子薄膜进行降温，使得高分子薄膜在完全脱离下模座时，高分子薄膜的温度达到常温。
一种薄膜成型工艺，该成型工艺包括以下步骤：
S1：先将第一薄膜放置在第一模板内，并使得第一薄膜与第一模板紧密贴合；然后，将待热压层放置在所述的第一薄膜上；接着，将透气网层置放在所述待热压层的上表面；在放置的过程中，时刻保证彼此间不存在气孔；
S2：将第二薄膜覆盖在S1中所述透气网层的上表面；同时，密封所述第一薄膜与所述第二薄膜的边缘，以使所述待热压层以及所述透气网层置放在所述第一薄膜与所述第二薄膜构成的密封袋中；
S3：将S2中形成密封袋中的空气抽出，并将第二模板放置在第二薄膜的上表面，以使所述待热压层与所述透气网层放置于所述第一模板及所述第二模板间；同时，启动热压成型装置，对其进行热压成型。
本发明的有益效果如下：
1.本发明所述的一种高分子薄膜热压成型装置及薄膜成型工艺，结构简单，在上冲模运动的同时，实现热气对上冲模进行加热，避免现有整体对上冲模进行加热时，由于成型时的时间间隔，造成上冲模的温度过低，影响高分子薄膜的热成型品质，从而提高了高分子薄膜的热成型效果。
2.本发明所述的一种高分子薄膜热压成型装置及薄膜成型工艺，节能环保，实现一源多用，利用上冲模和下模座配合对高分子薄膜进行成型中的力，实现加热单元中的热气输入到上冲模中，并对上冲模进行加热，从而提高了高分子薄膜热成型效率。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的立体示意图；
图2是本发明的剖视图；
图3是图2中A处的局部放大图；
图4是图2中B处的局部放大图；
图5是图2中C处的局部放大图；
图6是图5中D-D的剖视图；
图中：上顶板1、一号气缸2、上冲模3、一号通道31、金属座32、过渡层33、橡胶防粘层34、空腔341、下模座4、一号孔41、下底板5、一号腔室51、加热单元6、壳体61、T形活动板62、按压板63、一号软管64、二号软管65、顶出单元7、一号板71、T形顶出杆72、卡位块73。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图6所示，本发明所述的一种高分子薄膜热压成型装置，包括上顶板1、一号气缸2、上冲模3、支柱、下模座4、下底板5、加热单元6和控制器；所述控制器安装在成型装置上，控制器用于控制成型装置的工作；所述上顶板1通过支柱进行支撑，支柱安装在下底板5上；所述上冲模3通过一号气缸2安装在上顶板1上，上冲模3上开设有一号通道31；所述一号通道31两端与加热单元6连通；所述下模座4安装在下底板5上，下模座4上均匀设有一组一号孔41，且位于下模座4成型区下侧，下模座4和上冲模3配合对高分子薄膜进行热压成型；所述加热单元6位于下模座4的两侧，加热单元6包括壳体61、T形活动板62、按压板63、一号软管64和二号软管65；所述壳体61安装在下底板5上；所述T形活动板62位于壳体61内，T形活动板62一端通过弹簧固连在下底板5上，另一端伸出壳体61，且另一端上开设有凹槽，位于T形活动板62下方的壳体61内储存有热气；所述按压板63固连在上冲模3的两端，且按压板63的宽度小于凹槽的宽度；所述一号软管64一端与一号通道31连通，另一端与壳体61连通，一号软管64处设有单向阀；所述二号软管65一端与一号软管64连通，另一端与壳体61连通，二号软管65上设有单向阀；通过一号气缸2、上冲模3、按压板63、T形活动板62、一号软管64和二号软管65间的相互配合，将壳体61内的热气压入到一号通道31内，对上冲模3进行加热，实现高分子薄膜的热成型；在使用本发明的热压成型装置时，首先，将需要热压成型的高分子薄膜放置在下模座4中的成型区，待高分子薄膜放置完成后，通过控制器控制热压成型装置工作，通过控制器控制使得一号气缸2带动上冲模3向靠近下模座4的一侧运动，待按压板63与T形活动板62接触时，上冲模3继续向靠近下模座4的一侧运动，由于按压板63的宽度小于T形活动板62中凹槽的宽度，使得按压板63精准的作用于T形活动板62上的凹槽中，使得T形活动跟随上冲模3一起向靠近下底板5的一侧运动；在T形活动板62不断向靠近下底板5的一侧运动中，由于T形活动板62下侧壳体61内的热气体积是恒定的，随着热气所处的空间体积不断减小，其内压强不断增大，使得热气被压出壳体61，并随着一号软管64进入到一号通道31内，对上冲模3进行加热，待两股热气在一号通道31的中部相遇时，两股热气发生碰撞，使得两股热气相背运动，对上冲模3进行再次加热，相背运动的两股热气通过一号软管64和二号软管65间的相互配合，回到壳体61内；其中，两股热气相背运动中，以实现高分子薄膜的热压成型；高分子薄膜热压成型后，控制器控制一号气缸2带动上冲模3向远离下底板5的一侧运动，同时，T形活动板62使去按压板63的按压，并在弹簧的作用下复位，且将热压成型后的高分子薄膜拿离热压成型装置。
作为本发明的一种具体实施方式，所述一号通道31的形状为螺旋形，通过螺旋形的一号通道31，增大热气与上冲模3的接触面积；本发明通过此种设计，使得输进到一号管道的热气，充分的与上冲模3进行接触，并使得上冲模3进行充分的加热，提高了高分子薄膜的热压成型效果。
作为本发明的一种具体实施方式，所述上冲模3由金属座32、过渡层33和橡胶防粘层34组成；所述过渡层33一端与橡胶防粘层34连接，另一端与金属座32连接；通过金属座32、过渡层33和橡胶防粘层34间的相互配合，避免高分子薄膜发生破裂；本发明通过此种设计，通过过渡层33可以承受热压成型中的一部分力，并抵消上冲模3在运动中的压力不均或震荡的影响，提高高分子薄膜热压成型中的稳定性；通过橡胶防粘层34消除高分子薄膜在热压成型中易粘附在上冲模3上的难题，避免高分子薄膜在热压成型中发生破裂或压合度不够的现象，从而提高高分子薄膜的热压成型效果。
作为本发明的一种具体实施方式，所述橡胶防粘层34上均匀开设有一组空腔341，空腔341内装满防粘胶，通过过渡层33作用，使得防粘胶喷出，加强橡胶防粘层34的防粘效果；本发明通过此种设计，一方面，将过渡层33承受热压成型的力进行利用，避免力的丧失，从而提高了资源的利用率；另一方面，通过将过渡层33抵消的力转移至空腔341处，使得空腔341内的防粘胶喷出，加大橡胶防粘层34的防粘效果，从而提高了高分子薄膜的热压成型效果。
作为本发明的一种具体实施方式，所述下底板5上开设有一号腔室51，一号腔室51通过软管与壳体61连通，连通处位于T形活动板62的上方；一组所述一号孔41处均设有顶出单元7；所述顶出单元7包括一号板71、T形顶出杆72和卡位块73；所述一号板71一端与T形顶出杆72连接，T形顶出杆72的T形处设有出气孔，一号板71另一端通过弹簧固连在上底板的凹槽上，并通过孔道与一号腔室51连通；所述卡位块73固连在一号孔41侧壁上，且卡位块73与一号板71间相互卡合；通过一号板71、卡位块73和T形顶出杆72间的相互配合，实现高分子薄膜的顶出；本发明通过此种设计，一方面，将T形活动板62在弹簧作用下复位时产生的气体进行利用，避免气体资源的浪费，从而提高了资源的利用率；另一方面，通过T形活动板62在弹簧作用下复位时产生的气体作用于一号板71，使得T形顶出杆72顶出，实现热压成型后的高分子薄膜脱离下模座4；同时，待一号板71下表面位于卡位块73的上方时，该气体从T形顶出杆72上的出气孔排出，对高分子薄膜进行降温，从而提高了高分子薄膜的热压成型效果。
作为本发明的一种具体实施方式，所述卡位块73的长度等于下模座4中成型区的高度的一半；本发明通过此种设计，保证高分子薄膜在被T形顶出杆72顶出达到下模座4成型区高度的一半时，气体从T形顶出杆72上的出气孔吹出，对高分子薄膜进行降温，使得高分子薄膜在完全脱离下模座4时，高分子薄膜的温度达到常温。
一种薄膜成型工艺，该成型工艺包括以下步骤：
S1：先将第一薄膜放置在第一模板内，并使得第一薄膜与第一模板紧密贴合；然后，将待热压层放置在所述的第一薄膜上；接着，将透气网层置放在所述待热压层的上表面；在放置的过程中，时刻保证彼此间不存在气孔；
S2：将第二薄膜覆盖在S1中所述透气网层的上表面；同时，密封所述第一薄膜与所述第二薄膜的边缘，以使所述待热压层以及所述透气网层置放在所述第一薄膜与所述第二薄膜构成的密封袋中；
S3：将S2中形成密封袋中的空气抽出，并将第二模板放置在第二薄膜的上表面，以使所述待热压层与所述透气网层放置于所述第一模板及所述第二模板间；同时，启动热压成型装置，对其进行热压成型。
工作时，首先，将需要热压成型的高分子薄膜放置在下模座4中的成型区，待高分子薄膜放置完成后，通过控制器控制热压成型装置工作，通过控制器控制使得一号气缸2带动上冲模3向靠近下模座4的一侧运动，待按压板63与T形活动板62接触时，上冲模3继续向靠近下模座4的一侧运动，由于按压板63的宽度小于T形活动板62中凹槽的宽度，使得按压板63精准的作用于T形活动板62上的凹槽中，使得T形活动跟随上冲模3一起向靠近下底板5的一侧运动；在T形活动板62不断向靠近下底板5的一侧运动中，由于T形活动板62下侧壳体61内的热气体积是恒定的，随着热气所处的空间体积不断减小，其内压强不断增大，使得热气被压出壳体61，并随着一号软管64进入到一号通道31内，对上冲模3进行加热，待两股热气在一号通道31的中部相遇时，两股热气发生碰撞，使得两股热气相背运动，对上冲模3进行再次加热，相背运动的两股热气通过一号软管64和二号软管65间的相互配合，回到壳体61内；其中，两股热气相背运动中，以实现高分子薄膜的热压成型；高分子薄膜热压成型后，控制器控制一号气缸2带动上冲模3向远离下底板5的一侧运动，同时，T形活动板62使去按压板63的按压，并在弹簧的作用下复位，此时产生的气体通过软管输入到一号腔室51内，且该气体作用于T形顶出杆72，使得T形顶出杆72顶出，实现热压成型后的高分子薄膜脱离下模座4；同时，待一号板71下表面位于卡位块73的上方时，该气体从T形顶出杆72上的出气孔排出，对高分子薄膜进行降温，在高分子薄膜完全脱离下模座4时，高分子薄膜的温度达到常温，此时，高分子薄膜脱离热压成型装置。
上述前、后、左、右、上、下均以说明书附图中的图1为基准，按照人物观察视角为标准，装置面对观察者的一面定义为前，观察者左侧定义为左，依次类推。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明保护范围的限制。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种高分子薄膜热压成型装置，其特征在于：包括上顶板(1)、一号气缸(2)、上冲模(3)、支柱、下模座(4)、下底板(5)、加热单元(6)和控制器；所述控制器安装在成型装置上，控制器用于控制成型装置的工作；所述上顶板(1)通过支柱进行支撑，支柱安装在下底板(5)上；所述上冲模(3)通过一号气缸(2)安装在上顶板(1)上，上冲模(3)上开设有一号通道(31)；所述一号通道(31)两端与加热单元(6)连通；所述下模座(4)安装在下底板(5)上，下模座(4)上均匀设有一组一号孔(41)，且位于下模座(4)成型区下侧，下模座(4)和上冲模(3)配合对高分子薄膜进行热压成型；所述加热单元(6)位于下模座(4)的两侧，加热单元(6)包括壳体(61)、T形活动板(62)、按压板(63)、一号软管(64)和二号软管(65)；所述壳体(61)安装在下底板(5)上；所述T形活动板(62)位于壳体(61)内，T形活动板(62)一端通过弹簧固连在下底板(5)上，另一端伸出壳体(61)，且另一端上开设有凹槽，位于T形活动板(62)下方的壳体(61)内储存有热气；所述按压板(63)固连在上冲模(3)的两端，且按压板(63)的宽度小于凹槽的宽度；所述一号软管(64)一端与一号通道(31)连通，另一端与壳体(61)连通，一号软管(64)处设有单向阀；所述二号软管(65)一端与一号软管(64)连通，另一端与壳体(61)连通，二号软管(65)上设有单向阀；通过一号气缸(2)、上冲模(3)、按压板(63)、T形活动板(62)、一号软管(64)和二号软管(65)间的相互配合，将壳体(61)内的热气压入到一号通道(31)内，对上冲模(3)进行加热，实现高分子薄膜的热成型；
所述下底板(5)上开设有一号腔室(51)，一号腔室(51)通过软管与壳体(61)连通，连通处位于T形活动板(62)的上方；一组所述一号孔(41)处均设有顶出单元(7)；所述顶出单元(7)包括一号板(71)、T形顶出杆(72)和卡位块(73)；所述一号板(71)一端与T形顶出杆(72)连接，T形顶出杆(72)的T形处设有出气孔，一号板(71)另一端通过弹簧固连在上底板的凹槽上，并通过孔道与一号腔室(51)连通；所述卡位块(73)固连在一号孔(41)侧壁上，且卡位块(73)与一号板(71)间相互卡合；通过一号板(71)、卡位块(73)和T形顶出杆(72)间的相互配合，实现高分子薄膜的顶出。
2.根据权利要求1所述的一种高分子薄膜热压成型装置，其特征在于：所述一号通道(31)的形状为螺旋形，通过螺旋形的一号通道(31)，增大热气与上冲模(3)的接触面积。
3.根据权利要求1所述的一种高分子薄膜热压成型装置，其特征在于：所述上冲模(3)由金属座(32)、过渡层(33)和橡胶防粘层(34)组成；所述过渡层(33)一端与橡胶防粘层(34)连接，另一端与金属座(32)连接；通过金属座(32)、过渡层(33)和橡胶防粘层(34)间的相互配合，避免高分子薄膜发生破裂。
4.根据权利要求3所述的一种高分子薄膜热压成型装置，其特征在于：所述橡胶防粘层(34)上均匀开设有一组空腔(341)，空腔(341)内装满防粘胶，通过过渡层(33)作用，使得防粘胶喷出，加强橡胶防粘层(34)的防粘效果。
5.根据权利要求1所述的一种高分子薄膜热压成型装置，其特征在于：所述卡位块(73)的长度等于下模座(4)中成型区的高度的一半。
6.一种基于权利要求1-5任意一项所述高分子薄膜热压成型装置的薄膜成型工艺，其特征在于：该薄膜成型工艺包括以下步骤：
S1：先将第一薄膜放置在第一模板内，并使得第一薄膜与第一模板紧密贴合；然后，将待热压层放置在所述的第一薄膜上；接着，将透气网层置放在所述待热压层的上表面；在放置的过程中，时刻保证彼此间不存在气孔；
S2：将第二薄膜覆盖在S1中所述透气网层的上表面；同时，密封所述第一薄膜与所述第二薄膜的边缘，以使所述待热压层以及所述透气网层置放在所述第一薄膜与所述第二薄膜构成的密封袋中；
S3：将S2中形成密封袋中的空气抽出，并将第二模板放置在第二薄膜的上表面，以使所述待热压层与所述透气网层放置于所述第一模板及所述第二模板间；同时，启动热压成型装置，对其进行热压成型。
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