CN111975217A

CN111975217A - 防水透气膜激光加工方法

Info

Publication number: CN111975217A
Application number: CN201910434877.4A
Authority: CN
Inventors: 许建民; 陆玮; 辛金菲
Original assignee: Tianjin Rijin Technology Co ltd
Current assignee: Tianjin Rijin Technology Co ltd
Priority date: 2019-05-23
Filing date: 2019-05-23
Publication date: 2020-11-24

Abstract

本发明公开了一种防水透气膜的激光加工方法。该方法采用小功率激光多遍切割工艺，并结合了每组叠层单独切割后治具定位的加工方式。针对不同的材料选取不同的激光加工参数，分别加工出组件中的第一叠层、第二叠层或更多叠层的内孔、定位孔，利用定位治具将所述第一叠层、防水透气膜、第二叠层或更多叠层按顺序复合，再次设定最佳激光加工参数加工组件外形。该方法能够有效提高防水透气膜组件内孔尺寸精度、减少熔渣异物，从而保证音频性能、防水性能、透气性能的一致性。

Description

防水透气膜激光加工方法

技术领域

本发明涉及模切技术领域，特别涉及防水透气膜多层复合结构产品的激光加工方法。

背景技术

近年来，智能硬件使人们的生活质量大幅度提高，涉及移动智能硬件、智能家电、户外电子设备等领域，对于智能硬件的壳体通常设有透气、透音、传热的开口。在实际应用中为了防止水、灰尘等向壳体内部的侵入，会在开口处设置防水透气膜。防水透气膜典型的为膨体聚四氟乙烯膜（PTFE多孔膜）、聚偏氟乙烯多孔膜（PVDF多孔膜）、聚氨酯多孔膜（TPU多孔膜）。这些膜的共同点是厚度极薄，最小可达到5μm及以下，而且容易发生弹性变形，模切加工难度较大。另一方面，覆于开口处的防水透气膜组件，其内孔尺寸精确性直接关系到透气、透音、防水的稳定性及一致性。

现有的模切技术，对防水透气膜多层复合结构产品的加工方法一般采用平板套切工艺加工或者圆刀模切加工。整个加工过程中，对直接影响到声学性能的内孔采用冲切方式，模具的材质、加工精度、装配精度直接相关，而模具又是易耗材，在使用一段时间后防水透气膜产品就会出现问题，如内孔尺寸减小、内孔边缘出现毛刺等现象，为了保证产品质量就要进行更换维修，这个产线就要重新调试，不仅造成不必要的物料损耗，还会影响生产的正常进行。另外，在加工过程中，防水透气膜靠滚轮带动，两滚轮间有一定张力，会使膜造成一定的变形，影响组件的音频级防水性能。更甚的，防水透气膜组件通常会使用PET等较硬膜进行结构支撑，但模具冲切内孔时会使内孔边缘出现翘起卷边，而当防水透气膜组件受到水压时会发生鼓胀变形，翘起的边缘就会对防水性能造成不良影响。而且，加工的防水胶边最窄只能加工到1.0mm，对内孔及外形的微小尺寸控制不够精细。

由于激光加工技术具有高效率、高质量、高精度等优点，随着激光技术的飞速发展，激光加工技术也在不断完善。激光加工技术在防水透气膜内孔的精确尺寸、平滑外形加工等方面也表现出极高的优势。现在的激光加工过程中，都是将组件中所有的胶黏剂层、支撑层预先复合，然后切割出内孔。由于一般组件叠层结构较多，激光功率设定值较大，切割后内孔边缘会出现熔渣，而影响防水透气膜组件的防水性能，相反的调小功率后叠层又无法完全切割彻底，本行业人员能够了解。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供一种防水透气膜组件的激光加工方法。既能够保证内孔尺寸的精确度，又可以避免熔渣的产生。有效保证组件音频性能、透气性能及防水性能的稳定性一致性。

为实现上述目的之一，本发明采用的技术方案是提供一种防水透气膜组件的激光加工方法，对于叠层较少的组件，采用小功率多次激光切割。具体的包括

步骤S1，启动控制系统、激光设备、排风系统，调整激光器的高度位置，使激光焦点照射在待加工材料表面；

步骤S2，绘制待切割防水透气膜组件结构图，根据组件中使用的各种材料特性，设置激光切割参数，包括功率、速度、PPI（激光点射数）。

防水透气膜组件内孔的激光切割数据分为：单层胶的激光切割功率为5-15、速度为3-12、PPI为300-600，胶与支撑膜复合层的激光切割功率为8-20、速度为3-12、PPI为300-600，泡棉胶与胶复合层的激光切割功率为10-25、速度为3-12、PPI为300-600。

防水透气膜组件外形的激光切割数据根据组件的叠层数量而变化，激光切割功率20-50、速度3-12、PPI为300-600。

每次激光切割时，均采用1-5遍重复切割方式，更优选的2-3遍。

步骤S3，根据防水透气膜组件的结构，将离型膜、双面胶粘剂、支撑膜、保护膜等复合出第一叠层和第二叠层，注意每相邻层之间需完全重叠，不能留有气泡；

步骤S4，调整激光功率，按照图纸结构分别切割出第一叠层与第二叠层内孔，除去离型膜，将内孔废料除去，形成组件内孔；

步骤S5，将防水透气膜覆于第一叠层与第二叠层之间；

步骤S6，调整激光功率，按照图纸结构切割组件外形。将整版产品转移至底纸，放于产品储存盒。

为实现上述目的之二，对于叠层较多的组件，本发明采用的技术方案是提供一种防水透气膜组件的激光加工方法，采用每组叠层单独切割的方式。具体的包括

步骤S1，打开控制系统、激光设备、排风系统，调整激光器的高度位置，使激光焦点照射在待加工材料表面；

步骤S2，绘制待切割防水透气膜组件结构图，根据组件中使用各材料的性质，设置激光切割参数，包括功率、速度、PPI（激光点射数）。

步骤S3，根据防水透气膜组件的结构，将离型膜、双面胶粘剂、支撑膜、保护膜、泡棉等膜材复合出第一叠层、第二叠层、第三叠层或更多叠层，注意每相邻膜层之间需完全重叠，不能留有气泡；

步骤S4，调整激光功率，按照图纸结构分别切割出各叠层内孔及定位孔，除去离型膜，将内孔废料除去，形成组件内孔；

步骤S5，用定位治具将各叠层复合，以保证各叠层内孔同心度，并将防水透气膜覆于第一叠层与第二叠层之间；

附图说明

附图说明结合在说明书中并构成说明书的一部分，附图表示出了本发明的具体实施例，并且连同其说明一起用于详细解释本发明的原理。

图1是根据本发明中的实施例1提供的防水透气膜组件结构示意图。

图2是实施例1中第二叠层激光切割过程的示意图。

图3是实施例1中第一叠层激光切割过程的示意图。

图4是实施例1中防水透气膜组件的外形激光切割过程的示意图。

图5是根据本发明中的实施例2提供的防水透气膜组件结构示意图。

图6是实施例2中的第一弱粘层示意图。

图7是实施例2中第一叠层激光切割过程的示意图。

图8是实施例2中切割完成后第一叠层结构示意图。

图9是实施例2中第二叠层激光切割过程的示意图。

图10是实施例2中切割完成后第二叠层结构示意图。

图11是实施例2中第三叠层激光切割过程的示意图。

图12是实施例2中切割完成后第三叠层结构示意图。

图13是实施例2中各叠层复合结构示意图。

图14是实施例2中防水透气膜组件排版示意图。

图15是各叠层复合时定位治具结构示意图。

图16是激光台定位治具示意图，防水透气膜组件切割外形时定位所用。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，用激光切割防水透气膜组件4层结构。具体步骤如下

S1：打开控制系统、箱式激光设备、排风系统，调整激光器的高度位置，使激光焦点照射在待加工材料表面。在控制系统中导入待加工组件的结构图。

S2：首先激光切割第二叠层内孔。

按顺序将离型膜21+双面胶32+支撑41+弱粘膜12+弱粘膜11进行复合，离型膜21在激光入射面，以保证切割过程中产生的烟气不会污染叠层。按照功率13、速度6、PPI 500进行2遍切割，要保证弱粘膜半透，如图2所示，以方便将内孔废料清除。切割完毕后，用胶带将第二叠层定位于激光台上，然后将第二叠层中的离型膜21+双面胶32+支撑膜31+弱粘膜12从激光台上掀起，去掉弱粘膜12排除内孔废料。将切割好内孔的第二叠层贴回激光台。

S3：然后激光切割第一叠层内孔。

按顺序复合第一叠层，离型膜21+双面胶33+离型膜22进行复合，将第一叠层复合于第二叠层离型膜21表面。按照功率11、速度8、PPI 500进行2遍切割，形成第一叠层内孔，期间保证离型膜半透。如图3所示，以方便将内孔废料清除。用胶带将第一叠层定位于激光台上，然后将第一叠层掀起，去掉上离型膜22排除内孔废料。

S4：最后切割组件外形。

除去离型膜21，将多孔PTFE防水透气膜贴于第二叠层双面胶32表面。然后将切割好内孔的第一叠层贴回到防水透气膜表面。除去离型膜21换成一层盖纸，以保护组件不粘污。过程中要控制贴合力度，以免对防水透气膜造成机械损伤，会影响防水性能。

S5：按照组件结构，切割外形。按照功率24、速度6、PPI 500进行1遍切割，保证弱粘膜11不切透。如图4所示。切割完成后排除废料，整版组件留在弱粘膜11上。将整版产品转移至底纸，放于产品储存盒。

实施例2

如图5所示，用激光切割防水透气膜组件6层结构。具体步骤如下

S2：复合弱粘膜11+弱粘膜12，根据激光台定位治具结构尺寸，用激光切割出4个定位孔1，形成第一弱粘层，如图6。

S3：激光切割第一叠层。

按顺序复合第一叠层，离型膜21+双面胶34+离型膜22进行复合。将第一叠层复合于第一弱粘层表面。按照功率12、速度10、PPI 500进行2遍切割，形成第一叠层多个内孔及四个各叠层治具定位孔2。期间保证第一弱粘膜半透，如图7所示，以方便将内孔废料清除。将第一弱粘层除去，排掉内孔及定位孔废料。形成结构如图8所示。

S4：激光切割第二叠层内孔。

按顺序将离型膜21+双面胶35+支撑膜42+第一弱粘层进行复合，离型膜21在激光入射面，以保证切割过程中产生的烟气不会污染叠层。按照功率20、速度6、PPI 400进行2遍切割，形成第一叠层多个内孔及四个各叠层治具定位孔2。要保证第一弱粘层半透，如图9所示，以方便将内孔废料清除。切割完毕后，将第一弱粘层除去，排掉内孔及定位孔废料。形成结构如图10所示。

S5：激光切割第三叠层内孔。

按顺序将离型膜21+双面胶36+泡棉层51+第一弱粘层进行复合，离型膜21在激光入射面，以保证切割过程中产生的烟气不会污染叠层。按照功率30、速度3.8、PPI 500进行2遍切割，形成第一叠层多个内孔及四个各叠层治具定位孔2。要保证第一弱粘层半透，如图10所示，以方便将内孔废料清除。切割完毕后，将第一弱粘层中下层弱粘膜11除去，排掉内孔及定位孔废料，保留第一弱粘层上层弱粘膜12，以保留定位孔1。形成结构如图11所示。

S6：各叠层复合

将各叠层离型膜21除去，按照顺序将各叠层组装到定位治具1上，定位孔穿过定位柱，以保证各叠层内孔同心度，自下而上为第三叠层+第二叠层+防水透气膜+第一叠层+盖纸，结构如图12。除去第一叠层双面胶侧离型膜22换成盖纸，以保护组件不粘污。过程中要保证个叠层完全贴合不留气泡，同时要控制贴合力度，以免对防水透气膜造成机械损伤，会影响防水性能。

S7：激光切割组件外形

激光台定位孔1与激光台定位治具2定位准确，调整激光功率，切割组件外形。按照功率38、速度6、PPI 400进行2遍切割，保证弱粘膜12不切透。如图13所示。切割完成后排除废料，整版组件留在弱粘膜12上，如图14所示。将整版产品转移至底纸，放于产品储存盒。

应当指出在说明书中，对具体实施例进行了详细描述，但本领域技术人员应该意识到，在不脱离权利要求所给出的本发明的范围的情况下，能够做出各种修改和变化。因此，说明书和附图被认为是说明性的而非限制性的，并且所有这样的修改旨在被包括在本教导的范围内。在本文献中，诸如第一和第二、中间、顶部和底部等的关系术语可仅用于将一个实体或动作与另一个实体或动作区分开，而不必然要求或暗示这些实体或动作之间的任何实际的这种关系或顺序。

Claims

1.一种防水透气膜的激光加工方法，其特征在于采用小功率激光多遍切割工艺，及每组叠层单独切割治具定位方式。

2.根据权利要求1所述，所加工的材料包括防水透气膜、双面胶、支撑膜、泡棉、泡棉胶、离型膜、弱粘膜、盖纸的一种或多种的叠层，小功率切割为1-5遍，根据材料的不同选择最佳切割工艺参数，所述双面胶的激光切割功率为5-15、速度为3-12、PPI为300-600，所述双面胶与支撑膜复合层的激光切割功率为8-20、速度为3-12、PPI为300-600，所述泡棉与双面胶复合层的激光切割功率为10-25、速度为3-12、PPI为300-600，防水透气膜组件外形的激光切割数据根据组件的叠层数量而变化，激光切割功率20-50、速度3-12、PPI为300-600。

3.根据权利要求1所述，防水透气膜加工步骤包括

步骤S2，绘制待切割防水透气膜组件结构图，根据组件中使用各材料的性质，设置激光切割参数，包括功率、速度、PPI（激光点射数）；

步骤S3，根据防水透气膜组件的结构，复合出第一叠层、第二叠层或更多叠层，注意每相邻膜层之间需完全重叠，不能留有气泡；

步骤S4，调整激光设备参数，按照图纸结构分别切割出各叠层内孔及定位孔，除去离型膜，将内孔废料除去，形成组件内孔；

步骤S5，将防水透气膜覆于所述第一叠层与所述第二叠层之间；

步骤S6，调整激光功率，按照图纸结构切割组件外形。

4.将整版产品转移至底纸，放于产品储存盒。

5.根据权利要求3，所述防水透气膜为多孔聚四氟乙烯（EPTFE）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚氨酯（TPU）中的一种。

6.根据权利要求3，对于叠层为3层及以上的组件采用各叠层单独切割方式，步骤S4同时切割出内孔及定位孔2，步骤S5用定位治具复合各叠层，将防水透气膜覆于所述第一叠层与所述第二叠层之间，步骤S6用定位孔1定位组件在激光台中的位置，以保证各叠层的同心度。