CN112571519B - 一种用于超厚pet材料膜的模切工艺及模切设备 - Google Patents

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Abstract

本申请提出一种用于超厚PET材料膜的模切工艺及模切设备，其包括：机架，其上配置有工作平面，工作平面上配置有第一整形部件及第二整形部件，第一整形部件及第二整形部件之间配置有传输部件，第一整形部件包括：架体，其内配置有第一可控加热轴及第二可控加热轴，且第一可控加热轴位于第二可控加热轴的正上方，第一可控加热轴及第二可控加热轴分别连接驱动电机，基于电机的驱动该第一可控加热轴与第二可控加热轴同步同速旋转，第二可控加热轴的加热温度高于第一可控加热轴，机架的一侧配置有上料装置，其上有缠绕的超厚PET材料的膜，膜连接至机架的一侧的上料部件，经上料部件传输至第一整形部件，经第一整形部件的加热覆合后膜还原到平直状态。

Description

一种用于超厚PET材料膜的模切工艺及模切设备
技术领域
本申请涉及自动化裁剪设备，尤其涉及一种超厚PET材料无弯曲无斜边的模切成型工艺和模具。
背景技术
超厚PET材料(厚度为500um以上)来料包装时通常采用卷制的方式捆包，这样因长时间卷绕，通常出现弯曲现象，模切时通常将超厚PET材料与托底材料通过贴合设备的橡胶轴覆合后，用平压平模切设备配合依产品形状设计的刀模冲压成型，该方式容易造成成品弯曲，平整度较差，这样在剪切时剪切的边缘斜切面较大，出现窄边设计时，成型后变形严重。这种材料加工成为行业难点。另外冲压成型前材料及冲压成型后成品的弯曲，极容易造成模切机的刀模崩刀导致的使用寿命短，模切的成品斜切面大和变形，这样模切的成品直接报废。
因此，需要对现有的模切工艺进行改进以适用超厚PET材料的场合。
发明内容
为克服上述缺点，本申请提供一种改进的模切工艺，该工艺适用于超厚PET材料的场合，模切的产品边缘齐整，窄边无变形。
为了达到以上目的，本申请采用如下技术方案：
一种用于超厚PET材料膜的模切设备，其特征在于，包括：
机架，其上配置有工作平面，所述工作平面上配置有第一整形部件及第二整形部件，所述第一整形部件及第二整形部件之间配置有传输部件，
所述第一整形部件包括：架体，其内配置有第一可控加热轴及第二可控加热轴，且所述第一可控加热轴位于所述第二可控加热轴的正上方，所述第一可控加热轴及第二可控加热轴分别连接驱动电机，基于电机的驱动该第一可控加热轴与第二可控加热轴同步同速旋转，所述第二可控加热轴的加热温度高于所述第一可控加热轴，
所述机架的一侧配置有上料装置，其上包括有缠绕的超厚PET材料的膜，所述膜连接至机架的一侧的上料部件，经所述上料部件传输至第一整形部件，经第一整形部件的加热覆合后所述膜还原到平直状态。这样设计的好处在于，对超厚PET材料的膜而言，之前处于弯曲状态，其平展与平面时由于弯曲张力的作用向上凸，经第一整形部件的加热覆合，由于处于膜下方侧的温度高于上方侧，膜受到温差的作用受热的膨胀量不同抵消之前的弯曲张力作用，这样超厚PET材料的膜经该第一整形部件的加热覆合后还原到平直状态。
在一实施方式中，该模切设备还包括：模切装置，其包括：
本体，所述本体的一侧配置有上料部件、所述本体的上料部件的相对一侧配置有卸料部件，及位于上料部件与卸料部件之间的模切组件，
所述模切组件包括：第一模块，所述第一模块包括：
第一顶块，其可伸缩的嵌入第一刀体内，所述第一刀体的朝向待模切的膜侧配置有刀锋，所述刀锋与第一刀体一体成型，所述刀锋配置有内刀锋及外刀锋，所述内刀锋角度小于等于3°，所述外刀锋的角度为21°±2°。
在一实施方式中，该第一顶块的边缘与刀锋的间隙t小于等于0.5mm。
在一实施方式中，该模切组件还包括：第二模块，所述第二模块包括：
第二顶块，其可伸缩的嵌入第二刀体的框体内，第二刀体的朝向压切膜侧配置有刀锋，所述刀锋与第二刀体一体成型，所述刀锋配置有内刀锋及外刀锋。
在一实施方式中，该第二顶块的边缘与所述刀锋的间隙小于等于0.5mm。
在一实施方式中，该第一可控加热轴或第二可控加热轴的转速介于2.0m/min～3.0m/min。
在一实施方式中，该模切设备运行时，第一可控加热轴的加热温度介于65°～75°，第二可控加热轴的加热温度介于75°～85°。
在一实施方式中，该第一可控加热轴与第二可控加热轴夹持超厚PET材料的膜所处的位置略低于该传输部件的平面。
本申请实施例提供一种用于超厚PET材料膜的模切工艺，包括：如上述的模切设备，其特征在于，所述工艺包含如下步骤：
基于待切的PET材料的膜的厚度和特性，设定第一整形部件的上/下贴合轴运行参数，所述运行参数包括上/下贴合轴的加热温度和转速；
将待切的PET材料的膜与托底材料一起通过第一整形部件的上/下贴合轴进行覆合，
覆合后的平直模通过模切组件进行模切、冲压成型，
利用剥刀剥离边缘废料，产出成品。
在一实施方式中，该下贴合轴的加热温度比上贴合轴的加热温度高至少5°。
有益效果
与现有技术相比，本申请提出的模切工艺下刀模使用寿命>50万次，产品本方案可使超厚PET材料的成品平整度达到0.05mm。
附图说明
图1、图2为本申请实施例的模切设备的立体示意图；
图3为本申请实施例的模切装置的结构示意图；
图4、图5为本申请实施例的模切组件的示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本申请而不限于限制本申请的范围。实施例中采用的实施条件可以如具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
接下来结合图1及图2来描述本申请提出一种可用于超厚PET材料的模切设备，该模切设备100包括：机架101，机架101上配置有工作平面102，该工作平面102上配置有第一整形部件130及第二整形部件140，其之间配置有传输部件103，该传输部件103通过支撑部件104固定。
该第一整形部件130包括架体131，其内配置有第一可控加热轴132，第二可控加热轴133，该第一可控加热轴132与第二可控加热轴133的轴心连线(大致)与水平面(或工作平面102)垂直。该第一可控加热轴132与第二可控加热轴133分别连接驱动伺服电机，基于电机的驱动该第一可控加热轴132与第二可控加热轴133转速同步旋转。该第一可控加热轴132与第二可控加热轴分别内置加热棒(热电偶丝)，通过温控器，内置测温部件(测量传感器)，达到设定温度时，待机停止加热，使得始终保持在运行时第一可控加热轴132与第二可控加热轴的表面实际温度在设定的温度±3°范围内。本实施方式中，第一可控加热轴132或第二可控加热轴133的转速介于2.0m/min～3.0m/min。较佳的，转速同为2.5m/min。该模切设备100运行时，第一可控加热轴132的加热温度介于65°～75°，较佳的，第一可控加热轴132的加热温度选取70°。第二可控加热轴133的加热温度介于75°～85°，较佳的，第二可控加热轴133的加热温度选取80°.本实施方式中，第二可控加热轴133的加热温度高于第一可控加热轴132的加热温度。这样设计的好处在于，对超厚PET材料的膜而言，之前处于弯曲状态，其平展于平面时由于弯曲张力的作用向上凸，经第一整形部件130时由于处于其下方侧的温度高于上方侧，其受热的膨胀量不同抵消之前的弯曲张力作用，这样超厚PET材料的膜经该第一整形部件130的加热覆合后还原到平直状态。进一步的，第一可控加热轴132与第二可控加热轴133夹持超厚PET材料的膜所处的位置略低于该传输部件103的平面103a，这样设计的好处在于，超厚PET材料的膜经该第一整形部件130的加热覆合后平直的附在平面103a上向前移动，平面103a略高于第一可控加热轴132与第二可控加热轴133夹持超厚PET材料的膜所处的位置有利于保证膜还原到平直状态。本实施方式中，第一可控加热轴为特殊耐高温橡胶材质，第二可控加热轴可选自材质不锈钢，根据材料厚度、材质等状况，设定加热温度和贴合速度，材料通过两加热轴覆合后，还原到平直状态。
机架101的一侧配置有上料装置110，其上包括有缠绕的厚PET材料的膜111，其连接至机架101的一侧的上料部件120，经上料部件120超厚PET材料的膜输送至第一整形部件130。该模切设备100包括离型膜收卷装置105/106，以及收卷装置。
在一实施方式中，如图1所示工作平面102上还配置有至少一第二整形部件140。与第一整形部件130的区别在于，第二整形部件140的滚轴不需要加热。
该模切设备100还包括模切装置200(如图3所示)，其包括：
本体201，本体201的一侧配置有上料部件203、本体201的相对一侧配置卸料部件204，及位于其之间的模切平台202及模切组件210。
接下来结合图4及图5来描述本申请的模切组件210，该模切组件包括：
第一模块，其包括：第一顶块211，其可伸缩的嵌入第一刀体212内，第一刀体212的朝向裁切膜侧配置有刀锋，刀锋与第一刀体212一体成型，该刀锋配置有内刀锋212a及外刀锋212b，该内刀锋212a角度小于等于3°，外刀锋212b角度为21°，具体的外刀锋212b角度为21°±2°。第一顶块211的边缘与刀锋(刀锋的尖部)的间隙t小于等于0.5mm。该刀锋冲压切模的示意如图5所示。本实施方式中，内刀锋212a的角度为3°。
第二模块，其包括：第二顶块213，其可伸缩的嵌入第二刀体214的框体内，第二刀体214的朝向压切膜侧配置有刀锋，刀锋与第二刀体214一体成型，该刀锋配置有内刀锋及外刀锋(其结构参见内刀锋212a及外刀锋212b)。顶块214的边缘与刀锋尖部的间隙小于等于0.5mm。该刀锋冲压切模的示意如图5所示。本实施方式中，内刀锋的角度为3°。
压切时，该第一顶块211/第二顶块213受压，第一刀体212/第二刀体214收到压力作用向下移动以压切膜，压切的膜陷入第一刀体212/第二刀体214的框体内，第一刀体212/第二刀体214返回时，该第一顶块211/第二顶块213受到弹力作用分别将陷入框体内的压切的膜推出。通过第一顶块211/第二顶块213用以防止材料卡刀、防止材料受挤压变形；第一模块的两侧配置有破刀215，第二模块的两侧配置有破刀216，破刀215/216的朝向压切膜侧配置有刀锋，可以将废料切穿，释放应力，便于产品成型后去除边缘废料。通过这样的设计，模切组件使用寿命>50万次，模切的产品边缘齐整，窄边无变形。本申请实施方式中第一顶块211/213的远离膜的一侧连接弹性部件(如橡胶)。
本申请实施例还提供一种利用上述模切设备进行超厚PET材料的模切成型工艺，该工艺包含如下步骤：
基于待切的PET材料的膜的厚度和特性，设定第一整形部件的上/下贴合轴运行参数，较佳的，该运行参数包括加热温度和覆合速度。
将待切的PET材料的膜与托底材料一起通过第一整形部件的上/下贴合轴进行覆合，
覆合后的平直模通过模切组件进行模切、冲压成型，
利用剥刀剥离边缘废料，产出成品。该工艺下可适用于超厚PET材料的膜厚度为500um，经过该模切工艺模切的成品平整度达到0.05mm。本实施方式中PET材料的膜的厚度该工艺下上贴合轴为第一可控加热轴，下贴合轴为第二可控加热轴。第一可控加热轴与第二可控加热轴的转速相同且介于2.0m/min～3.0m/min。较佳的，转速同为2.5m/min。第二可控加热轴的加热温度介于75°～85°，第一可控加热轴132的加热温度介于65°～75°。在其他的实施方式中，第一可控加热轴132的加热温度及第二可控加热轴的加热温度依据膜的厚度及材料特性(耐热性，膨胀系数)而定。第二可控加热轴的加热温度至少高于第一可控加热轴132的加热温度5°。通过温差引发的膨胀力来抵消弯曲张力。在其它的实施方式中，该工艺也可用膜超厚小于500um的场合，这时第一可控加热轴及第二可控加热轴可不加热。
在一实施方式中，第二可控加热轴的加热温度比第一可控加热轴的加热温度高至少5°。这样的设计，由于温差的作用抵消膜弯曲状态下的弯曲张力。
需要说明的是，上面的模切工艺中，各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包括相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。
上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡如本申请精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于超厚PET材料膜的模切设备，其特征在于，包括：
机架，其上配置有工作平面，所述工作平面上配置有第一整形部件及第二整形部件，所述第一整形部件及第二整形部件之间配置有传输部件，
所述第一整形部件包括：架体，其内配置有第一可控加热轴及第二可控加热轴，且所述第一可控加热轴位于所述第二可控加热轴的正上方，所述第一可控加热轴及第二可控加热轴分别连接驱动电机，基于电机的驱动该第一可控加热轴与第二可控加热轴同步同速旋转，所述第二可控加热轴的加热温度高于所述第一可控加热轴，
所述机架的一侧配置有上料装置，其上包括有缠绕的超厚PET材料的膜，所述膜连接至机架的一侧的上料部件，经所述上料部件传输至第一整形部件，经第一整形部件的加热覆合后所述膜还原到平直状态。
2.如权利要求1所述的模切设备，其特征在于，还包括：模切装置，其包括：
本体，所述本体的一侧配置有上料部件、所述本体的上料部件的相对一侧配置有卸料部件，及位于上料部件与卸料部件之间的模切组件，
所述模切组件包括：第一模块，所述第一模块包括：
第一顶块，其可伸缩的嵌入第一刀体内，所述第一刀体的朝向待模切的膜侧配置有刀锋，所述刀锋与第一刀体一体成型，所述刀锋配置有内刀锋及外刀锋，所述内刀锋角度小于等于3°，所述外刀锋的角度为21°±2°。
3.如权利要求2所述的模切设备，其特征在于，所述第一顶块的边缘与刀锋的间隙t小于等于0.5mm。
4.如权利要求2所述的模切设备，其特征在于，所述模切组件还包括：第二模块，所述第二模块包括：
第二顶块，其可伸缩的嵌入第二刀体的框体内，第二刀体的朝向压切膜侧配置有刀锋，所述刀锋与第二刀体一体成型，所述刀锋配置有内刀锋及外刀锋。
5.如权利要求4所述的模切设备，其特征在于，所述第二顶块的边缘与所述刀锋的间隙小于等于0.5mm。
6.如权利要求1所述的模切设备，其特征在于，所述第一可控加热轴或第二可控加热轴的转速介于2.0m/min～3.0m/min。
7.如权利要求1所述的模切设备，其特征在于，所述模切设备运行时，第一可控加热轴的加热温度介于65°～75°，第二可控加热轴的加热温度介于75°～85°。
8.如权利要求1所述的模切设备，其特征在于，
第一可控加热轴与第二可控加热轴夹持超厚PET材料的膜所处的位置略低于该传输部件的平面。
9.一种用于超厚PET材料膜的模切工艺，包括：如权利要求1-8中任一项所述的模切设备，其特征在于，所述工艺包含如下步骤：
基于待切的PET材料的膜的厚度和特性，设定第一整形部件的上/下贴合轴运行参数，所述运行参数包括上/下贴合轴的加热温度和转速；
将待切的PET材料的膜与托底材料一起通过第一整形部件的上/下贴合轴进行覆合，
覆合后的平直模通过模切组件进行模切、冲压成型，
利用剥刀剥离边缘废料，产出成品。
10.如权利要求9所述的模切工艺，其特征在于，下贴合轴的加热温度比上贴合轴的加热温度高至少5°。
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