CN113060576A - 一种图案化金属片的卷对卷制造装置及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种图案化金属片的卷对卷制造装置及工艺，卷对卷制造装置包括机体框架，机体框架上依次转动安装有金属箔放卷辊、托底膜放卷辊、复合压辊、切割背辊、废料剥离辊、废料收卷辊以及产品收卷辊，机体框架上还转动安装有多个用于对带状物料进行导向的过辊，所述复合压辊下方设置有转动安装在机体框架上的复合底辊，所述切割背辊上方的机体框架上安装有用于激光切割的激光切割机，所述废料剥离辊下方设置有转动安装在机体框架上的剥离底辊。本发明利用收放卷和激光切割机的联合应用，实现金属箔卷对卷图案化加工生产，该制造工艺的优点为自动化程度高，产能大幅提升的同时，避免环境污染。

Description

一种图案化金属片的卷对卷制造装置及工艺

技术领域

本发明涉及图案化金属片加工技术领域，具体为一种图案化金属片的卷对卷制造装置及工艺。

背景技术

图案化金属片作为功能型的金属制品，广泛应用于柔性线路板、PCB 板、射频天线及电热膜等领域，涉及设备、管道、医疗器械、汽车、动力电池、智能穿戴等诸多领域。

传统图案化金属片的制作工艺为片对片生产，即将金属箔卷材切成片材，经压干、曝光、显影、蚀刻、清洗等工艺蚀刻成所需线路，工艺复杂，效率低且不环保。已有蚀刻工艺可实现卷对卷生产，一定程度上改善生产效率，但蚀刻工艺仍无法解决环境污染问题。

目前各行各业对图案化金属片的需求与日俱增，例如新能源汽车轻量化的市场需求，必须要求使用轻薄的导电和加热材料。因此，亟待开发一种图案化金属片的卷对卷制造装置及工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种图案化金属片的卷对卷制造装置及工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种图案化金属片的卷对卷制造装置，包括机体框架，机体框架上依次转动安装有金属箔放卷辊、托底膜放卷辊、复合压辊、切割背辊、废料剥离辊、废料收卷辊以及产品收卷辊，机体框架上还转动安装有多个用于对带状物料进行导向的过辊，所述复合压辊下方设置有转动安装在机体框架上的复合底辊，所述切割背辊上方的机体框架上安装有用于激光切割的激光切割机，所述废料剥离辊下方设置有转动安装在机体框架上的剥离底辊。

作为本发明进一步的方案，所述激光切割机包括切割门架、切割门架上安装的升降电动伸缩杆、升降横架、激光头滑动架以及激光头，所述升降横架的前后端通过横架滑座与切割门架侧壁内竖向导轨滑动配合，升降横架的上端与升降电动伸缩杆的伸缩端固定连接，所述激光头滑动架前后滑动设置在升降横架的下端面，激光滑动架的下端面沿宽幅方向设置安装有至少一个激光头。

作为本发明进一步的方案，所述激光头采用光纤激光器，激光头的切割效率为10-100pcs/h。

作为本发明进一步的方案，所述升降横架的侧壁上安装有前后伸缩的横移电动伸缩杆，横移电动伸缩杆通过连接座板与激光头滑动架固定连接。

作为本发明进一步的方案，所述激光头滑动架的侧壁上对应激光头还安装有吸风罩，吸风罩上连接有负压吸气管，负压吸气管的另一端连接排气泵。

作为本发明进一步的方案，所述机体框架上还安装有用于对金属箔进行纠偏的金属箔纠偏装置和用于对产品进行纠偏的产品纠偏装置，金属箔纠偏装置和产品纠偏装置采用相同结构的纠偏机构，所述纠偏机构包括纠偏通道壳体、定导辊机构以及纠偏导辊机构，定导辊机构包括安装在纠偏通道壳体内壁上的定导辊座板以及定向导辊，定导辊座板上固定有一对定导辊支座，所述定向导辊的前后端转动安装在对应的定导辊支座上，所述纠偏导辊机构包括纠偏导辊座板、纠偏导辊座板上固定的一对纠偏导辊支座、纠偏导辊支座上转动安装的纠偏导辊，所述纠偏导辊座板的前后两端侧壁上固定有导向件，所述纠偏通道壳体内壁上固定设置有与对应导向件滑动配合的弧形导向座，纠偏导辊座板的中心安装固定有纠偏转轴，纠偏转轴穿出纠偏通道壳体并固定安装有纠偏蜗轮，所述纠偏通道壳体外壁上安装有纠偏驱动电机，纠偏驱动电机的输出端连接有用于与纠偏蜗轮配合的纠偏蜗杆。

作为本发明进一步的方案，所述纠偏通道壳体的开口端前后侧分别安装有一组用于检测带状物料的对射型光电传感器，每组的对射型光电传感器包括左侧的光电发射器和右侧的光电接收器，对射型光电传感器与控制器信号连接，控制器的信号输出端与纠偏驱动电机的信号输入端连接。

作为本发明进一步的方案，所述复合压辊采用橡胶辊，橡胶辊的直径为50-200mm，所述复合底辊采用不锈钢辊，不锈钢辊的直径为100-300mm，不锈钢辊的外表面设置有镀铬层。

作为本发明进一步的方案，橡胶辊的两端转动安装在复合辊体支座上，复合辊体支座竖向滑动设置在机体框架上，机体框架上还安装有用于驱动复合辊体支座竖向伸缩的复合气缸，橡胶辊施加的复合压力为1-10bar。

一种图案化金属片的卷对卷制造工艺，具体包括如下步骤：

S1、材料准备：准备好待加工的金属箔和托底膜；

S2、材料复合：利用复合压辊和复合底辊的配合，将金属箔复合在托底膜上；

S3、激光图案化：利用激光切割机对托底膜上的金属箔进行激光切割，在金属箔上切割出需要的图案；

S4、撕除废料：利用废料剥离辊将金属箔图案上的金属箔废料撕除；

S5、收卷：利用产品收卷辊对撕除废料后的产品进行收卷。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：利用收放卷和激光切割机的联合应用，实现金属箔卷对卷图案化加工生产，该制造工艺的优点为自动化程度高，产能大幅提升的同时，避免环境污染；在生产制作过程中，利用金属箔纠偏装置和产品纠偏装置对传送的带料进行动态纠偏，无需人工操作，生产效率高，有效保证图案化金属电极产品的质量。

附图说明

图1为图案化金属电极产品的剖面结构示意图；

图2为图案化金属电极产品的平面结构示意图；

图3为一种图案化金属片的卷对卷制造装置的结构示意图；

图4为一种图案化金属片的卷对卷制造装置中激光切割机侧面的结构示意图；

图5为一种图案化金属片的卷对卷制造装置中激光切割机正面的结构示意图；

图6为一种图案化金属片的卷对卷制造装置中纠偏机构的结构示意图；

图7为一种图案化金属片的卷对卷制造装置中纠偏机构A-A剖面的结构示意图；

图8为一种图案化金属片的卷对卷制造工艺的流程示意图。

图中：100-金属箔，101-金属箔图案，102-托底膜，103-金属箔废料，1-金属箔放卷辊，2-纠偏机构，21-纠偏通道壳体，211-弧形导向座，22-定导辊座板，23-定导辊支座，24-定导辊座板，25-光电接收器，26-光电发射器，27-纠偏导辊，28-纠偏导辊支座，281-纠偏导辊座板，282-导向件，283-纠偏转轴，29-纠偏驱动电机，291-纠偏蜗杆，292-纠偏蜗轮，3-过辊，4-托底膜放卷辊，5-复合底辊，6-复合压辊，7-切割背辊，8-激光切割机，81-升降电动伸缩杆，82-切割门架，821-竖向导轨，83-升降横架，831-横架滑座，84-激光头滑动架，85-激光头，86-吸风罩，861-负压吸气管，87-横移电动伸缩杆，88-连接座板，9-剥离底辊，10-废料剥离辊，11-废料收卷辊，12-产品收卷辊。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～2，图案化金属电极产品包括托底膜102以及托底膜102上的金属箔图案101，金属箔的材质为铜箔、铝箔、镍箔、镀镍铜箔、合金箔、不锈钢箔等，金属箔的厚度一般为0.01-0.5mm，图案化金属电极产品的图案根据产品要求进行，可实现多种功能，如屏蔽、加热、导热等；金属箔图案101的线宽≥1mm，线距≥1mm；为更好的撕除废料，金属箔图案101的拐角处设置倒角，倒角直径根据线宽和线距来设定，一般不小于1mm；为更好地撕除废料，所述图案化金属箔的废料设计时应连续无断线；托底膜的材质一般为PET、PP或PE低黏保护膜；托底膜的厚度一般为25-125μm，粘度为3-30gf；托底膜的颜色不限。

请参阅图3～7，本发明提供一种技术方案：一种图案化金属片的卷对卷制造装置，包括机体框架，机体框架上依次转动安装有金属箔放卷辊1、托底膜放卷辊4、复合压辊6、切割背辊7、废料剥离辊10、废料收卷辊11以及产品收卷辊12，机体框架上还转动安装有多个用于对带状物料进行导向的过辊3，所述复合压辊6下方设置有转动安装在机体框架上的复合底辊5，所述切割背辊7上方的机体框架上安装有用于激光切割的激光切割机8，所述废料剥离辊10下方设置有转动安装在机体框架上的剥离底辊9。

金属箔放卷辊1用于对金属箔100进行放卷，卷绕的金属箔卷的卷径一般不大于300mm；托底膜放卷辊4用于对托底膜102进行放卷，卷绕的托底膜卷的卷径一般不大于300mm；复合压辊6和复合底辊5配合，用于将金属箔100复合在托底膜102上，当复合后的带料经过切割背辊7时，激光切割机8对金属箔100进行激光切割，在金属箔100上切割出需要的金属箔图案101，图案化处理完成后，通过废料剥离辊10和废料收卷辊11将金属箔废料103收卷起来，去除金属箔废料103的带料即为图案化金属电极产品，利用产品收卷辊12收卷起来。

其中，所述激光切割机8包括切割门架82、切割门架82上安装的升降电动伸缩杆81、升降横架83、激光头滑动架84以及激光头85，所述升降横架83的前后端通过横架滑座831与切割门架82侧壁内竖向导轨821滑动配合，升降横架83的上端与升降电动伸缩杆81的伸缩端固定连接，所述激光头滑动架84前后滑动设置在升降横架83的下端面，激光滑动架84的下端面沿宽幅方向设置安装有至少一个激光头85。

利用升降电动伸缩杆81的伸缩，可调整激光头85与金属箔100之间的距离。

所述激光头85采用光纤激光器，激光头85的切割效率为10-100pcs/h。

所述升降横架83的侧壁上安装有前后伸缩的横移电动伸缩杆87，横移电动伸缩杆87通过连接座板88与激光头滑动架84固定连接。利用横移电动伸缩杆87的伸缩，可调整激光头滑动架84在宽幅方向上的位置，便于切割出需要的图案。

所述激光头滑动架84的侧壁上对应激光头85还安装有吸风罩86，吸风罩86上连接有负压吸气管861，负压吸气管861的另一端连接排气泵。吸风罩能够将切割过程中产生的废气及时排走，避免工作环境的污染。

所述机体框架上还安装有用于对金属箔进行纠偏的金属箔纠偏装置和用于对产品进行纠偏的产品纠偏装置，金属箔纠偏装置和产品纠偏装置采用相同结构的纠偏机构2，所述纠偏机构2包括纠偏通道壳体21、定导辊机构以及纠偏导辊机构，定导辊机构包括安装在纠偏通道壳体21内壁上的定导辊座板22以及定向导辊24，定导辊座板24上固定有一对定导辊支座23，所述定向导辊24的前后端转动安装在对应的定导辊支座23上，所述纠偏导辊机构包括纠偏导辊座板281、纠偏导辊座板281上固定的一对纠偏导辊支座28、纠偏导辊支座28上转动安装的纠偏导辊27，所述纠偏导辊座板281的前后两端侧壁上固定有导向件282，所述纠偏通道壳体21内壁上固定设置有与对应导向件282滑动配合的弧形导向座211，纠偏导辊座板281的中心安装固定有纠偏转轴283，纠偏转轴283穿出纠偏通道壳体21并固定安装有纠偏蜗轮292，所述纠偏通道壳体21外壁上安装有纠偏驱动电机29，纠偏驱动电机29的输出端连接有用于与纠偏蜗轮292配合的纠偏蜗杆291。

纠偏机构2设置有定向导辊24和纠偏导辊27，定向导辊24和纠偏导辊27对带料进行导向，使得带料呈S型穿过纠偏通道壳体21。

所述纠偏通道壳体21的开口端前后侧分别安装有一组用于检测带状物料的对射型光电传感器，每组的对射型光电传感器包括左侧的光电发射器26和右侧的光电接收器25，对射型光电传感器与控制器信号连接，控制器的信号输出端与纠偏驱动电机29的信号输入端连接。

由于纠偏通道壳体21的开口端前后侧分别安装有一组用于检测带状物料的对射型光电传感器，因此，无论带料向前或向后偏移时，对应的对射型光电传感器均可以检测到，对射型光电传感器将检测到的偏移信号发送至控制器，控制器控制纠偏驱动电机29的正转或反转，从而控制纠偏导辊27做出逆时针或顺时针的微小转动，从而对经过的带料进行纠偏，确保带料在各个导辊上居中传送。

本方案中，过辊3的直径为30-50mm，表面设置有阳极氧化铝层，可优选地，金属箔纠偏装置和产品纠偏装置的进口端和出口端均布置有过辊3。

所述复合压辊6采用橡胶辊，橡胶辊的直径为50-200mm，所述复合底辊5采用不锈钢辊，不锈钢辊的直径为100-300mm，不锈钢辊的外表面设置有镀铬层。

橡胶辊的两端转动安装在复合辊体支座上，复合辊体支座竖向滑动设置在机体框架上，机体框架上还安装有用于驱动复合辊体支座竖向伸缩的复合气缸，通过控制复合气缸的内部气压，即可实现复合压力的调整，本方案中橡胶辊施加的复合压力为1-10bar。

请参阅图8，一种图案化金属片的卷对卷制造工艺，具体包括如下步骤：

S1、材料准备：准备好待加工的金属箔100和托底膜102；

S2、材料复合：利用复合压辊6和复合底辊5的配合，将金属箔100复合在托底膜102上；

S3、激光图案化：利用激光切割机8对托底膜102上的金属箔100进行激光切割，在金属箔100上切割出需要的金属箔图案101；

S4、撕除废料：利用废料剥离辊10将金属箔图案101上的金属箔废料103撕除；

S5、收卷：利用产品收卷辊12对撕除废料后的产品进行收卷。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种图案化金属片的卷对卷制造装置，其特征在于：包括机体框架，机体框架上依次转动安装有金属箔放卷辊（1）、托底膜放卷辊（4）、复合压辊（6）、切割背辊（7）、废料剥离辊（10）、废料收卷辊（11）以及产品收卷辊（12），机体框架上还转动安装有多个用于对带状物料进行导向的过辊（3），所述复合压辊（6）下方设置有转动安装在机体框架上的复合底辊（5），所述切割背辊（7）上方的机体框架上安装有用于激光切割的激光切割机（8），所述废料剥离辊（10）下方设置有转动安装在机体框架上的剥离底辊（9）。

2.根据权利要求1所述的一种图案化金属片的卷对卷制造装置，其特征在于：所述激光切割机（8）包括切割门架（82）、切割门架（82）上安装的升降电动伸缩杆（81）、升降横架（83）、激光头滑动架（84）以及激光头（85），所述升降横架（83）的前后端通过横架滑座（831）与切割门架（82）侧壁内竖向导轨（821）滑动配合，升降横架（83）的上端与升降电动伸缩杆（81）的伸缩端固定连接，所述激光头滑动架（84）前后滑动设置在升降横架（83）的下端面，激光滑动架（84）的下端面沿宽幅方向设置安装有至少一个激光头（85）。

3.根据权利要求2所述的一种图案化金属片的卷对卷制造装置，其特征在于：所述激光头（85）采用光纤激光器，激光头（85）的切割效率为10-100pcs/h。

4.根据权利要求2所述的一种图案化金属片的卷对卷制造装置，其特征在于：所述升降横架（83）的侧壁上安装有前后伸缩的横移电动伸缩杆（87），横移电动伸缩杆（87）通过连接座板（88）与激光头滑动架（84）固定连接。

5.根据权利要求2所述的一种图案化金属片的卷对卷制造装置，其特征在于：所述激光头滑动架（84）的侧壁上对应激光头（85）还安装有吸风罩（86），吸风罩（86）上连接有负压吸气管（861），负压吸气管（861）的另一端连接排气泵。

6.根据权利要求1所述的一种图案化金属片的卷对卷制造装置，其特征在于：所述机体框架上还安装有用于对金属箔进行纠偏的金属箔纠偏装置和用于对产品进行纠偏的产品纠偏装置，金属箔纠偏装置和产品纠偏装置采用相同结构的纠偏机构（2），所述纠偏机构（2）包括纠偏通道壳体（21）、定导辊机构以及纠偏导辊机构，定导辊机构包括安装在纠偏通道壳体（21）内壁上的定导辊座板（22）以及定向导辊（24），定导辊座板（24）上固定有一对定导辊支座（23），所述定向导辊（24）的前后端转动安装在对应的定导辊支座（23）上，所述纠偏导辊机构包括纠偏导辊座板（281）、纠偏导辊座板（281）上固定的一对纠偏导辊支座（28）、纠偏导辊支座（28）上转动安装的纠偏导辊（27），所述纠偏导辊座板（281）的前后两端侧壁上固定有导向件（282），所述纠偏通道壳体（21）内壁上固定设置有与对应导向件（282）滑动配合的弧形导向座（211），纠偏导辊座板（281）的中心安装固定有纠偏转轴（283），纠偏转轴（283）穿出纠偏通道壳体（21）并固定安装有纠偏蜗轮（292），所述纠偏通道壳体（21）外壁上安装有纠偏驱动电机（29），纠偏驱动电机（29）的输出端连接有用于与纠偏蜗轮（292）配合的纠偏蜗杆（291）。

7.根据权利要求6所述的一种图案化金属片的卷对卷制造装置，其特征在于：所述纠偏通道壳体（21）的开口端前后侧分别安装有一组用于检测带状物料的对射型光电传感器，每组的对射型光电传感器包括左侧的光电发射器（26）和右侧的光电接收器（25），对射型光电传感器与控制器信号连接，控制器的信号输出端与纠偏驱动电机（29）的信号输入端连接。

8.根据权利要求1所述的一种图案化金属片的卷对卷制造装置，其特征在于：所述复合压辊（6）采用橡胶辊，橡胶辊的直径为50-200mm，所述复合底辊（5）采用不锈钢辊，不锈钢辊的直径为100-300mm，不锈钢辊的外表面设置有镀铬层。

9.根据权利要求8所述的一种图案化金属片的卷对卷制造装置，其特征在于：橡胶辊的两端转动安装在复合辊体支座上，复合辊体支座竖向滑动设置在机体框架上，机体框架上还安装有用于驱动复合辊体支座竖向伸缩的复合气缸，橡胶辊施加的复合压力为1-10bar。

10.一种图案化金属片的卷对卷制造工艺，其特征在于：具体包括如下步骤：

S1、材料准备：准备好待加工的金属箔（100）和托底膜（102）；

S2、材料复合：利用复合压辊（6）和复合底辊（5）的配合，将金属箔（100）复合在托底膜（102）上；

S3、激光图案化：利用激光切割机（8）对托底膜（102）上的金属箔（100）进行激光切割，在金属箔（100）上切割出需要的金属箔图案（101）；

S4、撕除废料：利用废料剥离辊（10）将金属箔图案（101）上的金属箔废料（103）撕除；

S5、收卷：利用产品收卷辊（12）对撕除废料后的产品进行收卷。

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