CN112192045A - 一种调光膜或其电极的激光切割方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种调光膜或其电极的激光切割方法,该方法在激光切割装置上实施,包括激光发射器、第一转向镜、第二转向镜、第三转向镜、激光头;该方法包括:在裁切台面放置调光膜或调光膜电极;激光发射器开启,第二转向镜沿第二光路移动和/或第三转向镜沿第三光路移动,使得从激光头出来的激光沿预设切割线对调光膜或调光膜电极进行切割,预设切割线为直线、多线段和/或曲线。本发明能够实现调光膜或其电极的各种切割形状,并且切割误差小。
Description
技术领域
本发明涉及调光膜制作领域,具体涉及一种激光切割制作调光膜或其电极的方法。
背景技术
近年来,随着液晶技术的发展,更多的智能变色膜被研究开发出来。其中目前最常见的智能调光膜为电致变色调光膜和热致变色调光膜。其中电致变色调光膜产品需要制作电极,连接电源才能正常使用。电极包括OCA导电膜、ITO导电膜或纳米银导电膜等,通常是在塑料膜例如PET膜上电镀、沉积导电材料等而形成。为制备所需尺寸的调光膜,通常需要裁切电极,而现在市场上基本都是采用电极刀手工制作电极,其中中国专利文献CN201921979885.9公开的一种调光膜电极刀、CN201821357556.6公开的一种调光膜电极开边刀、CN201620093482.4公开的一种调光膜电极刀等均是可以制作电致变色调光膜产品的电极的装置。但是其问题在于,使这些装置制作调光膜电极时仍旧是手工裁切,因此会产生很多问题。例如,作业人员手法不熟练、制作电极长度>1000mm经常会出现电极宽度裁切不均匀现象;另外,使用裁切刀制作的电极,切割部分会有毛刺、不均匀的现象,导致产品质量无法提升;还有人工裁切电极效率很低,无法进行大规模片状产品生产。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的是提供一种调光膜或其电极的激光切割方法,与材料无接触式切割,切割边缘光滑、不烧焦、不发黄,裁切精度高,能够实现曲线、多段线、直线切割。
为实现本发明的目的,本发明提供了一种调光膜或其电极的激光切割方法,该方法在激光切割装置上实施,激光切割装置包括激光发射器、第一转向镜、第二转向镜、第三转向镜、激光头和裁切台面;第一转向镜设置在激光发射器发射出激光形成的第一光路上;第二转向镜设置在激光经第一转向镜转向形成的第二光路上;第三转向镜设置在激光经第二转向镜转向形成的第三光路上;激光头设置在激光经第三转向镜转向形成的第四光路上;激光头朝向裁切台面,激光头与第三转向镜连接,第三转向镜可沿第三光路来回移动地与第二转向镜连接,第二转向镜可沿第二光路来回移动地与第一转向镜连接,第四光路不平行于第二光路和第三光路所在的平面;该方法包括以下步骤:在裁切台面放置调光膜或调光膜电极;激光发射器开启,第二转向镜沿第二光路移动和/或第三转向镜沿第三光路移动,使得从激光头出来的激光沿预设切割线对调光膜或调光膜电极进行切割,预设切割线为直线、多线段和/或曲线。
进一步的技术方案是,从激光头出来的激光沿预设切割线对调光膜或所述调光膜电极进行一次切割;或者,从激光头出来的激光沿预设切割线对调光膜或调光膜电极进行多次切割,每次切割时第二转向镜的移动速度、第三转向镜的移动速度和/或激光发射器的功率相同或不同。
进一步的技术方案是,在切割前,根据调光膜或调光膜电极的材质和厚度,调整激光发射器的发射孔孔径、激光发射器的功率、第二转向镜的移动速度、第三转向镜的移动速度和/或切割次数。
进一步的技术方案是,在切割过程中,激光切割装置根据预设切割线的曲率自动调整第二转向镜的移动速度、第三转向镜的移动速度和/或激光发射器的功率。
进一步的技术方案是,该调光膜的电极或该调光膜电极为OCA导电膜、ITO导电膜或纳米银导电膜。
进一步的技术方案是,第一光路与第二光路相互垂直,第二光路与第三光路相互垂直,第四光路垂直于第二光路和第三光路所在的平面。
进一步的技术方案是,激光切割装置还包括控制器,控制器控制激光发射器的启闭和/或发射功率、控制第二转向镜沿第二光路移动并控制第三转向镜沿第三光路移动。
进一步的技术方案是,控制器存储有预设控制信息;或者,激光切割装置还接收器,接收器用于接收用户指令,控制器根据用户指令控制激光发射器工作以及第二转向镜和第三转向镜移动。
进一步的技术方案是,激光发射器为CO2激光器或者紫外激光器;激光发射器与激光电源连接;激光切割装置还包括冷却***,冷却***为风冷***或水冷***;方法包括冷却***降低激光发射器的温度。
进一步的技术方案是,装置还包括裁切降温***,裁切降温***连接激光头,裁切降温***包括气体出口,气体出口朝向激光头的下方,方法还包括:在切割过程中,气体出口提供氮气、氩气或空气中的至少一种,气压大于0MPa且不超过10MPa。
进一步的技术方案是,装置还包括除尘抽烟***和废料收集盒,除尘抽烟***连接激光头,除尘抽烟***包括抽吸口,抽吸口一端朝向激光头的下方,抽吸口另一端连通废料收集盒;方法还包括:在切割过程中,抽吸口抽吸废气废料。
进一步的技术方案是,激光切割装置还包括第一导轨和第二导轨;第一导轨平行于第二光路,第一转向镜固定连接在第一导轨上,第二转向镜可沿第一导轨移动地连接在第一导轨上;第二导轨平行于第三光路,第二转向镜固定连接第二导轨,第三转向镜可沿第二导轨移动地连接在第二导轨上。
进一步的技术方案是,激光头还包括聚焦镜,聚焦镜用于对经第三转向镜转向的激光聚焦。
进一步的技术方案是,裁切台面为铝台面、大理石台面或赛钢台面。
与现有技术相比,本发明能够取得以下有益效果:
本发明的激光切割方法集光路和传动为一体,主要通过激光产生高分子能量击发热能气化所切割产品,能够实现调光膜或其电极与材料无接触式切割,全自动裁切,裁切效率快,裁切尺寸误差小,并且能够裁切出不同类型例如曲线型、直线型、折线形的电极,克服了现有电极刀裁切会有毛刺、不均匀、只能裁切出单一条直线形状的缺点。本发明能够自动完成激光切割,实现大批量雕刻/切割生产。
附图说明
图1是本发明激光切割方法实施例所用装置的结构示意图。
图2是本发明激光切割方法实施例中激光头工作时的结构示意图。
图3是本发明激光切割方法实施例中激光头切割调光膜电极的结构示意图。
图4是本发明激光切割方法实施例中激光头切割调光膜的结构示意图。
以下结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
具体实施方式
如图1至4所示,本实施例的激光切割方法在激光切割装置上实施,该激光切割装置包括激光发射器1、第一转向镜2、第二转向镜3、第三转向镜4、激光头5和裁切台面6。第一转向镜2设置在激光发射器1发射出激光形成的第一光路7上,第二转向镜2设置在激光经第一转向镜2转向形成的第二光路8上,第三转向镜4设置在激光经第二转向镜3转向形成的第三光路9上,激光头5设置在激光经第三转向镜4转向形成的第四光路10上。即,激光经激光发射器1发射出后,依次经第一转向镜2、第二转向镜3、第三转向镜4转向,最后经激光头5射出。优选地,激光头5与第三转向镜4连接,例如激光头5直接连接到第三转向镜4上。激光头5包括聚焦镜11,聚焦镜11在第四光路10上将激光聚焦后从激光头5射出,增加激光束的强度,使能量更加集中。
裁切台面6为铝台面、大理石台面、赛钢台面或其他材质的台面,裁切台面6优选是平整的,例如经过高精度的平面水磨加工,以提高切割精度。裁切台面6用于放置调光膜12或调光膜电极13,调光膜12一般包括两个调光膜电极13以及夹在两个调光膜电极13中间的聚合物分散液晶20。即,本实施例或本发明的装置和方法可以用于切割调光膜12,也可以用于切割调光膜电极13。激光头5朝向裁切台面6,从而切割裁切台面6上放置的调光膜12或调光膜电极13。
第三转向镜4可沿第三光路9来回移动地与第二转向镜3连接,第二转向镜3可沿第二光路8来回移动地与第一转向镜2连接。在本实施例中,装置还包括第一导轨14和第二导轨15,第一导轨14平行于第二光路8,第一转向镜2固定连接在第一导轨14上,第二转向镜3可沿第一导轨14移动地连接在第一导轨14上,例如通过与第二转向镜3连接的第二导轨15可移动地连接在第一导轨14上。第二导轨15平行于第三光路9,第二转向镜3固定连接第二导轨15,第三转向镜4可沿第二导轨15移动地连接在第二导轨15上。例如,第二转向镜3可由电机、气缸、油缸等现有驱动装置驱动在第一导轨14上移动,同样第三转向镜4由电机、气缸、油缸等现有驱动装置驱动在第二导轨15上移动。通过第二转向镜3和第三转向镜4的移动实现激光头5在第三光路9和第二光路8所在平面上沿直线、曲线或折线移动。
第四光路10不平行于第二光路8和第三光路9所在的平面,即第四光路10可以垂直于或倾斜于第二光路8和第三光路9所在的平面,使得激光头5在第三光路9和第二光路8所在平面上沿直线、曲线或折线移动时,从第四光路10射出的激光经激光头5也能够沿直线、曲线或折线切割裁切台面6的调光膜12或调光膜电极13上。优选地,第一光路7与第二光路8相互垂直,第二光路8与第三光路9相互垂直,第四光路10垂直于第二光路8和第三光路9所在的平面,裁切台面6平行于第二光路8和第三光路9所在的平面。这样设置能够使得各个部件布局更合理,并且激光垂直射向调光膜12或调光膜电极13,能够更方便地根据所需的调光膜或其电极切割形状控制第二转向镜3和第三转向镜4的移动。
装置还包括控制器16,控制器16用于控制激光发射器1的启闭和/或发射功率、控制第二转向镜3沿第二光路8移动并控制第三转向镜4沿第三光路9移动。控制器16可以设有存储介质,存储有预设控制信息,例如可以通过电脑CAD、CorelDRAW等软件编程制图,直接导入设备,亦可进行dxf、plt、bmp等CNC数据传送格式,控制器16可脱离电脑运行。或者,装置还包括接收器17,接收器17例如可以是控制屏,用于接收用户指令,并将用户指令的信号传递到控制器16,控制器16接受信号并根据信号控制激光发射器1工作以及第二转向镜3和第三转向4镜移动。控制屏可以具有液晶中/英文显示界面。
激光发射器1可以是CO2激光器例如全金属密闭式射频CO2激光器、紫外激光器或现有的其他现有的具有激光刻蚀功能的发射装置,其发射功率可根据产品种类要求进行选择,不做要求。通过激光进行切割,使切割边缘光滑、不烧焦、不发黄,裁切精度更高,并且可以根据导电膜的厚度进行不同功率设置。
激光发射器1与激光电源18连接。装置还包括冷却***19,冷却***19用于降低激光发射器的温度,冷却***19可以是风冷***或水冷***。
装置还包括裁切降温***(未在图中示出),裁切降温***连接激光头5,可随激光头5移动,裁切降温***包括气体出口,气体出口朝向激光头5的下方,气体出口提供氮气、氩气或压缩空气中的至少一种,气压可以是大于0MPa且不超过10MPa。裁切降温***可以降低裁切过程中产品的裁切部位烧蚀程度。
装置还包括除尘抽烟***和废料收集盒(未在图中示出),除尘抽烟***连接激光头5,可随激光头5移动,除尘抽烟***包括抽吸口,例如形成罩状抽吸口,罩在激光头5上,抽吸口一端朝向激光头5的下方,抽吸口另一端连通废料收集盒。除尘抽烟***和废料收集盒用于及时排放废气及清理废料,保持良好的工作环境。
在本实施例的激光切割装置上可以实现调光膜12或其电极13的激光切割,具体地激光切割方法为:
在裁切台面6上放置调光膜12或调光膜电极13,调光膜12的电极或调光膜电极13可以是OCA导电膜、ITO导电膜或纳米银导电膜。
激光发射器1开启,第三转向镜4沿所述第三光路9移动和/或第二转向镜3沿第二光路8移动,使得激光头5沿直线、多线段和/或曲线对调光膜12或调光膜电极13进行切割。该步骤例如是在控制器16的控制下自动进行。在该步骤中,第三转向镜4可以沿第三光路9来回移动和/或第二转向镜3可以沿第二光路8来回移动,使得激光头5对调光膜12或调光膜电极13进行多次切割,尤其适用于调光膜12或调光膜电极13厚度较大的情况。
优选地,在切割过程中,装置根据曲率自动调整第三转向镜4的移动速度、第二转向镜3的移动速度和/或激光发射器1的功率,使能够均匀地裁切调光膜12或调光膜电极13。例如,在裁切一个调光膜12或调光膜电极13过程中,当裁切直线(曲率为0)时,只有第三转向镜4的移动或第二转向镜3移动,可以采用较小的激光发射功率进行切割,或者较快的移动速度;裁切曲线(曲率不为零)时,第三转向镜4和第二转向镜3同时移动,如采用与裁切直线时相同的移动速度则单位时间内移动的距离增加,单位距离的激光切割强度可能不够,此时可以采用较大的激光发射功率和较慢的移动速度,以维持均匀切割。裁切不同的调光膜12或调光膜电极13时,在切割前,可以根据调光膜12或调光膜电极13的厚度或材质选择合适的激光发射功率或移动速度,例如厚度较大时可以增加激光发射功率,或减慢移动速度,也可以调整激光发射孔的大小,从而调整激光束的粗细。
以下提供具体的实施例对上述激光切割方法进行说明:
实施例1
一次性切割:选择激光功率为60W的发射器,采用CO2激光发射器,裁切速度为800mm/s,气压选择氮气,出气压力为1MPa进行裁切。
实施例2
多次裁切:为保证产品电极上层PET均被裁切分离掉,可采用多次裁切的方法。
首先选择激光功率为60W的发射器,本次采用CO2激光发射器,裁切速度为800mm/s,气压选择氮气,出气压力为1MPa进行裁切,接着将功率在0至100%之间进行调节,进行第二次裁切,例如使用50%的发射功率进行裁切,速度调节为300mm/s。也可以根据需要对激光发射功率及裁切速度的调节,进行第三次、第四次裁切这里不做限制。
本发明的方法加工线条清细(<0.06mm),画线美观,可实现裁切速度0~10m/s,裁切精度0~1mm,重复定位精度0~0.1mm,裁切绝无节点产生。可以采用软件实现CAD分色分层输出,具有软件的控制器具备S曲线自动加减速、激光能量随速度变化自动调整等功能,直线、多段线、连续回转曲线切割无抖动、无锯齿、无噪音、切缝窄、均匀、切角尖锐、直、平、圆弧面光滑。
最后需要强调的是,以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种调光膜或其电极的激光切割方法,其特征在于:
所述方法在激光切割装置上实施,所述激光切割装置包括激光发射器、第一转向镜、第二转向镜、第三转向镜、激光头和裁切台面;所述第一转向镜设置在所述激光发射器发射出激光形成的第一光路上;所述第二转向镜设置在所述激光经所述第一转向镜转向形成的第二光路上;所述第三转向镜设置在所述激光经所述第二转向镜转向形成的第三光路上;所述激光头设置在所述激光经所述第三转向镜转向形成的第四光路上;所述激光头朝向所述裁切台面,所述激光头与所述第三转向镜连接,所述第三转向镜可沿所述第三光路来回移动地与所述第二转向镜连接,所述第二转向镜可沿所述第二光路来回移动地与所述第一转向镜连接,所述第四光路不平行于所述第二光路和所述第三光路所在的平面;
所述方法包括以下步骤:
在所述裁切台面放置调光膜或调光膜电极;
所述激光发射器开启,所述第二转向镜沿所述第二光路移动和/或所述第三转向镜沿所述第三光路移动,使得从所述激光头出来的激光沿预设切割线对所述调光膜或所述调光膜电极进行切割,所述预设切割线为直线、多线段和/或曲线。
2.根据权利要求1所述的一种调光膜或其电极的激光切割方法,其特征在于:
从所述激光头出来的激光沿所述预设切割线对所述调光膜或所述调光膜电极进行一次切割;或者,从所述激光头出来的激光沿所述预设切割线对所述调光膜或所述调光膜电极进行多次切割,每次切割时所述第二转向镜的移动速度、所述第三转向镜的移动速度和/或所述激光发射器的功率相同或不同。
3.根据权利要求2所述的一种调光膜或其电极的激光切割方法,其特征在于:
在切割前,根据所述调光膜或所述调光膜电极的材质和厚度,调整所述激光发射器的发射孔孔径、所述激光发射器的功率、所述第二转向镜的移动速度、所述第三转向镜的移动速度和/或切割次数。
4.根据权利要求1所述的一种调光膜或其电极的激光切割方法,其特征在于:
在切割过程中,所述激光切割装置根据所述预设切割线的曲率自动调整所述第二转向镜的移动速度、所述第三转向镜的移动速度和/或所述激光发射器的功率。
5.根据权利要求1所述的一种调光膜或其电极的激光切割方法,其特征在于:
所述调光膜的电极或所述调光膜电极为OCA导电膜、ITO导电膜或纳米银导电膜。
6.根据权利要求1至5任一项所述的一种调光膜或其电极的激光切割方法,其特征在于:
所述第一光路与所述第二光路相互垂直,所述第二光路与所述第三光路相互垂直,所述第四光路垂直于所述第二光路和所述第三光路所在的平面。
7.根据权利要求1至5任一项所述的一种调光膜或其电极的激光切割方法,其特征在于:
所述激光切割装置还包括控制器,所述控制器控制所述激光发射器的启闭和/或发射功率、控制所述第二转向镜沿所述第二光路移动并控制所述第三转向镜沿所述第三光路移动;
所述控制器存储有预设控制信息;或者,所述激光切割装置还包括接收器,所述接收器用于接收用户指令,所述控制器根据所述用户指令控制所述激光发射器工作以及所述第二转向镜和所述第三转向镜移动。
8.根据权利要求1至5任一项所述的一种调光膜或其电极的激光切割方法,其特征在于:
所述激光发射器为CO2激光器或者紫外激光器;所述激光发射器与激光电源连接;所述激光切割装置还包括冷却***,所述冷却***为风冷***或水冷***,所述方法包括所述冷却***降低所述激光发射器的温度。
9.根据权利要求1至5任一项所述的一种调光膜或其电极的激光切割方法,其特征在于:
所述装置还包括裁切降温***,所述裁切降温***连接所述激光头,所述裁切降温***包括气体出口,所述气体出口朝向所述激光头的下方,所述方法还包括:在切割过程中,所述气体出口提供氮气、氩气或空气中的至少一种,气压大于0MPa且不超过10MPa;
所述装置还包括除尘抽烟***和废料收集盒,所述除尘抽烟***连接所述激光头,所述除尘抽烟***包括抽吸口,所述抽吸口一端朝向所述激光头的下方,所述抽吸口另一端连通所述废料收集盒;所述方法还包括:在切割过程中,所述抽吸口抽吸废气废料。
10.根据权利要求1至5任一项所述的一种调光膜或其电极的激光切割方法,其特征在于:
所述激光切割装置还包括第一导轨和第二导轨;所述第一导轨平行于所述第二光路,所述第一转向镜固定连接在所述第一导轨上,所述第二转向镜可沿所述第一导轨移动地连接在所述第一导轨上;所述第二导轨平行于所述第三光路,所述第二转向镜固定连接所述第二导轨,所述第三转向镜可沿所述第二导轨移动地连接在所述第二导轨上;
所述激光头还包括聚焦镜,所述聚焦镜用于对经所述第三转向镜转向的激光聚焦;
所述裁切台面为铝台面、大理石台面或赛钢台面。
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