柔性膜材的加工系统及加工方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910214627.X (22)申请日 2019.03.20 (71)申请人 大族激光科技产业集团股份有限公 司 地址 518000 广东省深圳市南山区深南大 道9988号 (72)发明人 黄显东庄昌辉冯玙璠陈治贤 潘凯戴剑温喜章肖骐 吴灏淮尹建刚高云峰 (74)专利代理机构 深圳市恒申知识产权事务所 (普通合伙) 44312 代理人 赵胜宝 (51)Int.Cl. B23K 26/066(2014.01) B23K 26/082(2014.01) B23K 26/402(。

2、2014.01) (54)发明名称 一种柔性膜材的加工系统及加工方法 (57)摘要 本发明公开了一种柔性膜材的加工系统及 加工方法， 用于加工柔性膜材， 解决了现有技术 中使用CO2激光对柔性膜材进行切割后， 对柔性 膜材的后续制程影响较大而降低柔性膜材加工 后的整体良品率的问题， 其包括： 用于贴合在柔 性膜材上的保护膜； 用于支撑及固定贴合有保护 膜的柔性膜材的切割平台； 设置在切割平台一侧 用于发射激光束以对贴合有保护膜的柔性膜材 进行切割的激光器； 设置在切割平台及激光器之 间的光路模块， 光路模块用于将激光器发射的激 光束引导并聚焦在柔性膜材上； 电连接于切割平 台、 激光器及光路模。

3、块的控制设备， 控制设备用 于控制切割平台、 激光器及光路模块的工作状 态， 从而提高了激光加工品质及柔性膜材加工后 的整体良品率。 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 CN 109877448 A 2019.06.14 CN 109877448 A 1.一种柔性膜材的加工系统， 其特征在于， 包括： 用于贴合在柔性膜材上的保护膜； 用于支撑及固定贴合有保护膜的柔性膜材的切割平台； 设置在所述切割平台一侧用于发射激光束以对贴合有保护膜的柔性膜材进行切割的 激光器； 设置在所述切割平台及所述激光器之间的光路模块， 所述光路模块用于将所述激光器 发射的激光束引导并聚焦在柔性膜材上； 电连接于所述。

4、切割平台、 所述激光器及所述光路模块的控制设备， 所述控制设备用于 控制所述切割平台、 所述激光器及所述光路模块的工作状态。 2.根据权利要求1所述的柔性膜材的加工系统， 其特征在于， 所述系统还包括： 设置在所述切割平台一侧， 并电连接于所述控制设备的视觉定位模块， 所述视觉定位 模块用于采集柔性膜材上的标记， 并根据标记获取柔性膜材当前的定位信息， 且将定位信 息发送至所述控制设备以供控制设备规划柔性膜材的切割路径。 3.根据权利要求1所述的柔性膜材的加工系统， 其特征在于， 所述保护膜为与所述柔性膜材相同或不同的柔性材料制作， 所述保护膜为单层柔性材 料制作的单层膜或多层柔性材料制作的复。

5、合膜。 4.根据权利要求1所述的柔性膜材的加工系统， 其特征在于， 所述切割平台包括： 一侧设置有所述激光器及所述光路模块的承载平台； 设置在所述承载平台上用于固定柔性膜材的固定平台； 设置在所述承载平台及所述固定平台间的旋转组件及位移组件， 所述旋转组件及所述 位移组件与所述控制设备电连接以在所述控制设备的控制下控制所述固定平台在所述承 载平台上旋转及平移。 5.根据权利要求4所述的柔性膜材的加工系统， 其特征在于， 所述固定平台上镂空有切割道。 6.根据权利要求4所述的柔性膜材的加工系统， 其特征在于， 所述固定平台上开设有微孔； 所述固定平台一侧设置有真空泵， 所述真空泵的吸附部位与所述。

6、固定平台开设微孔的 部位固定并密封， 以将柔性膜材吸附在所述固定平台上。 7.根据权利要求1所述的柔性膜材的加工系统， 其特征在于， 所述光路模块包括： 光路传输子模块， 用于使用反射镜及分光镜对所述激光器发射的激光束的传输进行引 导； 准直扩束子模块， 用于使用准直镜及扩束镜对经过所述光路传输子模块引导的激光束 进行准直及扩束处理； 振镜， 用于控制经过所述准直扩束子模块处理的激光束的传输方向； 场镜， 用于将经过振镜单元的激光束聚焦至柔性膜材上， 以对柔性膜材进行切割。 8.根据权利要求1所述的柔性膜材的加工系统， 其特征在于， 权利要求书 1/2 页 2 CN 109877448 A 2。

7、 所述柔性膜材单侧贴附保护膜， 所述激光器发射的激光束经过所述光路模块的处理后 入射至所述柔性膜材贴附保护膜的一侧。 9.根据权利要求1所述的柔性膜材的加工系统， 其特征在于， 所述激光器为CO2激光器， 切割柔性膜材时所述激光器波长为9.4um或9.6um或10.6um， 功率为5-20W， 加工速度为100-500mm/s， 切割次数为1次。 10.一种柔性膜材的加工方法， 其特征在于， 包括： 在待加工的柔性膜材表面贴附保护膜； 将贴有保护膜的柔性膜材固定在切割平台上， 并将柔性膜材贴有保护膜的一侧面对激 光束的发射方向， 开启真空泵进行真空吸附； 使用视觉定位模块对柔性膜材上的标记进行。

8、拍照， 并将柔性膜材当前的定位信息反馈 至控制设备； 控制设备对所述定位信息进行处理， 并根据预设的切割图案规划柔性膜材的切割路 径； 在切割路径规划完成后， 控制设备控制激光器出光， 沿所述切割路径对柔性膜材进行 切割； 对柔性膜材进行切割后， 去除柔性膜材表面贴附的保护膜， 完成柔性膜材的加工。 权利要求书 2/2 页 3 CN 109877448 A 3 一种柔性膜材的加工系统及加工方法 技术领域 0001 本发明涉及激光切割技术领域， 尤其涉及一种柔性膜材的加工系统及加工方法。 背景技术 0002 激光切割作为一种新型的热切割技术， 由于其切割速度快、 切割效率高、 切割质量 好和精度。

9、高等优势， 广泛应用于各类材料加工领域。 0003 在显示行业的材料中， 一些柔性膜材如PET保护膜等用作手机或电脑屏的保护膜、 柔性显示屏的支撑基板， 或其它类似的聚合物膜材等在加工的过程中， 一般都会采用激光 进行切割， 而在众多的激光中， 使用CO2激光对柔性膜材进行切割的方法得到广泛的应用。 0004 然而， 在使用CO2激光对柔性膜材进行切割的过程中， 由于柔性膜材较薄， 其厚度 一般在几十微米到几百微米不等， 从而使得柔性膜材在CO2激光的高能量密度激光束作用 下会发生熔融汽化等变化， 其热影响大， 一般能够达到150-200 m， 因此使用CO2激光对柔性 膜材进行切割后， 对柔。

10、性膜材的后续制程影响较大， 从而降低了柔性膜材加工后的整体良 品率。 发明内容 0005 本发明的主要目的在于提供一种柔性膜材的加工系统及方法， 旨在解决现有技术 中使用CO2激光对柔性膜材进行切割后， 对柔性膜材的后续制程影响较大而降低柔性膜材 加工后的整体良品率的技术问题。 0006 为实现上述目的， 本发明第一方面提供一种柔性膜材的加工系统， 包括： 用于贴合 在柔性膜材上的保护膜； 用于支撑及固定贴合有保护膜的柔性膜材的切割平台； 设置在所 述切割平台一侧用于发射激光束以对贴合有保护膜的柔性膜材进行切割的激光器； 设置在 所述切割平台及所述激光器之间的光路模块， 所述光路模块用于将所述。

11、激光器发射的激光 束引导并聚焦在柔性膜材上； 电连接于所述切割平台、 所述激光器及所述光路模块的控制 设备， 所述控制设备用于控制所述切割平台、 所述激光器及所述光路模块的工作状态。 0007 进一步地， 所述系统还包括： 设置在所述切割平台一侧， 并电连接于所述控制设备 的视觉定位模块， 所述视觉定位模块用于采集柔性膜材上的标记， 并根据标记获取柔性膜 材当前的定位信息， 且将定位信息发送至所述控制设备以供控制设备规划柔性膜材的切割 路径。 0008 进一步地， 所述保护膜为与所述柔性膜材相同或不同的柔性材料制作， 所述保护 膜为单层柔性材料制作的单层膜或多层柔性材料制作的复合膜。 0009。

12、 进一步地， 所述切割平台包括： 一侧设置有所述激光器及所述光路模块的承载平 台； 设置在所述承载平台上用于固定柔性膜材的固定平台； 设置在所述承载平台及所述固 定平台间的旋转组件及位移组件， 所述旋转组件及所述位移组件与所述控制设备电连接以 在所述控制设备的控制下控制所述固定平台在所述承载平台上旋转及平移。 0010 进一步地， 所述固定平台上镂空有切割道。 说明书 1/4 页 4 CN 109877448 A 4 0011 进一步地， 所述固定平台上开设有微孔； 所述固定平台一侧设置有真空泵， 所述真 空泵的吸附部位与所述固定平台开设微孔的部位固定并密封， 以将柔性膜材吸附在所述固 定平台。

13、上。 0012 进一步地， 所述光路模块包括： 光路传输子模块， 用于使用反射镜及分光镜对所述 激光器发射的激光束的传输进行引导； 准直扩束子模块， 用于使用准直镜及扩束镜对经过 所述光路传输子模块引导的激光束进行准直及扩束处理； 振镜， 用于控制经过所述准直扩 束子模块处理的激光束的传输方向； 场镜， 用于将经过振镜单元的激光束聚焦至柔性膜材 上， 以对柔性膜材进行切割。 0013 进一步地， 所述柔性膜材单侧贴附保护膜， 所述激光器发射的激光束经过所述光 路模块的处理后入射至所述柔性膜材贴附保护膜的一侧。 0014 进一步地， 所述激光器为CO2激光器， 切割柔性膜材时所述激光器波长为9.。

14、4um或 9.6um或10.6um， 功率为5-20W， 加工速度为100-500mm/s， 切割次数为1次。 0015 本发明第二方面提供一种柔性膜材的加工方法， 包括： 在待加工的柔性膜材表面 贴附保护膜； 将贴有保护膜的柔性膜材固定在切割平台上， 并将柔性膜材贴有保护膜的一 侧面对激光束的发射方向， 开启真空泵进行真空吸附； 使用视觉定位模块对柔性膜材上的 标记进行拍照， 并将柔性膜材当前的定位信息反馈至控制设备； 控制设备对所述定位信息 进行处理， 并根据预设的切割图案规划柔性膜材的切割路径； 在切割路径规划完成后， 控制 设备控制激光器出光， 沿所述切割路径对柔性膜材进行切割； 对柔。

15、性膜材进行切割后， 去除 柔性膜材表面贴附的保护膜， 完成柔性膜材的加工。 0016 本发明提供一种柔性膜材的加工系统及加工方法， 有益效果在于： 通过在对柔性 膜材加工前， 在柔性膜材的表面贴合保护膜， 保护膜能够吸收一部分激光器发射的激光束 外围能量， 从而有效地减小高斯光束边缘光斑在柔性膜材的切割路径两侧留下的热影响， 从而使得柔性膜材表面的热影响减小， 进而提高了激光加工品质及柔性膜材加工后的整体 良品率。 附图说明 0017 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本 发。

16、明的一些实施例， 对于本领域技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据 这些附图获得其他的附图。 0018 图1为本发明实施例一种柔性膜材的加工系统的结构示意框图； 0019 图2为本发明实施例一种柔性膜材的加工方法的流程示意框图。 具体实施方式 0020 为使得本发明的发明目的、 特征、 优点能够更加的明显和易懂， 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， 而非全部实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域技术人 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。

17、的范围。 0021 请参阅图1， 为一种柔性膜材的加工系统， 包括： 保护膜2、 切割平台3、 激光器4、 光 说明书 2/4 页 5 CN 109877448 A 5 路模块5及控制设备6； 保护膜2用于贴合在柔性膜材1上； 切割平台3用于支撑及固定贴合有 保护膜2的柔性膜材1； 激光器4设置在切割平台3一侧用于发射激光束以对贴合有保护膜2 的柔性膜材1进行切割； 光路模块5设置在切割平台3及激光器4之间， 光路模块5用于将激光 器4发射的激光束引导并聚焦在柔性膜材1上； 控制设备6电连接于切割平台3、 激光器4及光 路模块5， 控制设备6用于控制切割平台3、 激光器4及光路模块5的工作状态。

18、。 0022 柔性膜材的加工系统还包括： 视觉定位模块7， 视觉定位模块7设置在切割平台3一 侧， 并电连接于控制设备6， 视觉定位模块7用于采集柔性膜材1上的标记， 并根据标记获取 柔性膜材1当前的定位信息， 且将定位信息发送至控制设备6以供控制设备6规划柔性膜材1 的切割路径， 从而使得工作人员通过控制设备6更加精确地控制激光器4、 光路模块5及切割 平台3， 从而使得柔性膜材1的切割更加精确。 0023 保护膜2为与柔性膜材1相同或不同的柔性材料制作， 保护膜2为单层柔性材料制 作的单层膜或多层柔性材料制作的复合膜； 柔性材料， 包括PET或者类似材质等， 或多层柔 性材料的复合结构， 。

19、一般用作保护膜2或支撑膜等， 其厚度在几十微米到几百微米不等， 如 柔性显示屏中的支撑膜PET厚度为200um左右。 0024 切割平台3包括： 承载平台、 固定平台、 旋转组件及位移组件； 承载平台的一侧设置 有激光器4及光路模块5； 固定平台设置在承载平台上用于固定柔性膜材1； 旋转组件及位移 组件设置在承载平台及固定平台之间， 旋转组件及位移组件与控制设备6电连接以在控制 设备6的控制下控制固定平台在承载平台上旋转及平移， 从而能够使得柔性膜材1能够在承 载平台的平面上任意移动， 增加了激光切割的灵活性。 0025 固定平台上镂空有切割道， 切割道的位置、 形状及大小根据柔性膜材1的加工。

20、需要 而设定， 在进行切割时， 切割道内的空气流动能够有效地带走切割产生的热量， 从而降低激 光作用的热影响， 增加柔性膜材1加工的精度。 0026 固定平台上开设有微孔； 固定平台一侧设置有真空泵， 真空泵的吸附部位与固定 平台开设微孔的部位固定并密封， 以将柔性膜材1吸附在固定平台上； 从而能够使得真空泵 可以对柔性膜材1进行吸附， 降低切割过程中柔性膜材1翘曲的几率， 从而提升柔性膜材1均 匀加工的效果。 0027 光路模块5包括： 光路传输子模块51、 准直扩束子模块52、 振镜53及场镜54； 光路传 输子模块51用于使用反射镜及分光镜对激光器4发射的激光束的传输进行引导； 准直扩束。

21、 子模块52用于使用准直镜及扩束镜对经过光路传输子模块51引导的激光束进行准直及扩 束处理； 振镜53用于控制经过准直扩束子模块52处理的激光束的传输方向； 场镜54用于将 经过振镜53单元的激光束聚焦至柔性膜材1上， 以对柔性膜材1进行切割。 0028 柔性膜材1单侧贴附保护膜2， 激光器4发射的激光束经过光路模块5的处理后入射 至柔性膜材1贴附保护膜2的一侧， 在柔性膜材1单侧贴附保护膜2， 使得对柔性膜材1切割 时， 贴附保护膜2的一侧能够吸收一部分激光束外围的热量， 从而有效减少高斯光束边缘光 斑在切割道两侧留下的热影响， 使得柔性膜材1在加工时表面受热影响较小， 而未贴附保护 膜2的。

22、一侧能够及时地将切割后产生的热量从柔性膜材1上散发出去， 进一步降低了柔性膜 材1表面受到的热影响， 从而提高了激光加工品质及柔性膜材1加工后的整体良品率。 0029 激光器4为CO2激光器4， 切割柔性膜材1时激光器4波长为9.4um或9.6um或10.6um， 功率为5-20W， 加工速度为100-500mm/s， 切割次数为1次。 说明书 3/4 页 6 CN 109877448 A 6 0030 请参阅图2， 为一种柔性膜材的加工方法， 包括： S1、 在待加工的柔性膜材表面贴附 保护膜； S2、 将贴有保护膜的柔性膜材固定在切割平台上， 并将柔性膜材贴有保护膜的一侧 面对激光束的发射。

23、方向， 开启真空泵进行真空吸附； S3、 使用视觉定位模块对柔性膜材上的 标记进行拍照， 并将柔性膜材当前的定位信息反馈至控制设备； S4、 控制设备对定位信息进 行处理， 并根据预设的切割图案规划柔性膜材的切割路径； S5、 在切割路径规划完成后， 控 制设备控制激光器出光， 沿切割路径对柔性膜材进行切割； S6、 对柔性膜材进行切割后， 去 除柔性膜材表面贴附的保护膜， 完成柔性膜材的加工。 0031 需要说明的是， 对于前述的各方法实施例， 为了简便描述， 故将其都表述为一系列 的动作组合， 但是本领域技术人员应该知悉， 本发明并不受所描述的动作顺序的限制， 因为 依据本发明， 某些步骤。

24、可以采用其它顺序或者同时进行。 其次， 本领域技术人员也应该知 悉， 说明书中所描述的实施例均属于优选实施例， 所涉及的动作和模块并不一定都是本发 明所必须的。 0032 在上述实施例中， 对各个实施例的描述都各有侧重， 某个实施例中没有详述的部 分， 可以参见其它实施例的相关描述。 0033 以上为对本发明所提供的一种柔性膜材的加工系统及加工方法的描述， 对于本领 域的技术人员， 依据本发明实施例的思想， 在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处， 综上， 本说明书内容不应理解为对本发明的限制。 说明书 4/4 页 7 CN 109877448 A 7 图1 说明书附图 1/2 页 8 CN 109877448 A 8 图2 说明书附图 2/2 页 9 CN 109877448 A 9 。