IMD成型塑胶的激光打孔装置的制作方法

本实用新型涉及IMD塑胶打孔，尤其涉及一种IMD成型塑胶的激光打孔装置。

背景技术：

IMD(In-Mold Decoration)又称膜内装饰技术，IMD技术属于注塑表面材料应用技术，它将传统的注塑成型技术与后加工技术相结合，一体成型。它突破了传统的塑胶外壳设计局限，可实现“多彩”、“纹理”、“色彩图案立体感”等效果，同时具备节能环保的优势，被喻为一种“塑料革命”。传统的塑胶外观件先注塑成型，然后再进行印刷、喷漆、电镀等后加工工艺，色彩不易控制，色差较大。由于喷涂、电镀等后加工不良率高，而印刷仅限于平面材料，因此传统塑胶外壳的设计受到了严重局限，特别是针对较为复杂的异体形状，而IMD技术是先对薄膜进行印刷加工，然后在模具内进行注塑成型，突破了印刷工艺限于平面的瓶颈，极大地丰富了塑胶外观件的立体设计和色彩表现。

IMD是目前国际风行的表面装饰技术,主要应用于家电产品的表面装饰及功能性面板,常用在手机视窗镜片及外壳、洗衣机控制面板、冰箱控制面板、空调控制面板、汽车仪表盘、电饭煲控制面板多种领域的面板、标志等外观件上。IMD主要分为IMA(模内组装技术)、IML(模内贴标技术)和IMR(模内转印技术)等。传统的激光钻孔设备，对IMD注塑工艺处理的塑胶产品进行钻孔时，热影响严重，表面薄膜容易凸起，孔锥度大。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种IMD成型塑胶的激光打孔装置，旨在用于解决现有的IMD成型后的塑胶产品在采用激光钻孔时，钻孔质量较差的问题。

本实用新型是这样实现的：

本实用新型实施例提供一种激光打孔装置，包括底座，于所述底座上设置有用于安装覆膜塑料的治具，还包括可发出波长为9200nm-9600nm激光束的激光钻孔机以及安设于所述底座上的升降机构，所述激光钻孔机安装于所述升降机构上，且所述激光钻孔机的聚焦透镜位于所述治具的正上方。

进一步地，所述升降机构包括水平设置的升降台以及竖直设置的升降机，所述激光钻孔机安设于所述升降台上，所述升降机竖直支撑所述升降台于所述底座上，且所述升降台与所述底座之间还通过若干伸缩杆支撑连接。

进一步地，所述升降机构还包括安设于所述底座上的底板以及位于所述底板与所述升降台之间的安装板，各所述伸缩杆均立于所述底板上且穿过所述安装板，所述升降机安装于所述安装板上。

进一步地，所述安装板呈倒U型结构，其相对两端部向下延伸至所述底座上。

进一步地，还包括控制所述升降机工作的手轮。

进一步地，还包括可向所述治具上所述覆膜塑料发光的红光指示器，所述红光指示器安设于所述激光钻孔机靠近所述聚焦透镜处。

进一步地，还包括安设于所述底座上且可沿所述底座水平移动的电移平台，所述治具安设于所述电移平台上。

进一步地，还包括安设于所述底座上的外罩，所述外罩与所述底座围合形成腔室，所述治具与所述激光钻孔机均位于所述腔室内。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的激光打孔装置中，覆膜塑料采用IMD注塑工艺成型，打孔时采用激光钻孔机发出波长为9200nm-9600nm的激光束，以于覆膜塑料上的对应位置钻孔，由于该波长的激光束的热影响非常小，能够大大改善钻孔时覆膜塑料表面融化的问题，而且孔径锥度比较小，成型后的孔位质量非常高，且激光打孔装置可以采用上述打孔方法在覆膜塑料上进行打孔加工，可形成流水线自动化加工，不但能够保证打孔质量，而且打孔效率大大提高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的IMD成型塑胶的激光打孔装置的结构示意图；

图2为图1的IMD成型塑胶的激光打孔装置去除外罩后的结构示意图；

图3为图1的IMD成型塑胶的激光打孔装置的激光钻孔机安装于升降机构上的结构示意图；

图4为图1的IMD成型塑胶的激光打孔装置的激光钻孔机安装于升降机构上的侧视图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1以及图2，本实用新型实施例提供一种IMD成型塑胶的激光打孔方法，主要用于在覆膜塑料1上进行激光打孔，包括以下操作步骤：

先采用IM注塑工艺成型覆膜塑料1，然后将成型后的覆膜塑料1固定于激光钻孔机2对应的治具3上；

根据要求调节激光钻孔机2，激光钻孔机2采用CO₂激光器，其能够发出波长为9200nm-9600nm的激光束，通过该激光束能够在覆膜塑料1的对应位置处进行钻孔。

在上述步骤中，激光钻孔机2发出的激光束的波长在9200nm-9600nm范围内，其热影响性非常小，能够大大改善钻孔时覆膜塑料1表面融化的问题，而且成型后的孔径锥度比较小，有效保证了激光钻孔的质量，保证打孔后覆膜塑料1的外观要求，且由于覆膜塑料1采用激光钻孔机2进行打孔，可形成流水线的作业模式，激光钻孔机2自动在每一覆膜塑料1上按要求打孔，打孔效率非常高。另外对于激光钻孔机2，在调节其参数时，通常控制振镜21的扫描速度为200-2000mm/s，当然还应根据覆膜塑料1的不同进行有效控制，比如以2mm厚，PC+ABS材料，孔直径0.8mm，孔中心间距1.6mm为例：优先≥150W的输出功率，5-15KHZ的输出频率，500-1200mm/s的振镜21扫描速度。在此采用相同IMD注塑工艺处理的PC+ABS材料,针对不同厚度,分别采用9200--9600nm波长和10200-10800nm波长钻1mm直径孔的锥度进行对比如下：

对于覆膜塑料1的打孔位置厚度，也应具有一定的要求，过薄与过厚均影响成孔质量，一般控制在0.5mm-3mm之间。对于激光钻孔机2的聚焦透镜22可以采用多片式聚焦透镜22，使性能进一步提高，并将象差降到最低程度，减小钻孔锥度。

参见图2以及图3，优化上述实施例，针对激光钻孔机2的调节部分，主要是调节激光钻孔机2的焦点位置，且当将覆膜塑料1夹紧于治具3上后，通过一升降机构4调节覆膜塑料1与激光钻孔机2的聚焦透镜22之间的距离，一般将聚焦透镜22设置于覆膜塑料1的正上方，然后通过调节升降机构4使得聚焦透镜22在竖直方向上移动，进而调节聚焦透镜22与覆膜塑料1之间的距离，使得聚焦透镜22的焦点位于覆膜塑料1的中间位置，在该调节过程中，先进行粗调，然后精调，具体地，先根据聚焦透镜22的理论焦点调节升降机构4，使得聚焦透镜22的理论焦点位于覆膜塑料1上表面，即此时聚焦透镜22与覆膜塑料1之间的距离为聚焦透镜22的理论焦距，然后根据激光钻孔机2的实际光学配置调节聚焦透镜22的实际焦点位置于覆膜塑料1的上表面，同时根据覆膜塑料1的厚度，当然其厚度应事先测定，继续调节升降机构4，使得聚焦透镜22的实际焦点位于覆膜塑料1沿厚度方向的中间位置，比如当覆膜塑料1的厚度为2mm时，可以采用升降机构4调节激光钻孔机2整体竖直下移1mm，进而可以使得聚焦透镜22的焦点位于覆膜塑料1沿竖直方向的中间位置。通过这种方式可以精确调节覆膜塑料1与聚焦透镜22之间的焦距，有效保证激光钻孔的精度。

继续优化上述步骤，治具3也应通过一电移平台来调节位置，同时结合一红光指示器23调整覆膜塑料1的打孔位置。将治具3以及覆膜塑料1均安装于电移平台上，进而通过电移平台可以使得覆膜塑料1在水平方向移动，激光钻孔机2设置有一红光指示器23，通过该红光指示器23与电移平台相结合可以精确定位覆膜塑料1上的打孔位置。且在打孔时，还应先在激光钻孔机2内设定所需钻孔的孔径以及对应两孔之间的孔间距，且设定的孔径应小于实际所需钻孔的孔径，孔间距则为对应两孔之间的中心距。具体地，所需钻孔的实际孔径为0.6mm，而当激光束的聚焦光斑直径为0.1mm时，则输入激光钻孔机2控制系统的所需钻孔的设定尺寸为0.4mm即可满足实际钻孔需求。

参见图1，本实用新型实施例还提供一种激光打孔装置，与上述激光打孔方法对应，包括底座5以及设置于底座5上的外罩51，外罩51与底座5之间围合形成有腔室52，在底座5上设置有上述的治具3以及上述的激光钻孔机2，激光钻孔机2的位置与治具3的位置之间形成对应关系，治具3主要用于安装覆膜塑料1，而激光钻孔机2则是可以发出波长为9200nm-9600nm的激光束，采用该激光束在覆膜塑料1上进行打孔工作，通常在底座5上还设置有一升降机构4，激光钻孔机2安装于该升降机构4上，通过升降机构4可以调节激光钻孔机2沿竖直方向移动，且在将覆膜塑料1安装于治具3上后，激光钻孔机2的聚焦透镜22刚好位于覆膜塑料1的正上方，通过调节激光钻孔机2竖直方向上移动，以使聚焦透镜22的焦点位于覆膜塑料1沿厚度方向的中间位置。本实施例中，上述的激光钻孔机2以及治具3均位于腔室52内，使得覆膜塑料1的打孔过程均位于腔室52内，可以对工作人员形成安全保护，而采用这种激光钻孔机2不但能够有效保证覆膜塑料1上的成孔质量，而且由于该过程为自动化加工，非常适用于流水线作业，可以大大提高覆膜塑料1的打孔效率。通常激光打孔装置还配套设置有一水箱6，其可以用于向激光打孔过程提供冷却水，对于水箱6可以位于腔室52的外侧。

参见图2-图4，细化升降机构4的结构，升降机构4包括水平设置的升降台41以及竖直设置的升降机42，激光钻孔机2安设于升降台41上，而升降机42则是可以竖直支撑升降台41于底座5上，且在升降台41与底座5之间还通过若干伸缩杆43支撑连接。本实施例中，升降机构4还包括有水平安设于底座5上的底板44以及位于底板44与升降台41之间的安装板45，安装板45可以采用倒U型结构，其相对两端竖直向下延伸至底座5上，与底座5安装固定，各伸缩杆43一端均安装于底板44上，而另一端则均穿过安装板45连接至升降台41上，且一般伸缩杆43一般为四根，分别对应升降台41的四角位置，而升降机42则安设于中间位置，其为动力部分可以驱使升降台41沿竖直方向移动，而四根伸缩杆43则是起到导向作用，以保证升降台41竖直移动过程中的平稳性，升降机42安装于安装板45上，且其采用手轮46控制，工作人员只需旋转手轮46即可驱使升降台41沿竖直方向移动，控制比较方便，通常在手轮46对应位置还设置有圆弧标尺，手轮46上设置有与圆弧标尺对应的指针，进而可以确定手轮46在旋转过程中升降台41带动激光钻孔机2沿竖直方向移动的距离。

再次参见图2以及图3，进一步地，在激光钻孔机2靠近聚焦透镜22的位置设置有上述的红光指示器23，该红光指示器23可以在升降机构4的作用下随激光钻孔机2同步移动，其能够向治具3上的覆膜塑料1发出红光，进而可以定位覆膜塑料1上的打孔位置。一般地，关于打孔位置的确定，还通过一电移平台来配合完成，电移平台安设于底座5上，而治具3则安设于电移平台上，通过电移平台可以驱使治具3沿底座5水平移动，结合升降机构4控制红光指示器23竖直移动，从而可以两者配合调节精确定位覆膜塑料1上的打孔位置。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。