在基板上擠制材料帶的方法和設(shè)備的制造方法
【專利說明】在基板上擠制材料帶的方法和設(shè)備
[0001]本發(fā)明涉及擠出方法和設(shè)備的改進(jìn)。本發(fā)明尤其涉及具有相對(duì)較低的融化溫度的材料的擠出和特殊的熱能材料，例如在擠出溫度之上可熱硬化或可發(fā)泡。本發(fā)明還涉及擠出技術(shù)，包括少量材料的精密和間歇性擠出，比如材料的樣式或薄帶，其中擠出控制量是至關(guān)重要的。本發(fā)明尤其涉及材料的在一系列基板上的擠出，比如在一裝配線內(nèi)，它被設(shè)計(jì)用于補(bǔ)償不同基板的尺寸的變化波動(dòng)，盡管其目標(biāo)是使它們完全一樣，其中會(huì)引起擠出物的不良冷卻，降低了它和基板的粘結(jié)能力。
[0002]雖然不限于如此，本發(fā)明尤其涉及機(jī)器人應(yīng)用中的針對(duì)一系列基板的結(jié)構(gòu)性膠黏劑，比如部件，例如大量生產(chǎn)的汽車零部件，比如面板。就像自動(dòng)生產(chǎn)一系列理論上可互換的零件產(chǎn)品，帶有膠黏劑的部件用于汽車裝配過程。在此過程中，可能會(huì)要求膠黏劑以特殊樣式或排列在元件上，這樣做導(dǎo)致一旦已經(jīng)確定的樣式或膠黏劑的排列被設(shè)置在一個(gè)元件上就必須停止擠出，并去除元件所帶有的膠黏劑，替換另一個(gè)元件再重復(fù)此循環(huán)。此過程會(huì)一直重復(fù)直到達(dá)到帶有樣式或膠黏劑排列的元件基板的所需數(shù)量。在某一應(yīng)用中，可能需要不連續(xù)的樣式或排列，在此情況下，可能需要在單個(gè)部件上進(jìn)行間歇性擠出。典型的擠出物的厚度可達(dá)0.25mm至1cm，為了制造不間斷產(chǎn)品，仍憑基板尺寸的變化波動(dòng)，必須增加擠出模型與基板表面的距離。
[0003]此過程的問題是很難保持?jǐn)D出物的尺寸和形狀，也難以保留基板上擠出物的位置，一旦它堆積在其上。因此，必須使用更大量的材料以確保有充足的材料來完成預(yù)計(jì)效果。本發(fā)明因此涉及基板上材料的細(xì)小公差的擠出，提供了一種經(jīng)濟(jì)的吸引人的方法。
[0004]此外在一些方法中，結(jié)構(gòu)膠黏劑必須被使用在面板邊緣的一個(gè)精確的位置和精確的尺寸，以形成面板和其他結(jié)構(gòu)件之劍的帶狀物。使用在基板上的膠黏劑的位置和數(shù)量因此是確切的。然而，盡管生產(chǎn)的面板規(guī)定為基板相同尺寸可有幾毫米的波動(dòng)，此波動(dòng)會(huì)干擾到膠黏劑的堆積，也會(huì)影響到使用膠黏劑的數(shù)量。此外，需要規(guī)定擠出物和基板直接的縫隙，它會(huì)導(dǎo)致擠出物在接觸基板前的不良冷卻。在機(jī)器人應(yīng)用的情況下，這些變化波動(dòng)的結(jié)果和對(duì)機(jī)器人行為重復(fù)性能的需求，需要一個(gè)系統(tǒng)來校正和調(diào)節(jié)基板上膠黏劑堆積位置。
[0005]已知的在基板上擠出材料。例如美國(guó)專利公布號(hào)2006/0127584涉及膠黏劑功能材料來移動(dòng)基板的機(jī)器人應(yīng)用，比如汽車覆蓋件，施放一股熱空氣至移動(dòng)的基板上，在膠黏劑使用前，對(duì)它相應(yīng)在基板上的位置進(jìn)行預(yù)加熱。PCT公布號(hào)為WO 2012/130224涉及一種針對(duì)基板的熱激活邊緣涂層的應(yīng)用，用熱空氣預(yù)加熱一種已成型的邊緣涂層帶狀材料，以激活膠黏劑從而對(duì)預(yù)加熱部分進(jìn)行擠壓，因此激活的材料沿著邊緣，以致所述帶材提供最終的膠粘帶。熱空氣朝向邊緣涂層材料的表面上從而邊緣粘結(jié)。美國(guó)專利4222812描述了一個(gè)相似的技術(shù)。
[0006]然而本發(fā)明涉及熱流動(dòng)材料在基板上的直接應(yīng)用，通過增強(qiáng)連續(xù)基板上的堆積精確度，本發(fā)明確保使用材料的需求量以提供每個(gè)基板的可靠常維數(shù)，并與基板充分粘結(jié)，以允許存放或搬運(yùn)已涂層的基板，同時(shí)不破壞涂層或涂層和基板的結(jié)合力。在一優(yōu)選實(shí)施例中，熱流動(dòng)材料在熔融溫度之上具熱功能性的，在此溫度下它擠出在基板上，同時(shí)在此實(shí)施例中，本發(fā)明涉及提供針對(duì)基板優(yōu)質(zhì)膠黏劑，但沒有規(guī)定當(dāng)功能材料激活時(shí)的最終粘結(jié)帶。
[0007]PCT公布號(hào)WO 2012/104071提供一種改進(jìn)的迷你擠出機(jī)，其內(nèi)部布置適用于增強(qiáng)擠出物的均勻性。本發(fā)明尤其有用，在所描述的擠出物系統(tǒng)和W02012/104071中闡述的內(nèi)容一起使用時(shí)。其中所述的迷你擠出機(jī)描述的是一個(gè)機(jī)器人擠出機(jī)能對(duì)一系列基板中的一塊連續(xù)或間歇形式的基板，施放小而精確并且恒量可流動(dòng)熔融材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明因此提供了一種針對(duì)基板的熱流動(dòng)膠黏劑和/或密封膠材料的應(yīng)用方法，它包括從一個(gè)模具外表面擠出熱流動(dòng)材料，其距離從基板表面起算，足以確保沒有相互作用或影響在所述擠出模具和基板之間，被移動(dòng)相對(duì)于每個(gè)熱流動(dòng)材料存放位置在基板表面，和一吹出氣體的溫度在范圍40°C至150°C，壓力在范圍0.1Mpa至0.8Mpa，在熱流動(dòng)材料一側(cè)遠(yuǎn)離基板。
[0009]擠出模具和基板表面之間的距離取決于基板種類和擠出物的厚度，但它最好至少為0.5_以確保模具不會(huì)觸碰到基板。氣體應(yīng)是惰性的對(duì)于熱流動(dòng)材料和適宜空氣。擠出操作最好由迷你擠出機(jī)執(zhí)行。
[0010]優(yōu)選的，熱氣體吹到熱流動(dòng)材料上，被吹到熱的流動(dòng)材料的溫度范圍在40 0C至110°c，更優(yōu)選的80°C至100°c，接觸擠出物當(dāng)它離開擠出模具，它堆積在基板上。在擠出機(jī)噴嘴和基板之間存在縫隙，以允許基板的維度公差和合格的擠出物堆積。間隙尺寸取決于擠出物的種類和尺寸。本發(fā)明尤其涉及薄的擠出物，其厚度在0.2mm至1cm，尤其在0.3mm至0.6mm,更好在約0.4_。間隙應(yīng)足夠大以避免擠出物和基板接觸，取決于擠出物的種類和尺寸。發(fā)現(xiàn)熱氣體和熱流動(dòng)材料的結(jié)合溫度和外部壓力可提高基板和材料的結(jié)合力，并允許材料在基板表面上形成精確的堆積尺寸和形狀。也降低了基板公差變化波動(dòng)的影響，導(dǎo)致一些基板比其他基板更接近擠出模型，會(huì)導(dǎo)致在不同的基板上的不良不同的堆積。
[0011]可流動(dòng)熔融材料可能是一串膠黏劑，也可被迷你擠出機(jī)噴出，或制成膠帶，迷你擠出機(jī)是優(yōu)選的。當(dāng)它擠出并離開擠出機(jī)的碰嘴時(shí)是粘的，它充分融化并具有粘性以致它粘結(jié)在基板表面。
[0012]熱氣體碰嘴口指向擠出物朝向基板適用在擠出物壓力，優(yōu)選的，氣體吹出壓力在0.2Mpa至0.3Mpa(2至3bar)。氣體溫度幫助保持膠黏劑的粘性力，在離開噴嘴和材料與基板結(jié)合的這段時(shí)期。應(yīng)用在擠出物上的壓力足以壓它至基板上以創(chuàng)造接觸和粘附在基板上，但足夠低的時(shí)候擠出物是畸形的。這使得膠黏劑擠出物在Z方向的精確位置進(jìn)行調(diào)整。在Y方向的擠出物位置，一個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)可修正機(jī)器人關(guān)于基片的位置，比如感應(yīng)基板邊緣位置。擠出物可能是連續(xù)或間歇性材料帶，或大量材料取決于基板的種類和應(yīng)用。
[0013]當(dāng)機(jī)器人系統(tǒng)比如一個(gè)機(jī)器人迷你擠出機(jī)被使用時(shí)，自動(dòng)化系統(tǒng)可以包括捕獲器，比如一種激光捕獲器，它可以調(diào)整機(jī)器人位置和擠出模具的位置。優(yōu)選的實(shí)施例，修正直接被應(yīng)用在調(diào)整機(jī)械裝置在機(jī)器人手臂末端。這種修正可以允許擠出模具的噴嘴根據(jù)基板邊緣的位置在Y方向上以毫米的形式移動(dòng)(如圖1所示)。
[0014]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，流動(dòng)的熱功能材料放置在基板上，其溫度在材料功能溫度下。材料供給給一個(gè)擠出機(jī)，材料在擠出機(jī)槍管前面位置開始冷卻，材料加熱到熔融溫度以上并在材料功能溫度以下在擠出機(jī)槍管后面位置，熔融材料被擠出，同時(shí)熱氣體噴嘴，溫度在材料功能溫度以下，吹在擠出的熔融材料上并擠壓熔融材料至基板上，它和基板粘結(jié)并冷卻以提供所需的基板上的熱功能材料的樣式。優(yōu)選的，擠出機(jī)中材料的停留時(shí)間少于10分鐘，更優(yōu)選的是少于5分鐘。在另一優(yōu)選材料中，基板上的一次冷卻和粘結(jié)在基板上，沒有粘性接觸以致運(yùn)輸和存放帶有材料的基板，在沒有不良灰塵和雜質(zhì)的情況下。
[0015]此外，正如WO 2012/104071描述的，優(yōu)選的，擠出物壓縮比是指擠出物末端的通道深度除以進(jìn)料區(qū)通道的深度，應(yīng)保持低，為的是縮小擠出機(jī)內(nèi)材料的剪切力。過度剪切會(huì)造成擠出機(jī)內(nèi)材料的應(yīng)力導(dǎo)致材料粘結(jié)能力和功能不完全。優(yōu)選的壓縮比在范圍1.5至2。進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施例中，擠出物的長(zhǎng)徑比是24或更低，優(yōu)選的在24至16之間，更優(yōu)選的在20至16之間。它可以減少擠出機(jī)內(nèi)材料的停留時(shí)間。也優(yōu)選的，擠出機(jī)螺桿運(yùn)行轉(zhuǎn)速在每分鐘10至50之間。
[0016]擠出機(jī)前面位置的材料最好是冷卻的，優(yōu)選地在擠出機(jī)的基板區(qū)域以根據(jù)控制率加熱，也同樣應(yīng)用在擠出模具。在優(yōu)選的實(shí)施例中，加熱區(qū)內(nèi)的溫度是逐漸增加的，比如通過規(guī)定加熱器為復(fù)數(shù)。不同區(qū)域內(nèi)溫度的選擇取決于材料的種類。冷卻也可以通過輸送冷卻液，比如水，設(shè)置在擠出機(jī)前面區(qū)域周圍，優(yōu)選的冷卻液溫度在其離開冷卻區(qū)域最好的是15°C，優(yōu)選的范圍是5°C至15°C。冷卻區(qū)沿?cái)D出機(jī)軸心最好的長(zhǎng)度取決于材料的重量，然而