專利名稱:異種材料復(fù)合機(jī)殼的制造方法及其成品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種機(jī)殼的制造方法,特別是涉及一種由異種材料構(gòu)成的異種材料復(fù)合機(jī)殼的制造方法。
背景技術(shù):
參閱圖1,自結(jié)構(gòu)而言,3C電子產(chǎn)品的機(jī)殼I包含一片板體11、一個(gè)由該板體11周緣延伸的殼壁12,及形成在該殼壁12的螺孔101、散熱孔102、電組件連接用穿孔103(例如I/O孔、USB孔),和內(nèi)部電線的固定插銷104,而由構(gòu)成的材料區(qū)分,大致可分為復(fù)合材料、金屬合金材料及高分子材料等三類。其中,由復(fù)合材料構(gòu)成的機(jī)殼是用堆疊的纖維預(yù)浸材料模壓后成型,優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)輕、強(qiáng)度高,具有特殊的質(zhì)感,常用于高單價(jià)的產(chǎn)品中,但缺點(diǎn)是模壓成型后的成品只能是平板或稍具弧度的板件,同時(shí),機(jī)殼所需具備的例如固定用的螺孔、內(nèi)部電線的固定插銷、散熱孔、電組件穿孔(例如I/O孔、USB孔)等,由于無(wú)法模壓成型,必 須再以刀具進(jìn)行鉆孔、裁切等后續(xù)加工,以及另外成型螺孔、固定插銷后再膠黏結(jié)合,而刀具加工容易造成復(fù)合材料起毛邊及脫層,造成產(chǎn)品不良失敗,膠黏除了連接強(qiáng)度不高之外,更會(huì)增加例如點(diǎn)膠、溢膠去除等制程而增大了人工和材料成本。因此,中國(guó)臺(tái)灣第M331441號(hào)「復(fù)合材結(jié)合塑料材結(jié)構(gòu)」專利案提出先熱壓成型復(fù)合材料平板,并配合以塑料射出成形骨架(Frame)、具有螺孔101的螺紋柱(Boss),或蓋體(Bezel)…等較細(xì)小結(jié)構(gòu),使塑料射出的構(gòu)件與復(fù)合材料平板相結(jié)合的技術(shù),解決上述的問(wèn)題。但是,因?yàn)樗芰系臒崤蛎浵禂?shù)相對(duì)高于復(fù)合材料,同時(shí),塑料與復(fù)合材料的分子架構(gòu)及性質(zhì)也不相同,因此,射出成型的塑料冷卻收縮時(shí)會(huì)造成在已固化不收縮的復(fù)合材料與塑料間的接口產(chǎn)生冷卻應(yīng)力,而導(dǎo)致平板中間凸起的整個(gè)機(jī)殼變形,無(wú)法做出符合產(chǎn)品需求的機(jī)殼。由上述說(shuō)明可知,如何改善由復(fù)合材料為主體構(gòu)成的機(jī)殼的制作方法,是業(yè)者努力的方向。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種制程簡(jiǎn)單、制作成本低的由異種材料構(gòu)成的異種材料復(fù)合機(jī)殼的制造方法。此外,本發(fā)明的另一目的在于提供一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定不變形的異種材料復(fù)合機(jī)殼。于是,本發(fā)明異種材料復(fù)合機(jī)殼的制造方法包含一個(gè)射出成型步驟、一個(gè)堆疊壓合步驟、一個(gè)對(duì)位套接步驟,及一個(gè)熱熔壓接步驟。該射出成型步驟用高分子材料射出成型一個(gè)邊框,使該邊框具有一個(gè)第一框壁、一個(gè)自該第一框壁周緣向外延伸的第二框壁,及多個(gè)分別自該第一框壁一體凸伸的凸起軸柱。該堆疊壓合步驟將多個(gè)堆疊的纖維預(yù)浸材料成型成一片平板,使該平板具有一個(gè)內(nèi)板面、一個(gè)相反于該內(nèi)板面的外板面,及多個(gè)分布于周邊并自該內(nèi)板面向該外板面成型的皿狀孔。該對(duì)位套接步驟將該平板以該外板面周邊貼觸該第一框壁且使所述凸起軸柱對(duì)應(yīng)地插入所述皿狀孔中,而使該平板套設(shè)于該邊框上。該熱熔壓接步驟熱熔壓所述凸起軸柱使所述凸起軸柱頂端部分熔融,而令所述凸起軸柱能在冷卻固化后,形成多個(gè)分別嵌合容置于對(duì)應(yīng)的所述皿狀孔中且頂面與該內(nèi)板面共面的鉚接頭,進(jìn)而使該平板與該邊框連接成一體。本發(fā)明異種材料復(fù)合機(jī)殼的制造方法的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。較佳地,該射出成型步驟成型的邊框還具有至少一個(gè)選擇性地形成在該第一框壁或該第二框壁上的螺孔、散熱孔、電組件連接用穿孔,或固定插銷。較佳地,該堆疊壓合步驟成型的該平板的所述皿狀孔分別包括一個(gè)連接該外板面的小孔徑部,及一個(gè)連接該內(nèi)板面且口徑大于該小孔徑部的大口徑部。較佳地,該熱熔壓接步驟是用一臺(tái)熔融機(jī)的一組加熱板熱熔壓該邊框的第一框壁的所述凸起軸柱。再者,本發(fā)明一種異種材料復(fù)合機(jī)殼,包含一片平板,及一個(gè)邊框。該平板具有一個(gè)內(nèi)板面、一個(gè)相反于該內(nèi)板面的外板面,及多個(gè)相間隔地自該內(nèi)板面向該外板面成型的皿狀孔。該邊框由熱膨脹系數(shù)不同于該平板的高分子材料構(gòu)成,具有一個(gè)供該平板的外板面貼觸的第一框壁、一個(gè)自該第一框壁周緣向外延伸的第二框壁,及多個(gè)分別自該第一框壁一體凸伸并分別對(duì)應(yīng)嵌合容置于所述皿狀孔的鉚接頭,所述鉚接頭的頂面與該平板的內(nèi)板面共面,借所述鉚接頭與所述皿狀孔而使該邊框與該平板連接成一體。本發(fā)明異種材料復(fù)合機(jī)殼的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。較佳地,該平板是由多層堆疊的纖維預(yù)浸材料熱壓合成型。較佳地,所述皿狀孔分別包括一個(gè)連接該外板面的小孔徑部,及一個(gè)連接該內(nèi)板面且口徑大于該小孔徑部的大口徑部。較佳地,該邊框的第一框壁或第二框壁上還包括至少一個(gè)螺孔、散熱孔、電組件連接用穿孔,或固定插銷。本發(fā)明的有益效果在于分別以最適當(dāng)?shù)姆绞匠尚瓦吙蚺c平板后,以邊框的凸起軸柱與平板的皿狀孔對(duì)位套接并熱熔壓凸起軸柱使其成嵌合于皿狀孔的鉚接頭,而使不同材料構(gòu)成的邊框與平板連接成一體,不但改善目前用射包連接異種材料成機(jī)殼時(shí)成品尺寸不穩(wěn)定或出現(xiàn)結(jié)構(gòu)凸起的問(wèn)題,也可以改善用膠合連接時(shí)強(qiáng)度不足的困擾,更進(jìn)一步降低制程、材料與人工成本。
圖1是立體剖面圖,說(shuō)明現(xiàn)有3C產(chǎn)品的機(jī)殼;圖2是流程圖,說(shuō)明本發(fā)明異種材料復(fù)合機(jī)殼的制造方法的較佳實(shí)施例;圖3是立體剖視圖,說(shuō)明由本發(fā)明異種材料復(fù)合機(jī)殼的制造方法的較佳實(shí)施例制作出的一個(gè)異種材料復(fù)合機(jī)殼;
圖4是立體圖,說(shuō)明本發(fā)明異種材料復(fù)合機(jī)殼的制造方法的較佳實(shí)施例的射出成型步驟時(shí)制作出的一個(gè)邊框;圖5是立體圖,輔助說(shuō)明圖4所示的邊框結(jié)構(gòu);圖6是立體圖,說(shuō)明本發(fā)明異種材料復(fù)合機(jī)殼的制造方法的較佳實(shí)施例的堆疊壓合步驟時(shí)制作出的一片平板;圖7是立體剖視圖,輔助說(shuō)明圖6所示的平板結(jié)構(gòu);圖8是立體分解圖,說(shuō)明本發(fā)明異種材料復(fù)合機(jī)殼的制造方法的較佳實(shí)施例的對(duì)位套接步驟;圖9是立體剖視圖,說(shuō)明實(shí)施本發(fā)明異種材料復(fù)合機(jī)殼的制造方法的較佳實(shí)施例的對(duì)位套接步驟后,該平板與該邊框套接在一起的態(tài)樣 '及圖10是立體剖視圖,說(shuō)明實(shí)施本發(fā)明異種材料復(fù)合機(jī)殼的制造方法的較佳實(shí)施例的熱熔壓接步驟時(shí),以熔融機(jī)的加熱板熱熔壓凸起軸柱的情形。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。參閱圖2、3、7,本發(fā)明異種材料復(fù)合機(jī)殼的制造方法的較佳實(shí)施例包含一個(gè)射出成型步驟21、一個(gè)堆疊壓合步驟22、一個(gè)對(duì)位套接步驟23,及一個(gè)熱熔壓接步驟24,用以制作出如圖3所示的異種材料復(fù)合機(jī)殼3。先參閱圖3,該異種材料復(fù)合機(jī)殼3包括一片由纖維預(yù)浸材料堆疊后用模具熱壓合成型的復(fù)合材料平板31,及一個(gè)用高分子材料射出成型的邊框32,該平板31具有一個(gè)內(nèi)板面311、一個(gè)相反于該內(nèi)板面311的外板面312,及多個(gè)相間隔地自該內(nèi)板面311向該外板面312成型的皿狀孔313,每一皿狀孔313包括一個(gè)連接該外板面312的小孔徑部314,及一個(gè)連接該內(nèi)板面311且口徑大于該小孔徑部314的大口徑部315。該邊框32具有一個(gè)供該平板31的外板面312貼觸的第一框壁321、一個(gè)自該第一框壁321周緣向外延伸的第二框壁322、多個(gè)分別自該第一框壁321 —體凸伸并分別對(duì)應(yīng)嵌合容置于所述皿狀孔313中的鉚接頭323,及多個(gè)所需的螺孔101、散熱孔102、電組件連接用穿孔103 (例如I/O孔、USB孔),和固定插銷104,所述鉚接頭323的頂面與該平板31的內(nèi)板面311共面,而借所述鉚接頭323與所述皿狀孔313的彼此嵌固卡合而使該邊框32與該平板31連接成一體。參閱圖2、圖4、圖5,本發(fā)明異種材料復(fù)合機(jī)殼的制造方法的較佳實(shí)施例實(shí)施時(shí),先進(jìn)行該射出成型步驟21,用例如塑料等高分子材料,依現(xiàn)有的射出成型過(guò)程成型出該邊框32,該邊框32具有一個(gè)第一框壁321、一個(gè)自該第一框壁321周緣向外延伸的第二框壁322、多個(gè)分別自該第一框壁321 —體凸伸的凸起軸柱324,及多個(gè)所需的螺孔101、散熱孔102、電組件連接用穿孔103 (例如I/O孔、USB孔),與固定插銷104等構(gòu)件。參閱圖2、圖6、圖7,接著進(jìn)行該堆疊壓合步驟,將多個(gè)堆疊的纖維預(yù)浸材料用模具熱壓合成型制造出該平板31,使該平板31具有一個(gè)內(nèi)板面311、一個(gè)相反于該內(nèi)板面311的外板面312,及多個(gè)分布于周邊并自該內(nèi)板面311向該外板面312成型的皿狀孔313,所述皿狀孔313的數(shù)量、位置分別對(duì)應(yīng)該邊框32的凸起軸柱324 ;每一個(gè)皿狀孔313分別包括一個(gè)連接該外板面312的小孔徑部314,及一個(gè)連接該內(nèi)板面311且口徑大于該小孔徑部314的大口徑部315,且該每一皿狀孔313的容積實(shí)質(zhì)等于該凸起軸柱324的體積。另外,要注意的是本堆疊壓合步驟22也可以與該射出成型步驟21同步實(shí)施。參閱圖2、圖8、圖9,制得該邊框32及平板31后即實(shí)施該對(duì)位套接步驟23,將該平板31以該外板面312周邊貼觸該第一框壁321且使所述凸起軸柱324對(duì)應(yīng)地插入所述皿狀孔313中,而使該平板31套設(shè)于該邊框32上。參閱圖2、圖10、圖3,最后進(jìn)行該熱熔壓接步驟24,用一臺(tái)熔融機(jī)(圖未示出)的一組加熱板4熱熔壓該邊框32的第一框壁321的所述凸起軸柱324,而使所述凸起軸柱324頂端部分熔融(這里所指的頂端部分是指所述凸起軸柱324自所述皿狀孔313凸伸出的端部),而令所述凸起軸柱324能在冷卻固化后,形成多個(gè)分別嵌合容置于所述皿狀孔313中且頂面與該內(nèi)板面311共面的鉚接頭323,而使該平板31與該邊框32連接成一體,完成如圖3所示的異種材料復(fù)合機(jī)殼3。由上述的較佳實(shí)施例說(shuō)明可知,本發(fā)明主要是將3C產(chǎn)品的機(jī)殼解構(gòu)成由纖維預(yù)浸材料熱壓合構(gòu)成的平板31,以及可用高分子材料射出成型包括例如螺孔101、固定插銷104、散熱孔102、電組件連接用穿孔103等細(xì)小且不可或缺的構(gòu)件的邊框32兩部分,并在分別成型制作后,以邊框32上的凸起軸柱324穿設(shè)于平板31的皿狀孔313中,最后熱熔所述凸起軸柱324凸伸出的部分并壓合,待熔融的凸起軸柱324再固化而成鉚接頭323后,該平板31與該邊框32即可借著鉚接頭323與皿狀孔313的配合彼此連接成一體,如此,不但可以克服傳統(tǒng)上以射包連接方式將塑料、復(fù)合材料兩種不同材料構(gòu)成的對(duì)象結(jié)合在一起時(shí),因塑料與復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)不同而導(dǎo)致的冷卻收縮變形的問(wèn)題,同時(shí),另外一些原本必須以膠合方式結(jié)合的細(xì)小結(jié)構(gòu)(固定插銷、螺孔)及機(jī)殼所需的特征孔洞(散熱孔、I/O孔、USB孔)也可于制作邊框時(shí)即簡(jiǎn)單射出成型制作出來(lái),不但可以節(jié)省大量的制程、人工、材料成本,且與膠合方式相比結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性更好。綜上所述,本發(fā)明異種材料復(fù)合機(jī)殼的制造方法,是將復(fù)合材料構(gòu)成的平板與高分子材料射出成型的邊框相結(jié)合,用邊框上的凸起軸柱自體熱鉚接而與平板的皿狀孔結(jié)合為一體,不但能保有兩結(jié)構(gòu)間的結(jié)合強(qiáng)度,也能分別以大量生產(chǎn)的方式提升產(chǎn)能,同時(shí)解決現(xiàn)有將復(fù)合材料與塑料射包在一起后的收縮造成產(chǎn)品翹曲變形的質(zhì)量不良問(wèn)題,不但能有效提升尺寸精度與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定度,更能節(jié)省大量的制程、人工、材料成本,確實(shí)能達(dá)成本發(fā)明的目的。
權(quán)利要求
1.一種異種材料復(fù)合機(jī)殼的制造方法;其特征在于 該制造方法包含 一個(gè)射出成型步驟,用高分子材料射出成型一個(gè)邊框,使該邊框具有一個(gè)第一框壁、一個(gè)自該第一框壁周緣向外延伸的第二框壁,及多個(gè)分別自該第一框壁一體凸伸的凸起軸柱; 一個(gè)堆疊壓合步驟,將多個(gè)堆疊的纖維預(yù)浸材料成型成一片平板,使該平板具有一個(gè)內(nèi)板面、一個(gè)相反于該內(nèi)板面的外板面,及多個(gè)分布于周邊并自該內(nèi)板面向該外板面成型的皿狀孔; 一個(gè)對(duì)位套接步驟,將該平板以該外板面周邊貼觸該第一框壁且使所述凸起軸柱對(duì)應(yīng)地插入所述皿狀孔中,而使該平板套設(shè)于該邊框上 '及 一個(gè)熱熔壓接步驟,熱熔壓所述凸起軸柱使所述凸起軸柱頂端部分熔融,而令所述凸起軸柱能在冷卻固化后,形成多個(gè)分別嵌合容置于對(duì)應(yīng)的所述皿狀孔中且頂面與該內(nèi)板面共面的鉚接頭,進(jìn)而使該平板與該邊框連接成一體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異種材料復(fù)合機(jī)殼的制造方法,其特征在于該射出成型步驟成型的邊框還具有至少一個(gè)選擇性地形成在該第一框壁或第二框壁上的螺孔、散熱孔、電組件連接用穿孔,或固定插銷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異種材料復(fù)合機(jī)殼的制造方法,其特征在于該堆疊壓合步驟成型的該平板的所述皿狀孔分別包括一個(gè)連接該外板面的小孔徑部,及一個(gè)連接該內(nèi)板面且口徑大于該小孔徑部的大口徑部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異種材料復(fù)合機(jī)殼的制造方法,其特征在于該熱熔壓接步驟是用一臺(tái)熔融機(jī)的一組加熱板熱熔壓該邊框的第一框壁的所述凸起軸柱。
5.一種異種材料復(fù)合機(jī)殼,包含一片平板,及一個(gè)邊框,該平板具有一個(gè)內(nèi)板面,及一個(gè)相反于該內(nèi)板面的外板面,該邊框具有一個(gè)第一框壁,及一個(gè)自該第一框壁周緣向外延伸的第二框壁;其特征在于 該平板還具有多個(gè)相間隔地自該內(nèi)板面向該外板面成型的皿狀孔,該邊框由熱膨脹系數(shù)不同于該平板的高分子材料構(gòu)成,且還具有多個(gè)分別自該第一框壁一體凸伸并分別對(duì)應(yīng)嵌合容置于所述皿狀孔的鉚接頭,所述鉚接頭的頂面與該平板的內(nèi)板面共面,借所述鉚接頭與所述皿狀孔而使該邊框與該平板連接成一體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的異種材料復(fù)合機(jī)殼,其特征在于該平板是由多層堆疊的纖維預(yù)浸材料熱壓合成型。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的異種材料復(fù)合機(jī)殼,其特征在于所述皿狀孔分別包括一個(gè)連接該外板面的小孔徑部,及一個(gè)連接該內(nèi)板面且口徑大于該小孔徑部的大口徑部。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的異種材料復(fù)合機(jī)殼,其特征在于該邊框的第一框壁或第二框壁上還包括至少一個(gè)螺孔、散熱孔、電組件連接用穿孔,或固定插銷。
全文摘要
一種異種材料復(fù)合機(jī)殼的制造方法,包含一個(gè)以高分子材料射出成型具有凸起軸柱的邊框的射出成型步驟、一個(gè)將纖維預(yù)浸材料堆疊壓合成具有皿狀孔的平板的堆疊壓合步驟、一個(gè)將邊框與平板以凸起軸柱及皿狀孔對(duì)位套接的對(duì)位套接步驟,及一個(gè)熱熔壓凸起軸柱使其成嵌合于皿狀孔的鉚接頭的熱熔壓接步驟,借由鉚接頭與皿狀孔的緊密嵌合使不同材料構(gòu)成的邊框與平板連接成一體,借此,可以改善目前用射包連接異種材料成機(jī)殼時(shí)成品尺寸不穩(wěn)定或出現(xiàn)結(jié)構(gòu)凸起的問(wèn)題,也可以改善用膠合連接時(shí)強(qiáng)度不足的困擾。本發(fā)明還提供一種異種材料復(fù)合機(jī)殼。
文檔編號(hào)H05K5/00GK103002680SQ20111027165
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2011年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月14日
發(fā)明者曾皆富 申請(qǐng)人:明安國(guó)際企業(yè)股份有限公司