CN101578020B - 壳体及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种壳体，包括相互结合的金属本体及塑料部，该金属本体与塑料部采用嵌入成型技术一体成型，该金属本体与塑料部之间形成一个结合区域，该塑料部于该结合区域内分为至少两个部分。本发明还提供一种上述壳体的制造方法。上述壳体的塑料部的变形量及内应力小，壳体具有较佳的品质。

Description

壳体及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种壳体及其制造方法，特别是涉及一种由金属本体和塑料部结合而成的壳体及其制造方法。
背景技术
利用金属本体和塑料部相结合来形成壳体，可以充分利用金属件可达到较薄的厚度、表面光洁度高、具有较高的延展性和强度的优点以及塑料部绝缘、易于成型各种复杂的结构和多变的外形的优点。这种壳体在笔记本电脑、移动电话及个人数字助理(PDA)等电子装置得到了越来越广泛的应用，不但顺应了此类产品朝轻、薄、短、小、个性化发展的要求，还可以起到防止电磁屏蔽的作用，在汽车工业、日常用品中也有广泛的应用。
一种现有的壳体，其利用嵌入成型(Insert Molding)技术将金属本体和塑料部结合在一起，即将金属本体作为嵌件嵌入成型模具中，然后向模腔内注射塑料使其与金属本体结合固化形成一个整体。当塑料部厚度较薄、塑料部与金属本体相结合的面积或长度较大时，塑料在成型冷却的过程中会产生严重的成型收缩变形，极大程度上降低了壳体的品质和良率。且塑料部会因收缩变形存在较大的内应力，壳体在后续的使用过程中，当外部环境发生变化，比如温度变化、或壳体受到冲击时，塑料部的内应力释放，导致塑料部龟裂、翘曲甚至断裂，严重影响壳体的品质。尤其当此类壳体应用于汽车、建筑等领域时，会存在较大的安全隐患。
发明内容
鉴于上述状况，有必要提供一种塑料部的变形量及内应力小的壳体及其制造方法。
一种壳体，包括相互结合的金属本体及塑料部，该金属本体与塑料部采用嵌入成型技术一体成型，该金属件与塑料部之间形成一个结合区域，该塑料部于该结合区域内分为至少两个部分。
一种壳体的制造方法，包括以下步骤：制备一个金属本体，该金属本体用于与塑胶结合的部位设置有至少一个分隔部；将该金属本体嵌入一个成型模具中；将塑料材料注入该成型模具中，使塑料材料于与该金属本体的结合区域内成型为具有至少两个部分的塑料部，且使该分隔部位于该塑料部相邻的两个部分之间。
上述壳体的金属本体与塑料部通过嵌入成型技术一体成型，金属本体与塑料部相结合的一个结合区域内，塑料部分为至少两个部分与金属本体相结合，塑料部每一个部分的长度或面积减小，各部分在成型时成型收缩变形量减小，避免塑料部整体成型时因长度过长或者面积过大而造成收缩变形量大、表面出现凹陷、空洞等缺陷，同时减小了塑料部的内应力，避免塑料部因外部环境变化而发生翘曲、龟裂、断裂等不可修复的破坏，从而使该壳体具有较佳的品质。
附图说明
图1是本发明较佳实施例一的壳体的立体分解图。
图2是本发明较佳实施例一的壳体的立体组装图。
图3是本发明较佳实施例二的壳体的剖面示意图。
图4是本发明较佳实施例三的壳体的剖面示意图。
图5是本发明较佳实施例四的壳体的剖面示意图。
图6是本发明较佳实施例五的壳体的剖面示意图。
具体实施方式
下面将结合附图及具体实施例对本发明壳体作进一步详细的说明。
请参见图1，本发明较佳实施例一的壳体10应用于电子装置上，其包括相互结合的金属本体11及塑料部12，塑料部12为天线盖合部，防止电磁屏蔽影响电子装置对信号的收发。
金属本体11大体为一个矩形金属盖板，与塑料部12相结合侧设置有一个分隔部100和若干个连接部110。金属本体11与塑料部12之间形成一个结合区域a，分隔部100大致位于结合区域a的中间位置，其两侧分别形成第一结合区a1和第二结合区a2。
金属本体11可采用合金材料如镁合金、铝合金或钛合金材料铸造成型，金属本体11也可由金属板材经冲压、锻造、冲锻复合等加工方法制得。
塑料部12大体为长条状，包括相互分离的第一塑料部12a及第二塑料部12b。第一、二塑料部12a、12b长度大体相等，分别于第一、二结合区a1、a2内成型，成型后，分隔部100位于第一、二塑料部12a、12b之间。分隔部100的厚度与相接触处的塑料部12厚度大体相同，从而使第一、二塑料部12a、12b平滑连接。塑料部12与金属本体11的连接部110相嵌，使第一、第二塑料部12a、12b与金属本体11紧密接合。
塑料部12的制造材料与金属本体11的材料具有较好的相容性，塑料部12优选采用液晶高分子聚合物(LCP)、聚苯硫醚(PPS)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等工程塑料制造。
请一并参见图2，该壳体10的制造方法包括以下步骤：
步骤一：制备一金属本体11，并在金属本体11与塑料部12相结合侧形成一个分隔部100及若干个连接部110，金属本体11与塑料部12的结合区域a于该分隔部100处分为第一、二结合区a1、a2两部分。
可利用铸造、冲压、锻造、冲锻复合或压铸等生产方法制备该金属本体11，分隔部100及连接部110可以一体成型于金属本体11上，也可以采用数控(CNC)机床对金属本体11进行机加工形成，还可以由与金属本体固定连接的分隔体形成。
步骤二：将该金属本体11嵌入一个预设的成型模具中。
步骤三：将熔融的塑料材料注入嵌有金属本体11的成型模具的模穴内，塑料材料于第一、二结合区a1、a2内分别成型为第一、二塑料部12a、12b，第一、二塑料部12a、12b成型后与金属本体11结合为一体即制得壳体10。
在较佳实施例一中，第一、二塑料部12a、12b分别在第一、二结合区a1、a2内成型，成型后，分隔部100位于第一、二塑料部12a、12b之间并贯穿塑料部12，从而使第一、二塑料部12a、12b完全分隔开，且第一、二塑料部12a、12b的长度约为整个结合区域a长度的一半。塑料部12在整个结合区域a内不分成两部分而整体成型时，变形最严重的位置大致位于塑料部12的中间，最大变形量约为结合区域a长度的0.8％，而较佳实施例一通过将塑料部12分为第一、二塑料部12a、12b成型后，各段塑料部的最大变形量为整个结合区域a长度的0.2％。同时，塑料部12因成型收缩变形造成的内应力也相应减小，壳体10的在使用过程中，即使外部环境变化，比如温度急剧变化、壳体10受到冲击等，壳体10的塑料部12也不易发生龟裂、翘曲或者断裂，使用安全性较高。
优选的，可根据塑料材料的缩水率以及壳体10允许的最大变形量来确定各段塑料部的长度，如产品允许的最大变形量为0.8毫米，塑料材料的收缩率约为0.3％，允许的最大变形量与塑料材料收缩率的比值即为各结合区域的最大长度，即各段塑料部的长度应小于267毫米。
请参见图3，本发明较佳实施例二壳体20与较佳实施例一壳体10相似，其不同之处在于：金属本体21上设置的分隔部200未贯穿塑料部22，第一、二塑料部22a、22b未完全分隔开，从而塑料部22外露端具有平整的表面。
请参见图4，本发明较佳实施例三壳体30与较佳实施例一壳体10相似，其不同之处在于：金属本体31和塑料部32的结合区域b内，塑料部32分为完全分隔开的第一、二塑料部32a、32b两部分，且成型后第一、二塑料部32a、32b之间未设置分隔部。
该壳体30的制造方法与壳体10的制造方法大致相似，其不同之处在于：制造壳体30时，在成型模具上或者成型模具与金属本体31之间设置一个分隔结构，此分隔结构贯穿塑料部32，从而脱模后塑料部32成型为完全分隔开的第一、二塑料部32a、32b两部分。
可以理解，也可以在成型模具上设置一个冲切机构，在塑料部32冷却成型之前，冲切机构将塑料部32切分为第一、二塑料部32a、32b两部分。
可以理解，也可以将金属本体31及结合区域b的一部分先嵌入成型模具中，然后将熔融的塑料材料注入嵌有金属本体31的成型模具中，待成型好第一、二塑料部32a、32b其中之一后，再将金属本体31及结合区域b的另一部分嵌入成型模具中，以成型另一塑料部。当第一、二塑料部32a、32b完全相同时，还可采用同一套成型模具先后成型第一、二塑料部32a、32b，从而可以实现成型模具的小型化。
在较佳实施例三中，壳体30中的塑料部32分为第一、二塑料部32a、32b两部分成型，其因成型收缩所造成的变形及因变形而造成的内应力减小，且第一、二塑料部32a、32b之间具有未设置分隔部，第一、二塑料部32a、32b受热膨胀时，其一端可以自由延伸，避免了应力在塑料部32内部集中，因而壳体30能够承受较高的温度而不发生严重变形。
请参见图5，本发明较佳实施例四壳体40与较佳实施例一壳体30相似，其不同之处在于：塑料部42的第一、二塑料部42a、42b两部分未完全分隔开，第一、二塑料部42a、42b与金属本体41之间形成一个切口44，从而塑料部42的外露端具有平整的表面。
请参见图6，本发明较佳实施例五壳体50采用塑料部52包覆金属本体51的结构。塑料部52包覆于金属本体51的外表面，塑料部52分为第一、二塑料部52a、52b两部分。当塑料部52整体成型时，其成型收缩受到金属本体51的限制，造成塑料部52内部存在较大的内应力，而通过分为两部分成型后，各部分塑料部成型收缩量减小，且在成型时，各部分塑料部有一端可以自由伸缩，减小了成型后塑料部52的内应力。
可以理解，上述实施例中，可以根据金属本体11、21、31、41、51与塑料部12、22、32、42、52的结合区域的实际长度和结合面积，将塑料部12、22、32、42、52分为三个或者更多的部分，并通过嵌入成型的复合制作工艺在结合区域内将其成型。
本发明壳体至少具有以下优点：
1、塑料部的各部分长度或面积较小，成型时因成型收缩造成的变形量小，避免了塑料部表面出现严重变形、凹陷、空洞等缺陷，提高了壳体的表面质量。
2、与在较大的长度或面积上整体成型塑料部相比，塑料部分为若干部分成型时，因成型收缩变形而产生的内应力减小，而塑料部厚度与其承受的内应力相适应，从而塑料部的厚度可以减小，壳体可以做的更薄、更轻巧并达到较高的良率。
3、塑料部成型后内应力减小，降低了壳体因温度急剧变化或受到冲击等外部条件改变而使塑料部翘曲、龟裂甚至断裂的机率，使壳体能够适应恶劣的环境，使用更安全。
4、当金属本体与塑料部的结合面积较大或结合长度较长时，可通过小型的模具和机台先后成型塑料部的各部分，避免整体成型时必须制造大型模具、采用大型机台所带来的成本的提高和生产操作上的困难。另外，对于具有相同结构的各部分塑料部还可以利用同一套模具先后成型各个部分，进一步降低了生产成本。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。

Claims (7)

1.一种壳体，包括相互结合的金属本体及塑料部，该金属本体与塑料部采用嵌入成型技术一体成型，该金属本体与塑料部之间形成一个结合区域，其特征在于：该塑料部于该结合区域内分为至少两个部分。
2.如权利要求1所述的壳体，其特征在于：该金属本体通过铸造、冲压、锻造及冲锻复合中的其中一种方法成型。
3.如权利要求1所述的壳体，其特征在于：该金属本体的材料为镁合金、铝合金及钛合金中的其中一种。
4.如权利要求1所述的壳体，其特征在于：该金属本体上于该结合区域内设置分隔部，该分隔部位于该塑料部的相邻两个部分之间。
5.如权利要求1所述的壳体，其特征在于：该各部分塑料部的长度小于塑料部的允许变形量与塑料原料缩水率的比值。
6.一种壳体的制造方法，包括以下步骤：
制备一个金属本体，该金属本体用于与塑胶结合的部位设置有至少一个分隔部；
将该金属本体嵌入一个成型模具中；
将塑料材料注入该成型模具中，使塑料材料于与该金属本体的结合区域内成型为具有至少两个部分的塑料部，且使该分隔部位于该塑料部相邻的两个部分之间。
7.如权利要求6所述的壳体的制造方法，其特征在于：该金属本体通过铸造、冲压、锻造及冲锻复合中的其中一种方法成型。
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