CN102609032A - 铝合金笔记本电脑外壳及成型模具、铣削夹具和成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铝合金笔记本电脑外壳及其成型模具、铣削夹具和成型方法；所述铝合金笔记本电脑外壳，包括由铝合金制成的外部壳体，以及在所述外部壳体内部四周注塑的由工程塑料制成的装配结构件。本发明将韧性和强度平衡良好的铝合金材料应用于笔记本电脑外壳的成型，通过构造全新的笔记本外壳结构，由铝合金制成的外部壳体以及内部四周的PC/ABS结构件相结合，克服了传统笔记本电脑外壳厚度过厚、重量过重和易变形的缺陷。

Description

铝合金笔记本电脑外壳及成型模具、铣削夹具和成型方法

技术领域

本发明涉及本发明涉及一种笔记本电脑外壳，更具体地说，涉及一种铝合金笔记本电脑外壳及成型模具、铣削夹具和成型方法。

背景技术

目前，笔记本电脑的外壳主要采用PC/ABS工程塑料注塑成型，成型后的外壳存在厚度较厚，重量较重，成型后易变形，散热性能差等显著缺点，已不能适应笔记本电脑市场“更轻、更薄、更高强度”的发展趋势。其根本原因是PC/ABS工程塑料材料本身强度不高等因素导致成型后外壳强度不高，易变形，散热性能差等缺陷。

因此，亟待提供一种更轻、更薄、更高强度的笔记本电脑外壳。 

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有笔记本电脑外壳的较厚、较重且易变形的缺陷，提供一种采用铝合金制成的笔记本电脑外壳。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种铝合金笔记本电脑外壳，包括由铝合金制成的外部壳体，以及在所述外部壳体内部四周注塑的由工程塑料制成的装配结构件。

在本发明所述的铝合金笔记本电脑外壳中，所述装配结构件由PC/ABS制备成型。

本发明还提供了一种用于制备上述的铝合金笔记本电脑外壳的成型模具，包括：凸模、凹模、凸模固定板、凹模固定板、上模座板、下模座板和限位螺钉；所述凸模固定在所述上模座板上，且边缘由所述凸模固定板固定；所述凹模固定在所述下模座板上，且边缘由所述凹模固定板固定；所述凸模和凹模相对设置且间隙为所述铝合金笔记本电脑的外部壳体厚度，且所述限位螺钉设于所述凸模固定板、凹模固定板之间用于调整所述凸模和凹模的模具行程。

在本发明所述的成型模具中，还包括：设于所述凹模固定板上、用于将铝合金板坯料定位于凹模上的定位针。

在本发明所述的成型模具中，还包括：设于所述凸模固定板和凹模固定板之间、在成型前给予铝合金板坯料预紧力防止边角起皱的压边圈。

本发明还提供了一种用于制备上述的铝合金笔记本电脑外壳的铣削夹具，包括：凸模支撑板、凹模板、三向定位块和快速定位夹；所述凹模板和凸模支撑板相对设置且间隙为待铣削的铝合金笔记本电脑的外部壳体的厚度；所述三向定位块设于所述凹模板内侧实现对凹模板、铝合金笔记本电脑的外部壳体和凹模支撑块的位置的对准；所述快速定位夹为设于所述凹模板上、位于所述铝合金笔记本电脑的外部壳体四周边的四个快速定位夹。

本发明还提供了一种用于制备上述的铝合金笔记本电脑外壳的成型方法，包括以下步骤：

S1、采用上述的成型模具用铝合金制成笔记本电脑的外部壳体；

S2、采用上述的铣削夹具对所述铝合金笔记本电脑的外部壳体进行高速铣削；

S3、在所述铝合金笔记本电脑的外部壳体内表面涂布粘结层；

S4、在所述铝合金笔记本电脑的外部壳体内部四周注塑装配结构件，从而制成铝合金笔记本电脑外壳。

在本发明所述的成型方法中，所述步骤S4中，采用PC/ABS进行模内注塑成所述装配结构件。

在本发明所述的成型方法中，所述步骤S3进一步包括：

S31、对铝合金笔记本电脑的外部壳体内表面用酒精进行除油、除尘处理；

S32、在铝合金笔记本电脑的外部壳体内表面涂专用处理剂对铝合金表面进行腐蚀，常温放置15分钟后高温烘干以确保处理剂完全挥发；

S33、采用气体驱动喷涂的方式对外部壳体内表面进行粘结剂喷涂，并确保粘结面粘结层的厚度均匀，并对表面粘结剂进行烘干处理。

在本发明所述的成型方法中，所述步骤S4进一步包括：

S41、在将铝合金笔记本电脑的外部壳体放入注塑模具前进行预热处理，确保粘结剂与熔融塑料结合时表面温度达到130℃；

S42、将预热好的外部壳体放入注塑模具的注塑模腔，并确保铝合金外壳在模腔中定位准确，并进行合模、注射、冷却和开模；

S43、待注塑好的铝合金笔记本电脑外壳冷却至室温后，对粘结剂溢出的区域进行后处理，将凝固后的粘结剂除掉。

实施本发明的铝合金笔记本电脑外壳及其成型模具、铣削夹具和成型方法，具有以下有益效果：本发明通过构造全新的笔记本外壳结构，由铝合金制成的外部壳体以及内部四周的PC/ABS结构件相结合，克服了笔记本电脑外壳厚度过厚、重量过重和易变形的缺陷。 

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为根据本发明优选实施例中铝合金笔记本电脑外壳的结构图；

图2为根据本发明优选实施例中铝合金笔记本电脑外壳的成型方法流程图；

图3为根据本发明优选实施例中用于制备铝合金笔记本电脑外壳的成型模具结构图；

图4a为根据本发明优选实施例中用于制备铝合金笔记本电脑外壳的铣削夹具的俯视图；

图4b为图4a中线K-K处的剖面图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

本铝合金笔记本电脑外壳产品主要应用在追求更轻、更薄、更高强度和特殊外观效果的中高端笔记本电脑，可应用于笔记本电脑的顶盖、掌拖外壳和底壳部分。本发明针对成型材料本身特性的问题，将韧性和强度平衡良好的铝合金材料创造性地应用于笔记本电脑外壳的成型，提出了一种铝合金笔记本电脑外壳及其成型工艺。

请参阅图1，为根据本发明优选实施例中铝合金笔记本电脑外壳的结构图。如图1所示，本发明提供的铝合金笔记本电脑外壳包括由铝合金制成的外部壳体101，以及在所述外部壳体101内部四周注塑的由工程塑料制成的装配结构件102。其中，装配结构件可以由PC/ABS制备成型。PC/ABS是聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物，是由聚碳酸酯（Polycarbonate，PC）和聚丙烯精（Acrylonitrile Butadiene Styrene，ABS）合金而成的热可塑性塑胶，结合了两种材料的优异特性，ABS材料的成型性和PC的机械性、冲击强度和耐温、抗紫外线等性质。

在本实施例的铝合金笔记本电脑外壳的结构中，是指以铝合金作为壳体功能件和外观件，内部四周注塑PC/ABS以成型装配结构件。此结构可以解决铝合金不易成型结构件的缺陷，而且可以最大程度地减薄壳体厚度，减轻壳体重量。

请参阅图2，为根据本发明优选实施例中铝合金笔记本电脑外壳的成型方法流程图。如图2所示，主要包括以下步骤：

首先，在步骤S202中，采用成型模具用铝合金制成笔记本电脑的外部壳体。

随后，在下一步骤S204中，采用铣削夹具对所述铝合金笔记本电脑的外部壳体进行高速铣削。

随后，在下一步骤S206中，在所述铝合金笔记本电脑的外部壳体内表面涂布粘结层；

最后，在下一步骤S208中，在所述铝合金笔记本电脑的外部壳体内部四周注塑装配结构件，从而制成铝合金笔记本电脑外壳。在该步骤中，可以采用PC/ABS进行模内注塑成所述装配结构件。

下面对本发明提供的铝合金笔记本电脑外壳的具体制备过程及采用的模具和夹具进行具体介绍。

请参阅图3，为根据本发明优选实施例中用于制备铝合金笔记本电脑外壳的成型模具结构图。如图3所示，该铝合金笔记本电脑外壳成型模具至少包括：凸模303、凹模305、凸模固定板302、凹模固定板306、上模座板301、下模座板307和限位螺钉308。其中，凸模303固定在上模座板301上，且边缘由所述凸模固定板303固定。凹模305固定在下模座板307上，且边缘由所述凹模固定板306固定。凸模303和凹模305相对设置，且两者之间的间隙为铝合金笔记本电脑的外部壳体所设计的厚度。铝合金板坯料可以置于凸模303和凹模305之间，通过凸模303和凹模305的挤压作用力成型。限位螺钉308设于凸模固定板302、凹模固定板306之间，用于调整凸模303和凹模305的模具行程，保障模具行程不会压裂铝合金板坯料。本实施例中还在凹模固定板302上设置了定位针，用于将铝合金板坯料定位于凹模305上。此外，还可以在凸模固定板302和凹模固定板306之间设置压边圈，在成型前给予铝合金板坯料一定的预紧力，防止铝合金板坯料边角起皱。

凸模3和凸模5呈分离状态时，将裁切好的铝合金板坯料经定位针9定位放于凹模面，凸模3和凹模5闭合，在凸模3和凹模5的作用下，铝合金板被拉深成型。凸模3和凹模5开启后，成型后的铝合金板被取出，成型过程结束。成型模四周边要沿产品的弧度往外延伸2-3mm的高度，以保证在下一步切割工序中铝合金电脑外壳切割面平整。

请参阅图4a，为根据本发明优选实施例中用于制备铝合金笔记本电脑外壳的铣削夹具的俯视图，图4b为图4a中线K-K处的剖面图。如图4a和4b所示，本实施例提供的用于制备铝合金笔记本电脑外壳的铣削夹具，包括：凸模支撑板404、凹模板401、三向定位块403和快速定位夹405。铝合金笔记本电脑的外部壳体402成型后，通过该铣削夹具，即可进行CNC（计算机数字控制机床，Computer numerical control）高速铣削。铝合金外壳因形状、硬度、切割面的原因，不能像铣削钢料一样用码仔装夹定位，而且被铣削面的两侧必须有材料进行支撑，以防铣削时因铝合金外壳自身强度不够发生震动而导致加工面破裂、不平整。因此，本发明选用了凹模板401和凸模支撑板404相对设置，待铣削的铝合金笔记本电脑的外部壳体402置于两者之间，因此凹模板401和凸模支撑板404之间的间隙为待铣削的铝合金笔记本电脑的外部壳体的厚度。三向定位块403设于所述凹模板401内侧实现对凹模板401、铝合金笔记本电脑的外部壳体402和凹模支撑块404三者位置精确对准。快速定位夹405设于凹模板401下方，且位于铝合金笔记本电脑的外部壳体402的四周边，包括四个快速定位夹，两个一组配合使用，分别为对边设置的快速定位夹J1和J2，以及快速定位夹J3和J4。快速定位夹J1和J2闭合时，快速定位夹J3和J4开启，CNC切割外部壳体402的A3和A4两边。之后，快速定位夹J3和J4闭合，快速定位夹J1和J2开启，CNC切割外部壳体402的A1和A2两边。加工完成后，CNC切割面及边角切割交界处需用细砂纸打磨光滑。

铝合金笔记本电脑外壳的模内注塑工艺主要包括以下几个步骤：

1、铝合金笔记本电脑的外部壳体内表面粘结层涂布。外部壳体由铝合金制成，因此表面密度大，粘结剂很难直接渗透到其表面分子结构中，为难粘材质，因此铝合金表面必须进行预处理。首先，铝合金外壳内表面用酒精进行除油、除尘处理。之后，铝合金外壳内表面涂专用处理剂，处理剂的作用是对铝合金表面进行腐蚀，有效改善铝合金的表面极性,增加粘结剂与铝合金间的结合面积，大大提高二者的粘接性能，在常温放置15分钟后高温烘干以确保处理剂完全挥发。表面处理完成后，采用气体驱动喷涂的方式对铝合金外壳内表面进行粘结剂喷涂，以确保粘结面粘结层的厚度均匀，粘结层厚度均匀是为了保证粘结强度均匀。喷涂完成后，在一定的温度、时间条件下，对表面粘结剂进行烘干处理。

2、铝合金外壳表面的粘结剂需达到130℃的高温才能将其活性激发出来，使粘结性能达到最佳。由于铝合金外壳较厚，约为1.0mm左右，单靠瞬间的模具温度和注射时熔融塑料，如PC+ABS的温度难以满足，因此，必须在铝合金外壳放入注塑模具前进行预热处理，用电烤箱对其进行加热，确保粘结剂与熔融塑料结合时表面温度达到130℃。

3、模内注塑。首先，将注塑模具参数调至正常，确保注塑件无缺胶、缩水等缺陷。然后将预热好的铝合金外壳从烤箱取出后立即放入注塑模腔（铝合金外壳在空气中停留的时间越短，热量损失越少），确保铝合金外壳在模腔中定位准确；合模，注射，冷却，开模。产品从模具取出后，需平面静置4-5min，待产品完全冷却至室温，以便粘结剂完全固化，确保粘结剂与铝合金外壳的粘结效果最佳。

4、边缘后处理。喷涂时由于气压的不稳定，产品内表面局部区域粘结剂的喷涂量会偏多，注塑时塑料的高温、高压会将多余的粘结剂挤出到产品的外表面，影响产品的外观。因此，脱模后，待产品冷却至室温时，需对粘结剂溢出的区域进行后处理，将凝固后的粘结剂除掉。

综上所述，本发明通过构造全新的笔记本外壳结构，由铝合金制成的外部壳体以及内部四周的PC/ABS结构件相结合，克服了笔记本电脑外壳厚度过厚、重量过重和易变形的缺陷。在同等强度条件下，与传统PC+ABS制备的电脑外壳相比，厚度可减薄50％，重量减轻40％；具有优良的尺寸稳定性能；具有良好的散热性、屏蔽性、耐候性和耐腐蚀性；并且外观易着色，能够满足消费者对笔记本电脑外壳的个性化需求。

本发明是根据特定实施例进行描述的，但本领域的技术人员应明白在不脱离本发明范围时，可进行各种变化和等同替换。此外，为适应本发明技术的特定场合或材料，可对本发明进行诸多修改而不脱离其保护范围。因此，本发明并不限于在此公开的特定实施例，而包括所有落入到权利要求保护范围的实施例。

Claims (10)

1.一种铝合金笔记本电脑外壳，其特征在于，包括由铝合金制成的外部壳体，以及在所述外部壳体内部四周注塑的由工程塑料制成的装配结构件。

2.根据权利要求1所述的铝合金笔记本电脑外壳，其特征在于，所述装配结构件由PC/ABS制备成型。

3.一种用于制备权利要求1-2中任意一项所述的铝合金笔记本电脑外壳的成型模具，其特征在于，包括：凸模、凹模、凸模固定板、凹模固定板、上模座板、下模座板和限位螺钉；

所述凸模固定在所述上模座板上，且边缘由所述凸模固定板固定；

所述凹模固定在所述下模座板上，且边缘由所述凹模固定板固定；

所述凸模和凹模相对设置且间隙为所述铝合金笔记本电脑的外部壳体厚度，且所述限位螺钉设于所述凸模固定板、凹模固定板之间用于调整所述凸模和凹模的模具行程。

4.根据权利要求3所述的成型模具，其特征在于，还包括：设于所述凹模固定板上、用于将铝合金板坯料定位于凹模上的定位针。

5.根据权利要求3或4所述的成型模具，其特征在于，还包括：设于所述凸模固定板和凹模固定板之间、在成型前给予铝合金板坯料预紧力防止边角起皱的压边圈。

6.一种用于制备权利要求1-2中任意一项所述的铝合金笔记本电脑外壳的铣削夹具，其特征在于，包括：凸模支撑板、凹模板、三向定位块和快速定位夹；

所述凹模板和凸模支撑板相对设置且间隙为待铣削的铝合金笔记本电脑的外部壳体的厚度；

所述三向定位块设于所述凹模板内侧实现对凹模板、铝合金笔记本电脑的外部壳体和凹模支撑块的位置的对准；

所述快速定位夹为设于所述凹模板上、位于所述铝合金笔记本电脑的外部壳体四周边的四个快速定位夹。

7.一种用于制备权利要求1-2中任意一项所述的铝合金笔记本电脑外壳的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、采用权利要求3所述的成型模具用铝合金制成笔记本电脑的外部壳体；

S2、采用权利要求6所述的铣削夹具对所述铝合金笔记本电脑的外部壳体进行高速铣削；

S3、在所述铝合金笔记本电脑的外部壳体内表面涂布粘结层；

S4、在所述铝合金笔记本电脑的外部壳体内部四周注塑装配结构件，从而制成铝合金笔记本电脑外壳。

8.根据权利要求7所述的成型方法，其特征在于，所述步骤S4中，采用PC/ABS进行模内注塑成所述装配结构件。

9.根据权利要求7所述的成型方法，其特征在于，所述步骤S3进一步包括：

S31、对铝合金笔记本电脑的外部壳体内表面用酒精进行除油、除尘处理；

S32、在铝合金笔记本电脑的外部壳体内表面涂专用处理剂对铝合金表面进行腐蚀，常温放置15分钟后高温烘干以确保处理剂完全挥发；

S33、采用气体驱动喷涂的方式对外部壳体内表面进行粘结剂喷涂，并确保粘结面粘结层的厚度均匀，并对表面粘结剂进行烘干处理。

10.根据权利要求7所述的成型方法，其特征在于，所述步骤S4进一步包括：

S41、在将铝合金笔记本电脑的外部壳体放入注塑模具前进行预热处理，确保粘结剂与熔融塑料结合时表面温度达到130℃；

S42、将预热好的外部壳体放入注塑模具的注塑模腔，并确保铝合金外壳在模腔中定位准确，并进行合模、注射、冷却和开模；

S43、待注塑好的铝合金笔记本电脑外壳冷却至室温后，对粘结剂溢出的区域进行后处理，将凝固后的粘结剂除掉。

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