CN102791089A - 制造包含复数层材料之壳体的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制造包含复数层材料之壳体的方法及装置，所述方法包含在模具中将不同于第一材料层之材料的第二液态材料注入于置于所述模具中以所述第一材料层形成之壳体上，以在所述第一材料层上形成第二材料层；及以一挤压力在所述模具中挤压所述第二材料层；其中形成所述第二材料层之步骤更包含利用所述模具中之一腔在所述第二材料层上形成一枢纽或一机械构件，或将已预先形成的所述枢纽或机械构件附着于所述第二材料层。根据本发明的方法所制作的复数层材料壳体不仅具有复合材料的强度及弹性，而壳体也可依需求做后续的表面处理，例如热处理、阳极表面处理、一般水镀处理、真空镀膜/薄膜处理、涂层处理、喷油处理、抗腐蚀处理，及其它可使用于材料的任何表面处理等等，可进一步提高复数层间附着性，强度及抗腐蚀性，并使壳体的外观设计更有弹性。

Description

制造包含复数层材料之壳体的方法及装置

技术领域

本发明涉及一种制造壳体的方法及装置，尤其是一种制造包含有复数层材料之壳体的方法及装置。

背景技术

随着电子产品日新月异的更迭，消费者对于电子产品的要求不仅考虑其实质上表现，例如掌上型计算机或平板计算机的处理速度、储存能力、手机的通信传输等等表现，对于电子产品的外观及耐用性的要求也越来越高。精致质感的外观及具有高强度、高延展性但重量较轻的外壳，将是消费性电子产品及各类产品的新趋势。

传统电子产品多色彩的塑料外壳易受外力撞击而破裂，而单层金属的外壳又可能因受环境因素而面临锈蚀的问题，或因材料性质限制，无法进行后续表面处理。人们希望以防锈蚀、抗刮磨、高强度又精致美观的复数层材料取代单层材料的种种问题。然而，现有技术以真空蒸镀或离子溅镀方式制备双层材料或通过机械覆合之材料的消费型电子设备外壳，然而，此种制造成本却相当高昂。

发明内容

本发明旨在消除现有技术的缺点而导致的问题，并以成本低廉并高产能的方式，制造包含复数层材料之壳体，按用量来备料，比较现时市场在用的技术更环保，节省浪费。同时，可按产品之需要而设计双层或多层之不同材料完全或局部地包着基材，以同时达至外观及机械性的需要，此发明解决了单一材料不能同时面对外观处理及强度的问题，同时可省却大量研制很多不同合金材料的工作，节省地球资源。

本发明的方法及装置，可以达到复数层材料间良好的附着性，提高致密度及表面平整度，并且利于后续表面处理。

本发明的一实施例系提供一种制造包含复数层材料之壳体的方法，包含在一模具中将一不同于一第一材料层之材料的第二液态材料注入于置于所述模具中以所述第一材料层形成之壳体上，以在所述第一材料层上形成一第二材料层；及以一挤压力在所述模具中挤压所述第二材料层，其中形成所述第二材料层之步骤更包含利用所述模具中之一腔在所述第二材料层上形成一枢纽或一机械构件，或将已预先形成的所述枢纽或机械构件附着于所述第二材料层。

本发明的另一实施例系提供一种制造包含复数层材料之壳体的装置，包含一模具，用以将一不同于一第一材料层之材料的第二液态材料注入于置于所述模具中以所述第一材料层形成之壳体上，以在所述第一材料层上形成一第二材料层，其中所述模具包含一腔，其系用以形成一枢纽或一机械构件，或用以置放已预先形成的所述枢纽或机械构件；及一挤压构件，以对位于所述模具中之所述第二材料层施加一挤压力。

本发明的一实施例另提供依前述方法所制成之壳体。

附图说明

图1显示本发明之一优选实施例的方法。

图2-1显示本发明之一优选实施例之装置之开启状态。

图2-2显示本发明之一优选实施例之装置之闭合状态。

图2-3显示图2-2之局部放大。

图3-1及3-2显示以本发明之方法所制成之一壳体。

具体实施方式

本发明所提供之方法的一实施例如图1所示，所述方法包含在一模具中将不同于第一材料层之材料的第二液态材料注入于置于所述模具中以所述第一材料层形成之壳体上，以在所述第一材料层上形成一第二材料层(S101)(例如包覆或层压(laminate)于第一材料层)，并以一挤压力在所述模具中挤压所述第二材料层(S102)。依实际需求，本发明可重复此动作，注射第三液态材料来包覆或层压于第二材料层上，如此类推。

所述注入之动作包含高压/低压注塑、倒入或流入等不同态样。而注入第二液态材料的温度，依其熔点决定，可能是在高温范围(摄氏1000度以上)，或低温范围(常温至摄氏1000度)。此外，所述挤压力有助于改善第一材料层与第二材料层之附着性，排除液态的第二材料内的气泡，提高第二材料层的致密度，使第二材料层冷却固化后不会有孔洞残留，进而达到复合材料强度的优点。此外，并可以消除第二液态材料在注入期间，液态材料流动时所形成的液体流印记(flow mark)。挤压第二材料层的过程，亦可使多余的第二液态材料溢流。

此外，在形成第二材料层时可同时利用模具中之一腔(cavity)中，在第二材料层上形成一枢纽，或一机械构件，亦可将已预先形成的枢纽或机械构件置放于模具的腔中，使第二液态材料附着于已预先形成的枢纽或机械构件之部分，可能是迭置或包覆，使得所述已预先形成的枢纽或机械构件之部分成为壳体第二材料层的一部分，使提高壳体之功能性，例如枢纽可与其它组件接合，或与其它组件相扣之机械构件。此等枢纽或机械构件与壳体之主体部分在同一模具(co-molding)中一体形成有复数功能，例如可以简化制程，进而降低成本及增加强度。

根据本发明的方法所制作的复数层材料壳体不仅具有复合材料的强度及弹性，而壳体也可依需求做后续的表面处理，例如热处理、阳极表面处理、一般水镀处理、真空镀膜/薄膜处理、涂层处理、喷油处理、抗腐蚀处理，及其它可使用于材料的任何表面处理等等，可进一步提高复数层间附着性，强度及抗腐蚀性，并使壳体的外观设计更有弹性。而一体形成壳体主体部分与枢纽或其它机械构件，不以传统焊接方式接合，可以提高接合处的强度。

在一优选实施例中，第一材料层及第二材料层之材料分别可以包含金属、陶瓷、玻璃、硅、聚碳酸酯(PC)、玻璃纤维及有机材料至少之一者。

在另一优选实施例中，第一材料层及第二材料层可分别为不锈钢、锌、铅、锡、铝、镁、铬、钛、铜、铍、镍或其合金之一，也可能是含有金属离子的高分子材料或有机材料，或其它各种未来可能开发的有机材料。在实际制造过程中，可以先形成低熔点的第一材料层，再形成高熔点的第二材料层；也可以先形成高熔点的第一材料层，再形成低熔点的第二材料层。例如，以镁合金、铝合金或硅形成第一材料层，以不锈钢或钛形成第二材料层，可达到复合材料的强度，并使第二层材料可以进行后续阳极表面处理。又例如，以不锈钢或钛形成第一材料层，再以镁合金、铝合金或硅形成第二材料层，可以使第二材料层表面便于进行后续直流电镀或真空蒸镀等处理，进一步形成后续之材料层。

在另一优选实施例中，第一材料层可以藉由多种方式形成，例如：压印成型(stamping)、锻造成型(forging)、金属注入成型(metal injection molding)、陶瓷注入成型、玻璃注入成型及/或铸压成型(die casting)。在以上述方式之一形成后之第一材料层(壳体)再置放于一模具中以形成第二材料层。

本发明的另一优选实施例揭示一种利用前述方法制造之壳体，其具体构成与前述优选实施例类同，不另赘述。

本发明的另一优选实施例揭示一种用以制造包含复数层材料之壳体的装置，图2-1显示本发明之一优选实施例之装置201之开启状态，装置201包含模具202，将以第一材料形成之壳体(第一材料层203)置于模具202中(即后模207上)，图2-2显示装置201之闭合状态，在闭合状态中将不同于第一材料层203之材料的第二液态材料2041注入(或倒入、注塑)于置于所述模具202中以所述第一材料层203形成之壳体上，以在所述第一材料层203上形成一第二材料层204(例如包覆或层压于第一材料层203)。其中所述模具202包含一用以形成一枢纽或一机械构件之腔208，此外，所述腔208也可将已预先形成的枢纽或机械构件置放其中，使装置201形成第二材料层204时，能使第二液态材料附着于已预先形成的枢纽或机械构件之部分，使得所述已预先形成的枢纽或机械构件之部分包含于壳体的第二材料层204。

图2-3系图2-2之局部放大。其中所述模具202包含一挤压构件205，以对位于模具202中之第二材料层204施加一挤压力。

在一优选实施例中，第一材料层及第二材料层之材料分别可以包含金属、陶瓷及玻璃或有机材料至少之一者。

在一优选实施例中，在后模207与所述挤压构件205间可具有一预留空间，以使所述第二液态材料2041可以注入所述预留空间，此外，可在所述模具202额外包含溢流口206，以使挤压构件205对第二材料层204挤压时，使多余的所述第二液态材料经所述溢流口206溢流。

在另一优选实施例中，制造包含复数层材料之壳体的装置更包含了形成第一材料之器件，可以系压印成型器件、锻造成型器件、金属注入成型器件、陶瓷注入成型器件及铸压成型器件至少之一者。

图3-1及3-2系根据本发明之方法所形成之一壳体301，包含有一枢纽302及一机械构件303，图3-1及3-2分别显示壳体之正反面。

本发明亦可依据需要以相同之方式形成三层或更多层之材料壳体。例如，额外增加一模具或一前模并以前述之方式完成三层材料之壳体。

根据本发明的方法所制作的复数层材料壳体不仅具有复合材料的强度及弹性，而壳体也可依需求做后续的表面处理，例如热处理、阳极表面处理、一般水镀处理、真空镀膜/薄膜处理、涂层处理、喷油处理抗腐蚀处理，及其它可使用于材料的任何表面处理等等，可进一步提高复数层间附着性，强度及抗腐蚀性，并使壳体的外观设计更有弹性。

虽然本发明的技术内容与特征如上所述，然而，所属领域的技术人员仍可在不背离本发明的教示与揭示内容的情况下进行许多变化与修改。因此，本发明的范围并非限定于已揭示的实施例，而包含不背离本发明的其它变化与修改，其为如所附权利要求书所涵盖的范围。

Claims (14)

1.一种制造包含复数层材料之壳体的方法，包含：

在一模具中将一不同于一第一材料层之材料的第二液态材料注入于置于所述模具中以所述第一材料层形成之壳体上，以在所述第一材料层上形成一第二材料层；及

以一挤压力在所述模具中挤压所述第二材料层，

其中形成所述第二材料层之步骤更包含利用所述模具中之一腔在所述第二材料层上形成一枢纽或一机械构件，或将已预先形成的所述枢纽或机械构件附着于所述第二材料层。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一材料层及第二材料层之材料分别包含下列材料至少之一者：金属、陶瓷、玻璃、硅、聚碳酸酯、玻璃纤维及有机材料。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一材料层及第二材料层之材料分别包含不锈钢、锌、铅、锡、铝、镁、铬、钛、铜、铍、镍或其合金之一。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一材料层系由下列方法至少之一者所形成：压印成型、锻造成型、金属注入成型、陶瓷注入成型、玻璃注入成型及铸压成型。

5.一种制造包含复数层材料之壳体的装置，包含：

一模具，用以将一不同于一第一材料层之材料的第二液态材料注入于置于所述模具中以所述第一材料层形成之壳体上，以在所述第一材料层上形成一第二材料层，其中所述模具包含一腔，其系用以形成一枢纽或一机械构件，或用以置放已预先形成的所述枢纽或机械构件；及

一挤压构件，以对位于所述模具中之所述第二材料层施加一挤压力。

6.根据权利要求5所述的装置，所述第一材料层及第二材料层之材料分别包含下列材料至少之一者：金属、陶瓷、玻璃、硅、聚碳酸酯、玻璃纤维及有机材料。

7.根据权利要求5所述的装置，其中所述模具包含一溢流口，以在所述挤压构件对所述第二材料层挤压时，使多余的所述第二液态材料经所述溢流口溢流。

8.根据权利要求5所述的装置，其中所述模具包含一后模，所述后模与所述挤压构件间具有一预留空间，以使所述第二液态材料可以注入所述预留空间。

9.根据权利要求5所述的装置，其中所述第一材料层及第二材料层之材料分别包含不锈钢、锌、铅、锡、铝、镁、铬、钛、铜、铍、镍或其合金之一。

10.根据权利要求5所述的装置，更包含下列器件至少之一者：压印成型器件、锻造成型器件、金属注入成型器件、陶瓷注入成型器件、玻璃注入成型器件及铸压成型器件，以形成所述以第一材料形成之壳体。

11.一种包含复数层材料之壳体，包含：

一以第一材料形成之第一材料层；及

一以不同于所述第一材料之第二材料形成之第二材料层，其中所述第二材料层系在液态之状态下包覆或层压于所述第一材料层，及所述第二材料层更包含一体成型的一枢纽或一机械构件，或包含预先形成并附着其上的所述枢纽或机械构件。

12.根据权利要求11所述的壳体，其中所述第一材料层及第二材料层之材料分别包含下列材料至少之一者：金属、陶瓷及玻璃、硅、聚碳酸酯、玻璃纤维及有机材料。

13.根据权利要求11所述的壳体，其中所述第一材料层及第二材料层之材料分别包含不锈钢、锌、铅、锡、铝、镁、铬、钛、铜、铍、镍或其合金之一。

14.根据权利要求11所述的壳体，其中所述第一材料层系由下列方法至少之一者所形成：压印成型、锻造成型、金属注入成型、陶瓷注入成型及铸压成型。

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