CN104647741B - 一种在金属面板上镶嵌透明有机热塑性材料的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在金属面板上镶嵌透明有机热塑性材料的方法，包括以下步骤，a）提供一金属面板，该金属面板的第一表面上形成有一镶嵌沉孔；b）将该镶嵌沉孔的内周面粗糙处理；c）提供一镶嵌件，该镶嵌件相对于该镶嵌沉孔过盈；d）将该镶嵌件置于该镶嵌沉孔上，通过一超声焊接机将该镶嵌件压入该镶嵌沉孔内并藉助该超声焊接机的高频振动，使该镶嵌件表面熔融，以实现该镶嵌件与该镶嵌沉孔的结合。本发明的优点：优化金属类背光操控面板透光镶嵌件的制作工艺，使得透明镶嵌件有更高的结构强度，并降低镶嵌件与镶嵌沉孔之间的尺寸精度要求，大大提高产品质量以及在恶劣环境条件下的适应能力。

Description

一种在金属面板上镶嵌透明有机热塑性材料的方法

技术领域

本发明涉及一种在金属面板上镶嵌透明有机热塑性材料的方法。

背景技术

航空设备中，一些复杂的控制系统大量使用金属类的操控面板，并且为了在低光及夜视环境下标识不同操控器件的指示信息，会在操控面板上镶嵌透光的有机材料，并喷漆刻字，在背光电路的作用下，起到背光的效果。目前，金属类的操纵面板的镶嵌工艺主要是在金属导光面板的反面做出沉孔，然后在沉孔上粘接已经喷漆刻字的透光有机材料，工艺方法简单，但由于会在面板正面留下镶缝，所以外观会受到一定的影响，并且连接的质量也不高，无法满足恶劣环境的使用要求。

发明内容

本发明的一目的是为了解决现有技术中存在镶缝的问题，另一目的是提高镶嵌质量，使之稳定可靠，再一目的是在镶嵌时，降低有机材料与沉孔尺寸精度要求，提供一种新型的在金属面板上镶嵌透明有机热塑性材料的方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种在金属面板上镶嵌透明有机热塑性材料的方法，包括以下步骤，

a）提供一金属面板，该金属面板具有一第一表面，该金属面板的第一表面上形成有一镶嵌沉孔，该镶嵌沉孔用以容纳一镶嵌件，该镶嵌沉孔具有一内周面和一底面。

b）将该镶嵌沉孔的内周面粗糙处理，例如，滚花或毛边，以提高其粗糙度。

c）提供一镶嵌件，该镶嵌件采用透明有机热塑性材料，该镶嵌件相对于该镶嵌沉孔过盈。

d）将该镶嵌件置于该镶嵌沉孔上，通过一超声焊接机将该镶嵌件压入该镶嵌沉孔内并藉助该超声焊接机的高频振动，使该镶嵌件表面熔融，以实现该镶嵌件与该镶嵌沉孔的结合。

e）对该金属面板依次进行表面铣削、打磨、清洗、喷漆、光刻、装配。

作为一种在金属面板上镶嵌透明有机热塑性材料的方法的优选方案，该镶嵌件具有一第一表面，该镶嵌件的第一表面沿其周缘形成有一环形的槽，以形成一凸出的定位部；当该镶嵌件置于该镶嵌沉孔上，该定位部与该镶嵌沉孔的内周面相配合，用以实现该镶嵌件与该镶嵌沉孔的周向定位。

作为一种在金属面板上镶嵌透明有机热塑性材料的方法的优选方案，该镶嵌件的宽度相对于该镶嵌沉孔的宽度大0.1~0.2mm，该镶嵌件的高度相对于该镶嵌沉孔的深度要大于0.05~0.1mm，该镶嵌沉孔的深度为1~3mm，该槽的宽度为0.1~0.15mm。

本发明还提供了一种在金属面板上镶嵌透明有机热塑性材料的方法，包括以下步骤，

a）提供一金属面板，该金属面板具有一第一表面，该金属面板的第一表面上形成有一镶嵌沉孔，该镶嵌沉孔用以容纳一镶嵌件，该镶嵌沉孔具有一内周面和一底面。

b）该镶嵌沉孔的内周面上形成有多个孔，该些孔位于同一平面且沿周向均匀分布，该孔倾斜设置，其孔口高于孔底，该孔内容纳有一采用热塑性材料的导柱，该导柱有部分暴露在孔外。

c）提供一镶嵌件，该镶嵌件采用透明有机热塑性材料，该镶嵌件相对于该镶嵌沉孔过盈。

d）将该镶嵌件置于该镶嵌沉孔上，通过一超声焊接机将该镶嵌件压入该镶嵌沉孔内并藉助该超声焊接机的高频振动，使该镶嵌件表面及该热塑性材料导柱熔融，以实现该镶嵌件与该镶嵌沉孔的结合。

e）对该金属面板依次进行表面铣削、打磨、清洗、喷漆、光刻、装配。

作为一种在金属面板上镶嵌透明有机热塑性材料的方法的优选方案，该镶嵌件具有一第一表面，该镶嵌件的第一表面沿其周缘形成有一环形的槽，以形成一凸出的定位部；当该镶嵌件置于该镶嵌沉孔上，该定位部与该镶嵌沉孔的内周面相配合，用以实现该镶嵌件与该镶嵌沉孔的周向定位。

作为一种在金属面板上镶嵌透明有机热塑性材料的方法的优选方案，该镶嵌件的宽度相对于该镶嵌沉孔的宽度大0.1~0.2mm，该镶嵌件的高度相对于该镶嵌沉孔的深度要大于0.05~0.1mm，该镶嵌沉孔的深度为1~3mm，该槽的宽度为0.1~0.15mm。

与现有技术相比，本发明至少存在以下优点：

1、优化金属类背光操控面板透光镶嵌件的制作工艺，使得透明镶嵌件有更高的结构强度。

2、降低镶嵌件与镶嵌沉孔间的尺寸配合精度要求，大大提高了产品质量以及在恶劣环境条件下的适应能力。

3、一次成品率高，有效地提高生产效率。

附图说明

图1为本发明中实施例1的工艺方案示意图（焊接前）。

图2为本发明中实施例1的工艺方案示意图（焊接后）。

图3为本发明中实施例1中熔化面处的结构放大示意图。

图4为本发明中实施例2的工艺方案示意图（焊接前）。

图5为本发明中实施例2的工艺方案示意图（焊接后）。

图6为本发明中实施例2中熔合面处的结构放大示意图。

图中序号：

1、金属面板 2、滚花空隙

3、镶件定位台阶 4、镶嵌件

5、镶嵌沉孔 6、熔化面

7、导柱 8、熔合面。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。

实施例1：

请参见图1至3，图中所示的是一种在金属面板上镶嵌透明有机热塑性材料的方法，按以下步骤依次执行，

a）提供一金属面板，该金属面板具有一第一表面（即，金属面板的正面），该金属面板的第一表面上形成有一台阶孔，其中，台阶孔的上部为一镶嵌沉孔，下部为一通孔，该通孔的直径略小于该镶嵌沉孔，单边向内偏移0.1~0.3mm。该镶嵌沉孔的深度控制在1~3mm内，用以容纳一镶嵌件，该镶嵌沉孔具有一内周面和一底面。

b）采用滚花刀将该镶嵌沉孔的内周面滚花处理，以提高其粗糙度。

c）提供一镶嵌件，该镶嵌件为透明的热塑性有机材料，其形状大小和金属面板上的镶嵌沉孔一致，在平面方向及高度方向，尺寸有少量的过盈，一般镶嵌件的宽度大于镶嵌沉孔宽度0.1~0.2mm，高度大于镶嵌沉孔深度0.05~0.1mm。另外，镶嵌件的底部设计有用于定位的小台阶，具体地说，是在镶嵌件底面的边界处开设有一定位槽，该定位槽向内凹陷0.1~0.15mm，以形成一凸出的定位部。

d）该金属面板及该镶嵌件的连接依靠超声焊接的方式，实现镶嵌面的物理连接。即，将该镶嵌件通过定位槽抵靠在该镶嵌沉孔周边的该金属面板的第一表面上，该定位部位于该镶嵌沉孔内，超声焊接机的压头在一定频率、一定压力下在短时间内依靠高频振动镶嵌件，使熔融的材料充分流动到镶嵌沉孔内周面的滚花空隙中，实现物理上的连接，如图1中的熔化面。其中，超声焊接机压头自带压力，时间、频率及压力大小需要根据镶嵌件的尺寸进行计算或实验得出。

e）对该金属面板依次进行表面铣削、打磨、清洗、喷漆、光刻、装配，可在金属材料面板上的实现背光照明功能。

实施例2：

请参见图4至6，图中所示的是另一种在金属面板上镶嵌透明有机热塑性材料的方法，按以下步骤依次执行，

a）提供一金属面板，该金属面板具有一第一表面（即，金属面板的正面），该金属面板的第一表面上形成有一台阶孔，其中，台阶孔的上部为一镶嵌沉孔，下部为一通孔，该通孔的直径略小于该镶嵌沉孔，单边向内偏移0.1~0.3mm。该镶嵌沉孔的深度控制在1~3mm内，用以容纳一镶嵌件，该镶嵌沉孔具有一内周面和一底面。

b）通过雕刻刀在该内周面上打出φ0.8~1.2mm的3~4个小孔，该些小孔沿周向均匀分布并处于一平面内，深度控制在0.5~1mm之间，该孔倾斜设置，其孔口高于孔底。打孔后，在孔内塞入相应大小的采用热塑性材料的导柱（材料应与镶嵌件材料有良好的焊接性），导柱的头部暴露在外。

c）提供一镶嵌件，该镶嵌件为透明的热塑性有机材料，其形状大小和金属面板上的镶嵌沉孔一致，在平面方向及高度方向，尺寸有少量的过盈，一般镶嵌件的宽度大于镶嵌沉孔宽度0.1~0.2mm，高度大于镶嵌沉孔深度0.05~0.1mm。另外，镶嵌件的底部设计有用于定位的小台阶，具体地说，是在镶嵌件底面的边界处开设有一定位槽，该定位槽向内凹陷0.1~0.15mm，以形成一定位部。

d）该金属面板及镶嵌件的粘合依靠超声焊接的方式，实现镶嵌面的物理连接。即，将该镶嵌件通过定位槽抵靠在该镶嵌沉孔周边的该金属面板的第一表面上，该定位部位于该镶嵌沉孔内。超声焊接机的压头在一定频率、一定压力下在短时间内依靠高频振动镶嵌件，熔融镶嵌件及插入镶嵌沉孔内周面的导柱，实现物理上的连接，如图2中的熔合面。其中，超声焊接机压头自带压力，时间、频率及压力大小需要根据镶嵌件的尺寸进行计算或实验得出。

e）对该金属面板依次进行表面铣削、打磨、清洗、喷漆、光刻、装配，可在金属材料面板上的实现背光照明功能。

以上仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种在金属面板上镶嵌透明有机热塑性材料的方法，其特征在于，包括以下步骤，

a）提供一金属面板，该金属面板具有一第一表面，该金属面板的第一表面上形成有一镶嵌沉孔，该镶嵌沉孔用以容纳一镶嵌件，该镶嵌沉孔具有一内周面和一底面；

b）将该镶嵌沉孔的内周面粗糙处理，所述粗糙处理为滚花或毛边；

c）提供一镶嵌件，该镶嵌件采用透明有机热塑性材料，该镶嵌件相对于该镶嵌沉孔过盈；

d）将该镶嵌件置于该镶嵌沉孔上，通过一超声焊接机将该镶嵌件压入该镶嵌沉孔内并藉助该超声焊接机的高频振动，使该镶嵌件表面熔融，以实现该镶嵌件与该镶嵌沉孔的结合。

2.根据权利要求1所述的一种在金属面板上镶嵌透明有机热塑性材料的方法，其特征在于，步骤d之后还包括一步骤e，该步骤e为对该金属面板依次进行表面铣削、打磨、清洗、喷漆、光刻、装配。

3.根据权利要求1所述的一种在金属面板上镶嵌透明有机热塑性材料的方法，其特征在于，该镶嵌件具有一第一表面，该镶嵌件的第一表面沿其周缘形成有一环形的槽，以形成一凸出的定位部；当该镶嵌件置于该镶嵌沉孔上，该定位部与该镶嵌沉孔的内周面相配合，用以实现该镶嵌件与该镶嵌沉孔的周向定位。

4.根据权利要求3所述的一种在金属面板上镶嵌透明有机热塑性材料的方法，其特征在于，该镶嵌件的宽度相对于该镶嵌沉孔的宽度大0.1~0.2mm，该镶嵌件的高度相对于该镶嵌沉孔的深度要大于0.05~0.1mm，该镶嵌沉孔的深度为1~3mm。

5.根据权利要求4所述的一种在金属面板上镶嵌透明有机热塑性材料的方法，其特征在于，该槽的宽度为0.1~0.15mm。