CN105611768B - 一种电子产品前壳一体成型结构及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子产品前壳一体成型结构及制备方法，该一体成型结构包括镜片材质基片、金属结构件和碳纤维注塑结构件，其中所述金属结构件通过碳纤维注塑材料的粘结作用成型在所述镜片材质基片的周缘，并朝所述镜片材质基片的内侧方向垂直延伸而形成围绕所述镜片材质基片的外部壁体，所述碳纤维注塑结构件通过碳纤维注塑一体成型粘结在所述金属结构件的外部壁体的内表面和所述镜片材质基片的内表面邻接于所述外部壁体的区域，形成围绕所述镜片材质基片的内表面的L形内部壁体。本发明能够提高电子产品前壳的整机强度、轻薄性、结构稳定可靠性及可拆卸性。

Description

一种电子产品前壳一体成型结构及制备方法

技术领域

本发明涉及一种电子产品前壳一体成型结构及制备方法。

背景技术

随着可穿戴设备，手机，智能手表，移动电子等便携3C电子产品功能不断完善及增强，带显示屏的移动电子设备越来越多的出现在日常生活中，现有的电子产品镜片材料开始向玻璃或表面硬度更高的蓝宝石基片材质转变，以避免在日常使用中因硬物划伤导致的屏幕随上而导致损坏。

同时电子产品轻薄化，时尚化，实用化的发展趋势，传统的电子产品镜片的组装时因多部件组装，且要预留组装间隙，同时实用粘结泡棉工艺，导致组装结构占用空间大，边框厚，手工操作稳定性难以保证等问题，已难以满足移动电子发展的需求。

传统的PMMA，PC等透明塑胶因表面硬度普遍低于2H，难以克服日常实用中的硬物划伤而导致损坏，即使是玻璃材料的6H也难以避免划痕，导致手机等常用电子产品镜片大都采用表面贴保护膜进行二次防护，虽然保护了屏幕，但表面依然存在划痕从而影响用户实用。

而现有电子产品镜片硬度仅次于钻石的蓝宝石基片材料，因硬度高达9H，可以有效防止硬物甚至刀具划伤，可有效的保护电子产品镜片，但正因为高硬度导致的韧性差，在使用过程中经常因为整机受压变形而导致蓝宝石基片镜片损坏破裂。

对于高端电子产品，因传统粘结工艺的玻璃结构件使用胶水或背胶粘结，无法满足给高端客户提供定制的时尚化可拆卸结构的需求。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种电子产品前壳一体成型结构及制备方法，提高电子产品前壳的整机强度、轻薄性、结构稳定可靠性及可拆卸性。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种电子产品前壳一体成型结构，包括镜片材质基片、金属结构件和碳纤维注塑结构件，其中所述金属结构件通过碳纤维注塑材料的粘结作用成型在所述镜片材质基片的周缘，并朝所述镜片材质基片的内侧方向垂直延伸而形成围绕所述镜片材质基片的外部壁体，所述碳纤维注塑结构件通过碳纤维注塑一体成型粘结在所述金属结构件的外部壁体的内表面和所述镜片材质基片的内表面邻接于所述外部壁体的区域，形成围绕所述镜片材质基片的内表面的L形内部壁体。

该技术方案能够产生以下方面的技术效果：

1、实现了一种工艺简便易于量产且生产效率高的金属与镜片基材相结合的一体成型结构及制备工艺。

2、利用碳纤维材料的低收缩性及金属材质无收缩的特性，同时解决了传统镜片基材与塑胶进行模内一体成型时，因塑胶收缩导致的一体成型结构件变形问题，使碳纤维材料附着在金属材料上，进一步大幅减小碳纤维注塑的收缩变形。

3、消除了现有塑胶与镜片基材一体成型时变形大、及塑胶高度受限制的问题(塑胶结构高度方向力臂越大，变形力矩越大)。本发明的技术方案因碳纤维收缩小，附着在金属上被金属抵消，解决收缩变形问题。

进一步地：

所述镜片材质基片的周缘具有一圈台阶，所述金属结构件的上端向内弯折而与所述台阶相嵌合。

所述镜片材质基片的厚度为0.4～1.5mm，所述台阶的厚度为0.3～0.5mm,宽度为0.5～1.0mm。

所述金属结构件上与所述碳纤维注塑结构件结合处的表面为经表面纳米处理的表面。

所述镜片材质基片上与所述碳纤维注塑结构件结合处的表面涂覆有用于增强粘结性的底涂剂。

所述镜片材质基片上与所述碳纤维注塑结构件结合处的表面均匀附着有胶水。

所述碳纤维注塑结构件的内侧成型有装配所需的装配结构。

所述金属结构件为铝合金结构件、不锈钢结构件或钛合金结构件。

所述镜片材质基片为蓝宝石基片、玻璃基片、陶瓷基片或PMMA基片。

一种制备前述任一种电子产品前壳一体成型结构的制备方法，包括：将镜片材质基片和金属结构件共同放入碳纤维注塑模具中，通过碳纤维注塑工艺成型出与所述镜片材质基片和所述金属结构件结合为一体的碳纤维注塑结构件，形成一体成型结构件。

本发明的有益效果：

本发明提供一种电子产品前壳一体成型结构，通过碳纤维注塑使镜片材质基片、金属结构件和碳纤维注塑结构件成型为一体，形成的一体成型结构件作为满足现有手机、可穿戴产品、移动电子等3C电子产品轻薄化、时尚化、实用化需求的镜片壳体，通过选用适当镜片材料，具备高硬度抗划伤，强度高抗弯曲，具有可拆卸性，防摔伤破裂的优点。

实现了镜片材质基片+金属结构件+碳纤维材料一体成型，节约了产品镜片组装结构空间，可实现更加轻薄得产品结构，满足了移动电子设备轻薄时尚的发展需求。

优选方案中，使用蓝宝石基片材料解决传统移动电子产品镜片硬度低不耐刮问题，使其适用于各种日常生活环境，并省去镜片保护膜，提供更好的客户体验。

缩短了产品的加工制程，提升了产品生产稳定性及良率，降低了加工成本，并避免人工组装工序，利于大批量生产。

打破传统移动电子镜片材料的审美疲劳，使用蓝宝石基片材质实现产品外观的时尚新颖，给消费者提供高端大气的消费及使用体验。

碳纤维材质刚性好强度高，一体成型后大幅增加了整机强度，避免日常使用中变形或摔伤导致镜片破裂，有效的保护了硬度高但韧性较低的蓝宝石基片。

碳纤维材料导热性好，能有效的传递移动电子设备内部热量并通过外观金属材料导出，避免移动电子设备发热大易损坏问题。

解决了金属材质外观与蓝宝石基片一体成型的技术难题，满足了移动电子产品外观金属化的市场需求，在外观时尚的同时，金属材料有效的保护产品外观。

蓝宝石基片、碳纤维、金属材质结构一体成型，结合强度高，结构稳定可靠，生产尺寸稳定良品率高。

产品外侧采用金属结构件和蓝宝石基片，内部为碳纤维，不但整机强度好，且表面硬度高，不易摔伤，刮花，变形。即可满足时尚的外观需求，又能广泛适用于各种日常生活环境，且技术应用简单，能广泛应用于移动电子设备、可穿戴产品、3C电子等产品。

附图说明

图1a和图1b为本发明实施例一体成型结构从外侧和内侧观察的立体视图；

图2为本发明实施例一体成型结构的内侧俯视图；

图3为图2所示一体成型结构的C-C截面图；

图4为本发明实施例一体成型结构的局部截面立体视图；

图5为本发明实施例一体成型结构的内侧局部视图。

具体实施方式

以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

参阅图1至图5，在一种实施例中，一种电子产品前壳一体成型结构，包括镜片材质基片1、金属结构件2和碳纤维注塑结构件3，其中所述金属结构件2通过碳纤维注塑材料的粘结作用成型在所述镜片材质基片1的周缘，并朝所述镜片材质基片1的内侧方向垂直延伸而形成围绕所述镜片材质基片1的外部壁体，所述碳纤维注塑结构件3通过碳纤维注塑一体成型粘结在所述金属结构件2的外部壁体的内表面和所述镜片材质基片1的内表面邻接于所述外部壁体的区域，形成围绕所述镜片材质基片1的内表面的L形内部壁体。

在优选的实施例中，所述镜片材质基片1的周缘具有一圈台阶4，所述金属结构件2的上端向内弯折而与所述台阶4相嵌合。

在优选的实施例中，所述镜片材质基片1的厚度为0.4～1.5mm，所述台阶4的厚度为0.3～0.5mm,宽度为0.5～1.0mm。

在优选的实施例中，所述金属结构件2上与所述碳纤维注塑结构件3结合处的表面为经表面纳米处理的表面。

在优选的实施例中，所述镜片材质基片1上与所述碳纤维注塑结构件3结合处的表面涂覆有用于增强粘结性的底涂剂。

在优选的实施例中，所述镜片材质基片1上与所述碳纤维注塑结构件3结合处的表面均匀附着有胶水。

在优选的实施例中，所述碳纤维注塑结构件3的内侧成型有用于与其它结构件进行装配所需的装配结构5，装配结构5例如是卡扣结构、定位结构、配合结构等。

所述金属结构件2可以为铝合金结构件、不锈钢结构件或钛合金结构件。

所述镜片材质基片1可以为蓝宝石基片、玻璃基片、陶瓷基片或PMMA基片。

在另一种实施例中，一种制备前述任一种电子产品前壳一体成型结构的制备方法，包括：将镜片材质基片1和金属结构件2共同放入碳纤维注塑模具中，通过碳纤维注塑工艺成型出与所述镜片材质基片1和所述金属结构件2结合为一体的碳纤维注塑结构件3，形成一体成型结构件。

以下对本发明具体实施例的一体成型结构件、制备方法及其优点作进一步说明。

镜片材质基片1采用蓝宝石基片，对蓝宝石进行切割、倒边、精雕、平磨等工序，加工形成蓝宝石基片。

蓝宝石基片的厚度为0.4～1.5mm，也可根据产品需求调整，但蓝宝石基片厚度低于0.5mm时，会因蓝宝石基片太薄太脆加工困难，而导致外观面开裂或崩角而造成良率太低，因此需尽量0.5mm或以上，以增加后工序良率。

蓝宝石基片边缘有一圈拉胶台阶，起到嵌合作用，使定蓝宝石基片与金属结构件2、碳纤维注塑材料的粘结及固定作用，台阶厚度一般0.3～0.5mm,宽度0.5～1.0mm。精度根据不同结构要求，精度一般0.02mm～0.05mm即可。

金属结构件2的材质可以是铝合金，不锈钢，钛合金等可满足产品外观要求的金属材料。

可通过锻压、压铸、铸造、铝挤等方式加工制造成金属结构件粗坯，因粗加工方式精度低，对有精度，结构或配合要求的区域预留精加工余量。

通过CNC加工方式对粗加工预留的余量进行精加工，并按产品需求加工金属抓胶结构，以增强碳纤维与之间的结合力，并满足精度要求高的配合区域尺寸要求。

按不同产品要求，根据所采用的不铝合金，不锈钢，钛合金、压铸铝等不同材料，对金属结构件2进行喷涂、阳极氧化、PVD等表面处理，满足外观需求。

视产品结合强度要求，对金属结构件2与碳纤维的结合处进行钝化、E处理、T处理等表面纳米处理，增强金属结构件2在注塑成型时与碳纤维之间的结合力。

对蓝宝石基片表面进行预处理，使其在注塑成型时与碳纤维材料有足够的粘性。根据碳纤维材料选择适合的底涂剂，使蓝宝石基片与碳纤维材料之间有粘接性。

可使用自动点胶机对碳纤维材料与蓝宝石基片结合区域进行自动化的局部点胶处理，使其均匀的附着在结合区域。

蓝宝石基片和金属结构件2共同放入碳纤维注塑模具中，使用注塑碳纤维原料填充，使其成为蓝宝石基片、金属结构件2、碳纤维注塑结构件3一体成型结构件。其中，使用注塑碳纤维填充产品剩余结构，并成型出碳纤维注塑结构件3的主体以及与其它结构件装配所需的卡扣结构、定位结构、配合结构等。其中，碳纤维注塑结构件3通过与蓝宝石基片上的底涂剂和金属结构件2上的金属抓胶结构或金属结构件2上的纳米处理区域结合在一起，成为结合紧密可靠的一体成型结构件。

碳纤维注塑原料优选强度好的PPS及与短碳纤维混合，碳纤维占比优选40％左右。

为避免蓝宝石基片或金属结构件2压伤，模具前模仁或后模仁上优选设计为弹性结构。

碳纤维注塑结构件3的厚度一般为0.4mm～0.7mm，也可按产品要求设计加厚。

采用硬度高，钢性好的碳纤维及金属材料，可以充分解决与蓝宝石基片一体成型时因材料收缩不一致导致的翘曲变形问题。

为节约金属结构件2的加工制造成本，产品装配的扣合结构、与其它结构件之间的定位结构、装配结构均成型在碳纤维注塑结构件3上。

碳纤维注塑结构件3上的扣位结构可与相应的装配件通过定位筋进行定位，并通过扣合结构使至紧密结合，达到易于拆卸装配效果。

产品高度可根据需求设计，突破了传统的玻璃一体成型主题结构高度只能低于2mm以内的限制。

可按外观要求，在镜片正面或背面进行印刷，镀膜等表面处理，实现时尚的外观效果。

镜片材质不仅限于蓝宝石基片、也可以使玻璃、陶瓷、高硬度PMMA等材料，均可使用此工艺，实现高端、时尚、轻薄、实用等的外观或功能，满足不同产品的需求。

以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种电子产品前壳一体成型结构，其特征在于,包括镜片材质基片、金属结构件和碳纤维注塑结构件，其中所述金属结构件通过碳纤维注塑材料的粘结作用成型在所述镜片材质基片的周缘，并朝所述镜片材质基片的内侧方向垂直延伸而形成围绕所述镜片材质基片的外部壁体，所述碳纤维注塑结构件通过碳纤维注塑一体成型与所述镜片材质基片和所述金属结构件结合为一体而形成一体成型结构件，所述碳纤维注塑结构件粘结在所述金属结构件的外部壁体的内表面和所述镜片材质基片的内表面邻接于所述外部壁体的区域，形成围绕所述镜片材质基片的内表面的L形内部壁体,所述碳纤维注塑结构件的内侧成型有装配所需的装配结构，所述镜片材质基片的周缘具有一圈台阶，所述金属结构件的上端向内弯折而与所述台阶相嵌合,所述镜片材质基片的厚度为0.4～1.5mm，所述台阶的厚度为0.3～0.5mm,宽度为0.5～1.0mm。

2.如权利要求1所述的电子产品前壳一体成型结构，其特征在于,所述金属结构件上与所述碳纤维注塑结构件结合处的表面为经表面纳米处理的表面。

3.如权利要求1所述的电子产品前壳一体成型结构，其特征在于,所述镜片材质基片上与所述碳纤维注塑结构件结合处的表面涂覆有用于增强粘结性的底涂剂。

4.如权利要求1所述的电子产品前壳一体成型结构，其特征在于,所述镜片材质基片上与所述碳纤维注塑结构件结合处的表面均匀附着有胶水。

5.如权利要求1至4任一项所述的电子产品前壳一体成型结构，其特征在于,所述金属结构件为铝合金结构件、不锈钢结构件或钛合金结构件。

6.如权利要求1至4任一项所述的电子产品前壳一体成型结构，其特征在于,所述镜片材质基片为蓝宝石基片、玻璃基片、陶瓷基片或PMMA基片。

7.一种制备如权利要求1至6任一项所述的电子产品前壳一体成型结构的制备方法，其特征在于,包括：将镜片材质基片和金属结构件共同放入碳纤维注塑模具中，通过碳纤维注塑工艺成型出与所述镜片材质基片和所述金属结构件结合为一体的碳纤维注塑结构件，形成一体成型结构件。