CN108500278A - 一种电子设备外壳制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种电子设备外壳制造方法，包括：将陶瓷粉末与金属粉末按照预设分布区域装入压装模具的安装腔，并压制成预设厚度的原材板体；将所述原材板体置于激光烧结成型机的工位上，并通过3D打印工艺逐层烧结各层陶瓷粉末与金属粉末。本发明所提供的电子设备外壳制造方法，利用陶瓷和金属两种原材料制取复合材料型的原材板体，同时保证了陶瓷材料的硬度、无信号屏蔽的特性，以及金属材料的优异散热性能，因此能够解决陶瓷材料电子设备外壳的脆性问题，同时避免金属材料电子设备外壳的信号屏蔽问题，降低生产成本。

Description

一种电子设备外壳制造方法
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域，特别涉及一种电子设备外壳制造方法。
背景技术
进入互联网快速发展时代，5G时代即将来临。5G传输速度更快、通信信号更为复杂，且NFC、wifi及无线充电技术都将会是未来手机和笔记本的标配，玻璃、陶瓷材质等非电磁屏蔽材料迎来重大机遇。而随着陶瓷在指纹识别、无线充电等手机功能领域的逐渐普及，陶瓷材料具有无信号屏蔽、硬度高、观感强及接近金属材料优异散热性等特点成为手机企业进军5G时代的重要选择。然后陶瓷材料价格和加工成本较大，其次氧化锆陶瓷的手机后盖良品率大概在20-30％；同时，陶瓷材料生产的后壳脆性大，塑形不好，容易摔碎。而对于金属手机壳，又容易产生信号屏蔽问题。
因此，如何解决陶瓷材料电子设备外壳的脆性问题，同时避免金属材料电子设备外壳的信号屏蔽问题，降低生产成本，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种电子设备外壳制造方法，能够解决陶瓷材料电子设备外壳的脆性问题，同时避免金属材料电子设备外壳的信号屏蔽问题，降低生产成本。
为解决上述技术问题，本发明提供一种电子设备外壳制造方法，包括：
将陶瓷粉末与金属粉末按照预设分布区域装入压装模具的安装腔，并压制成预设厚度的原材板体；
将所述原材板体置于激光烧结成型机的工位上，并通过3D打印工艺逐层烧结各层陶瓷粉末与金属粉末。
优选地，在将陶瓷粉末与金属粉末装入压装模具之前，还包括：在压装模具的两侧壁上的预设位置平行插入若干块分隔板，以将压装模具的安装腔分隔为与陶瓷粉末及金属粉末的预设分布区域相对应的若干间隔腔体。
优选地，在将陶瓷粉末与金属粉末装入压装模具时，使陶瓷粉末与金属粉末分别盛装于对应的各个所述间隔腔体中，且在陶瓷粉末与金属粉末在各个所述间隔腔体中均达到预设厚度时，拔出各块所述分隔板以使各所述间隔腔体连通。
优选地，通过3D打印工艺逐层烧结各层陶瓷粉末与金属粉末，具体包括：
将原材板体铺设在激光烧结工作台上，并通过激光器将其加热至预热温度，且保持预设时间；
将原材板体按预设厚度进行切片，并逐次推送各所述切片至烧结区域；
通过激光器以预设烧结温度和预设扫描速度进行激光烧结。
优选地，通过3D打印工艺逐层烧结各层陶瓷粉末与金属粉末时，以平行于各块所述分隔板的方向对原材板体进行渐进加工。
优选地，通过3D打印工艺逐层烧结各层陶瓷粉末与金属粉末时，使对应于陶瓷粉末区域的激光烧结温度大于对应于金属粉末区域的激光烧结温度。
优选地，所述陶瓷粉末具体为Al2O3粉末，所述金属粉末具体为铝合金粉末。
优选地，所述陶瓷粉末的颗粒尺寸为1～2μm，所述金属粉末的颗粒尺寸为10～20μm。
优选地，各层陶瓷粉末与金属粉末均烧结完成后，还包括：
通过压缩空气吹除表面残留粉末。
本发明所提供的电子设备外壳制造方法，主要包括两个步骤，分别为：将陶瓷粉末与金属粉末按照预设分布区域装入压装模具的安装腔，并通过压制成型工艺制取原材板体；将所述原材板体置于激光烧结成型机的工位上，并通过3D打印工艺逐层烧结各层陶瓷粉末与金属粉末。其中，在第一步中，首先根据当前加工的电子设备外壳确定两种原材料的分布区域，然后将陶瓷粉末与金属粉末按照该分布区域同时装入压装模具中，之后通过压制成型工艺制取预设厚度的原材板体。在第二步中，即可将原材板体置于激光烧结成型机的工位上，并通过3D打印工艺对原材板体逐层进行烧结，从而层层积累形成电子设备外壳。综上所述，本发明所提供的电子设备外壳制造方法，利用陶瓷和金属两种原材料制取复合材料型的原材板体，再对原材板体进行激光烧结，如此同时保证了陶瓷材料的硬度、无信号屏蔽的特性，以及金属材料的优异散热性能，如此能够解决陶瓷材料电子设备外壳的脆性问题，同时避免金属材料电子设备外壳的信号屏蔽问题，降低生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的一种具体实施方式的流程图；
图2为本发明所提供的一种具体实施方式中将陶瓷粉末与金属粉末装入压装模具的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图1为本发明所提供的一种具体实施方式的流程图。
在本发明所提供的一种具体实施方式中，电子设备外壳制造方法，主要包括两个步骤，分别为：将陶瓷粉末与金属粉末按照预设分布区域装入压装模具的安装腔，并压制成预设厚度的原材板体；将原材板体置于激光烧结成型机的工位上，并通过3D打印工艺逐层烧结各层陶瓷粉末与金属粉末。
其中，在第一步中，首先根据当前加工的电子设备外壳确定两种原材料的分布区域，比如按照安装腔的长度方向，金属粉末∶陶瓷粉末∶金属粉末＝2∶1∶7等，该分布形式和具体占比可以根据实际加工的电子设备外壳而更改。然后将陶瓷粉末与金属粉末按照该预设分布区域同时装入压装模具中，之后通过压制成型工艺制取原材板体。
在第二步中，即可将原材板体置于激光烧结成型机的工位上，并通过3D打印工艺逐层烧结各层陶瓷粉末与金属粉末，以制取外壳。由于利用陶瓷和金属两种原材料制取复合材料型的原材板体，如此同时保证了陶瓷材料的硬度、无信号屏蔽的特性，以及金属材料的优异散热性能。
因此，本实施例所提供的电子设备外壳制造方法，能够解决陶瓷材料电子设备外壳的脆性问题，同时避免金属材料电子设备外壳的信号屏蔽问题，降低生产成本。
另外，在将陶瓷粉末与金属粉末装入压装模具之前，为方便两者在安装腔内的分布情况精确符合预设的分布区域，可在压装模具的两侧壁上的预设位置平行插入若干块分隔板，以将压装模具的安装腔分隔为若干个间隔腔体，再在各个间隔腔体内装入对应的陶瓷粉末或金属粉末，即可形成正确的预设分布区域。比如，在压装模具的两侧壁上同时插入两块分隔板，即可将安装腔分隔为3个间隔腔体，而每个间隔腔体的占比可根据两块分隔板的间距进行调整。如此，可避免陶瓷粉末与金属粉末在压装模具内互相混淆。
同时，当压装模具内的各个间隔腔体中的陶瓷粉末与金属粉末各自均达到预设厚度时，可将各块分隔板拔除，以将各个间隔腔体连通，从而方便后续的压制成型工艺。具体的，如图2所示，图2为本发明所提供的一种具体实施方式中将陶瓷粉末与金属粉末装入压装模具的示意图(图中箭头表示激光加热烧结方向)。在压装模具中，可通过两块隔板将压装模具的腔体分隔为上、中、下三个间隔腔体，如此可将上、下腔体装入金属粉末，中间腔体装入陶瓷粉末，以方便制备带镶嵌天线的电子设备外壳等。
其中，陶瓷粉末的具体原材料可为Al2O3粉末，而金属粉末的具体原材料可为铝合金粉末。同理，陶瓷粉末和金属粉末的具体原材料可以根据需要进行变动，并不固定，比如陶瓷粉末还可以为Si3N4或SiC等，而金属粉末还可以为钢等。
进一步的，为提高压制成型工艺制取的原材板体的材料均匀性和细致性，陶瓷粉末的颗粒尺寸可为1～2μm，同时金属粉末的颗粒尺寸为10～20μm。
不仅如此，在对原材板体进行激光加热烧结时，首先可将原材板体铺设在激光烧结工作台上，然后通过激光器将其加热至预设温度，比如80～100℃等，然后保持预设时间，比如3～5min，该段时间为预热阶段。之后，需对原材板体进行切片，一般的，每层切片的厚度均相等，具体可根据原材板体的总厚度及切片层数而定。切片完成之后，逐次推送各个切片至烧结区域。之后即可通过激光器以预设烧结温度和预设扫描速度对各切片进行激光烧结，比如可以1600～1700℃的烧结温度、5mm/s的扫描速度对各切片进行选择性激光烧结，获得外壳底板。
同时，在对原材板体进行激光加热烧结时，考虑到原材板体中不同原材料的熔融速度和粘合特性，提高激光烧结均匀性和一致性，本实施例中，可将激光烧结头等将加工件以平行于各块分隔板的方向对原材板体进行渐进加工，如此，金属材料和陶瓷材料将同时逐渐烧结，方便熔融连接。
进一步的，在逐层烧结各层陶瓷粉末与金属粉末时，考虑到金属的熔融特性不同，为提高陶瓷粉末与金属粉末的连接稳定性，降低熔融连接难度，本实施例中将激光烧结头上对应于陶瓷粉末区域的激光烧结温度大于对应于金属粉末区域的温度，具体的，可通过对激光烧结头的出射激光功率或密度分布的调节等方式实现对不同区域的烧结温度的调节，如此，即可使陶瓷粉末与金属粉末的连接区域附近的金属粉末迅速产生氧化反应，如Al金属被高温氧化为Al2O3，从而形成与陶瓷粉末Al2O3相同的物质，降低熔融连接难度。
另外，当外壳制取完毕之后，考虑到外壳表面存在烧结残渣或杂质等，因此可通过压缩空气吹除外壳表面的残留物体，提高外壳表面光洁度。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种电子设备外壳制造方法，其特征在于，包括：
将陶瓷粉末与金属粉末按照预设分布区域装入压装模具的安装腔，并压制成预设厚度的原材板体；
将所述原材板体置于激光烧结成型机的工位上，并通过3D打印工艺逐层烧结各层陶瓷粉末与金属粉末。
2.根据权利要求1所述的电子设备外壳制造方法，其特征在于，在将陶瓷粉末与金属粉末装入压装模具之前，还包括：在压装模具的两侧壁上的预设位置平行插入若干块分隔板，以将压装模具的安装腔分隔为与陶瓷粉末及金属粉末的预设分布区域相对应的若干间隔腔体。
3.根据权利要求2所述的电子设备外壳制造方法，其特征在于，在将陶瓷粉末与金属粉末装入压装模具时，使陶瓷粉末与金属粉末分别盛装于对应的各个所述间隔腔体中，且在陶瓷粉末与金属粉末在各个所述间隔腔体中均达到预设厚度时，拔出各块所述分隔板以使各所述间隔腔体连通。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电子设备外壳制造方法，其特征在于，通过3D打印工艺逐层烧结各层陶瓷粉末与金属粉末，具体包括：
将原材板体铺设在激光烧结工作台上，并通过激光器将其加热至预热温度，且保持预设时间；
将原材板体按预设厚度进行切片，并逐次推送各所述切片至烧结区域；通过激光器以预设烧结温度和预设扫描速度进行激光烧结。
5.根据权利要求4所述的电子设备外壳制造方法，其特征在于，通过3D打印工艺逐层烧结各层陶瓷粉末与金属粉末时，以平行于各块所述分隔板的方向对原材板体进行渐进加工。
6.根据权利要求5所述的电子设备外壳制造方法，其特征在于，通过3D打印工艺逐层烧结各层陶瓷粉末与金属粉末时，使对应于陶瓷粉末区域的激光烧结温度大于对应于金属粉末区域的激光烧结温度。
7.根据权利要求6所述的电子设备外壳制造方法，其特征在于，所述陶瓷粉末具体为Al2O3粉末，所述金属粉末具体为铝合金粉末。
8.根据权利要求7所述的电子设备外壳制造方法，其特征在于，所述陶瓷粉末的颗粒尺寸为1～2μm，所述金属粉末的颗粒尺寸为10～20μm。
9.根据权利要求1所述的电子设备外壳制造方法，其特征在于，各层陶瓷粉末与金属粉末均烧结完成后，还包括：
通过压缩空气吹除表面残留粉末。
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