CN113943098A - 壳体组件、制备方法、模具和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了壳体组件、制备方法、模具和电子设备。该模具包括:凹模和与所述凹模相匹配的凸模,所述凹模和所述凸模之间限定出成型空间,所述凹模具有凹模主体部以及凹模侧壁部,所述凸模具有凸模主体部以及凸模侧壁部,所述凸模包括第一凸模以及第二凸模,所述第一凸模的所述凸模侧壁部具有第一限高平台,所述第二凸模的所述凸模侧壁部具有第二限高平台,所述第一限高平台和所述凹模侧壁部之间的距离,大于所述第二限高平台和所述凹模侧壁部之间的距离。该模具第一凸模和第二凸模的限高平台与凹模距离不同,从而可以形成侧壁加厚、底部不加厚的曲面玻璃板材,且可防止由于一次热压形式导致玻璃板材表面形成八字纹等外观不良。
Description
技术领域
本申请涉及电子设备领域,具体地,涉及壳体组件、制备方法、模具和电子设备。
背景技术
随着5G时代的来临,电子设备中壳体越来越多的采用玻璃材质来防止电磁屏蔽影响通讯。近年来为了打造差异化的产品体验提升品牌辨识度,制造商纷纷在玻璃结构的设计上大胆创新,提出了一些新形态的玻璃壳体。例如将手机中框和背框同时采用玻璃材质,形成一体化的玻璃壳体组件。
然而,一体化的玻璃壳体组件会对手机整体耐摔性产生影响,因此需要加厚玻璃来提高强度。但玻璃的加厚会增加了电子设备整体的体积,不符合目前电子设备纤薄化的趋势。因此,目前基于玻璃材质的制备壳体的方法及壳体、电子设备仍有待改进。
发明内容
本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
在本申请的一个方面,本申请提出了一种用于制备曲面玻璃板材的模具。该模具包括:凹模和与所述凹模相匹配的凸模,所述凹模和所述凸模之间限定出成型空间,所述凹模具有凹模主体部以及凹模侧壁部,所述凸模具有凸模主体部以及凸模侧壁部,其中,所述凸模包括第一凸模以及第二凸模,所述第一凸模的所述凸模侧壁部具有第一限高平台,所述第二凸模的所述凸模侧壁部具有第二限高平台,所述第一限高平台和所述凹模侧壁部之间的距离,大于所述第二限高平台和所述凹模侧壁部之间的距离。该模具具有两个凸模,可实现两次热压,且第一凸模和第二凸模的限高平台与凹模距离不同,从而可以形成侧壁加厚、底部不加厚的曲面玻璃板材,且可防止由于一次热压形式导致玻璃板材表面形成八字纹等外观不良,获得的玻璃板材既能满足强度的要求,又能实现手机整机效果不加厚的效果。
在本申请的另一方面,本申请提出了一种利用前面所述的模具制备玻璃板材的方法。该方法包括:对玻璃原料进行切割处理,以获得玻璃粗坯;利用凹模以及第一凸模对所述玻璃粗坯进行第一热压处理,利用所述凹模以及第二凸模进行第二热压处理,以获得所述玻璃板材。该方法可利用上述模具,通过两次热压处理形成侧壁厚、主体面较薄的玻璃板材,且该方法获得的玻璃板材可避免一次热压成型导致的八字纹等外观不良。
在本申请的又一方面,本申请提出了一种壳体组件。该壳体组件包括曲面玻璃板材,所述曲面玻璃板材是利用前面所述的模具或前面所述的方法获得的。由此,该壳体组件具有前述的曲面玻璃板材所具有的全部特征以及优点,在此不再赘述。
在本申请的又一方面,本申请提出了一种电子设备。该电子设备包括:壳体组件和显示屏,所述壳体组件和所述显示屏限定出内部容纳空间,所述壳体组件为前面所述的。由此,该电子设备至少具有壳体组件一致性好、机械强度较好、壳体组件不会造成信号屏蔽等优点的至少之一。
附图说明
图1显示了根据本申请一个示例的模具的结构示意图;
图2显示了根据本申请一个示例的制备曲面玻璃板材的方法的部分流程示意图;
图3显示了根据本申请一个示例的制备曲面玻璃板材的方法的部分流程示意图;
图4显示了根据本申请一个示例的壳体组件的结构示意图;
图5显示了根据本申请一个示例的制备曲面玻璃板材的方法的流程示意图;
图6显示了根据本申请一个示例的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。
在本申请的一个方面,本申请提出了一种用于制备曲面玻璃板材的模具。参考图1,该模具包括:凹模和与凹模相匹配的凸模120,所述凹模和所述凸模之间限定出成型空间,其中凸模包括第一凸模110以及第二凸模130,第一凸模的具有凸模主体部13以及凸模侧壁部14,其中凸模侧壁部14具有第一限高平台5,第二凸模130也具有凸模主体部15以及凸模侧壁部16,其中凸模侧壁部16具有第二限高平台6。第一限高平台5和凹模侧壁部12之间的距离,大于第二限高平台6和凹模侧壁部12之间的距离。
为了方便理解,下面首先结合该模具的使用过程,对该模具可实现上述有益效果的原理进行简单说明:
发明人发现,当采用热压模具通过热压成型的方式形成底部和侧壁厚度不同的曲面玻璃板材时,普遍存在加工良率较低、工时长、生产成本较高等缺点。例如,如采用先热压形成底部和侧壁厚度相等的玻璃板材,再通过切割的方式减薄板材的局部区域(如底部)形成不等厚的曲面玻璃板材,则切割减薄的处理不仅耗时,且生产成本也较高,还容易造成热压后的玻璃板材变形或破损。而如果采用一次热压同时形成厚度不同的底部和侧壁,则容易造成厚度较薄的部分(例如底部)不能被充分压实,容易产生诸如倒八纹等外观不良。根据本申请的模具具有两个凸模,参考图3,该模具在进行工作时凸模和凹模合膜之后形成成型空间,玻璃粗坯置于成型空间内部,通过包括但不限于对模具进行加热等方式,令玻璃材料达到软化温度从而实现热压成型。如前所述,第一限高平台5和凹模侧壁部12之间的距离,大于第二限高平台6和凹模侧壁部12之间的距离。也即是说,第一凸模在侧壁部处形成的成型空间比第二凸模在侧壁部处形成的成型空间的体积要稍大。因此,在利用第一凸模110和凹膜120对玻璃粗坯220进行热压时,模具侧壁处的成型空间较大,此时该位置处的成型空间尺寸大于需要形成的曲面玻璃板材在侧壁处的尺寸,因此此时第一凸模的侧壁并不起到仿形的作用,玻璃可在第一凸模的侧壁处自由成型,因此第一凸模在凸模主体部13处可充分向凹模一侧下压,实现对该位置处的玻璃的充分热压仿形。第二凸模的第二线稿平台6和凹模侧壁部12之间的距离可以是根据需要制备的曲面玻璃板材的侧壁的尺寸确定的,用于形成具有预定尺寸的侧壁,进而可以实现不等厚的曲面玻璃板材的制备。
根据本申请的一些示例,该模具在使用时采用第一凸模和第二凸模的先后顺序不受特别限制,可先采用第一凸模和凹模对凹模主体部处的玻璃进行充分热压,随后再采用第二凸模和凹模形成具有预定尺寸的侧壁。或者,也可以首先采用第二凸模和凹模,形成具有预定尺寸的侧壁和厚度较薄的主体面。此时热压形成的玻璃在主体面(即与凹模主体部对应处)可能会由于未充分下压而存在八字纹等不良,随后可采用第一凸模和凹模进行再一次的热压处理,此时一凸模110和凹膜120在模具侧壁处的成型空间较大,不会影响已经具有预定尺寸的侧壁的形状,但在主体面处可充分下压,进而可去除八字纹等不良。
下面以首先利用第一凸模110和凹膜120进行热压为例,对上述过程进行详细说明:参考图3,利用第一凸模110和凹膜120对侧壁处的玻璃粗坯220进行第一次的热压成型处理,此时由于第一凸模110和凹膜120在侧壁处之间的空间要大于需要形成的曲面玻璃板材的侧壁的尺寸,因此此时的玻璃粗坯在侧壁处可具有自由成型的端面,如参考图3中(b)中虚线框所示出的部分。随后,再利用第二凸模130和凹膜120对经过第一凸模110处理的玻璃粗坯进行第二次热压,由于此时第二凸模130的第二限高平台和凹模侧壁部之间的距离较小(如参考图3中(c)中虚线框所示出的部分),因此可对上述自由成型的端面处进行热压成型,以形成端面平整的玻璃板材。
本领域技术人员能够理解的是,该模具是利用热压对玻璃进行成型处理的,因此凸模和凹膜之间的成型空间,即为形成的曲面玻璃板材的形状。根据本发明的实施例,该模具可用于形成具有2个侧壁的曲面玻璃板材,也可以用于形成具有4个侧壁的曲面玻璃板材。也即是说,凸模和凹模可以均具有4个侧壁部,4个侧壁部环绕凸模或是凹膜的主体部设置,或者,凸模和凹模也可以均具有2个侧壁部,2个侧壁部位于主体部对称的两侧。由此,可利用该模具形成具有一个主体面和两个对称的侧壁的曲面玻璃板材,或形成具有一个主体面和4个环绕该主体面的侧壁的曲面玻璃板材。该凸模和凹膜的主体部和侧壁部均可具有曲面的表面,由此,可获得主体面为曲面或是侧壁为曲面的玻璃板材。
根据本申请的一些示例,该模具形成的曲面玻璃板材的侧壁处的厚度可以较厚,进而可具有较好的机械性能,同时主体面的厚度较薄,可令该曲面玻璃板材形成的壳体具有更大的容纳空间,满足电子设备纤薄化的趋势。具体地,该模具中的凹模主体部和凸模主体部之间的距离,可以小于凹模侧壁部以及凸模侧壁部之间的距离,即该模具在侧壁部处的成型空间的体积可以较大,而主体部处的成型空间可以相对薄。凹模主体部和第一凸模的凸模主体部之间的距离与凹模主体部和第二凸模的所述凸模主体部之间的距离可以相等。也即是说,第一凸模和凹膜在主体部之间的成型空间的体积可以一致。由此,在利用第二凸模对自由成型的侧壁的端面进行热压时,主体部处的成型空间的体积不发生改变,第二凸模可以仅对侧壁处的自由端面进行热压成型。
根据本申请的示例,形成该模具的材料可以不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要,选择金属或是石墨等适于制备热压模具的材料。该模具还可以具有用于对模具进行加热的加热件,以通过对模具进行加热令玻璃达到软化温度,从而软化并贴合凸模和凹膜,形成成型空间所限定出的形状。另外,该模具还可以具有诸如水冷管路等用于对模具进行冷却的部件,以便在玻璃成型冷却之后进行脱模。
在本发明的另一方面,本发明提出了一种利用前面所述的模具制备玻璃板材的方法。根据本发明的实施例,参考图5,该方法可以包括以下步骤:
S100:对玻璃原料进行切割处理,以获得玻璃粗坯
根据本发明的实施例,在该步骤中,可以对玻璃原料进行切割处理,以获得玻璃粗坯。该切割处理可以包括根据预设图纸对玻璃原料进行切割处理,预设图纸可以是根据玻璃板材的预设尺寸进行2D展平而获得的。具体地,参考图2,在该步骤中可以对平面的玻璃原料210进行切割处理,以将其切割至适当的尺寸,以适于后续置于模具内部进行热压处理。具体地,还可在该步骤中预先加工出如图中所示出的具有侧壁预制部的玻璃粗坯220。该侧壁预制部可以是根据最终制得的玻璃板材的侧壁的尺寸进行展平处理而获得的。由此,可降低在后续步骤中侧壁处玻璃发生形变的量,从而提高热压处理的效率和效果。此处需要说明的是,图2中仅以最终的玻璃板材具有2个相对的侧壁为例进行说明,而不应理解为是对该方法获得的玻璃板材的侧壁数量和位置的限定。
为了进一步提高利用该方法制备的曲面玻璃板材的质量,可在进行后续的热压处理之前,对经过切割处理的玻璃粗坯进行抛光处理,以去除由于CNC切割造成的表面刀纹及缺陷。随后还可对玻璃粗坯的表面进行清洗处理并烘干,以水不聚流、不挂壁为标准即可。
下面以首先利用第一凸模进行热压(即首先热压形成玻璃板材的主体面)为例对该方法进行说明。获得玻璃粗坯之后,该方法可包括以下步骤:
S200:利用凹模以及第一凸模对所述玻璃粗坯进行第一热压处理
根据本发明的实施例,在该步骤中可利用第一凸模和凹膜获得热压粗坯。具体地,参考图3中的(a)以及(b),由于第一凸模的第一限高平台和凹膜之间的距离较大,因此此处可形成前述的具有自由端面的侧壁的热压粗坯。
具体地,在热压开始前可以先用无尘布擦拭第一凸模和凹模的成型面,后将玻璃粗坯置于凹模内然后合模,合模后的模具进入3D玻璃热压成型机内进行第一热压处理。第一热压处理可以具体包括预热阶段、成型阶段和冷却阶段。具体地,预热阶段的预热温度可以为600-650℃,例如可以为635℃,以令模具和模具内的玻璃预热。预热完全后进入后续的成型段,成型温度可以为650-750℃,例如可以为680℃。此时玻璃的硬度下降变得柔软,可对凸模施加压力,此时位于载料平台的玻璃由于受到压力而向凹模内弯曲。成型完成后可进入降温的冷却阶段,通过包括但不限于水冷的方式对模具以及内部的玻璃材料进行降温,冷水在冷却段的冷却液管道内流动,模具在降温段内运动时进行降温,冷却完成后模具退出3D玻璃热压成型机,可开模取出经过第一热压的玻璃粗坯。
S300:利用所述凹模以及第二凸模对所述热压粗坯进行第二热压处理
根据本发明的示例,在该步骤中进行第二热压处理以获得玻璃板材。参考图3中的(c),在该步骤中可利用第二凸模130对侧壁处的玻璃粗坯进行热压成型,以获得端面平整、尺寸满足预设尺寸(即需要获得的玻璃板材的尺寸)的侧壁。类似地,第二热压处理也可以具有预热阶段、成型阶段和冷却阶段。预热阶段、成型阶段的温度可以分别独立地为600-650℃和650-750℃,以实现对玻璃粗坯的软化和成型。第二热压处理的预热阶段、成型阶段和冷却阶段的温度、时间等参数可以和第一热压处理相同,也可以不相同。
根据本发明的一些示例,为了进一步提高利用该方法获得的玻璃板材的质量,可以在第二热压处理之后,依次进行抛光处理和钢化处理,以去除由于热弯处理造成的部分表面缺陷,或通过钢化处理进行一步提升玻璃板材整体的可靠性。
此处需要特别说的是,当首先利用第二凸模进行第二热压处理,再利用第一凸模进行第一热压处理时,上述抛光处理和钢化处理可在第一热压处理完成之后进行。
在本申请的又一方面,本申请提出了一种壳体组件。该壳体组件包括曲面玻璃板材,所述曲面玻璃板材是利用前面所述的模具或前面所述的方法获得的。由此,该壳体组件具有前述的曲面玻璃板材所具有的全部特征以及优点,在此不再赘述。参考图4,该壳体组件可以包括主体面21,和两个侧壁22A和22B。侧壁的厚度可以大于主体面21的厚度。由此,该壳体组件在主体面21处可为使用该壳体组件的电子设备提供更多的容纳空间,而较厚的侧壁可保证该壳体组件的整体机械性能,进而提高该壳体组件的防摔性能。
在本申请的又一方面,本申请提出了一种电子设备。参考图6,该电子设备1000包括:壳体组件200和显示屏(图中未示出),壳体组件和显示屏限定出内部容纳空间,该壳体组件200为前面所述的。由此,该电子设备至少具有壳体组件一致性好、机械强度较好、壳体组件不会造成信号屏蔽等优点的至少之一。
示例性的,电子设备1000可以为移动或便携式并执行无线通信的各种类型的计算机系统设备中的任何一种(图6中只示例性的示出了一种形态)。具体的,电子设备1000可以为移动电话或智能电话(例如,基于iPhone TM,基于Android TM的电话),便携式游戏设备(例如Nintendo DS TM,PlayStation Portable TM,Gameboy Advance TM,iPhone TM)、膝上型电脑、PDA、便携式互联网设备、音乐播放器以及数据存储设备,其他手持设备以及诸如手表、入耳式耳机、吊坠、头戴式耳机等,电子设备1000还可以为其他的可穿戴设备(例如,诸如电子眼镜、电子衣服、电子手镯、电子项链、电子纹身、电子设备或智能手表的头戴式设备(HMD))。
电子设备1000还可以是多个电子设备中的任何一个,多个电子设备包括但不限于蜂窝电话、智能电话、其他无线通信设备、个人数字助理、音频播放器、其他媒体播放器、音乐记录器、录像机、照相机、其他媒体记录器、收音机、医疗设备、车辆运输仪器、计算器、可编程遥控器、寻呼机、膝上型计算机、台式计算机、打印机、上网本电脑、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、运动图像专家组(MPEG-1或MPEG-2)音频层3(MP3)播放器,便携式医疗设备以及数码相机及其组合。
在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同示例以及不同示例的特征进行结合和组合。
在本申请的描述中,术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请而不是要求本申请必须以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。术语“第一”、“第二”仅为了对模具或是热压处理进行区分,而不应理解为对重要性或是使用的先后顺序的限制。
在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同示例以及不同示例的特征进行结合和组合。在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (11)
1.一种用于制备玻璃板材的模具,其特征在于,包括:
凹模和与所述凹模相匹配的凸模,所述凹模和所述凸模之间限定出成型空间,所述凹模具有凹模主体部以及凹模侧壁部,所述凸模具有凸模主体部以及凸模侧壁部,
其中,所述凸模包括第一凸模以及第二凸模,所述第一凸模的所述凸模侧壁部具有第一限高平台,所述第二凸模的所述凸模侧壁部具有第二限高平台,
所述第一限高平台和所述凹模侧壁部之间的距离,大于所述第二限高平台和所述凹模侧壁部之间的距离。
2.根据权利要求1所述的模具,其特征在于,所述凹模主体部和所述凸模主体部之间的距离,小于所述凹模侧壁部以及所述凸模侧壁部之间的距离,
所述凹模主体部和所述第一凸模的所述凸模主体部之间的距离,与所述凹模主体部和所述第二凸模的所述凸模主体部之间的距离相等。
3.根据权利要求1所述的模具,其特征在于,所述凸模和所述凹模均具有4个侧壁部,所述4个侧壁部环绕主体部设置;
或者,所述凸模和所述凹模均具有2个侧壁部,所述2个侧壁部位于主体部对称的两侧。
4.根据权利要求3所述的模具,其特征在于,所述主体部以及所述侧壁部均具有弧形表面。
5.一种利用权利要求1-4任一项所述的模具制备玻璃板材的方法,其特征在于,包括:
对玻璃原料进行切割处理,以获得玻璃粗坯;
利用凹模以及第一凸模对所述玻璃粗坯进行第一热压处理,利用所述凹模以及第二凸模进行第二热压处理,以获得所述玻璃板材。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述切割处理包括根据预设图纸对所述玻璃原料进行所述切割处理,所述预设图纸是根据所述玻璃板材的预设尺寸进行2D展平而获得的。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,首先对所述玻璃粗坯进行所述第一热压处理再进行所述第二热压处理,
或者,首先对所述玻璃粗坯进行所述第二热压处理再进行所述第一热压处理。
8.根据权利要求5-7任一项所述的方法,其特征在于,所述第一热压处理以及所述第二热压处理均分别独立地包括:
预热阶段,所述预热阶段的热压温度为600-650摄氏度;
成型阶段,所述成型阶段的热压温度为650-700摄氏度;
冷却阶段,所述冷却阶段通过水冷模式对所述模具进行降温。
9.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,进一步包括以下步骤的至少之一:
在所述切割处理之后,对所述玻璃粗坯进行抛光处理以及清洗处理;
在热压处理之后,对所述玻璃板材进行抛光处理;以及
在所述热压处理之后,对所述玻璃板材进行钢化处理。
10.一种壳体组件,其特征在于,所述壳体组件包括曲面玻璃板材,所述曲面玻璃板材是利用权利要求1-4任一项所述的模具或权利要求5-9任一项所述的方法获得的。
11.一种电子设备,其特征在于,包括:
壳体组件和显示屏,所述壳体组件和所述显示屏限定出内部容纳空间,所述壳体组件为权利要求10所述的。
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