MX2012011133A - Sistema y metodo para sobremoldeo de plastico en una superficie de metal. - Google Patents

Sistema y metodo para sobremoldeo de plastico en una superficie de metal.

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Abstract

Una parte híbrida de plástico-metal incluye un substrato de metal anodizado que tiene estructuras de plástico formadas en el substrato de metal. En una modalidad particular, la parte híbrida de metal es un recinto de un dispositivo electrónico y estructuras de plástico son características de montaje formadas en el recinto. También se describen los métodos para fabricar la parte híbrida de plástico-metal. En una modalidad particular, el substrato de metal experimenta un pre-tratamiento, se anodiza después del pre-tratamiento, y las estructuras de plástico se moldean directamente en la superficie exterior anodizada del substrato de metal. En otra modalidad, el substrato de metal anodizado se imprima con un agente de acoplamiento antes de que se formen las características de plástico en el mismo.

Description

SISTEMA Y MÉTODO PARA SOBREMOLDEO DE PLÁSTICO EN UNA SUPERFICIE DE METAL Campo de la Invención La invención se relaciona con la tecnología híbrida de polímero-metal (PMH) y más en particular, a la formación de características de plástico en substratos metálicos.
Antecedentes de la Invención En la actualidad, las tecnologías híbridas de polímero-metal (PMH) se utilizan para fabricar una amplia variedad de partes, tales como por ejemplo, recintos de dispositivos electrónicos, paneles de instrumentos automotrices, etc. En general, la tecnología PMH se refiere a varias técnicas conocidas para unir polímeros con el metal. Algunas de las aplicaciones más complejas que emplean las técnicas PMH involucran formar características de plástico (por ejemplo, cubos de montaje, ajustes a presión, costillas de refuerzo, etc.) directamente en superficies de metal, tal que el producto final es una sola parte integrada, formada de características de metal y de plástico. Por ejemplo, los recintos de teléfonos celulares con frecuencia incluyen una pluralidad de características de montaje de plástico (por ejemplo, orificios para tornillos, ajustes a presión, etc.) moldeadas directamente en la superficie interior de la carcaza delgada de metal. La tecnología PMH potencialmente, puede proporcionar varias ventajas sobre las partes todas de metal/todas de plástico tradicionales que incluyen disminuir los costos de fabricación, disminuir el número de componentes en el dispositivo anfitrión general, reducción de peso/tamaño, proporcionar más libertad en el diseño, etc. Aunque tales ventajas son deseables para los fabricantes, las tecnologías PMH convencionales típicamente no alcanzan la alta resistencia de unión de plástico-a-metal y por lo tanto, solamente son prácticas en unas cuantas aplicaciones. Como resultado, la investigación continua y las medidas de desarrollo se enfocan en proporcionar una resistencia de unión plástico-a-metal en las tecnologías PMH. Se pronostica que las partes todas de metal/todas de plástico serán remplazadas por partes PMH conforme la resistencia de unión continúa en mejora. Por lo tanto, sería conveniente desarrollar una técnica PMH con una resistencia de unión polímero-a-metal mejorada.
En la actualidad, las características de plástico se pueden formar en una superficie de metal con el uso de algunas variaciones de la tecnología PMH tal como por ejemplo, tecnología de nano-moldeo (NMT), tecnología de moldeo de adhesivo de metal (MAM); moldeo de aluminio no adhesivo (ANM), formación de inyección del polímero, etc.
El formar características de plástico en partes de metal mediante NMT involucra los pasos que se explican como siguen. Primero, la parte de metal desnuda experimenta un proceso de pre-tratamiento de múltiples etapas para remover la grasa, aceites u óxidos no deseados. Esto involucra someter la parte de metal a múltiples baños químicos que incluyen agentes desengrasantes, soluciones acidas, soluciones de base, etc. Después del proceso de pre-tratamiento de múltiples etapas, la parte de metal se sumerge en una solución T. Entonces, la parte de metal tratada se enjuaga en agua diluida. Por último, la parte de metal se inserta dentro del molde, en donde se inyecta resina y se forma directamente en la superficie tratada.
Aunque el NMT puede ser apropiada para algunas aplicaciones, cuenta con varias desventajas. Por ejemplo, la NMT requiere de un proceso de pre-tratamiento de múltiples etapas tedioso. Como otro ejemplo, el proceso NMT en general requiere el uso de químicos peligrosos. Como otro ejemplo, la unión de polímero-a-metal alcanzada a través de NMT tiene una vida en almacén relativamente corta, en donde la resistencia de adhesivo que disminuye después de varias semanas de almacenamiento. Por lo tanto, la NMT no es práctica para muchas aplicaciones.
Por lo tanto, lo que se necesita es un sistema y un método más sencillos para fabricar partes PMH. También se necesita un sistema y un método para fabricar partes PMH que puedan alcanzar resistencias de unión de polímero-a-metal más altas. También se necesita un sistema y un método para fabricar partes PMH con el uso de materiales menos peligrosos.
Breve Descripción de la Invención La presente invención soluciona los problemas asociados con la técnica previa al proporcionar un sistema y un método para fabricar partes híbridas de plástico-metal que tienen un substrato de metal anodizado con estructuras de plástico formadas directamente en el mismo.
La parte híbrida de plástico-metal incluye un substrato de metal y una estructura de plástico formada en el mismo. La superficie exterior define una pluralidad de irregularidades formadas en la misma a través de la anodización. Las características de plástico están formadas directamente sobre la superficie exterior anodízada del substrato de metal, de modo que el material de plástico se infiltra y se cura en las irregularidades para formar la unión mecánica entre la estructura de plástico y el substrato de metal. En este contexto, el término "exterior" se refiere a la superficie exterior del metal y no necesariamente al exterior de algún componente formado del metal. Por ejemplo, una superficie exterior del metal puede formar una superficie inferior de un alojamiento formado por el metal.
Un método ejemplificativo para fabricar partes híbridas de plástico-metal incluye proporcionar un substrato de metal que tiene una primera superficie exterior, proporcionar un material de plástico moldeable, anodizar el substrato de metal para formar irregularidades en por lo menos una porción de la primera superficie exterior del substrato de metal y formar la estructura de plástico directamente en el substrato de metal al moldear el material de plástico moldeable directamente sobre las irregularidades formadas en la primera superficie exterior del substrato de metal.
En el método ejemplificativo, el substrato de metal es un substrato de metal en hoja estampado. El substrato de metal se puede formar de materiales que incluyen, sin limitar, aluminio, aluminio 5052, aleación de aluminio, titanio, aleación de titanio, magnesio, y/o aleaciones de magnesio. El paso de anodizar el substrato de metal puede incluir, sin limitar, anodizar el substrato de metal con el uso de un agente de anodización seleccionado del grupo que consiste de ácido crómico, ácido fosfórico, ácido sulfúrico, ácido oxálico, y ácido bórico.
En forma opcional, el paso de moldear el plástico moldeable incluye sobre-moldear el plástico moldeable directamente sobre las irregularidades formadas en la primera superficie exterior del substrato de metal. Como otra opción, el paso de moldear el plástico moldeable incluye moldear por inyección el plástico moldeable directamente sobre las irregularidades formadas en la primera superficie exterior del substrato de metal. Como otra opción, el paso de moldear el plástico moldeable incluye el moldeo por transferencia del plástico moldeable directamente sobre las irregularidades formadas en la primera superficie exterior del substrato de metal. Además, los procesos que involucran combinaciones de estos métodos de moldeo se pueden utilizar para formar las diferentes características moldeadas en la primera superficie exterior del substrato de metal. En los métodos ejemplificativos, el material de plástico moldeable se selecciona, sin limitar, del grupo que consiste de poliamida, policarbonato, copolímero de estireno de acrilonitrilo-butadieno, sulfuro de polifenilo, polipropileno, tereftalato de polibutileno, y tereftalato de polietileno. El material de plástico moldeable puede ser un termoplástico y/o un plástico de termofraguado moldeable por inyección.
Un método ejemplificativo también incluye someter el substrato de metal a un proceso de pre-tratamiento antes del paso de anodizar el substrato de metal. El proceso de pre-tratamiento incluye aplicar un agente desengrasante en el substrato de metal, aplicar una so!ucion alcalina en el substrato de metal después del paso de aplicar el agente desengrasante en el substrato de metal, enjuagar el substrato de metal con agua desionizada después del paso de aplicar la solución alcalina en el substrato de metal, aplicar una solución acida en el substrato de metal después del paso de enjuagar el substrato de metal en agua desionizada, y enjuagar el substrato de metal con agua desionizada después del paso de aplicar la solución ácida en el substrato de metal.
El método descrito también incluye aplicar un material imprimador en la superficie exterior del substrato de metal sobre la cual se forman las irregularidades. El paso de aplicar el material imprimador en la superficie exterior del substrato de metal se lleva a cabo después del paso de anodizar el substrato de metal y antes del paso de formar la estructura de plástico en el substrato de metal. El material imprimador está adaptado para unirse tanto con el substrato de metal como con el material de plástico moldeable. Los materiales imprimadores apropiados, incluyen, sin limitar, organosilano, titanato, aluminato, fosfato y zirconato.
En los métodos ejemplificativos, los tipos de estructuras de plástico que se pueden formar en el substrato de metal incluyen, sin limitar, una característica de sujeción, un cubo de montaje y un sujetador de ajuste a presión. En un método ejemplificativo particular, el substrato de metal es una estructura de pared delgada y la estructura de plástico es un refuerzo que opera para reforzar la estructura de pared delgada.
Una parte híbrida de plástico-metal ejemplificativa también se describe e incluye un substrato de metal anodizado que tiene una primera superficie exterior. La primera superficie exterior define irregularidades formadas en la misma a través de anodización. La parte también incluye una estructura de plástico moldeada directamente en el substrato de metal anodizado sobre las irregularidades formadas en la primera superficie exterior del substrato de metal. Las irregularidades se infiltran por porciones de la estructura de plástico, de modo que la estructura de plástico queda unida mecánicamente con el substrato de metal anodizado.
En la parte híbrida de plástico-metal ejemplificativa, el substrato de metal anodizado es una hoja de metal estampada. El substrato de hoja de metal se puede formar de un material apropiado, incluyendo, sin limitar, aluminio, aluminio 5052, aleación de aluminio, titanio, aleaciones de titanio, magnesio y/o aleaciones de magnesio. El substrato de metal se puede anodizar con el uso de un agente de anodización que incluye, sin limitar, ácido crómico, ácido fosfórico, ácido sulfúrico, ácido oxálico y/o ácido bórico.
Las estructuras de plástico se pueden sobremoldear, moldearse por inyección y/o moldearse por transferencia directamente en el substrato de metal anodizado. La estructura de plástico está formada de un material apropiado que incluye, sin limitar, poliamida, policarbonato, copolímero de estireno de acrilonitrilo-butadieno, sulfuro de polifenilo, polipropileno, tereftalato de polibutileno y/o tereftalato de polietileno. La estructura de plástico se puede formar de un termoplástico o de un plástico de termofraguado moldeable por transferencia.
La parte híbrida de plástico-metal también incluye una capa de un material imprimador formado en las irregularidades, la estructura de plástico se moldea directamente en la capa del material imprimador. El material imprimador puede ser, sin limitar, organosilano, titanato, aluminato, fosfato y/o zirconato.
La estructura de plástico puede ser una característica de montaje.
Como otro ejemplo, la estructura de plástico puede ser una característica de alineación de ensamble. Como otro ejemplo, el substrato de metal es una estructura de alojamiento de pared delgada y la estructura de plástico es un refuerzo que opera para reforzar la estructura de alojamiento de pared delgada.
Breve Descripción de los Dibujos La presente invención se describe con referencia a los siguientes dibujos, en donde los números de referencia iguales señalan elementos esencialmente similares: La Figura 1 es una vista en perspectiva de un recinto ejemplificativo montado en una computadora portátil.
La Figura 2 es una vista en perspectiva de un recinto ejemplificativo mostrado retirado de la computadora portátil de la Figura 1.
La Figura 3A es una vista en sección transversal de un substrato de metal de un recinto ejemplificativo de la Figura 1, en una primera etapa de fabricación.
La Figura 3B es una vista en sección transversal del substrato de metal de la Figura 3A en una segunda etapa de fabricación.
La Figura 3C es una vista en sección transversal del substrato de metal de la Figura 3A en una tercera etapa de fabricación.
La Figura 3D es una vista en sección transversal del substrato de metal de la Figura 3A en una cuarta etapa de fabricación.
La Figura 3E es una vista en sección transversal del substrato de metal de la Figura 3A en una quinta etapa de fabricación.
La Figura 4 es un diagrama de flujo que ilustra un método ejemplificativo para fabricar una parte híbrida de plástico-metal, de conformidad con una modalidad de la presente invención.
La Figura 5 es un diagrama de flujo que ilustra otro método ejemplificativo para fabricar una parte híbrida de plástico-metal, de conformidad con otra modalidad de la presente invención.
La Figura 6 es un diagrama de flujo que ilustra otro método ejemplificativo para fabricar una parte híbrida de plástico-metal, de conformidad con otra modalidad de la presente invención.
La Figura 7 es un diagrama de flujo que ilustra otro método ejemplificativo para fabricar una parte híbrida de plástico-metal, de conformidad con otra modalidad de la presente invención.
La Figura 8 es un diagrama de flujo que ilustra otro método ejemplificativo para fabricar una parte híbrida de plástico-meta!, de conformidad con otra modalidad de la presente invención.
La Figura 9 es un diagrama de flujo que ¡lustra otro método ejemplificativo para fabricar una parte híbrida de plástico-metal, de conformidad con otra modalidad de la presente invención.
La Figura 10 es un diagrama de flujo que ilustra otro método ejemplif ¡cativo para fabricar una parte híbrida de plástico-metal, de conformidad con otra modalidad de la presente invención.
Descripción Detallada de la Invención La presente invención resuelve los problemas asociados con la técnica previa, al proporcionar un sistema y un método para fabricar partes híbridas de plástico-metal que tienen características de plástico y de metal formadas en una sola estructura. En la siguiente descripción, se establecen muchos detalles (por ejemplo, los detalles del dispositivo anfitrión) con el fin de proporcionar mayor comprensión de la invención. Las personas experimentadas en la técnica podrán reconocer que la invención se puede practicar sin estos detalles específicos. En otros casos, los detalles de las prácticas de fabricación bien conocidas (por ejemplo, moldeo de inyección de plástico, herramientas de moldeo, procesos de estampado de metal, etc.) y los componentes han sido omitidos, para así no confundir la presente invención.
La Figura 1 muestra una vista en perspectiva de una parte híbrida de plástico-metal (PMH) que en esta modalidad en particular, se ilustra como ejemplo como un recinto 100 de alojamiento para una computadora portátil 102. Como se muestra, la computadora 102 incluye un ensamble 104 de base y un ensamble 106 de pantalla que están acoplados en forma giratoria entre sí con algún medio apropiado, tal como por ejemplo, un ensamble de articulación.
El ensamble 104 de base incluye un alojamiento 108, un teclado 110, un cojinete sensible 112, y varios otros componentes bien conocidos (no mostrados) tal como por ejemplo, un marco, una tarjeta madre, puertos l/O, un disco duro, batería, etc. El alojamiento 108 incluye un recinto 114 superior y un recinto 116 inferior que están acoplados entre sí para alojar al teclado 110, el cojinete 112 sensible y los diferentes componentes del ensamble 104 de base, los cuales no se muestran. El recinto 114 superior incluye una estructura de placa frontal o bisel que define las aberturas que están alineadas qon el teclado 110 y el cojinete 112 sensible. Aunque no se muestra, el recinto 116 inferior también incluye una cubierta de batería removible que encierra la batería de la computadora 102 (y otros componentes bien conocidos de la computadora portátil).
El ensamble 106 de pantalla incluye un alojamiento 118 y varios otros componentes de pantalla abatible bien conocidos (no mostrados) tales como por ejemplo, una pantalla de cristal líquido (LCD), un marco, bocinas, substratos/componentes de circuito, módulo de cámara, etc. El alojamiento 118 incluye un recinto 120 frontal y un recinto 100 trasero, que están montados en forma flexible en los lados opuestos del ensamble 106 de la pantalla, para así alojar los componentes de la pantalla abatible antes mencionados que no se muestran. El recinto 120 frontal es un panel montado en forma fija con el frente del ensamble 106 de la pantalla para así, cubrir los bordes periféricos del panel de LCD. El recinto 100 trasero está acoplado, en forma fija, con por ejemplo, el marco y/o algún otra estructura apropiada del ensamble 106 de la pantalla.
La Figura 2 es una vista en perspectiva del recinto 100 trasero mostrado removido de la parte trasera del ensamble 106 de la pantalla de la computadora 102. El recinto 100 incluye un substrato de metal 200 y una pluralidad de estructuras 202 de plástico formadas integradas dentro de una sola parte PMH.
El substrato de metal 200 incluye un lado 204 frontal, un lado 206 trasero opuesto y una superficie 208 exterior. Como se utiliza aquí, el término "exterior" significa externo con respecto al substrato de metal 200, no con respecto al alojamiento del cual el recinto 100 trasero forma parte. En esta modalidad particular, el substrato de metal 200 es una carcaza de metal que está construida de por ejemplo, una hoja de metal estampada (por ejemplo, de aluminio 5052). Aunque el substrato de metal 200 se puede construir de otros tipos de metales, el inventor ha alcanzado buenos resultados usando aluminio, titanio, magnesio y aleaciones de los mismos. Un aspecto importante de la presente invención es que el substrato de metal 200 se anodiza para formar una capa de óxido porosa en la superficie 208 exterior. Las irregularidades formadas en la superficie 208 exterior mediante la anodización facilitan la unión plástico-a-metal entre el substrato de metal 200 y las estructuras 202 de plástico. Se ha encontrado que se pueden utilizar los procesos de anodización apropiados para formar las irregularidades en la superficie 208 exterior, tal como por ejemplo, anodización de ácido sulfúrico, anodización fosfórica, anodización de ácido crómico, anodización de ácido sulfúrico, anodización de ácido oxálico, anodización de ácido bórico y/o combinaciones de los mismos. Por supuesto, el proceso de anodización especifico que se utiliza depende de los detalles específicos de la aplicación tales como por ejemplo, el tipo de metal a ser anodizado.
Las estructuras 202 de plástico se ilustran como ejemplo como estructuras de montaje tri-dimensionales (por ejemplo, cubos para tornillo, asientos de tuerca/perno, ajustes a presión, etc.) acopladas directamente con el substrato de metal 200 para así proporcionar la sujeción del recinto 100 con el ensamble 106 de la pantalla. Las estructuras 202 de plástico pueden también incluir otros tipos de estructuras de plástico que pueden incorporarse dentro del substrato de metal o carcaza, tal como por ejemplo, andamiajes, refuerzos, costillas, etc. Las características 2C2 de plástico están formadas por un material de plástico moldeable directamente en la superficie 208 exterior del substrato de metal 200 después de que el substrato de metal 200 ha sido anodizado.
Las Figuras 3A-3E ilustran varias etapas de la fabricación del recinto 100. Más específicamente, las Figuras 3A, 3B, 3C, 3D y 3E muestran vistas en sección transversal de una pequeña región del substrato de metal 200 en una primera etapa, una segunda etapa, una tercera etapa, una cuarta etapa, y una quinta etapa, respectivamente, del recinto 100 de fabricación.
La Figura 3A ilustra la primera etapa, el substrato de metal 200 se muestra justo después de ser formado (por ejemplo, estampado) de material prima (por ejemplo, hoja de metal). Durante esta primera etapa, el substrato de metal 200 no ha sido anodizado todavía y por lo tanto, no tiene irregularidades formadas en la superficie 208 exterior. De preferencia, el substrato de metal 200 se somete a un pre-tratamiento para así remover cualquier contaminante no deseado (por ejemplo, lubricantes de estampado, grasa, óxidos, contaminantes orgánicos/inorgánicos, etc.) que de otra forma interfieren con el procesamiento posterior y disminuyen la resistencia a la unión entre las características 202 de plástico y la superficie exterior 208. Dependiendo del tipo específicos de metal y del proceso de formación de metal utilizados para construir el substrato de metal 200, el pre-tratamiento puede involucrar el desengrasamiento, la limpieza alcalina, la limpieza con ácido, el enjuague y/o cualquier otro medio apropiado para remover contaminantes no deseados de las superficies 208 de metal. Además, el desengrasamiento, la limpieza alcalina y la limpieza con ácido del substrato de metal 200 se pueden llevar a cabo con el uso de cualquier reactivo químico comercialmente disponible para el tipo específico de metal utilizado para formar el substrato de metal 200.
La Figura 3B ilustra la segunda etapa, en donde el substrato de metal 200 se muestra después de ser anodizado. Como se muestra, el proceso de anodización provoca que se formen irregularidades 312 en la superficie 208 exterior.
La Figura 3C ¡lustra la tercera etapa 306, en donde por lo menos una porción del substrato de metal 200 queda encerrada dentro del molde 314 de inserto. El molde 314 define una cavidad 316 que está encerrada por la pared de la cavidad del molde 314 y la superficie 208 exterior del substrato de metal 200.
La Figura 3D ilustra la cuarta etapa 308, en donde el material 318 de plástico viscoso no curado se inyecta dentro de la cavidad 316 del molde. Mientras está en un estado líquido, el material 318 de plástico se infiltra en las irregularidades porosas definidas por la superficie 208 exterior. Para ilustrar esto mejor, las irregularidades infiltradas han sido oscurecidas para asi indicar la presencia del material 318 de plástico. Se debe entender que el tipo particular del material 318 de plástico utilizado para formar las estructuras 202 de plástico varía de conformidad con la aplicación particular. Sin embargo, el inventor ha alcanzado buenos resultados con el uso de poliamida, policarbonato, copolímero de estireno de acrilonitrilo-butadieno, sulfuro de polifenilo, polipropileno, tereftalato de polibutileno y tereftalato de polietileno.
Aunque el material 318 de plástico se moldea en la superficie 208 exterior directamente después de que el substrato de metal 200 se anodiza, la superficie 208 exterior puede opcionalmente imprimarse con agentes de acoplamiento o promotores de adhesión antes de que se aplique el material 318 de plástico. Por ejemplo, la superficie 208 exterior se puede imprimar por ejemplo, organosilano, titanato, aluminato, fosfato y/o zirconato.
La Figura 3E ¡lustra la quinta etapa 310 en donde el recinto 100 se muestra removido del molde 314, en donde el material 318 de plástico se curó dentro de la estructura 202 de plástico. Se debe entender que el material 318 de plástico que infiltró las irregularidades 312 durante la etapa de inyección está ahora curado dentro de las irregularidades 312 y por lo tanto, se une mecánicamente con la superficie 208 exterior.
La Figura 4 es un diagrama de flujo que ilustra un método 400 para fabricar una parte híbrida de plástico-metal. En una primera etapa 402, se proporciona el substrato de metal. Entonces, en un segundo paso 404, se proporciona el material de plástico moldeable. Después, en la tercera etapa 406, el substrato de metal se anodiza. Por último, en una cuarta etapa 406, el material moldeable se moldea directamente en el substrato de metal anodizado.
La Figura 5 es un diagrama de flujo que ilustra otro método 500 para fabricar una parte híbrida de plástico-metal. En un primer paso 502, se proporciona el substrato de metal. Después, en la segunda etapa 504, se proporciona el material moldeable. Después, en el tercer paso 506, el substrato de metal se pretrata. En el cuarto paso 508, el substrato de metal se anodiza. Por último, en el quinto paso 406, el material moldeable se moldea directamente en el substrato de metal anodizado.
La Figura 6 es un diagrama de flujo que ilustra otro método 600 para fabricar una parte híbrida de plástico-metal. En el primer paso 602, se proporciona el substrato de metal. En el segundo paso 604, se proporciona el material moldeable. Después, en el tercer paso 606, el substrato de metal se anodiza. Entonces, en el cuarto paso 608, el substrato de metal anodizado se imprima. Por último, en el quinto paso 610, el material moldeable se moldea directamente en el substrato de metal anodizado imprimado.
La Figura 7 es un diagrama de flujo que ¡lustra otro método 700 para fabricar una parte híbrida de plástico-metal. En el primer paso 702, se proporciona un substrato de metal. Después en el segundo paso 704, se proporciona el material moldeable. En el tercer paso 706, el substrato de metal se pretrata. En el cuarto paso 708, el substrato de metal se anodiza. Después, en el quinto paso 710, el substrato de metal anodizado se imprima. Por último, en el sexto paso 712, el material moldeable se moldea directamente en el substrato de metal anodizado imprimado.
La Figura 8 es un diagrama de flujo que ilustra otro método 800 para fabricar una parte híbrida de plástico-metal. En el primer paso 802, se proporciona un substrato de metal. En un segundo paso 804, se proporciona el material moldeable. En el tercer paso 806, el substrato de metal se desengrasa. Después, en el cuarto paso 808, el substrato de metal se limpia con un limpiador alcalino. Después, en un quinto paso 810, el substrato de metal se enjuaga con agua desionizada. En el sexto paso 812, el substrato de metal se limpia con un limpiador ácido. Después, en un séptimo paso 814, el substrato de metal se enjuaga con agua desionizada. Entonces, en un octavo paso 816, el substrato de metal se anodiza. Después, en un noveno paso 818, el substrato de metal anodizado se enjuaga con agua desionizada. Después, en un décimo paso 820, el substrato de metal anodizado se imprima. Por último, en el onceavo paso 822, el material moldeable se moldea directamente en el substrato de metal anodizado imprimado.
La Figura 9 es un diagrama de flujo que ilustra otro método 900 para fabricar una parte híbrida de plástico-metal. En el primer paso 902, se proporciona un substrato de metal de hoja de aluminio 5052. En el segundo paso 904, el substrato de metal se desengrasa. En el tercer paso 906, el substrato de metal se limpia con un limpiador alcalino. Después, en el cuarto paso 908, el substrato de metal se enjuaga con agua desionizada. Después, en el quinto paso 910, el substrato de metal se limpia con un limpiador ácido. Después, en el sexto paso 912, el substrato de metal se enjuaga con agua desionizada. En el séptimo paso 914, el substrato de metal se anodiza en 5% de ácido crómico a 40V por 15 minutos. Después, en un octavo paso 916, el substrato de metal anodizado se enjuaga con agua desionizada. En un noveno paso 918, el substrato de metal anodizado se seca. Después, en el décimo paso 920, el substrato de metal anodizado se sumerge en un baño de solución de agente de acoplamiento de silano por 20 minutos. Después, en un onceavo paso 922, el substrato de metal anodizado se enjuaga con agua desionizada. En el doceavo paso 924, el substrato de metal anodizado se seca. En el treceavo paso 026, el substrato de metal anodizado se coloca en el molde de inyección. Por último en el catorceavo paso 928, el plástico de poliamida-6 se moldea directamente en el substrato de metal anodizado imprimado.
La Figura 10 es un diagrama de flujo que ilustra otro método 1000 para fabricar una parte híbrida de plástico-metal. En un primer paso 1002, se proporciona un substrato de metal de hoja de aluminio 5052. En el segundo paso 1004, el substrato de metal se desengrasa. En el tercer paso 1006, el substrato de metal se limpia con un limpiador alcalino. Después, en el cuarto paso 1008, el substrato de metal se enjuaga con agua desionizada. Después, en un quinto paso 1010, el substrato de metal se limpia con un limpiador ácido. En el sexto paso 1012, el substrato de metal se enjuaga con agua desionizada. En el séptimo paso 1014, el substrato de metal se anodiza en 10% de ácido fosfórico a 15.3V por 15 minutos. Después, en el octavo paso 1016, el substrato de metal anodizado se enjuaga con agua desionizada. Después, en el noveno paso 1018, el substrato de metal anodizado se seca. En el décimo paso 1029, el substrato de metal anodizado se sumerge en un baño de solución de zircoaluminato por 20 minutos. En el onceavo paso 1022, el substrato de metal anodizado se enjuaga con agua desionizada. En el doceavo paso 1024, el substrato de metal anodizado se seca. En el treceavo paso 1026, el substrato de metal anodizado se coloca en el molde de inyección. Por último, en el catorceavo paso 1028, el plástico de sulfuro de polifenilo se moldea directamente en el substrato de metal anodizado imprimado.
La descripción de las modalidades particulares de la presente invención ahora está completa. Muchas de las características descritas se pueden sustituir, alterar u omitir sin apartarse del alcance de la invención. Por ejemplo, los componentes del dispositivo anfitrión alternativo (por ejemplo, teléfonos celulares, PDA, cámaras, etc.) pueden sustituir al recinto 100 de computadora portátil. Como otro ejemplo, otros tipos de partes híbridas de plástico-metal (por ejemplo, placas frontales de interiores automotrices/paneles) pueden sustituir al recinto 100 ejemplificativo antes descrito. Estas y otras desviaciones de las modalidades particulares mostradas serán evidentes para las personas experimentadas en la técnica, en particular en vista de la descripción anterior.

Claims (34)

REIVINDICACIONES
1. Un método para fabricar una parte híbrida de plástico-metal, el método está caracterizado porque comprende: proporcionar un substrato de metal que tiene una primera superficie exterior; proporcionar un material de plástico moldeable; anodizar un substrato de metal para formar irregularidades en por lo menos una porción de la primera superficie exterior del substrato de metal; y formar una estructura de plástico directamente en el substrato de metal al moldear el material de plástico moldeable directamente sobre las irregularidades formadas en la primera superficie exterior del substrato de metal.
2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el substrato de metal es un substrato de hoja de metal estampada.
3. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el substrato de metal está formado de un material seleccionado del grupo que consiste de aluminio, aluminio 5052, aleación de aluminio, titanio, aleación de titanio, magnesio y aleación de magnesio.
4. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el paso de anodizar el substrato de metal incluye anodizar el substrato de metal con el uso de un agente de anodización seleccionado del grupo que consiste de ácido crómico, ácido fosfórico, ácido sulfúrico, ácido oxálico, y ácido bórico.
5. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el paso de moldear el plástico moldeable incluye sobremoldear el plástico moldeable directamente sobre las irregularidades formadas en la primera superficie exterior del substrato de metal.
6. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el paso de moldear el plástico moldeable directamente sobre las irregularidades formadas en la primera superficie exterior del substrato de metal.
7. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material de plástico moldeable se selecciona del grupo que consiste de poliamida, policarbonato, copolímero de estireno de acrilonitrilo-butadieno, sulfuro de polifenilo, tereftalato de polibutileno y tereftalato de polietileno.
8. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material de plástico moldeable es termoplástico.
9. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material de plástico moldeable es un plástico de termofraguado moldeable por transferencia.
10. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende someter el substrato de metal a un proceso de pre-tratamiento antes del paso de anodizar el substrato de metal.
11. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el proceso de pre-tratamiento incluye: aplicar un agente desengrasante en el substrato de metal; aplicar una solución alcalina en el substrato de metal después del paso de aplicar el agente desengrasante en el substrato de metal; enjuagar el substrato de metal con agua desionizada después del paso de aplicar una solución alcalina en el substrato de metal; aplicar una solución ácida en el substrato de metal después del paso de enjuagar el substrato de metal con agua desionizada; y enjuagar el substrato de metal con agua desionizada después del paso de aplicar una solución ácida en el substrato de metal.
12. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el proceso de pre-tratamiento incluye aplicar un agente desengrasante en el substrato de metal.
13. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el proceso de pre-tratamiento incluye aplicar una solución alcalina en el substrato de metal.
14. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el proceso de pre-tratamiento incluye aplicar una solución ácida en el substrato de metal.
15. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende aplicar un material imprimador en la superficie exterior del substrato de metal, en donde se forman las irregularidades, el paso de aplicar el material imprimador en la superficie exterior en el substrato de metal se lleva a cabo después del paso de anodizar el substrato de metal y antes del paso de formar la estructura de plástico en el substrato de metal, el material imprimador se adapta para unirse tanto al substrato de metal y al material de plástico moldeable.
16. El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el material imprimador se selecciona del grupo que consiste de organosilano, titanato, aluminato, fosfato y zirconato.
17. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la estructura de plástico es una característica de sujeción.
18. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la estructura de plástico es un cubo de montaje.
19. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la estructura de plástico es un sujetador de ajuste a presión.
20 El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque: el substrato de metal es una estructura de pared delgada; y una estructura de plástico que es un refuerzo que opera para reforzar la estructura de pared delgada.
21. Una parte híbrida de plástico-metal caracterizada porque comprende: un substrato de metal anodizado que tiene una primera superficie exterior, la primera superficie exterior define irregularidades formadas en la misma mediante anodización; una estructura de plástico moldeada directamente en el substrato de metal anodizado sobre las irregularidades formadas en la primera superficie exterior del substrato de metal, las irregularidades son infiltradas por porciones de la estructura de plástico durante el moldeo de la estructura de plástico, de modo que la estructura de plástico queda unida mecánicamente con el substrato de metal anodizado.
22. La parte híbrida de plástico-metal de conformidad con la reivindicación 21, caracterizada porque el substrato de metal anodizado es una hoja de metal estampada.
23. La parte híbrida de plástico-metal de conformidad con la reivindicación 21, caracterizada porque el substrato de metal está formado de un material seleccionado del grupo que consiste de aluminio, aluminio 5052, aleación de aluminio, titanio, aleación de titanio, magnesio y aleación de magnesio.
24. La parte híbrida de plástico-metal de conformidad con la reivindicación 21, caracterizada porque el substrato de metal se anodiza con el uso de un agente de anodización seleccionado del grupo que consiste de ácido crómico, ácido fosfórico, ácido sulfúrico, ácido oxálico y ácido bórico.
25. La parte híbrida de plástico-metal de conformidad con la reivindicación 21, caracterizada porque la estructura de plástico se sobre-moldea directamente en el substrato de metal anodizado.
26. La parte híbrida de plástico-metal de conformidad con la reivindicación 21, caracterizada porque la estructura de plástico se moldea por inyección directamente en el substrato de metal anodizado.
27. La parte híbrida de plástico-metal de conformidad con la reivindicación 21, caracterizada porque la estructura de plástico está formada de un material seleccionado del grupo que consiste de poliamida, policarbonato, copolímero de estireno de acrilonitrilo-butadieno, sulfuro de polifenilo, polipropileno, tereftalato de polibutileno y tereftalato de polietileno.
28. La parte híbrida de plástico-metal de conformidad con la reivindicación 21, caracterizada porque la estructura de plástico está formada de termoplástico.
29. La parte híbrida de plástico-metal de conformidad con la reivindicación 21, caracterizada porque la estructura de plástico está formada de un plástico de termofraguado de moldeo por transferencia.
30. La parte híbrida de plástico-metal de conformidad con la reivindicación 21, caracterizada porque además comprende una capa de material imprimador formada en las irregularidades, la estructura de plástico se moldea directamente en la capa del material imprimador.
31. La parte híbrida de plástico-metal de conformidad con la reivindicación 30, caracterizada porque el material imprimador se selecciona del grupo que comprende organosilano, titanato, aluminato, fosfato y zirconato.
32. La parte híbrida de plástico-metal de conformidad con la reivindicación 21, caracterizada porque la estructura de plástico es una característica de montaje.
33. La parte híbrida de plástico-metal de conformidad con la reivindicación 21, caracterizada porque la estructura de plástico es una característica de alineación de ensamble.
34. La parte híbrida de plástico-metal de conformidad con la reivindicación 21, caracterizada porque: el substrato de metal es una estructura de alojamiento de pared delgada; y la estructura de plástico es un refuerzo que opera para reforzar la estructura de alojamiento de pared delgada.
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