TW201819146A - 一種金屬樹脂複合體及其製備方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本揭露提供了一種金屬樹脂複合體，該金屬樹脂複合體包括金屬基材，該金屬基材的上表面具有至少一條上表面狹縫，該金屬基材的下表面在該上表面狹縫相對的位置具有至少一條下表面凹槽，該上表面狹縫與該下表面凹槽互相連通；該上表面狹縫中注塑成型有第一注塑樹脂，該下表面凹槽中注塑成型有第二注塑樹脂。本揭露還提供了該金屬樹脂複合體的製備方法以及包含該金屬樹脂複合體的個人電子裝置外殼和個人電子裝置，還有一種金屬樹脂複合體加工件。通過上述技術方案，本揭露使得電子產品整體更具有美感，同時獲得強度高的金屬複合體，並且提高加工的成品率。

Description

一種金屬樹脂複合體及其製備方法和用途
本揭露涉及材料科學領域，具體地，涉及一種金屬樹脂複合體、該金屬樹脂複合體的製備方法以及包含該金屬樹脂複合體的個人電子裝置外殼和個人電子裝置，還有一種金屬樹脂複合體加工件。
對於手機、筆記型電腦、平板電腦等各種可攜式電子通訊裝置，採用金屬外殼比用塑膠外殼具有更美的外觀和更好的質感，同時具有更好的耐磨性能和抗壓性能，因此，採用金屬作為電子通訊裝置的外殼成為今後的一種趨勢。但是現有的天線技術制約著這一趨勢的發展，因為金屬具有電磁屏蔽作用，所以很多廠商依然選擇塑膠外殼作為電子通訊裝置外殼，也有一部分廠商採用塑膠條隔斷金屬的技術避免屏蔽電磁訊號。
採用塑膠條隔斷金屬的技術雖然可以避免屏蔽電磁訊號，但是塑膠條較寬，一般寬度為1~2mm，金屬和塑膠外觀效果不一樣，從外觀上看整個金屬外殼是被寬塑膠條分成幾塊的，沒有外觀一體化效果。
在金屬後殼通過精密加工獲的細小的狹縫（寬度小於1mm）和對狹縫填充膠水，得到可以釋放電磁訊號的天線結構，這種方法可以獲得較好的外觀一體化的效果，但是犧牲了天線處結構的結合強度（結合強度小於15MPa）。
本揭露的目的是提供一種製備方法，該方法採用精密加工方式加工狹縫，狹縫可改善金屬後殼的外觀視覺效果；採用PMH技術進行先後二次注塑製程，獲得高強度（不小於30MPa）和結合效果的狹縫。
為了實現上述目的，一方面，本揭露提供了一種金屬樹脂複合體，該金屬樹脂複合體包括金屬基材，該金屬基材的上表面具有至少一條上表面狹縫，該金屬基材的下表面在該上表面狹縫相對的位置具有至少一條下表面凹槽，該上表面狹縫與該下表面凹槽互相連通；該上表面狹縫中注塑成型有第一注塑樹脂，該下表面凹槽中注塑成型有第二注塑樹脂，該第一注塑樹脂與該第二注塑樹脂選自相同或不同的注塑樹脂，且該下表面凹槽中的該第二注塑樹脂構成能夠支撐該第一注塑樹脂的下表面支撐結構。
另一方面，本揭露提供了一種製備金屬樹脂複合體的方法，其中，該方法包括： S1、在金屬基材的上表面上加工出至少一條上表面狹槽； S2、在該上表面狹槽的槽底加工出至少一開口於該金屬基材的下表面上的排氣孔； S3、在該上表面狹槽中進行第一PMH注塑成型，得到填充有第一注塑樹脂的上表面狹槽； S4、在該金屬基材的下表面在該上表面狹槽相對的位置處去除金屬基材部分直至到達該上表面狹槽的槽底並暴露該第一注塑樹脂，以加工出至少一條下表面凹槽，並且使得該上表面狹槽成為上表面狹縫，而且使得該上表面狹縫與該下表面凹槽互相連通； S5、在該下表面凹槽進行第二PMH注塑成型，得到填充有第二注塑樹脂的下表面凹槽；該下表面凹槽中的該第二注塑樹脂形成能夠支撐該第一注塑樹脂的下表面支撐結構； 該第一注塑樹脂與該第二注塑樹脂選自相同或不同的注塑樹脂。
再一方面，本揭露提供了如上所述的方法製備得到的金屬樹脂複合體。
再一方面，本揭露還提供了一種個人電子裝置外殼，該外殼中含有如上所述的金屬樹脂複合體。
再一方面，本揭露還提供了一種個人電子裝置，該個人電子裝置包括個人電子裝置內核元件和如上所述的個人電子裝置外殼。
再一方面，本揭露還提供了一種金屬樹脂複合體加工件，其特徵在於，該金屬樹脂複合體加工件包括金屬基材，該金屬基材的上表面具有至少一條上表面狹槽，該上表面狹槽的槽底具有至少一開口於該金屬基材的下表面上的排氣孔。
通過上述技術方案，本揭露通過精密加工和二次注塑的方式，也就是首先在基材的外表加工狹縫的區域，然後進行第一次PMH注塑，接著對狹縫下面的金屬基材銑去，留出空位，並進行第二次PMH注塑填補銑出來的空位，對金屬基材加工排氣孔，排氣孔與狹縫完全貫通。這樣的排氣結構，有利於金屬殼體在注塑程序中狹縫排氣排渣，增強金屬與塑膠的結合力。此外，這種金屬樹脂複合體能夠使得電子產品整體更具有美感，同時獲得強度高的金屬複合體，並且提高加工的成品率。
本揭露的其他特徵和優點將在隨後的具體實施方式部分予以詳細說明。
以下結合附圖對本揭露的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用於說明和解釋本揭露，並不用於限制本揭露。
在本揭露中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如“上、下、左、右”通常是指按照第1圖所示的圖面方向。該金屬樹脂複合體的內表面定義為將金屬樹脂複合體用於通訊裝置的金屬外殼中時，金屬外殼朝向通訊裝置內部的表面。可以理解的是，金屬外殼的外表面定義為將其用於通訊裝置中時，金屬外殼朝向外界的表面。
本揭露提供了一種金屬樹脂複合體，該金屬樹脂複合體包括金屬基材，該金屬基材的上表面具有至少一條上表面狹縫，該金屬基材的下表面在該上表面狹縫相對的位置具有至少一條下表面凹槽，該上表面狹縫與該下表面凹槽互相連通；該上表面狹縫中注塑成型有第一注塑樹脂，該下表面凹槽中注塑成型有第二注塑樹脂，該第一注塑樹脂與該第二注塑樹脂選自相同或不同的注塑樹脂，且該下表面凹槽中的該第二注塑樹脂構成能夠支撐該第一注塑樹脂的下表面支撐結構。
其中，該上表面狹縫相對的位置指的是該上表面狹縫投影在該金屬樹脂複合體的下表面上的位置。該金屬樹脂複合體在用於電子裝置中作為殼體時，所示上表面狹縫處於“狹縫的區域”內，所示“狹縫的區域”殼體上與電子裝置的天線相對應的區域。另外，對於該“狹縫的區域”的大小，本領域技術人員可以根據電子裝置的天線的設置範圍進行適當地選擇。
其中，該上表面狹縫中的該第一次注塑樹脂和該下表面凹槽中的該第二次注塑樹脂間可以觀察到具有介面。第一次注塑樹脂和第二次注塑樹脂之間的介面可以在切面上通過肉眼或顯微鏡觀察到，例如第2圖所示，該介面形成的原因可能是注塑次序不同或注塑具體成型參數的不同。
其中，該金屬基材的上表面可以具有至少一上表面狹縫組，該上表面狹縫組可以包括至少二條上表面狹縫；該上表面狹縫組中的至少二條上表面狹縫可以分別與該下表面支撐結構連通。
其中，該上表面狹縫的尺寸可以是本領域中常用的尺寸，例如該上表面狹縫的深度可以為0.1-3mm，較佳為0.1-1.5mm，該金屬基材的厚度可以為0.1-9mm。該上表面狹縫的寬度可以為0.1mm-1mm；該上表面狹縫的長度可以為2-300mm，較佳為60-150mm；相鄰兩條該上表面平行狹縫的之間的間距可以為0.1-30mm，較佳為0.5-15mm。
其中，該金屬基材的上表面可以具有至少二上表面狹縫組。另外，狹縫的條數和形狀沒有特別的限定，只要能夠實現通訊即可。該上表面狹縫之間可以互相平行或者相交，該上表面狹縫的形狀可以為直線狀、波浪狀或鋸齒狀，該上表面狹縫的截面形狀可以為矩形或梯形。
其中，該金屬基材的材料可以為常規的各種能夠用於電子裝置外殼的金屬材料，例如可以選自鋁、鎂、鐵、鈦、鈦合金、鋁合金和不鏽鋼中的至少一種。
其中，該注塑樹脂沒有特別的要求，例如可以選自聚乙烯、聚丙烯、聚縮醛、聚苯乙烯、改性聚苯醚、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚、聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚醚醯亞胺、聚碸、聚醚碸、聚醚酮、聚醚醚鎂、聚碳酸酯、聚醯胺和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一種或多種。
其中，根據本揭露的一種較佳實施方式，為了美觀的目的，該金屬樹脂複合體還可以包括覆蓋在該金屬基材的上表面和該上表面狹縫的開口上的裝飾層。
其中，該裝飾層可以選自陽極氧化層、微弧氧化層、電泳層和噴塗塗層中的至少一種。該塗層的厚度可以為5-60μm。
其中，根據本揭露的一種較佳實施方式，該注塑樹脂中還可以含有填料，該填料為玻璃纖維和/或碳纖維。在該較佳實施方式中，可以進一步增強增加該注塑樹脂的強度。
其中，以該注塑樹脂的總重量計算，該填料的含量可以為10-50重量%。
另一方面，本揭露還提供了一種製備金屬樹脂複合體的方法，其中，該方法包括： S1、在金屬基材的上表面上加工出至少一條上表面狹槽； S2、在該上表面狹槽的槽底加工出至少一開口於該金屬基材的下表面上的排氣孔； S3、在該上表面狹槽中進行第一PMH注塑成型，得到填充有第一注塑樹脂的上表面狹槽； S4、在該金屬基材的下表面在該上表面狹槽相對的位置處去除金屬基材部分直至到達該上表面狹槽的槽底並暴露該第一注塑樹脂，以加工出至少一條下表面凹槽，並且使得該上表面狹槽成為上表面狹縫，而且使得該上表面狹縫與該下表面凹槽互相連通； S5、在該下表面凹槽進行第二PMH注塑成型，得到填充有第二注塑樹脂的下表面凹槽；該下表面凹槽中的該第二注塑樹脂形成能夠支撐該第一注塑樹脂的下表面支撐結構； 該第一注塑樹脂與該第二注塑樹脂選自相同或不同的注塑樹脂。
上述方法通過精密加工和二次注塑的方式，也就是首先在基材的外表加工狹縫的區域，對金屬基材加工排氣孔，排氣孔與狹縫完全貫通，這樣的排氣結構，有利於金屬殼體在注塑程序中狹縫排氣排渣，增強金屬與塑膠的結合力，然後採用一次注塑，接著對狹縫下面的金屬基材銑去，留出空位，並進行二次注塑填補銑出來的空位，金屬樹脂複合體使得電子產品整體更具有美感，同時獲得強度高的金屬複合體，並且提高加工的成品率。
其中，根據本揭露的一種較佳實施方式，該方法還包括：在步驟S5之後，進行步驟S6的操作： S6、在該金屬基材的上表面和該上表面狹縫的開口上形成裝飾層。
其中，步驟S1中，在金屬基材的上表面上可以加工出至少一上表面狹縫組，該上表面狹縫組可以包括至少二條上表面狹縫；並且，在步驟S4中使得該上表面狹縫組中的至少二條上表面狹縫分別與該下表面支撐結構連通。
其中，該金屬基材的厚度可以為0.1-9mm，加工的條件使得該上表面狹縫的深度為0.1-3mm，還可以使得該上表面狹縫的寬度可以為0.1mm-1mm；還可以使得該上表面狹縫的長度可以為2-300mm，較佳為60-150mm；還可以使得相鄰兩條該上表面平行狹縫的之間的間距可以為0.1-30mm，較佳為0.5-15mm。
其中，加工的條件可以使得該金屬基材的上表面具有至少二上表面狹縫組；該上表面狹縫之間可以互相平行或者相交，該上表面狹縫的形狀可以為直線狀、波浪狀或鋸齒狀，該上表面狹縫的截面形狀可以為矩形或梯形。
其中，對於該狹縫的區域的大小，本領域技術人員可以根據通訊裝置的天線的設置範圍進行適當地選擇。
根據本揭露，在加工出該上表面狹槽後第一注塑成型前，對金屬基材加工排氣孔，排氣孔數量是一組或者多組，排氣孔可以是矩形，多邊形、橢圓形或者其他形狀，排氣孔間的距離可以相同或者不同，排氣孔與狹縫完全貫通，這樣的排氣結構，有利於金屬殼體在注塑程序中狹縫排氣排渣，增強金屬基材與塑膠的結合力。本揭露中，該氣孔可以為矩形形狀，氣孔長可以為3-10mm，寬可以為0.8-5mm，排氣孔間距可以為3-20mm，較佳地，氣孔長4-6mm，寬0.8-1.5mm，排氣孔間距8-14mm。其中，該上表面狹槽的槽底的總面積與該排氣孔在該表面狹槽的槽底的開口總面積的比例可以為100：（0.5-10）。
其中，該金屬基材的材料選自鋁、鎂、鐵、鈦、鈦合金、鋁合金和不鏽鋼中的至少一種；該注塑樹脂可以選自聚乙烯、聚丙烯、聚縮醛、聚苯乙烯、改性聚苯醚、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚、聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚醚醯亞胺、聚碸、聚醚碸、聚醚酮、聚醚醚鎂、聚碳酸酯、聚醯胺和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一種或多種。
其中，該第一注塑成型的條件和該第二注塑成型的條件可以各自獨立地包括：模具溫度為50-310℃，噴嘴溫度為200-450℃，保壓時間為1-50s，射出壓力為50-300MPa，射出時間為1-30s，冷卻時間為1-60s。
其中，該第一注塑成型的條件和該第二注塑成型的條件可以使得形成樹脂的厚度為0.4-10mm。
其中，加工出該上表面狹槽、加工出該排氣孔和加工出該下表面凹槽的操作各自獨立地通過鐳射加工、電子束加工、水切割加工、CNC加工和蝕刻加工中的至少一種完成。
採用上述各種方法進行加工時，其具體操作和條件是先前技術中常用的，例如，該鐳射切割條件為：功率為50-200W，切割速度為10-5000mm/s，鐳射頻率為10-200kHz，輸出波長為250-1064nm。通過上述鐳射切割的方法形成的狹縫寬度通常在10-100μm。
例如，該電子束切割方法為：在真空度為10-3 -10-4 Pa的環境中，在電流為5-10mA，功率密度為106 -108 W/cm2 的條件下進行切割。通過上述電子束切割的方法形成的狹縫寬度通常在30-150μm。
例如，該CNC加工的條件為：進給速度：200-600mm/min；進給量：10-40μm。通過上述CNC加工的方法形成的狹縫寬度通常在0.2mm-1mm。
本揭露中，可以對金屬基材進行前處理。前處理是為本領域技術人員常用的對金屬表面進行的前處理工序，一般包括進行機械打磨或研磨除去表面明顯的異物，然後對金屬表面黏附的加工油進行脫脂、清洗。較佳地，前處理包括對金屬基材進行打磨處理，例如；採用100-600目的砂紙或者將其放入拋光機內對金屬基材進行打磨，使得金屬基材產生微米級孔或坑。然後依次進行除油、第一水洗、鹹洗、第二水洗、中和、第三水洗等步驟，用本領域技術人員常用的各種試劑在超音波中清洗金屬，清洗時間為10min-2h，去除金屬基材表面的油污；然後將金屬基材放置於酸/鹼性水溶液中超音清洗金屬表面，例如：可以為氫氧化鈉、硫酸等。本揭露中，優先用洗潔精清洗金屬油污後再浸入30-70g/L、溫度50-80℃的氫氧化鈉水溶液中進行鹹蝕，1-10min後取出用去離子水沖洗乾淨，經由前處理可以增加金屬基材的表面粗糙度。通過上述前處理，可至少在該金屬基材的狹縫區域的內表面具有複數微坑，從而能夠注塑得到的塑膠層和金屬的緊密性。
在本揭露中，可以通過PMH技術進行該第一注塑成型和該第二注塑成型。該PMH技術即為聚合物金屬組合成形技術，一般是指以金屬做基板，金屬表面形成大量的奈米腐蝕孔和微米腐蝕孔，在其表面注入高分子材料的熔體，熔體沿著空間逐漸填充，並進入奈米孔和微米孔，逐漸冷卻，在參數選擇合適的情況下完成填充並與基體組合成金屬複合體結構。金屬表面的奈米腐蝕孔，可以通過化學或者電化學的方法得到，奈米孔的孔徑範圍為10-100nm，腐蝕孔的深度為1μm-10μm。本發明中，優先將鋁合金金屬作為陽極放入含有20wt%濃度的硫酸陽極氧化槽中，於16V電壓、18℃下電解腐蝕鋁合金8分鐘，水洗烘乾，烘烤溫度是80℃，持續5分鐘。
其中，該第一注塑成型的注塑方向可以為垂直於該金屬基材表面注入第一注塑樹脂，使得第一注塑樹脂由上向下進入該上表面狹槽。
其中，該第二注塑成型的注塑方向可以為平行於該金屬基材下表面注入第二注塑樹脂，使得第二注塑樹脂沿著該金屬基材下表面的方向進入該下表面凹槽。
其中，步驟S6中，形成該裝飾層的方法可以包括陽極氧化、微弧氧化、電泳和噴塗中的至少一種。
該陽極氧化條件可以本領域所公知的條件，例如可以為：以濃度為150-210g/L的硫酸作為槽液，電壓為10-25V，電流密度為1-2A/dm2 ，溫度為10-22℃，陽極氧化時間為20-60min，封孔槽液（成分例如為NiSO4 水溶液）濃度為1-10g/L，封孔溫度為50-95℃，封孔時間為10-50min。通過上述陽極氧化方法形成的裝飾層厚度通常為5-50μm。
該微弧氧化條件可以本領域所公知的條件，例如可以為：pH為6-12，電壓為0-800V，電流密度為1-10A/dm2 ，溫度為15-60℃，時間為10-60min，封孔槽液為純水，封孔溫度為70-90℃，封孔時間為1-10min。通過上述微弧氧化方法形成的裝飾層厚度通常為10-50μm。
該電泳條件可以本領域所公知的條件，例如可以為：陰極電泳：電壓為20-60V，pH為4-6，溫度為15-30℃，時間為20-60s；陽極電泳：電壓為40-100V，pH為6-8，溫度為15-30℃，時間為40-90s；烘烤溫度為120-200℃，烘烤時間為30-60min。通過上述電泳方法形成的裝飾層厚度通常為5-35μm。
通過噴塗形成該裝飾層，該噴塗條件可以本領域所公知的條件，例如可以為：靜電高壓：60-90kV；靜電電流：10-20μA；流速壓力：0.3-0.55Mpa；霧化壓力：0.33-0.45Mpa；輸送速度：4.5-5.5m/min；固化溫度：150-220o C；固化時間：30-180min。通過上述噴塗形成的裝飾層厚度通常為10-60μm。
其中，根據本揭露特別較佳的一種實施方式，該注塑樹脂中還含有填料。該填料可以為玻璃纖維和/或碳纖維。以該注塑樹脂的總重量計算，該填料的含量可以為10-50重量%。該填料可以通過本領域常規的方式摻入到該注塑樹脂中，例如通過螺桿擠壓的方式摻入到該注塑樹脂中，然後進行注塑。
另一方面，本揭露還提供了所述的方法製備得到的金屬樹脂複合體。
另一方面，本揭露還提供了一種個人電子裝置外殼，該外殼中含有如上所述的金屬樹脂複合體。
另一方面，本揭露還提供了一種個人電子裝置，該個人電子裝置包括個人電子裝置內核元件和如上所述的個人電子裝置外殼。
另一方面，本揭露還提供了一種金屬樹脂複合體加工件，該金屬樹脂複合體加工件包括金屬基材，該金屬基材的上表面具有至少一條上表面狹槽，該上表面狹槽的槽底具有至少一開口於該金屬基材的下表面上的排氣孔。其中，該金屬樹脂複合體加工件可以作為該金屬樹脂複合體加工程序中的半成品。
以下通過實施例進一步詳細說明本發明。 實施例1 1. 狹縫精密加工
採用精密CNC在鋁合金外表面加工狹縫，鋁合金材料是6013，厚度是5.1毫米。加工兩組狹縫，刀頭直徑0.35毫米，加工轉速300 r/min，加工走速0.2 mm/min。狹縫組內共4條狹縫，長度均為80毫米，寬度為0.35毫米，厚度為1.1毫米，間距為1毫米，狹縫形狀為直線形，得到外殼A11。 2. CNC加工排氣槽
然後對狹縫下面的金屬基材銑去，得到五組排氣孔，氣孔與狹縫相通，氣孔長4.4毫米，寬1.1毫米，排氣孔間距10毫米。 3. 一次PMH注塑固定狹縫
產品經前處理後，將所得外殼進行一次PMH注塑，注塑含有40%玻璃纖維的PBT樹脂，作為塑膠支撐件，得到加固後的外殼A12。其中，模具溫度140℃，噴嘴溫度:260℃，保壓時間：15s，射出壓力：120MPa，射出時間：1s，冷卻時間15s，形成樹脂的厚度為1.1mm。 4. CNC加工和二次PMH注塑
對狹縫下面的金屬基材銑去，留出一些空位，空位長度77毫米，深度4毫米。再對上述空位進行二次PMH注塑，注塑含有40%玻璃纖維的PBT樹脂，注塑的條件為模具溫度140℃，噴嘴溫度:260℃，保壓時間：12s，射出壓力：115MPa，射出時間：0.8s，冷卻時間12s，形成樹脂的厚度為2.1毫米。得到二次注塑加固的外殼A13。 5. 表面裝飾處理
將上述經過注塑支撐件加固後的外殼A13進行鹹蝕、水洗、酸洗、水洗處理以去除表面油脂和雜質，之後浸入硫酸濃度為180g/L H2SO4水溶液的電解槽中，以A13作為陽極，不鏽鋼板作為陰極，在電壓為14V、電流密度為1A/dm2、溫度為11℃的條件下陽極氧化45min，完成陽極氧化後取出並超音清洗10min，避免狹縫處藏酸影響後續著色。得到陽極氧化後的外殼A14。
將上述外殼A14浸入已配製好的染液中染色10min，該酸性染液濃度為5g/L，PH值為5.5，染液溫度調節至50℃，完成後取出並清洗乾淨。得到染色後的外殼A25。
將上述外殼A25在封孔劑（NiSO4水溶液，濃度為10g/L）中浸漬20min，溫度為95℃，完成封孔後用90℃的純水清洗乾淨，並在60℃條件下烘烤15min。得到厚度為20um的表面裝飾塗層。
最終得到全金屬外殼產品A1。 實施例2 1. 狹縫精密加工
採用鐳射切割機（華工鐳射生產的型號為LCY20雷射器，波長1064 nm）在鋁合金上加工狹縫，其中鋁合金厚度為5.1毫米，鋁合金型號為6013。該狹縫寬度為50微米，長度為80毫米，加工條數為4條，狹縫間距為0.8毫米。鐳射加工的功率為60 W，速度為20 mm/s，頻率為1.5kHz。得到樣品B11。 2. CNC加工排氣槽
然後對狹縫下面的金屬基材銑去，得到五組排氣孔，氣孔與狹縫相通，氣孔長4.4毫米，寬1.6毫米，排氣孔間距10毫米。 3. 一次PMH注塑固定狹縫
產品經前處理後，將上述所得外殼進行一次PMH注塑，注塑含有30%玻璃纖維的PBT樹脂，作為塑膠支撐件，得到加固後的外殼B12。其中，模具溫度140℃，噴嘴溫度:260℃，保壓時間：18s，射出壓力：110MPa，射出時間：1s，冷卻時間15s，形成樹脂的厚度為1.1mm。 4. CNC加工和二次PMH注塑
對狹縫下面的金屬基材銑去，留出一些空位，空位長度77毫米，深度4mm。再對上述空位進行二次PMH注塑，注塑含有30%玻璃纖維的PBT樹脂，注塑的條件為模具溫度140℃，噴嘴溫度:260℃，保壓時間：12s，射出壓力：115MPa，射出時間：0.8s，冷卻時間12s，形成樹脂的厚度為2.1mm。得到二次注塑加固的外殼B13。 5. 表面裝飾處理
外殼B13經陽極氧化和染色處理，得到金屬外殼B2。 對比例1 1. 狹縫精密加工
採用精密CNC在鋁合金上加工狹縫，鋁合金材料是6013，厚度是0.8毫米。加工兩組狹縫，刀頭直徑0.35毫米，加工轉速300 r/min，加工走速0.2 mm/min。狹縫組內共4條狹縫，長度均為80毫米，寬度為0.35毫米，厚度為0.8毫米，間距為1毫米，狹縫形狀為直線形，得到外殼DS11。 2. 一次PMH注塑
產品經前處理後，將所得外殼進行一次PMH注塑，注塑含有40%玻璃纖維的PBT樹脂，作為塑膠支撐件，得到加固後的外殼DS12。其中，注塑的條件為模具溫度140℃，噴嘴溫度:260℃，保壓時間：18s，射出壓力：125MPa，射出時間：0.8s，冷卻時間12s，形成樹脂的厚度為2毫米。得到金屬外殼DS1。 對比例2 1. 狹縫精密加工
採用精密CNC在鋁合金上加工狹縫，鋁合金材料是6013，厚度是1.1毫米。加工兩組狹縫，刀頭直徑0.5毫米，加工轉速400 r/min，加工走速0.25 mm/min。狹縫組內共4條狹縫，長度均為80毫米，寬度為0.5毫米，厚度為1.1毫米，間距為1毫米，狹縫形狀為直線形，得到外殼DS21。 2. 一次PMH注塑
上述產品經前處理，將所得外殼進行一次PMH注塑，注塑含有40%玻璃纖維的PBT樹脂，作為塑膠支撐件，得到加固後的外殼DS22。其中，模具溫度140℃，噴嘴溫度:260℃，保壓時間：15s，射出壓力：110MPa，射出時間：1s，冷卻時間15s，形成樹脂的厚度為2毫米。得到金屬外殼DS2。 對比例3 1. 狹縫精密加工
採用精密CNC在鋁合金上加工狹縫，鋁合金材料是6013，厚度是1.1毫米。加工兩組狹縫，刀頭直徑0.3毫米，加工轉速250 r/min，加工走速0.2 mm/min。狹縫組內共3條狹縫，長度均為80毫米，寬度為0.3毫米，厚度為1.1毫米，間距為0.6毫米，狹縫形狀為直線形，得到外殼DS31。 2. 膠水填充固化
將上述所得狹縫用點膠機填充液態膠水，點膠機速度是10mm/s，點膠壓力是0.6kPa，點膠嘴直徑是0.6mm，產品點膠完成後，靜置10分鐘，將產品放入烤箱中120℃烘烤1小時後，膠水固化。 3.產品表面CNC加工減薄處理
上述固化產品的外觀面經CNC製程減去0.2mm，得到金屬外殼DS3。 實施例1和2以及對比例1-3的狹縫寬度和金屬複合體成型方式如表1所示。 表1 實施例1和2以及對比例1-3的結果顯示：
A1精密CNC加工的狹縫無缺角，無堵塞現象，僅加工一次即可成功。第一次注塑狹縫不變形，二次注塑後，狹縫無塑膠缺膠，變形情況，外觀和結合效果良好。
第1圖是A1的外殼狹縫處的剖視圖。其中，金屬外殼1的上表面上具有一次注塑形成狹縫2，一次注塑形成狹縫對應的下表面上具有二次注塑形成塑膠支撐件3，金屬外殼1的上表面上和狹縫2開口上具有裝飾層。
第2圖是A1產品的光學顯微分析圖，倍數是200倍。第2圖中顯示了金屬外殼21，一次注塑形成狹縫22和二次注塑形成塑膠支撐件23，第2圖中狹縫的一次注塑的玻纖垂直於圖片所在的面，而二次注塑的玻纖大致平行於圖片所在的面；第2圖中狹縫的一次注塑狹縫區域和第2圖中二次注塑支撐區域存在較為清晰的介面。
B2精密鐳射加工的狹縫通透，無堵塞現象，僅加工一次即可成功。通過鐳射加工的方式，可以得到更小寬度的狹縫。
DS1產品在一次注塑成型時，多次出現產品狹縫被擠壓變形的不良現象，良率較低。
DS2產品在一次成型時，多次出現產品內腔塑膠填充缺料缺角的現象，內腔結構不飽滿，良率較低。 測試實施例1
對實施例1的A1進行拉拔力測試，具體地，鋁金屬與塑膠（PBT,40GF）PMH拼接成型得到測試樣條（黏結面積是75mm2 ），並進行拉拔力測試，測試結果如表2所示： 表2
對對比例3的DS3進行拉拔力測試，具體地，鋁金屬樣條黏結合膠水，黏結面積是90mm2 ，並進行拉拔力測試，測試結果如表3所示： 表3
DS3產品通過膠水填充固化和CNC減薄的方式，可得到狹縫內腔填充完整的結構，但是金屬與膠水的結合強度較本揭露的金屬樹脂複合體的強度低。
以上結合附圖詳細描述了本揭露的優選實施方式，但是，本揭露並不限於上述實施方式中的具體細節，在本揭露的技術構思範圍內，可以對本揭露的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬於本揭露的保護範圍。
另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特徵，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重複，本揭露對各種可能的組合方式不再另行說明。
此外，本揭露的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本揭露的思想，其同樣應當視為本揭露所揭露的內容。
1、21‧‧‧金屬外殼
2、22‧‧‧一次注塑形成狹縫
3、23‧‧‧二次注塑形成塑膠支撐件
4‧‧‧裝飾層
附圖是用來提供對本揭露的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用於解釋本揭露，但並不構成對本揭露的限制。在附圖中： 第1圖是採用本發明得到的外殼狹縫處的剖視圖。 第2圖是實施案例金屬複合體的光學顯微分析圖，放大倍數是200倍。

Claims (25)

  1. 一種金屬樹脂複合體，其特徵在於，該金屬樹脂複合體包括一金屬基材，該金屬基材的上表面具有至少一條上表面狹縫，該金屬基材的下表面在該上表面狹縫相對的位置具有至少一條下表面凹槽，該上表面狹縫與該下表面凹槽互相連通；該上表面狹縫中注塑成型有一第一注塑樹脂，該下表面凹槽中注塑成型有一第二注塑樹脂，該第一注塑樹脂與該第二注塑樹脂選自相同或不同的一注塑樹脂，且該下表面凹槽中的該第二注塑樹脂構成能夠支撐該第一注塑樹脂的一下表面支撐結構。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的金屬樹脂複合體，其中，該金屬基材的上表面具有至少一上表面狹縫組，該上表面狹縫組包括至少二條上表面狹縫；該上表面狹縫組中的至少二條上表面狹縫分別與該下表面支撐結構連通。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的金屬樹脂複合體，其中，該上表面狹縫的寬度為0.1mm-1mm。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的金屬樹脂複合體，其中，該上表面狹縫的深度為0.1-3mm，該金屬基材的厚度為0.1-9mm。
  5. 如申請專利範圍第2項所述的金屬樹脂複合體，其中，該金屬基材的上表面具有至少二上表面狹縫組；該上表面狹縫之間互相平行或者相交，該上表面狹縫的形狀為直線狀、波浪狀或鋸齒狀，該上表面狹縫的截面形狀為矩形或梯形。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的金屬樹脂複合體，其中，該金屬基材的材料選自鋁、鎂、鐵、鈦、鈦合金、鋁合金和不鏽鋼中的至少一種；該注塑樹脂選自聚乙烯、聚丙烯、聚縮醛、聚苯乙烯、改性聚苯醚、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚、聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚醚醯亞胺、聚碸、聚醚碸、聚醚酮、聚醚醚鎂、聚碳酸酯、聚醯胺和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一種或多種。
  7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的金屬樹脂複合體，其中，該金屬樹脂複合體還包括覆蓋在該金屬基材的上表面和該上表面狹縫的開口上的一裝飾層。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的金屬樹脂複合體，其中，該裝飾層選自陽極氧化層、微弧氧化層、電泳層和噴塗塗層中的至少一種。
  9. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的金屬樹脂複合體，其中，該注塑樹脂中還含有一填料，該填料為玻璃纖維和/或碳纖維。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的金屬樹脂複合體，其中，以該注塑樹脂的總重量計算，該填料的含量為10-50重量%。
  11. 一種製備金屬樹脂複合體的方法，其中，該方法包括： S1、在一金屬基材的上表面上加工出至少一條上表面狹槽； S2、在該上表面狹槽的槽底加工出至少一開口於該金屬基材的下表面上的一排氣孔； S3、在該上表面狹槽中進行一第一PMH注塑成型，得到填充有一第一注塑樹脂的上表面狹槽； S4、在該金屬基材的下表面在該上表面狹槽相對的位置處去除金屬基材部分直至到達該上表面狹槽的槽底並暴露該第一注塑樹脂，以加工出至少一條下表面凹槽，並且使得該上表面狹槽成為一上表面狹縫，而且使得該上表面狹縫與該下表面凹槽互相連通； S5、在該下表面凹槽進行一第二PMH注塑成型，得到填充有一第二注塑樹脂的一下表面凹槽；該下表面凹槽中的該第二注塑樹脂形成能夠支撐該第一注塑樹脂的一下表面支撐結構； 該第一注塑樹脂與該第二注塑樹脂選自相同或不同的一注塑樹脂。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的方法，其中，該方法還包括：在步驟S5之後，進行步驟S6的操作： S6、在該金屬基材的上表面和該上表面狹縫的開口上形成一裝飾層。
  13. 如申請專利範圍第11項所述的方法，其中，步驟S1中，在金屬基材的上表面上加工出至少一上表面狹縫組，該上表面狹縫組包括至少二條上表面狹縫；並且，在步驟S4中使得該上表面狹縫組中的至少二條上表面狹縫分別與該下表面支撐結構連通。
  14. 如申請專利範圍第11項至第13項中任一項所述的方法，其中，該金屬基材的厚度為0.1-9mm，加工的條件使得該上表面狹縫的深度為0.1-3mm，寬度為0.1mm-1mm。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的方法，其中，加工的條件使得該金屬基材的上表面具有至少二上表面狹縫組；該上表面狹縫之間互相平行或者相交，該上表面狹縫的形狀為直線狀、波浪狀或鋸齒狀，該上表面狹縫的截面形狀為矩形或梯形。
  16. 如申請專利範圍第11項至第13項中任一項所述的方法，其中，該上表面狹槽的槽底的總面積與該排氣孔在該表面狹槽的槽底的開口總面積的比例為100：（0.5-10）。
  17. 如申請專利範圍第11項至第13項中任一項所述的方法，其中，該金屬基材的材料選自鋁、鎂、鐵、鈦、鈦合金、鋁合金和不鏽鋼中的至少一種；該注塑樹脂選自聚乙烯、聚丙烯、聚縮醛、聚苯乙烯、改性聚苯醚、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚、聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚醚醯亞胺、聚碸、聚醚碸、聚醚酮、聚醚醚鎂、聚碳酸酯、聚醯胺和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一種或多種。
  18. 如申請專利範圍第11項至第13項中任一項所述的方法，其中，該第一注塑成型的條件和該第二注塑成型的條件各自獨立地包括：模具溫度為50-310℃，噴嘴溫度為200-450℃，保壓時間為1-50s，射出壓力為50-300MPa，射出時間為1 -30s，冷卻時間為1-60s。
  19. 如申請專利範圍第11項至第13項中任一項所述的方法，其中，加工出該上表面狹槽、加工出該排氣孔和加工出該下表面凹槽的操作各自獨立地通過鐳射加工、電子束加工、水切割加工、CNC加工和蝕刻加工中的至少一種完成。
  20. 如申請專利範圍第12項所述的方法，其中，步驟S6中，形成該裝飾層的方法包括陽極氧化、微弧氧化、電泳和噴塗中的至少一種。
  21. 如申請專利範圍第11項至第13項中任一項所述的方法，其中，該注塑樹脂中還含有一填料，該填料為玻璃纖維和/或碳纖維；以該注塑樹脂的總重量計算，該填料的含量為10-50重量%。
  22. 如申請專利範圍第11項至第21項中任一項所述的方法製備得到的一金屬樹脂複合體。
  23. 一種個人電子裝置外殼，其特徵在於，該外殼中含有申請專利範圍第1項至第10項和第22項中任一項所述的金屬樹脂複合體。
  24. 一種個人電子裝置，其特徵在於，該個人電子裝置包括一個人電子裝置內核元件和申請專利範圍第23項所述的個人電子裝置外殼。
  25. 一種金屬樹脂複合體加工件，其特徵在於，該金屬樹脂複合體加工件包括一金屬基材，該金屬基材的上表面具有至少一條上表面狹槽，該上表面狹槽的槽底具有至少一開口於該金屬基材的下表面上的一排氣孔。
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