TWI638711B - ３ｃ電子產品防水結構一體成型製作方法及製作設備 - Google Patents

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Abstract

本發明公開了3C電子產品防水結構一體成型製作方法和製作設備，該方法包括以下步驟：將預定量之固態矽膠原料放入注料孔中；擠壓所述注料孔中之固態矽膠原料使之流動，並透過進膠通道流入放置有產品之模具內之防水結構型腔中；使流動性固態矽膠原料於所述模具內受高溫而發生硫化反應，最終於產品上一體成型為矽膠防水結構件。

Description

3C電子產品防水結構一體成型製作方法及製作設備
本發明關於消費電子產品之外殼製作，尤其係指一種3C電子產品防水結構一體成型製作方法及製作設備。
3C電子產品(電腦(Computer)、通訊(Communication)和消費電子產品(Consumer Electronic))之防水結構之製備，一般是利用塗膠粘接、超聲焊接等方法，於塑膠結構件上之槽或肋部上，設置一圈矽膠防水圈，或利用塑膠和TPU雙色成型之方法形成矽膠防水圈。塗膠粘接、超聲焊接等方法由於中間需要手工操作，其裝配之精度、穩定性無法保證，防水效果亦不好。塑膠和TPU雙色成型之方法則由於TPU材料現硬度太高，成型產品之防水等級有較大之限制。另一防水結構之製備方法為液態矽膠成型，這種製備方法形成之矽膠防水結構防水性能穩定，然，由於液態矽膠之高流動性，易出現產品外觀面壓 傷，矽膠容易溢膠等不良而影響防水性能及良品率，同時成型設備價格昂貴，還需要配備A劑與B劑之混料系統，生產成本高，良品率難以提升。
傳統固態矽膠之工藝常用於製造純矽膠或者與其他原料混合之產品，通常為於熱壓模具內填裝好之固態矽膠等材料之後直接進行熱壓。傳統熱壓成型機台結構簡單，設備精度底，所製作之產品品質粗糙，無法製造複雜高精度產品，不能用於製作3C電子產品之矽膠防水結構件。
有鑒於此，有必要提供一種3C電子產品防水結構一體成型製作方法及製作設備。
一種3C電子產品防水結構一體成型製作方法，包括以下步驟：將預定量之固態矽膠原料放入注料孔中；擠壓所述注料孔中之固態矽膠原料使之流動，並藉由進膠通道流入放置有產品之模具內之防水結構型腔中；以及使流動性固態矽膠原料於所述模具內受高溫而發生硫化反應，最終於產品上一體成型為矽膠防水結構件。
一種3C電子產品防水結構一體成型製作設備，包括具有上模部分和下模部分之模具，所述上模部分和所述下模部分合攏時形成放置產品之產品型腔和與所述 產品型腔相連、用在於產品上形成防水結構之防水結構型腔，所述上模部分開設有固態矽膠原料注料孔，所述注料孔經進膠通道連通所述防水結構型腔，所述模具上設置有與所述注料孔相配合之壓料設備，所述壓料設備用於擠壓所述注料孔中之固態矽膠原料使其產生流動性，並藉由所述進膠通道流入所述防水結構型腔中。
本發明之有益效果：一方面，本發明具有傳統熱壓設備以低成本高效率之優點，可解決現有手機防水結構件液態矽膠成型難度大、成本高、效率低之問題，所形成之固態矽膠防水結構件之韌性、密封性及裝配潤滑度都優於液態矽膠防水結構件，更加經久耐用，性能更高，成本更低，另一方面，本發明克服了傳統固態矽膠熱壓技術無法製造複雜高精度產品結構件，產品品質粗糙，無法製造高品質外觀產品之缺陷，能夠製作高精度、外觀品質高之複雜結構件。
本發明相比現有技術之主要優點具體體現於以下方面：
1、相比液態矽膠之高流動性導致模具製造難度大，一套模具最多只能做到2-4穴產品成型，產能低下，本發明採用固態矽膠，流動性低，修模難度小，一般可做到8-10穴，產能高2-4倍。
2、相比液態矽膠原料價格高昂，本發明採用固態矽膠原料成本只有液態矽膠之1/4；
3、相比液態矽膠成型設備價格昂貴，本發明之固態矽 膠熱壓設備製作設備，成本只有液態矽膠成型設備成本之1/6~1/10，設備成本相對廉價。
4、固態矽膠成型後於材料之韌性、密封性、產品表面潤滑性等裝備手感，性能上均優於固態矽膠，能夠使用更小之過盈量，更佳之裝配手感，獲得更高之防水性能，且材料韌性好，反復使用磨損小，抗疲勞性等使用壽命長。
5、本發明之製作設備模具結構簡單，成本低。
綜上，本發明於生產製造成本、產能、製備後之產品防水性能，使用壽命上等各方面都優於液態矽膠工藝技術。
1‧‧‧上模板
2‧‧‧中模板
3‧‧‧下模板
4‧‧‧壓料柱
5‧‧‧注料孔
6‧‧‧頂出件
7‧‧‧產品
8‧‧‧進膠鑲件
9‧‧‧下模鑲件
10‧‧‧防水結構件
11‧‧‧頂桿
12‧‧‧頂針面板
13‧‧‧頂針底板
14‧‧‧底座
15‧‧‧回針
16‧‧‧彈簧
17‧‧‧進膠通道
18‧‧‧樹脂開閉器
圖1係本發明製作之具有矽膠防水結構件之產品之結構示意圖；圖2係一實施方式之製作設備之結構示意圖(合模前)；圖3係一實施方式之製作設備之結構示意圖(合模後)；圖4係另一實施方式之製作設備之結構示意圖(合模狀態)；圖5係另一種實施方式之製作設備之結構示意圖(頂出狀態)；及圖6係又一種實施方式之製作設備之結構示意圖(頂出狀態)。
參閱圖2至圖6，根據一實施方式之3C電子產品防水結構一體成型製作設備主要包括轉注系統、進澆系統、頂出系統三部分，轉注系統主要作用是將硫化反應之前呈固體形態之固態矽膠強行擠壓使之成為具有流動性之矽膠原料，進澆系統主要作用是將流動性之矽膠原料導入至矽膠結構型腔，達到完成產品7矽膠部分填充之作用，頂出系統主要作用是於產品7成型好後將產品7頂出模具內使之自動脫落。
參閱圖2和圖3，製作設備包括具有上模部分和下模部分即下模板3之模具，上模部分和下模板3合攏時形成放置產品7之產品型腔和與產品型腔相連且用在於產品7上形成防水結構之防水結構型腔，上模部分開設有固態矽膠原料注料孔5，注料孔5經進膠通道17連通防水結構型腔，模具上設置有與注料孔5相配合之壓料設備，壓料設備用於擠壓注料孔5中之固態矽膠原料使之流動，並藉由進膠通道17流入防水結構型腔中，於產品上熱壓成型後成為固態矽膠防水結構件10。
上模部分可包括上模板1和位於上模板1之下之中模板2，注料孔5開設於中模板2之頂部，壓料設備包括設置於上模板1之底部之壓料柱4，上模板1和中模板2可合攏或分離，上模板1和中模板2合攏時，壓料柱4壓入注料孔5中。
如圖3所示，於較佳之實施方式中，防水結構 型腔位於產品型腔之下方，進膠通道17包括位於上模部分例如中模板2中之上模通道，以及位於下模板3中之下模通道，上模通道從上往下延伸與下模通道相連，下模通道至少部分延伸於產品型腔下方，且從下往上連通防水結構型腔。
如圖3所示，上模部分和下模板3之間較佳者為設置有進膠鑲件8，上模通道是藉由進膠鑲件8上形成之通道與下模通道相連的。較佳地，上模通道大體上豎直延伸到產品型腔之水平位置下方，進膠鑲件8上形成之通道以及下模通道與之連通之部分是大體上水平延伸的。
如圖3至圖6所示，於一些較佳之實施方式中，製作設備還包括設置於下模板3中之頂出機構，頂出機構用於形成有矽膠防水結構件之產品7從下模板3向上頂出。於進一步之實施方式中，頂出機構可包括安裝於下模板3中之下模鑲件9、活塞式地套於下模鑲件9內之頂出件6以及安裝於頂出件6之下端用於施加頂出力之頂桿11，防水結構型腔位於下模鑲件9外側，下模鑲件9和頂出件6之頂部支撐產品7，頂出件6從下模鑲件9內向上頂升時，產品7與下模鑲件9和下模板3分離。
於更佳之實施方式中，製作設備還包括設置於下模板3中之回復機構，回復機構包括回針15，回針15與頂出件6聯動設置，可隨頂出件6向上頂出於下模板3外，亦可被壓入下模板3內從而可藉由聯動關係而將頂出件6帶回原位。回復機構中設有向回針15施加回復力之彈 性件，例如彈簧16，彈簧16用於抵抗回針15之位置變化，使回針15回位，進而帶動頂出件6回位。
下模板3可安裝於底座14上，底座14中可開槽，槽內設頂針面板12和頂針底板13，頂桿11和回針15穿過頂針面板12支撐於頂針底板13上，頂針底板13可於槽內頂起或落下一段距離以使頂桿11和回針15抬升或下降。
如圖4和圖5所示，於更佳之實施方式中，還設置有開模拉動機構，開模拉動機構包括分別從上、下方耦合到上模部分和頂出件6之拉動針，拉動針與頂出件6聯動設置以於隨上模部分開模時拉動頂出件6向上頂出於下模板3外。拉動針同樣可穿過頂針面板12支撐於頂針底板13上。較佳地，所述拉動針藉由部分嵌入中模板2之樹脂開閉器18隨上模部分向上運動，樹脂開閉器18之下端插入拉動針之上端開口，二者螺紋連接，樹脂開閉器18之上端緊嵌入中模板2開設之安裝孔中，但受向下之拉力超過閾值時可從中模板2中脫出。開模拉動機構達到開模時拉動頂出件6，從而頂出產品之作用。此結構可省去於熱壓機臺上單獨設置頂出裝置，即機台有無頂出功能都可達成產品之頂出。該實施方式亦可同時包括前述之回復機構，此情形下，拉動針可同時作為回復機構之回針15。
根據本發明之實施方式，3C電子產品防水結構一體成型製作方法包括以下步驟：開模時，將一定量之固態矽膠原料放入注料孔中，所 需量可根據產品矽膠防水件部分之體積確定；可將壓料柱向注料孔內壓入，以擠壓注料孔中之固態矽膠原料，持續擠壓使固態矽膠原料流動，流動性原料藉由進膠通道流入矽膠防水結構型腔中，完成產品矽膠部分填充；加熱使流動性固態矽膠原料於模具內受高溫而產生硫化反應，最終固化為成型為矽膠防水結構件，完成防水產品結構件一體成型；開模並藉由頂出件將產品頂出下模部分，使之自動脫落。
壓料柱亦可用其他形式之壓力設備代替。
本發明之設備及製作方法可用於製作行動電話、平板電腦、可穿戴設備等各種電子產品上之防水結構件。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上該者僅為本發明之較佳實施方式，舉凡熟悉本案技藝之人士，於爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。

Claims (7)

  1. 一種3C電子產品防水結構一體成型製作設備包括：具有上模部分和下模部分之模具，所述上模部分和所述下模部分合攏時形成放置產品之產品型腔和與所述產品型腔相連、用在於產品上形成防水結構之防水結構型腔，所述上模部分包括可合攏或分離的上模板和位於其下方的中模板，所述中模板之頂部開設有固態矽膠原料注料孔，所述注料孔經進膠通道連通所述防水結構型腔，所述上模板之底部具有一壓料柱作為與所述注料孔相配合之壓料設備，當所述上模板和所述中模板合攏時，所述壓料柱擠壓所述注料孔中之固態矽膠原料使其產生流動性，並藉由所述進膠通道流入所述防水結構型腔中，以於產品上一體成型為矽膠防水結構件，所述防水結構型腔位於所述產品型腔之下方，所述進膠通道包括位於上模部分中之上模通道和位於所述下模部分中之下模通道，所述上模通道大體上豎直延伸與所述下模通道相連，所述下模通道大體上水平延伸至所述產品型腔下方，且從下往上連通所述防水結構型腔。
  2. 如請求項1所述之3C電子產品防水結構一體成型製作設備，其中所述上模部分和所述下模部分之間還設置有進膠鑲件，所述上模通道是藉由所述進膠鑲件上形成之通道與所述下模通道相連之。
  3. 如請求項2所述之3C電子產品防水結構一體成型製作設備，其中所述進膠鑲件上形成之通道以及所述下模通道與之連通之部分是大體上水平延伸之。
  4. 如請求項3所述之3C電子產品防水結構一體成型製作設備，還包括設置於所述下模部分中之頂出機構，所述頂出機構用於將形成了所述矽膠防水結構件之產品從所述下模部分向上頂出。
  5. 如請求項4所述之3C電子產品防水結構一體成型製作設備，其中所述頂出機構包括安裝於所述下模部分中之下模鑲件、活塞式地套於所述下模鑲件內之頂出件以及安裝於所述頂出件之下端用於施加頂出力之頂桿，所述防水結構型腔位於所述下模鑲件外側，所述下模鑲件和頂出件之頂部支撐產品，所述頂出件從所述下模鑲件內向上頂升時，產品與所述下模鑲件和所述下模部分分離。
  6. 如請求項5所述之3C電子產品防水結構一體成型製作設備，還包括設置於所述下模部分中之回復機構，所述回復機構包括與所述頂出件聯動設置、可隨所述頂出件向上頂出於所述下模部分外且可將所述頂出件帶回原位之回針，以及向所述回針施加回復力之彈性件，所述彈性件用於抵抗所述回針之位置變化。
  7. 如請求項6所述之3C電子產品防水結構一體成型製作設備，還包括開模拉動機構，所述開模拉動機構包括分別從上、下方耦合到所述上模部分和所述頂出件之拉動針，所述拉動針與所述頂出件聯動設置以於隨所述上模部分開模時 拉動所述頂出件向上頂出於所述下模部分外，所述拉動針藉由部分嵌入所述上模部分之樹脂開閉器隨所述上模部分向上運動，所述樹脂開閉器下端與上端開口之所述拉動針螺紋連接，所述樹脂開閉器之上端緊嵌入所述上模部分開設之安裝孔中。
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