WO2019022558A1 - 휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법 - Google Patents

휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법 Download PDF

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WO2019022558A1
WO2019022558A1 PCT/KR2018/008535 KR2018008535W WO2019022558A1 WO 2019022558 A1 WO2019022558 A1 WO 2019022558A1 KR 2018008535 W KR2018008535 W KR 2018008535W WO 2019022558 A1 WO2019022558 A1 WO 2019022558A1
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frame
die casting
bracket
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금기현
염찬국
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(주)케이에이치바텍
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/08—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling structural sections, i.e. work of special cross-section, e.g. angle steel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D7/00—Bending rods, profiles, or tubes
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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    • B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/04—Casting in, on, or around objects which form part of the product for joining parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M1/00—Substation equipment, e.g. for use by subscribers
    • H04M1/02—Constructional features of telephone sets

Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a frame structure for a portable terminal, and more particularly, to a method of manufacturing a frame structure for a portable terminal capable of shortening a processing time and increasing a rigidity of a material.
  • a portable terminal such as a smart phone may be equipped with a touch-enabled display device to perform various functions.
  • a portable terminal is becoming a large-sized and lightweight.
  • a frame which is exposed to the outside is made of a metal material so that the heat generated from the inside is effectively released, and the interior parts are protected from external impact, so that a luxurious feeling can be obtained.
  • FIG. 1 is a flowchart showing a conventional method of manufacturing a metal frame for a portable terminal.
  • a method of manufacturing a metal frame for a portable terminal comprising the steps of: (a) forming a housing frame that is exposed to the outside of a conventional portable terminal and a bracket frame formed inside the housing frame to support a display panel of the portable terminal and a main board
  • the first to eighth steps are as follows.
  • a metal material of an aluminum alloy is processed by an extrusion method to form a square pipe-shaped metal forming body having a hollow rectangular cross section and a predetermined length.
  • the square shaped metal forming body is cut at regular intervals in the longitudinal direction to form a rectangular ring-shaped housing frame.
  • a first CNC process is performed along the inner circumferential surface of the rectangular frame-shaped housing frame to form a concave / convex portion for casting casting.
  • the fourth step after the housing frame formed on the inner side of the concave-convex portion is inserted into the die-casting mold having the shape corresponding to the bracket frame, an undercate portion is formed on one side of the housing frame into which the metal material for diecasting is injected, And the underfloor portion is formed at the other side of the housing frame from which the metal material is discharged, the molten metal material is injected to the inside of the housing frame so that the under gate portion is disposed at one side, A die casting step of forming a bracket frame formed body in which a flow portion is disposed is performed.
  • the second CNC process is performed on the bracket frame formed body to remove the under gate portion and the under-over flow portion formed on one side and the other side of the bracket frame formed body.
  • the inner surface of the bracket frame formed article from which the undergate portion and the underflow portion are removed is pressed to form at least one component mounting hole.
  • the third CNC process is performed on the bracket frame formed body having the component mounting holes to complete the bracket frame.
  • an oxide film and color tone are coated on the surface of the metal frame including the housing frame and the bracket frame by an anodizing method to prevent corrosion.
  • the casting casting concavity and convexity formed by the first CNC process in the third step may be along the circumference of the inside of the rectangular frame-like housing frame to increase the bonding force with the die casting cast during the die casting process of the fourth step.
  • the front surface of the bracket frame formed body formed with the component mounting holes is machined to form a seating portion for a display panel, and a back surface of the bracket frame molded body is processed to process a tapped hole for a fastening screw .
  • Patent Document 1 Korean Patent Publication No. 10-1717469 (Apr. 17, 2017)
  • Patent Document 2 Korean Patent Publication No. 10-1717545 (Apr. 17, 2017)
  • the present invention provides a method of manufacturing a frame structure for a portable terminal, comprising the steps of rolling a metal material through rollers to form a frame member, inserting the frame member into a die casting mold, And a die casting step of forming the metal built-in bracket integrally with the frame member by injection.
  • the rolling step forms a plurality of frame members
  • the die casting step forms the built-in brackets connected to the plurality of frame members to integrally join the plurality of frame members.
  • An inflow space is formed between the plurality of frame members inserted into the die casting mold, and a molten metal flows into the inflow space to couple the plurality of frame members.
  • the method of manufacturing a frame structure for a portable terminal of the present invention further includes a bending step of bending at least one of the plurality of frame members after the rolling step.
  • the method of manufacturing a frame structure for a portable terminal of the present invention may further include a bending step of bending the frame member so that both ends of one frame member face each other after the rolling step.
  • the method for manufacturing a frame structure for a portable terminal according to the present invention further comprises a first step of forming concavo-convexities on the surface of the frame member after the rolling step, wherein in the die-casting step, Is formed to be in contact with the surface of the frame member.
  • the first irregularity forming step forms the irregularities by laser etching or chemical etching.
  • a method of manufacturing a frame structure for a portable terminal including: forming a first guide hole in the frame member after the rolling step; And guiding the position of the frame member when the frame member is inserted into the die casting die in the die casting step.
  • a method of manufacturing a frame structure for a portable terminal comprising: inserting the frame member and the built-in bracket integrally formed in the die casting step into an injection mold to form an injection part inside the frame member, And a second guide hole for guiding the position of the frame member and the built-in bracket inserted into the injection mold may be formed in the built-in bracket.
  • the method of manufacturing a frame structure for a portable terminal according to the present invention can shorten the processing time and reduce the cost of material, thereby increasing the productivity, securing the cost competitiveness, and increasing the material rigidity of the metal parts.
  • FIG. 1 is a flowchart showing a conventional method of manufacturing a metal frame for a portable terminal.
  • FIG. 2 is a flowchart schematically illustrating a method of manufacturing a frame structure for a portable terminal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a perspective view of a frame member formed in accordance with an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a plan view of a frame member having a first guide hole formed therein according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a frame member in which unevenness is formed according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view of a frame member and a built-in bracket integrally formed according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a frame member and a built-in bracket integrally formed according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a perspective view of a frame member, a built-in bracket, and an injection part integrally formed according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is a perspective view of a frame structure for a portable terminal manufactured according to an embodiment of the present invention.
  • the method for manufacturing a frame structure for a portable tamper includes a rolling step, a bending step, a first guide hole forming step, a first unevenness forming step, a die casting step, A second unevenness forming step, an insert injection step, a secondary finishing step, and an external surface treatment step.
  • the rolling step passes the metal material between rollers (not shown) to form the frame member 100.
  • the frame member 100 can be formed into various shapes according to the shape of the roller. Examples of the material for forming the frame member 100 include SUS-based metals, copper alloy-based metals, Al-based metals, and titanium (Ti).
  • the entire process for molding the frame member 100 is reduced compared with the case where the frame member 100 is processed through the CNC process And the processing time can be shortened.
  • a high material rigidity can be secured by molding the frame member 100 through the rolling step.
  • the bending step bends at least one of the plurality of frame members 100.
  • a plurality of frame members 100 are required, and two frame members 100 or four frame members 100 are required according to various embodiments of the present invention.
  • both of the two frame members 100 are bent.
  • one frame member 100 may be used to fabricate the frame structure for a portable terminal of the present invention.
  • the bending step bends the frame member 100 such that both ends of one frame member 100 face each other.
  • the frame structure for a portable terminal of the present invention has a substantially rectangular shape depending on the shape of the portable terminal, and the bent portion of the frame structure is a corner of the frame structure for the portable terminal.
  • the bending step as described above can be performed using a multi-forming machine (not shown).
  • a multi-forming machine is formed by forming grooves or holes on a strip-shaped metal plate, or by bending at various angles at different angles once or several times by a plurality of forming machines, that is, punches arranged at regular intervals in the radial direction
  • punches arranged at regular intervals in the radial direction
  • such a multi-forming machine usually has a supply section for supplying a strip-shaped metal material (a frame member in the present invention) from a winding drum, a level section for serving to straighten the supplied metal material, And a plurality of forming units arranged in a radial manner to cut the metal material and to perform a plurality of forming operations such as foaming And a shaping portion for making a shape.
  • a supply section for supplying a strip-shaped metal material (a frame member in the present invention) from a winding drum, a level section for serving to straighten the supplied metal material, And a plurality of forming units arranged in a radial manner to cut the metal material and to perform a plurality of forming operations such as foaming And a shaping portion for making a shape.
  • the first guide hole forming step forms a plurality of first guide holes 120 in the frame member 100 as shown in FIG.
  • the first guide hole 120 guides the position of the frame member 100 when the frame member 100 is inserted into the die casting mold (not shown) in the die casting step.
  • a guide protrusion (not shown) corresponding to the first guide hole 120 is preferably formed in the die casting mold.
  • the first concavo-convex forming step forms concavities and convexities 130 on the surface of the frame member 100.
  • the first concavo-convex forming step is for forming a microscopic interlock between the frame member 100 and the built-in bracket 200, which are integrally formed with each other.
  • the first concavo-convex forming step forms concave and convex portions 130 having a uniform pattern shape on the inner surface of the frame member 100 to which the built-in bracket 200 is joined.
  • the irregularities 130 are formed by a laser etching method, and grooves having a predetermined depth are formed at uniform intervals by irradiating a laser beam onto the surface of the frame member 100. At this time, the depth of the groove formed on the surface of the frame member 100 is 150 to 200 ⁇ .
  • the first concavoconvex forming step may be performed by forming concavities and convexities 130 on the surface of the frame member 100 by a chemical etching method or by using a laser etching method and a chemical etching method, (130) may be formed.
  • the first concavity and convexity forming step as described above can easily and conveniently form the irregularities 130 of the predetermined pattern shape on the surface of the frame member 100.
  • the concavities and convexities 130 are formed on the surface of the frame member 100 through the first concavity and convexity forming step to improve the coupling force between the frame member 100 and the built-in bracket 200, The quality of the frame structure for the portable terminal including the bracket 200 can be uniformly maintained.
  • the frame member 100 is inserted into a die casting mold, and a metal melt is injected into the die casting mold to form the metal built-in bracket 200 integrally with the frame member 100, as shown in FIG. 7, in the die casting step, the built-in bracket 200 is formed to be joined to the inner surface of the frame member 100 in which the concavities and convexities 130 are formed.
  • two frame members 100 are inserted into a die-casting mold.
  • an inflow space 110 may be formed between the two frame members 100 inserted into the die casting mold.
  • the molten metal for forming the built-in bracket 200 flows into the inflow space 110 and is cooled to couple the two frame members 100 together.
  • the built-in bracket 200 is integrally formed between the two frame members 100, the two frame members 100 are integrated together with the built-in bracket 200.
  • an inflow space 110 may be formed between both ends of one frame member 100.
  • the second guide hole 210 may be formed in the built-in bracket 200 through the die casting step as shown in FIG. In addition, after the die casting step, a second guide hole forming step may be separately performed to form the second guide hole 210 in the built-in bracket 200.
  • the second guide hole 210 is formed in the frame member 100 and the built-in bracket 200 when the frame member 100 and the built-in bracket 200 integrally formed in the insert injection step are inserted into the injection mold Guide the location.
  • a guide protrusion (not shown) corresponding to the second guide hole 210 is formed in the injection mold .
  • the first post-machining step uses the CNC machining, etc. to perform dimensional correction, detailed shape machining, and removal of unnecessary parts.
  • the second concavo-convex forming step forms concave and convex on the surface of the frame member 100 or the built-in bracket.
  • the concavity and convexity formed in the second concavo-convex forming step is intended to enhance the bonding force between the injection part formed through the insert injection step and the frame member 100 or the built-in bracket 200 made of metal.
  • the second irregularity forming step is the same as the first irregularity forming step, so a detailed description thereof will be omitted.
  • the frame member 100 and the built-in bracket 200 which are integrally formed, are inserted into the injection mold so that the injection member is inserted into the frame member 100, in which the built-in bracket 200 is formed, 300 are formed.
  • the second guide hole 210 is formed in the built-in bracket 200 to guide the position of the frame member 100 and the built-in bracket 200 inserted into the injection mold.
  • the secondary finishing step is performed by CNC machining, buffing, sanding, etc., to perform dimensional correction, detailed shape machining, and removal of unnecessary portions, thereby realizing the final appearance shape before the external surface treatment step as shown in Fig.
  • the exterior surface treatment step performs the surface treatment of the frame structure for the portable terminal by a physical / chemical method.
  • the external surface treatment step is as follows.
  • light buffing proceeds on the surface of the frame member. Specifically, light buffing is performed by mounting a wheel made of synthetic fibers on a buffing machine, polishing the surface of the frame member 100 formed of a titanium (Ti) material while rotating at high speed, .
  • Ti titanium
  • the appearance of the frame member 100 exposed to the outside can be realized in various colors, and the corrosion resistance and wear resistance can be improved to satisfy the reliability of the product .
  • the method of manufacturing a frame structure for a portable terminal according to the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made within the scope of the technical idea of the present invention.

Abstract

본 발명은 휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가공시간을 단축시킬 수 있고 소재의 강성을 높일 수 있는 휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법은, 금속 소재를 롤러 사이로 통과시켜 프레임 부재를 성형하는 롤링단계 및 상기 프레임 부재를 다이캐스팅 금형에 삽입한 후 상기 다이캐스팅 금형에 금속 용탕을 주입하여 금속 내장 브라켓을 상기 프레임 부재와 일체로 형성하는 다이캐스팅단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법
본 발명은 휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가공시간을 단축시킬 수 있고 소재의 강성을 높일 수 있는 휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법에 관한 것이다.
스마트폰 등과 같은 휴대단말기는 터치 입력 가능한 디스플레이장치를 구비하여 다양한 기능을 수행할 수 있다. 이러한 휴대단말기는 대화면, 경량화되는 추세이다.
한편, 최근에는 내부에서 발생하는 열을 효과적으로 방출하고, 외부 충격으로부터 내부 부품을 보호하면서 고급스러운 느낌이 나도록 외부로 노출되는 프레임을 금속재질로 제작하고 있다.
도 1은 종래의 휴대단말기용 금속프레임의 제조방법을 나타내는 흐름도이다. 종래의 휴대단말기의 테두리 외관을 구성하며 외부로 노출되는 하우징프레임과 상기 하우징프레임의 테두리 내측으로 형성되어 휴대단말기의 디스플레이 패널과 메인보드를 지지하는 브라켓프레임을 포함하는 휴대단말기용 금속프레임의 제조방법은 크게 다음과 같은 제1 내지 제8단계로 이루어진다.
제1 단계는 알루미늄합금의 금속재질을 압출방식으로 가공하여 중공의 사각 단면을 가지며 일정한 길이를 갖는 사각파이프 형상의 금속성형체를 형성한다.
제2 단계는 상기 사각파이프 형상의 금속성형체를 길이방향 일정한 간격으로 절삭가공하여 사각고리형상의 하우징프레임을 형성한다.
제3 단계는 상기 사각고리 형상의 하우징프레임 내측면 둘레를 따라 제1 CNC공정을 수행하여 캐스팅주물결합용 요철부를 형성한다.
제4 단계는 상기 요철부가 내측면에 형성된 하우징프레임을 상기 브라켓프레임에 대응되는 형상을 갖는 다이캐스팅금형에 삽입한 후, 다이캐스팅용 금속재료가 주입되는 상기 하우징프레임의 일측으로는 언더케이트부가 형성되고 다이캐스팅용 금속재료가 배출되는 상기 하우징프레임의 타측으로는 언더오버플로우부가 형성되는 구조를 갖도록 용융된 금속재료를 상기 하우징프레임의 내측으로 주입하여 일측으로는 상기 언더게이트부가 배치되고 타측으로는 상기 언더오버플로우부가 배치되는 브라켓프레임 성형체를 형성하는 다이캐스팅공정을 수행한다.
제5 단계는 상기 프라켓프레임 성형체에 제2 CNC공정을 수행하여 상기 브라켓프레임 성형체의 일측 및 타측에 형성되는 언더게이트부와 언더오버플로우부를 제거한다.
제6 단계는 상기 언더게이트부와 언더오버플로우부가 제거된 브라켓프레임 성형체의 내면을 프레스 가공하여 하나 이상의 부품 장착용 홀을 형성한다.
제7 단계는 상기 부품 장착용 홀이 형성된 브라켓프레임 성형체에 제3 CNC공정을 수행하여 브라켓프레임을 완성한다.
제8단계는 상기 하우징프레임 및 브라켓프레임을 포함하는 금속프레임의 표면에 아노다이징방식으로 부식방지를 위한 산화막 및 컬러색상을 도장한다.
상기 제3 단계에서 제1 CNC공정에 의해 형성되는 캐스팅주물결합용 요철부는 상기 제4 단계의 다이캐스팅공정시 주입되는 다이캐스팅용 주물과 결합력을 높일 수 있도록 상기 사각고리형상의 하우징프레임 내측면 둘레를 따라 오목하게 형성되는 홈 또는 볼록하게 돌출되는 돌기 형상으로 형성된다.
그리고 상기 제7 단계의 제3 CNC공정은 상기 부품 장착용 홀이 형성된 브라켓프레임 성형체의 전면을 가공하여 디스플레이패널용 안착부를 형성하고 상기 브라켓프레임 성형체의 배면을 가공하여 체결나사를 위한 탭홀을 가공한다.
그러나 종래의 휴대단말기용 금속프레임의 제조방법 중 하우징프레임을 형성하는 제1 내지 제3 단계는 가공 시간이 오래 걸리고 가공에 의해 절삭되는 소재의 소비량이 많아 비경제적이다. 또한, 종래의 휴대단말기용 금속프레임의 제조방법으로는 하우징프레임의 높은 소재 강성을 확보하는데 한계가 있다.
(선행기술문헌)
(특허문헌 1) 대한민국 등록특허공보 제10-1717469호(2017.03.17.)
(특허문헌 2) 대한민국 등록특허공보 제10-1717545호(2017.03.17.)
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 가공시간을 단축하고 소요되는 소재의 비용을 절감하여 효율적, 경제적이며, 소재의 강성을 높일 수 있는 휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법은, 금속 소재를 롤러 사이로 통과시켜 프레임 부재를 성형하는 롤링단계 및 상기 프레임 부재를 다이캐스팅 금형에 삽입한 후 상기 다이캐스팅 금형에 금속 용탕을 주입하여 금속 내장 브라켓을 상기 프레임 부재와 일체로 형성하는 다이캐스팅단계를 포함하여 이루어진다.
그리고 상기 롤링단계는 복수의 프레임 부재를 성형하고, 상기 다이캐스팅단계는 복수의 상기 프레임 부재와 각각 연결되는 상기 내장 브라켓을 형성하여 복수의 상기 프레임 부재를 일체로 결합시킨다.
그리고 상기 다이캐스팅 금형에 삽입되는 복수의 상기 프레임 부재 사이에는 유입공간이 형성되고, 상기 유입공간에는 금속 용탕이 유입되어 복수의 상기 프레임 부재를 결합시킨다.
그리고 본 발명의 휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법은 상기 롤링단계 이후 복수의 상기 프레임 부재 중 어느 하나 이상의 프레임 부재를 절곡시키는 밴딩단계를 더 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명의 휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법은 상기 롤링단계 이후 하나의 상기 프레임 부재의 양단이 서로 마주하도록 상기 프레임 부재를 절곡시키는 밴딩단계를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
그리고 본 발명의 휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법은 상기 롤링단계 이후 상기 프레임 부재의 표면에 요철을 형성하는 제1 요철 형성단계를 더 포함하여 이루어지고, 상기 다이캐스팅단계에서 상기 내장 브라켓은 상기 요철이 형성되는 상기 프레임 부재의 표면에 접합되도록 형성된다.
구체적으로 상기 제1 요철 형성단계는 레이저 에칭 또는 화학적 에칭을 통해 상기 요철을 형성한다.
또한, 본 발명의 휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법은 상기 롤링단계 이후 상기 프레임 부재에 복수의 제1 가이드홀을 형성하는 제1 가이드홀 형성단계를 더 포함할 수 있고, 상기 제1 가이드홀은 상기 다이캐스팅단계에서 상기 프레임 부재를 상기 다이캐스팅 금형에 삽입할 때 상기 프레임 부재의 위치를 안내한다.
그리고 본 발명의 휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법은 상기 다이캐스팅단계 이후 일체로 형성된 상기 프레임 부재와 내장 브라켓을 사출 금형에 삽입하여 상기 내장 브라켓이 형성되는 상기 프레임 부재의 내측에 사출부를 형성하는 인서트사출단계를 더 포함하여 이루어지고, 상기 내장 브라켓에는 상기 사출 금형에 삽입되는 상기 프레임 부재 및 내장 브라켓의 위치를 안내하기 위한 제2 가이드홀이 형성될 수 있다.
본 발명의 휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법은 가공시간을 단축하고 소요되는 소재의 비용을 절감하여 생산성을 높이고 원가경쟁력을 확보할 수 있으며, 금속부품의 소재 강성을 증가시킬 수 있다.
도 1은 종래의 휴대단말기용 금속프레임의 제조방법을 나타낸 흐름도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법을 개략적으로 나타낸 흐름도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 형성된 프레임 부재를 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제1 가이드홀이 형성되어 있는 프레임 부재의 평면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 요철이 형성되어 있는 프레임 부재의 단면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 일체로 형성된 프레임 부재와 내장 브라켓의 사시도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 일체로 형성된 프레임 부재와 내장 브라켓의 단면도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 일체로 형성된 프레임 부재, 내장 브라켓 및 사출부의 사시도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 휴대단말기용 프레임 구조물의 사시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 휴대다말기용 프레임 구조물 제조방법은 도 2에 도시된 바와 같이, 롤링단계, 밴딩단계, 제1 가이드홀 형성단계, 제1 요철 형성단계, 다이캐스팅단계, 1차 후가공단계, 제2 요철 형성단계, 인서트사출단계, 2차 후가공단계 및 외장표면처리단계로 이루어진다.
롤링단계는 금속 소재를 롤러(미도시) 사이로 통과시켜 프레임 부재(100)를 성형한다. 롤러의 형상에 따라 프레임 부재(100)를 다양한 형상으로 성형할 수 있다. 프레임 부재(100)를 성형하기 위한 소재에는 SUS 계열 금속, 동합금 계열 금속, Al 계열 금속 및 타이타늄(Ti) 등이 있다.
이와 같이 롤링단계를 통해 프레임 부재(100)를 성형함으로써, 프레임 부재(100)를 성형하기 위한 전체 공정을 CNC공정을 통해 프레임 부재(100)를 가공하는 것과 비교하여 소비되는 소재의 비용을 절감할 수 있고 가공시간을 단축시킬 수 있다. 또한, 롤링단계를 통해 프레임 부재(100)를 성형함으로써 높은 소재강성을 확보할 수 있다.
밴딩단계는 복수의 프레임 부재(100) 중 어느 하나 이상의 프레임 부재(100)를 절곡시킨다. 본 발명의 휴대단말기용 프레임 구조물을 제작하기 위해서는 복수의 프레임 부재(100)가 필요하며, 본 발명의 다양한 실시예에 따라 두 개의 프레임 부재(100) 또는 네 개의 프레임 부재(100)가 필요하다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에서는 두 개의 프레임 부재(100)를 이용하였으며, 밴딩단계에서는 두 개의 프레임 부재(100)를 모두 절곡시킨다.
또한, 별도로 도시하지는 않았지만 본 발명의 휴대단말기용 프레임 구조물을 제작하기 위해서 하나의 프레임 부재(100)를 이용할 수도 있다. 이때, 밴딩단계는 하나의 프레임 부재(100)의 양단이 서로 마주하도록 프레임 부재(100)를 절곡시킨다.
본 발명의 휴대단말기용 프레임 구조물은 휴대단말기의 형상에 따라 대략 직사각형 형상이 되고, 밴딩단계를 통해 절곡된 부분은 휴대단말기용 프레임 구조물의 모서리 부분이 된다.
상술한 바와 같은 밴딩단계는 멀티포밍기(미도시)를 이용하여 실시할 수 있다. 일반적으로 멀티 포밍기는 띠 형상의 금속판재 상에 홈이나 구멍을 형성하거나, 방사상으로 일정한 간격을 두고 배치된 다수의 포밍기, 즉 펀치에 의해 1회 또는 수회 서로 다른 부위에서 다양한 각도로 절곡하여 형성함으로써, 다양한 모양의 자동차, 휴대폰 부품 등을 제작할 수 있다.
구체적으로 이러한 멀티포밍기는 보통 띠 형상의 금속재료(본 발명에서는 프레임 부재)를 권취드럼으로부터 공급하는 공급부, 공급되는 금속재료를 곧게 펴주는 역할을 하는 레벨부, 레벨부에서 공급되는 금속재료를 만들고자 하는 치수(길이)로 설정하여 프레스나 포밍기로 이송하는 피딩부, 금속재료에 홈이나 구멍 등을 형성하는 프레스, 또는 방사상으로 배치되는 다수 개의 포밍기로 구성되어 금속재료를 절단함과 아울러 수차례 포밍시키는 포밍부 등을 포함하는 형태로 이루어진다.
제1 가이드홀 형성단계는 도 4에 도시된 바와 같이 프레임 부재(100)에 복수의 제1 가이드홀(120)을 형성한다. 제1 가이드홀(120)은 다이캐스팅단계에서 프레임 부재(100)를 다이캐스팅 금형(미도시)에 삽입할 때 프레임 부재(100)의 위치를 안내한다. 이와 같이 다이캐스팅 금형 내에 삽입되는 프레임 부재(100)의 위치를 안내하기 위하여 다이캐스팅 금형 내부에는 제1 가이드홀(120)에 대응되는 가이드돌기(미도시)가 형성되는 것이 바람직하다.
제1 요철 형성단계는 도 5에 도시된 바와 같이 프레임 부재(100)의 표면에 요철(130)을 형성한다. 제1 요철 형성단계는 서로 일체로 형성되는 프레임 부재(100)와 내장 브라켓(200) 사이에 미세맞물림구조(Microscopic Interlock)를 형성하기 위한 것이다.
구체적으로 제1 요철 형성단계는 내장 브라켓(200)이 접합되는 프레임 부재(100)의 내측 표면에 일정한 패턴 형상의 요철(130)을 형성한다. 이러한 요철(130)은 레이저 에칭 방식으로 형성되며, 프레임 부재(100)의 표면에 레이저를 조사하여 일정한 깊이의 홈을 일정한 간격으로 형성한다. 이때, 프레임 부재(100)의 표면에 형성되는 홈의 깊이는 150~200㎛이다.
또한, 제1 요철 형성단계는 화학 에칭 방식으로 프레임 부재(100)의 표면에 요철(130)을 형성하거나, 레이저 에칭 방식과 화학 에칭 방식을 모두 이용하는 복합 방식으로 프레임 부재(100)의 표면에 요철(130)을 형성할 수도 있다.
상술한 바와 같은 제1 요철 형성단계는 일정 패턴 형상의 요철(130)을 프레임 부재(100)의 표면에 쉽고 편리하게 형성할 수 있다. 그리고 제1 요철 형성단계를 통해 프레임 부재(100)의 표면에 요철(130)을 형성함으로써, 프레임 부재(100)와 내장 브라켓(200)의 결합력이 향상되고 일체로 형성된 프레임 부재(100)와 내장 브라켓(200)으로 이루어지는 휴대단말기용 프레임 구조물의 품질을 균일하게 유지할 수 있다.
다이캐스팅단계는 프레임 부재(100)를 다이캐스팅 금형에 삽입한 후 다이캐스팅 금형에 금속 용탕을 주입하여, 도 6에 도시된 바와 같이 금속 내장 브라켓(200)을 프레임 부재(100)와 일체로 형성한다. 도 7에 도시된 바와 같이 다이캐스팅단계에서 내장 브라켓(200)은 요철(130)이 형성되어 있는 프레임 부재(100)의 내측면에 접합되도록 형성된다.
본 발명의 일 실시예로서, 두 개의 프레임 부재(100)를 다이캐스팅 금형에 삽입한다. 그리고 도 4에 도시된 바와 같이, 다이캐스팅 금형에 삽입되는 두 개의 프레임 부재(100) 사이에는 유입공간(110)이 형성될 수 있다. 유입공간(110)에는 내장 브라켓(200)을 형성하기 위한 금속 용탕이 유입되어 냉각됨으로써 두 개의 프레임 부재(100)를 서로 결합시킬 수 있다.
또한, 두 개의 프레임 부재(100) 사이에 내장 브라켓(200)이 일체로 형성됨으로써 두 개의 프레임 부재(100)가 내장 브라켓(200)과 함께 일체가 된다.
본 발명의 다른 실시예로서 하나의 프레임 부재(100)를 이용할 경우, 하나의 프레임 부재(100)의 양단 사이에 유입공간(110)이 형성될 수 있다.
상술한 다이캐스팅 단계를 통해 내장 브라켓(200)에는 도 6에 도시된 바와 같이 제2 가이드홀(210)이 형성될 수 있다. 또한, 다이캐스팅 단계 이후 별도로 제2 가이드홀 형성단계를 실시하여 내장 브라켓(200)에 제2 가이드홀(210)을 형성할 수도 있다.
이러한 제2 가이드홀(210)은 인서트사출단계에서 일체로 형성된 프레임 부재(100)와 내장 브라켓(200)을 사출 금형(미도시)에 삽입할 때 프레임 부재(100) 및 내장 브라켓(200)의 위치를 안내한다. 이와 같이 사출 금형 내에 삽입되는 프레임 부재(100) 및 내장 브라켓(200)의 위치를 안내하기 위하여 사출 금형 내부에는 제2 가이드홀(210)에 대응되는 가이드돌기(미도시)가 형성되는 것이 바람직하다.
1차 후가공단계는 CNC가공 등을 이용하여 치수 보정, 세부 형상 가공, 불필요한 부위의 제거 등을 실시한다.
제2 요철 형성단계는 프레임 부재(100) 또는 내장 브라켓의 표면에 요철을 형성한다. 제2 요철 형성단계에서 형성되는 요철은 인서트사출단계를 통해 형성되는 사출부와 금속 재질인 프레임 부재(100) 또는 내장 브라켓(200)과의 결합력을 높이기 위한 것이다. 제2 요철 형성단계는 제1 요철 형성단계와 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
인서트사출단계는 일체로 형성된 프레임 부재(100)와 내장 브라켓(200)을 사출 금형에 삽입하여 도 8에 도시된 바와 같이 내장 브라켓(200)이 형성되는 프레임 부재(100)의 내측에 사출부(300)를 형성한다. 이때, 전술한 바와 같이 내장 브라켓(200)에는 제2 가이드홀(210)이 형성되어 사출 금형에 삽입되는 프레임 부재(100) 및 내장 브라켓(200)의 위치를 안내한다.
2차 후가공단계는 CNC가공, 버핑, 샌딩 등으로 치수 보정, 세부 형상 가공 및 불필요한 부위를 제거하는 가공을 하여 도 9에 도시된 바와 같이 외장표면처리단계 전 최종적인 외관 형상을 구현한다.
외장표면처리단계는 물리/화학적인 방법으로 휴대단말기용 프레임 구조물의 표면처리를 실시한다.
한편, 프레임 부재(100)를 타이타늄(Ti) 소재로 성형할 경우, 외장표면처리단계는 다음과 같다.
먼저, 프레임 부재의 표면에 광버핑을 진행한다. 구체적으로 광버핑은 합성섬유로 제작된 휠을 버프 연마기에 장착하여 고속 회전하면서 타이타늄(Ti) 소재로 성형된 프레임 부재(100)의 표면을 연마하여 프레임 부재(100)의 표면에 미려한 경면 광택을 구현한다.
그리고 프레임 부재(100)의 표면을 아노다이징(Anodizing) 처리하여 양극산화피막을 형성함으로써 외부로 노출되는 프레임 부재(100)의 외관을 다양한 컬러로 구현할 수 있고 내식성 및 내마모성을 향상시켜 제품의 신뢰성을 만족시킬 수 있다.
본 발명에 따른 휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

Claims (6)

  1. 금속 소재를 롤러 사이로 통과시켜 프레임 부재를 성형하는 롤링단계 및 상기 프레임 부재를 다이캐스팅 금형에 삽입한 후 상기 다이캐스팅 금형에 금속 용탕을 주입하여 금속 내장 브라켓을 상기 프레임 부재와 일체로 형성하는 다이캐스팅단계를 포함하되;
    상기 롤링단계는 복수의 프레임 부재를 성형하고,
    상기 다이캐스팅단계는 복수의 상기 프레임 부재와 각각 연결되는 상기 내장 브라켓을 형성하여 복수의 상기 프레임 부재를 일체로 결합시키며;
    상기 다이캐스팅 금형에 삽입되는 복수의 상기 프레임 부재 사이에는 유입공간이 형성되고, 상기 유입공간에는 금속 용탕이 유입되어 복수의 상기 프레임 부재를 결합시키고;
    상기 롤링단계 이후, 복수의 상기 프레임 부재 중 어느 하나 이상의 프레임 부재를 절곡시키는 밴딩단계와, 하나의 상기 프레임 부재의 양단이 서로 마주하도록 상기 프레임 부재를 절곡시키는 밴딩단계와, 상기 프레임 부재의 표면에 요철을 형성하는 제1 요철 형성단계를 더 포함하여 이루어지고,
    상기 다이캐스팅단계에서 상기 내장 브라켓은 상기 요철이 형성되는 상기 프레임 부재의 표면에 접합되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 요철형성단계는 레이저 에칭 또는 화학적 에칭을 통해 상기 요철을 형성하는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 롤링단계 이후, 상기 프레임 부재에 복수의 제1 가이드홀을 형성하는 제1 가이드홀 형성단계를 더 포함하고,
    상기 제1 가이드홀은 상기 다이캐스팅단계에서 상기 프레임 부재를 상기 다이캐스팅 금형에 삽입할 때 상기 프레임 부재의 위치를 안내하는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 다이캐스팅단계 이후, 일체로 형성된 상기 프레임 부재와 내장 브라켓을 사출 금형에 삽입하여 상기 내장 브라켓이 형성되는 상기 프레임 부재의 내측에 사출부를 형성하는 인서트사출단계를 더 포함하여 이루어지고,
    상기 내장 브라켓에는 상기 사출 금형에 삽입되는 상기 프레임 부재 및 내장 브라켓의 위치를 안내하기 위한 제2 가이드홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 프레임 부재는 SUS 계열 금속, 동합금 계열 금속, Al 계열 금속 및 타이타늄(Ti) 중 어느 하나의 소재로 성형되는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 다이캐스팅단계 이후, 최종 단계로서 상기 프레임 부재의 표면처리를 실시하는 외장표면처리단계를 더 포함하여 이루어지고,
    상기 프레임 부재는 타이타늄(Ti) 소재로 성형되며,
    상기 외장표면처리단계는 상기 프레임 부재의 표면에 광버핑을 진행한 후 상기 프레임 부재의 표면을 아노다이징(Anodizing) 처리하는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법.
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