铝合金笔记本电脑外壳制造的关键技术

铝合金笔记本电脑外壳制造的关键技术 112边彬辉 ，尹高喜 ，张赛军 1.群达塑胶电子(深圳)有限公司(广东深圳 518129) 2.华南理工大学机械与汽车工程学院(广东广州 510640) 【摘要】从成型、切割、表面粘结层涂布、模内镶嵌注射及表面装饰等方面，对铝合金笔记本 电脑外壳制造的关键技术进行了研究开发。 关键词:铝合金;模内镶嵌注塑;笔记本电脑 嘉 中图分类号:TQ320.66;TG385.2 文献标识码:B 文章编号:1671350820101228456----- 善 The Key Technologiesof Molding for the 天 Aluminium Alloy Notebook Computer Shell 艺 【Abstract】In this paper, form the aspectsof molding, cutting, surface bonding layer coating,in 科 mold decoration and surface decoration and，key so technologyonof Aluminium alloy notebook 技 computer case were developed. Key words:aluminium alloy;in mold decoration;notebook computer有 限 壳，具有质量轻、厚度薄、强度高、耐候性好、散热快、 1 引言 公[2~3]。铝合金不能成形笔记本电脑 屏蔽好等突出优点目前，工程塑料(PC+ABS)是笔记本电脑外壳最 司外壳内部的结构件，必须先成形外壳后再进行模内注 常用的材质。PC+ABS 为工程塑料合金，这种材料既 射，将塑料结构件附着在成形好的铝合金外壳内表 具有 PC 树脂的优良耐热耐候性、尺寸稳定性和耐冲 面。本文从成型、切割、表面粘结层涂布、模内注射和 击性能，又具有 ABS 树脂优良的加工流动性，所以应 表面装饰等 5 个方面介绍了铝合金笔记本电脑外壳 用在笔记本电脑外壳等薄壁及复杂形状制品方面，可 [1] (以下简称“铝合金外壳)”的制造工艺。 以保持其优异的性能。但是，PC+ABS 制造的笔记本 电脑外壳具有质量较重，强度较差，导热性能差，无法 2 铝合金外壳的成形屏蔽电磁辐射等缺点。 电 铝合金具有强度高，耐高温、耐磨擦、导电、导热 2.1 铝合金外壳坯料的成形 : 话0573 及耐腐蚀等优良性能，铝合金制成的笔记本电脑外 铝合金笔记本电脑外壳成形模具(见图 1)分为上 -1 84295530 2 3 8 4 5 6 9 7 图 1 铝合金外壳成形模具 1.上模座板 2.凸模固定板 3.凸模 4.压边圈 5.凹模 模座板 1、凸模固定板 2、凸模 3、压边圈 4、凹模 5、凹模 1、三向定位块 3，凸模支撑板 4、快速定位夹 5 构成。 固定板 6、下模座板 7、限位螺钉 8、定位针 9 组成，凸凹 凹与凸模支撑板的间隙即为要加工的铝合金外 模间隙为笔记本电脑外壳设计厚度，压边圈是在成形 壳的厚度;三向定位块是保证凹模板、铝合金外壳、凸 前给予铝合金板一定的预紧力，防止边角起皱;定位 模支撑块三者位置精确对准;快速定位夹有 4 个，两个 一组配合使用，如图 2 所示，快速夹 J和 J闭合时，J和针的作用是定位铝合金板，限位螺钉是保证模具行 1 2 3 程，防止板材被压裂。成形模四周边要沿产品的弧度 J开启，CNC 切割产品 A和 A两边;之后，J和 J闭合，4 3 4 3 4 往外延伸 2~3mm 的高度，以保证在下一步切割工序中 J和 J开启，CNC 切割产品 A和 A两边，如图 3 所示。1 2 1 2 铝合金电脑外壳切割面平整。 凸模 3 和凸模 5 呈分离状态时，将裁切好的铝合 金板坯料经定位针 9 定位放于凹模面，凸模 3 和凹模 5 5 1 嘉 J 3闭合，在凸模 3 和凹模 5 的作用下，铝合金板被拉伸成 2 善 J形;凸模 3 和凹模 5 开启，成形后的铝合金板被取出， A 13 A 1A天成形过程结束。成形模四周边要沿产品的弧度往外 2J 2 3 A 4 延伸 2~3mm 的高度，以保证在下一步切割工序中铝合 艺 金电脑外壳切割面平整。 4 J 科4 技 3 碳纤维外壳的切割 图 2 CNC 切割快速夹具 3.1 切割方式的选择有 1.凹模板 2.铝合金外壳 3.三向定位块 铝 合 金 制 备 的 笔 记 本 电 脑 外 壳 厚 度 为 0.8mm~ 限5.快速定位夹(J/ J/ J/ J)4.凸模支撑块 1 2 3 4 1.2mm，传统竖直冲切以垂直于产品配合面的方式切 注:A / A / A / A 为需切割的四边 1 2 3 4 公割，会在外观面留下 1.5mm~2.0mm的哑光边 ，影响笔 司记本电脑外观。因此，传统的冲切方法不适合此复合 材料的切割。 高速切割可以减少刀具震动，平行于产品配合面 方式铣削可以很好地杜绝哑光边。CNC 的刀具可以 以 平 行 于 产 品 配 合 面 的 方 式 高 速 铣 削 切 割 ，因 此 ， CNC 高速铣削无疑成为铝合金笔记本电脑外壳切割 的最佳途径。为了缩短 CNC 切割的加工周期，可以先 电 用传统竖直冲切模具将产品多余的废边切掉，使产生 : 话 0573的哑光边在 CNC 加工的时候切割掉。这种切割工艺 图 3 铝合金外壳 CNC 切割 -可以将传统竖直冲切模具快速高效的优点和 CNC 切 84295530 割精准的优点综合在一起，在保证切割质量同时，提 加工完成后，CNC 切割面及边角切割交界处需用 高了效率。 细砂纸打磨光滑。 3.2 CNC 切割夹具 在使用冲切模具将成型后的碳纤维外壳废边切 4 铝合金外壳内表面粘结层喷涂 除后，即可进行 CNC 高速铣削。但铝合金外壳因形 铝合金外壳表面密度大，粘结剂很难直接渗透到 状、硬度、切割面的原因，不能像铣削钢料一样装夹定 其表面分子结构中，为难粘材质，因此铝合金表面必 位，而且被铣削面的两侧必须有材料进行支撑，以防 须进行预处理。 铣削时因铝合金外壳自身强度不够发生震动而导致 首先，铝合金外壳内表面用酒精进行除油、除尘 加工面破裂、不平整。因此，设计了一套铝合金外壳 处理。之后，铝合金外壳内表面涂专用处理剂(处理 专用 CNC 切割快速夹具，如图 2 所示。夹具由凹模板 剂的作用是对铝合金表面进行腐蚀，有效改善铝合金 的表面极性，增加粘结剂与铝合金间的结合面积，大 将多余的粘结剂挤出到产品的外表面，影响产品的外 大提高二者的粘接性能)，常温放置 15min 后高温烘 5 所示。因此，脱模后，待产品冷却至室温时， 观，如图 干，以确保处理剂完全挥发。表面处理完成后，采用 需对粘结剂溢出的区域进行后处理，将凝固后的粘结 气体驱动喷涂的方式对铝合金外壳内表面进行粘结 剂除掉。 剂喷涂，以确保粘结面粘结层的厚度均匀(粘结层厚 度均匀是为了保证粘结强度均匀)。喷涂完成后，在 一定的温度、时间条件下，对表面粘结剂进行烘干处 粘结剂溢出 理，如图 4 所示。 嘉 图 5 粘结剂溢出到碳纤维外表面 善 天 6 铝合金外壳的表面装饰处理 艺铝合金外壳成型后进行 UV 光油喷涂处理以达到 光亮的效果。 科 图 4 铝合金内表面粘结层喷涂 同喷涂粘结剂一样，铝合金与常用 UV 光油附着 技 力不是很理想。因此，UV 光油必须选用与铝合金附 以上工艺处理完成的铝合金外壳用低粘度保护 有 着力强的类型。另外，为增强附着力，可以用细砂纸 膜包裹，确保注射前粘结层表面洁净。 限对其外观面打磨，使其表面变得粗糙，增加与 UV 光油 的接触面积，从而提高二者间的附着力。 公5 铝合金外壳的模内注射 表面喷涂 UV 光油，可以使铝合金笔记本电脑外 5.1 铝合金外壳注射前预热处理司 壳更加光亮;同时可以提高笔记本外壳表面的硬度， 铝合金外壳表面的粘结剂需达到 130?的高温才 增加耐摩性能，如图 6 所示。 能将其活性激发出来，使粘结性能达到最佳。由于铝 合金外壳较厚(1.0mm 左右)，单靠瞬间的模具温度和 注射时熔融塑料(PC+ABS)的温度难以满足。因此， 必须在铝合金外壳放入模具前进行预热处理，用电烤 箱对其进行加热，确保粘结剂与熔融塑料结合时表面 电 温度达到 130?。 : 话 05735.2 模内注射 首先，将注射模参数调至正常，确保塑件无缺胶、 - 84295530 缩水等缺陷。将预热好的铝合金外壳从烤箱取出后 立即放入注射模腔(碳纤维外壳在空气中停留的时间 图 6 外表面喷 UV 光油后的铝合金外壳 越短，热量损失越少)，确保铝合金外壳在模腔中定位 准确;合模，注射，冷却，开模。产品从模具取出后，需 7 结束语 平面静置 4~5min，待产品完全冷却至室温，以便粘结 铝合金笔记本电脑外壳通过了温度为 65?、湿度 剂完全固化，确保粘结剂与铝合金外壳的粘结效果 为 95,、时间为 72h 的高温高湿测试、盐雾测试、铅笔 最佳。 硬度测试、螺母拉拔力测试。在同等强度条件下，与 5.3 边缘后处理传统 PC+ABS 制备的电脑外壳相比，厚度可减薄 50,， 喷涂时由于气压的不稳定，产品内表面局部区域 重量减轻 40,;而且拥有良好的导热性、屏蔽性、耐候 粘结剂的喷涂量会偏多，注射时塑料的高温、高压会 性和耐腐蚀性。因此，铝合金是实现笔记本电脑“更 RE 与 RP 技术在模具行业中的应用 袁根华 广东工业大学机电工 程学院(广东广州 510075) 【摘要】介绍了 RE 与 RP 两种技术及其特点，在此基础上分析了 RE 与 RP 在模具行业中的 各种应用情况。 关键词:RE;RP;模具;应用 中图分类号:TG76 文献标识码:B 文章编号:1671-3508-2010-12-38-466 嘉 Applications of the RE and RP in the Mold Industry 善 【Abstract】In this paper,the two technologies and characteristicsof RE and RP wereintroduc ed. 天 Then specific were analyzed. 艺 Key words:Reverse Engineering;Rapid Prototyping;die & mold;application 科 技 1 所 并在此基础上改进创新设计有着极大的优势。表 1 引言 示为传统正向设计与逆向工程设计的特点对照表。 RE(Reverse Engineerin)g逆 向 工 程 技 术 与 RP有 (Rapid Prototyping)快速成型技术是 20 世纪设计与制 限表 1 正向设计与逆向工程设计的特点对照表 造领域里带有革命性意义的新方法新技术，它们的产 方式 正向设计 逆向设计 公生高度集成了各项最先进的技术，从根本上改革了传 特点 司概 念 ?3D 模 型 ? 统的设计与制造思想，极大地促进制造业生产力的发 ?3D 模 型 ? 实 物 模 型 ? 三 维 测 量 CAE?CAM或 RP?实 CAE?CAM 或 RP?实物与评估 展。模具工业是与机床并列为国民经济的基础性产 物与评估 业，并且在 20 世纪中后期就一举超越机床业成为制造 特 别 适 合 简 单 形 状 复 简单形状无优势特别适合复杂零件 模型 杂 零 件(曲 面)必 须 反 (曲面)纯消化与简单创新，无须多 成型的主要手段。RE 与 RP 技术及其集成应用于模 形状 复多次设计评估论证 次设计评估论证 具行业，将一举改变传统模具设计制造中周期长、成 设计 形状越复杂，周期越长 形状复杂性与设计周期无太大联系 本高等许多不利的特点，使得模具能够更好地适应市 周期 设计 必须购置三维测量与处理软件，增 成本低 场经济高度发达的当今社会——快速响应市场最终 成本 加了设计成本 电赢得市场的客观需要。 设计知识、经验与技能外，必须掌握 人员 : 设计知识、经验与技能 话0573三维测量与处理点云曲面建构技能 素质 -2 RE 技术及其在模具行业中的应用 84295530 2.1 逆向与正向设计特点2.2 逆向工程技术 RE(Reverse Engineering)逆向工程技术是与传统 的逆向工程技术是将已有实物(油泥)模型通过三 正向设计技术完全相对应，对于加快设计效率减少 设维测量技术测得模型表面的点云数据，经过曲面重构 计成本，快速消化吸收前人的设计思想和设计成果， 造型软件获得实物模型的 3D 数字模型，用于后续的 ??????????????????????????????????????????????????????????????? [2] 潘复生, 张丁非(铝合金及应用[M](北京:科学出版社， 薄、更轻、更强”目标的一种很有前景的新型复合材料。 2006( [3] 王祝堂, 田荣璋.铝合金及其加工手册应用[M]. 北京:机械 8 参考文献 工业出版社，2006( [1] 崔小明. 国内外 ABS树脂的生产消费及市场分 析(下)[J]. 上海化工，2004, (4) file:///D|/我的资料/Desktop/新建文本文 档.txt Appliance Error (configuration_error) Your request could not be processed because of a configuration error: "Could not connect to LDAP server." For assistance, contact your network support team. file:///D|/我的资料/Desktop/新建文本文档.txt2012-07-12 20:42:52