TW201401966A - 薄型殼體之製造方法及其製品 - Google Patents

Abstract

一種薄型殼體之製造方法及其製品，係藉由將一平板狀之胚料放置於二相對設置的模具間，在其中一模具的成形模面上設置有至少一凹槽；將該胚料預熱至一成形溫度，且置於二模具之間壓合成形；脫模後獲得一薄型殼體的半成品，且該薄型殼體的半成品對應該凹槽處成形有至少一補強肋條；於冷卻過程中，透過該補強肋條的支撐可平衡收縮應力，有效避免該薄型殼體的半成品產生翹曲；冷卻完成後，再以銑削的方式去除該補強肋條即獲得該薄型殼體。

Description

薄型殻體之製造方法及其製品

本發明係與裝置之外殻有關，更詳而言之是指一種薄型殻體之製造方法及其製品。

按，電子裝置的外殻主要係用於保護電子裝置內部的電路與結構，避免損壞或傷害使用者。傳統的外殻材料係使用塑膠或不鏽鋼製成，隨著科技的發展以及消費者的使用需求，筆記型電腦、行動電話等可攜式電子裝置愈來愈講求輕量化及薄型化，而傳統的外殻材料已無法滿足這些需求，因此，以輕質材料，如鋁、鎂合金等製成的薄型殻體因應而生。薄型殻體除了具有輕、薄的特點外，同時也能提供足夠的強度保護內部電路與結構。

習用的薄型殻體係使用簡單快速的鍛造方式製作，將平板狀的胚料加熱並置於二模具之間，經過二模具壓合形成薄型殻體，再冷卻後即完成製作。然，以簡單快速的鍛造方式成形的平板狀的胚料於冷卻過程中，容易因加工應力與熱應力的關係而使薄型殻體發生翹曲現象，導致後續組裝的困難，更甚者，形成不良品，使得不良率大為提高而耗增製造成本。

有鑑於此，本發明之主要目的在於提供一種薄型殻體之製 造方法及其製品，可避免薄型殻體於鍛造後的冷卻過程中產生翹曲。

緣以達成上述目的，本發明提供一種薄型殻體之製造方法，用以將一平板狀之胚料壓製成一薄型殼體，包含有下列步驟：A、提供一組模具，該組模具具有一第一模具與一第二模具，該第一模具與該第二模具之其中至少之一者的成形模面設置有至少一凹槽；B、將該胚料預熱至一成形溫度，且置於該第一模具與該第二模具之間；C、控制該第一模具與該第二模具壓合，使該胚料成形；D、脫模後獲得該薄型殻體的半成品，且該薄型殻體的半成品對應該至少一凹槽處成形有至少一補強肋條；E、將該薄型殻體的半成品冷卻至室溫；以及F、去除該薄型殻體的半成品上之補強肋條，獲得該薄型殻體。

其中，於步驟F中係以銑削之方式去除該補強肋條。

其中，該第一模具與該第二模具的成形模面皆設置有至少一凹槽；該第二模具的凹槽位於與該第一模具的凹槽相面對之位置處。

其中，在步驟E之後，更包含一去毛邊步驟，用以去除該薄型殻體的半成品邊緣之毛邊。

其中，至少一凹槽的數量為複數個，且該複數個凹槽以等間距的方式設置。

其中，該至少一凹槽的數量為複數個，且該複數個凹槽以不等間距的方式設置。

其中，該至少一凹槽的數量為複數個，且該複數個凹槽以相互交叉之方式設置。

其中，該胚料為鋁合金，且於步驟C中，該成形溫度為400~530℃。

其中，該胚料為鎂合金，且於步驟C中，該成形溫度為250~360℃。

本發明提供一種薄型殻體，具有二平行的寬廣面，且其中至少一寬廣面上具有至少一根留區；該薄型殻體橫斷面的晶粒流向呈平坦狀，至該根留區位置處的晶粒流向係呈波浪狀。

其中，該薄型殻體在該根留區位置處且於該寬廣面表面的晶粒流向為不連續。

其中，該二寬廣面上分別具有至少一根留區，該薄型殻體橫斷面的晶粒流向呈平坦狀，至該二寬廣面的根留區位置處之晶粒流向係呈波浪狀。

其中，該薄型殻體在該二寬廣面的根留區位置處且於該二寬廣面之表面的晶粒流向為不連續。

藉此，透過該薄型殻體之製造方法製造之薄型殻體，薄型殻體的半成品於冷卻過程中收縮應力平衡，使該薄型殻體不會 產生翹曲。

為能更清楚地說明本發明，茲舉較佳實施例並配合圖示詳細說明如后。

本發明第一較佳實施例之薄型殻體之製造方法，用以將一平板狀之胚料壓製成一薄型殼體，本實施例中，該胚料係以鋁合金平板為例，該製造方法包含有圖1所示之下列步驟：

A、請參閱圖2，提供一組模具10，該組模具10具有一第一模具12與一第二模具14，該第一模具12與該第二模具14為相對設置，在本實施例中，係於該第一模具12的成形模面上設置有複數個等間距的凹槽12a。

B、取一鋁合金平板20，該鋁合金平板20具有二寬廣且相互平行的一第一面20a與一第二面20b。將該鋁合金平板20預熱至一成形溫度，且置於該第一模具12與該第二模具14之間，該鋁合金平板20的第一面20a朝向該第一模具12，該鋁合金平板20的第二面20b朝向該第二模具14。於本實施例中，較佳的成形溫度為480℃，但不以此為限，依不同結構的薄型殻體之設計以及合金成份不同致使成形時晶粒滑移力量不同，其成形溫度範圍介於400~530℃之間。

C、控制該第一模具12與該第二模具14壓合，使該鋁合金平板20成形(圖3參照)。

D、脫模後獲得該薄型殻體的半成品(即鍛胚)。於該薄型殻體的半成品22上對應該複數個凹槽12a處則隆起成形有複數個補強肋條22b(圖4參照)。

E、將該薄型殻體的半成品22冷卻至室溫，在冷卻過程中，透過該複數個補強肋條22b的支撐可使收縮應力平衡，有效避免該薄型殻體的半成品22產生翹曲。請參閱圖4與圖5，冷卻完成之薄型殻體的半成品22，具有以下幾個特點：

1、該薄型殻體的半成品22具有二寬廣且相互平行的一第一面22a與一第二面22c，且由於該鋁合金平板20的第一面20a的材料被推擠至該第一模具12的凹槽12a，使得該薄型殻體的半成品22的第一面22a上具有複數個互補於該第一模具12的凹槽12a之補強肋條22b，該複數個補強肋條22b係沿一第一方向D1形成。

2、該薄型殻體的半成品22於一第二方向D2之橫斷面上，且對應該複數個補強肋條22b位置處的晶粒流向(grain flow)係呈波浪狀，其中該第二方向D2係相交於該第一方向D1且平行於該第一面22a與該第二面22c。

前述之該薄型殻體的半成品22於冷卻過程之收縮應力，在該第一方向D1與該第二方向D2達到平衡，使該薄型殻體的半成品22不致翹曲。

F、去除該薄型殻體的半成品22上之補強肋條22b後即獲得該薄型殻體。於本實施例中，該複數個補強肋條22b係經銑 削之方式去除。請參閱圖6與圖7，該薄型殻體24具有以下幾個特點：

1、該薄型殻體24具有二寬廣且相互平行的一第一面24a與一第二面24c，在該薄型殻體24的第一面24a上具有複數個根留區24b，該複數個根留區24b係該薄型殻體24的半成品22(如圖7假想現所表示)上的複數個補強肋條22b銑削前之位置。該薄型殻體24於該第二方向D2之橫斷面的晶粒流向呈平坦狀，至該根留區24b位置處的晶粒流向係呈波浪狀。

2、該薄型殻體24在該複數個根留區24b位置處且於該第一面24a表面的晶粒流向為不連續之狀態。

在上述之第一較佳實施例中，該複數個凹槽12a的數量，係依該鋁合金平板20的大小而設置。該薄型殻體24的半成品22於冷卻過程中透過該複數個補強肋條22b的支撐可平衡收縮應力，有效地避免產生翹曲，經銑削去除該複數個補強肋條22b後，即可獲得無翹曲的薄型殻體24。

以下再提供其它可達到相同上述效果的具體實施例，其中：圖8與圖9所示者為本發明第二較佳實施例之薄型殻體之製造方法製造的薄型殻體30，同樣具有二寬廣且相互平行的一第一面30a與一第二面30c，且於該第一面30a上具有第一面30a複數個根留區30b，該複數個根留區30b係該薄型殻 體30的半成品32上的複數個補強肋條32b銑削前之位置。與上述第一較佳實施例不同的是：在本實施例中，該第一模具上的複數個凹槽具有更深的深度，使得成形後的複數個補強肋條的高度更高，藉此增加該薄型殻體30的半成品32第一面32a上的複數個補強肋條32b的支撐力。此外，為了避免該薄型殻體30的半成品32在成形後於該第二面32c上相對於該補強肋條32b位置處形成凹入該第二面32c的凹陷，在該第二模具的成形模面上更設置有複數個凹槽，該複數個凹槽位於與該第一模具的複數個凹槽相面對之位置處，且該第二模具上的凹槽深度小於該第一模具上的凹槽深度，藉此，可平衡在該第一面32a的對向質量流動，避免在該第二面32c形成凹陷。該第二模具的複數個凹槽使成形後的薄型殻體30的半成品32在其第二面32c上亦形成複數個補強肋條32d。

接著，該複數個補強肋條32b及複數個補強肋條32d再以銑削之方式去除，即可獲得該薄型殻體30。體30且於該薄型殻體的第二面30c上同樣具有複數個根留區30d，該複數個根留區30d係該薄型殻體30的半成品32之第二面32c上的複數個補強肋條32d銑削前之位置。同樣地，該薄型殻體30橫斷面的晶粒流向呈平坦狀，至該根留區30b與該根留區30d位置處之晶粒流向係呈波浪狀，並且該薄型殻體30在該根留區30b與該根留區30d位置處且於該第一面30a與該第二面30c之表面的晶粒流向為不連續。

更值得一提的是，該薄型殻體30的半成品32第二面32c上的補強肋條32d，亦具有加強支撐力避免該薄型殻體30的半成品32翹曲之效果，而可獲得無翹曲的薄型殻體30。

圖10與圖11所示者為本發明第三較佳實施例之之薄型殻體之製造方法製造的薄型殻體40，與第一較佳實施例不同的是：在第一模具上的複數個凹槽係視收縮應力平衡以不等間距之方式設置，在成形後的薄型殻體40的半成品42上沿該第一方向D1形成不等間距的補強肋條52a。同樣地，於該第二方向D2上，且對應該複數個補強肋條52a位置處的晶粒流向係呈波浪狀(圖10參照)。

接著，再以銑削的方式去除該複數個補強肋條52a，即獲得薄型殻體40(圖11參照)體40。在該薄型殻體40的第一面40a上具有複數個根留區40b，該複數個根留區40b係該薄型殻體40的半成品42上的複數個補強肋條42a銑削前之位置。該薄型殻體40於該第二方向D2之橫斷面的晶粒流向呈平坦狀，至該根留區40b位置處的晶粒流向係呈波浪狀。該薄型殻體40在該複數個根留區40b位置處且於該第一面40a表面的晶粒流向為不連續之狀態。

圖12與圖13所示者為本發明第四較佳實施例之之薄型殻體之製造方法製造的薄型殻體50，與前述各實施例不同的是：在第一模具12上的複數個凹槽係以相互交叉之方式設置，在成形後之薄型殻體50的半成品52上形成複數個相互交叉的補 強肋條(圖12參照)。其中：該複數個補強肋條包括有複數第一補強肋條62a與複數第二補強肋條62b，其中該複數第一補強肋條62a沿該第一方向D1形成，該複數第二補強肋條62b沿該第二方向D2形成；該薄型殻體50的半成品52體50於該第二方向D2上，且對應該複數第一補強肋條62a位置處的晶粒流向呈波浪狀；該薄型殻體50的半成品52於該第一方向D1上，且對應該複數第二補強肋條62b位置處的晶粒流向亦呈波浪狀。

接著，以銑削的方式去除該複數第一補強肋條62a與複數第二補強肋條62b，即獲得該薄型殻體50。續參閱圖13，該薄型殻體50於其第一面50a上具有複數個根留區50b，該複數個根留區50b係該薄型殻體50的半成品52上的複數第一補強肋條52a與複數第二補強肋條52b銑削前之位置。

該薄型殻體50於該第一方向D1之橫斷面的晶粒流向呈平坦狀，至該根留區50b的晶粒流向係呈波浪狀；該薄型殻體50於該第二方向D2之橫斷面的晶粒流向呈平坦狀，至該複數個根留區50b的晶粒流向係呈波浪狀。並且該薄型殻體50在該根留區50b位置處且於該第一面50a表面的晶粒流向為不連續之狀態。

必須說明的是，上述各實施例中，該第一模具的凹槽以等間隔、不等間隔或者是以相互交叉的方式設置，該等凹槽的數量及其間距係依鋁合金平板的尺寸而定，其目的在於將凹槽設 置於薄型殻體的半成品易產生翹曲的位置，藉此，壓合成形後形成的複數個補強肋條可使薄型殻體的半成品於冷卻過程中收縮應力平衡，避免產生翹曲，去除補強肋條後可獲得無翹曲的薄型殻體。

在上述第一至第四較佳實施例中，胚料亦可使用鎂合金平板，鎂合金平板的成形溫度為300℃，依不同結構的薄型殻體之設計以及合金成份不同致使成形時晶粒滑移力量不同，其成形溫度範圍介於250~360℃之間。

另外，前述第一至第四較佳實施例係以閉模鍛造的方式製作薄型殻體，亦可採用開模鍛造方式製作；若採用開模鍛造，可於薄型殻體的半成品冷卻過程的同時，進行一去毛邊步驟用以去除該薄型殻體的半成品邊緣的毛邊。

以上所述僅為本發明較佳可行實施例，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之方法及等效結構變化，理應包含在本發明之專利範圍內。

10‧‧‧模具

12‧‧‧第一模具

12a‧‧‧凹槽

14‧‧‧第二模具

20‧‧‧鋁合金平板

20a‧‧‧第一面

20b‧‧‧第二面

22‧‧‧半成品

22a‧‧‧第一面

22b‧‧‧補強肋條

22c‧‧‧第二面

24‧‧‧薄型殻體

24a‧‧‧第一面

24b‧‧‧根留區

24c‧‧‧第二面

30‧‧‧薄型殻體

30a‧‧‧第一面

30b‧‧‧根留區

30c‧‧‧第二面

30d‧‧‧根留區

32‧‧‧半成品

32a‧‧‧第一面

32b‧‧‧補強肋條

32c‧‧‧第二面

32d‧‧‧補強肋條

40‧‧‧薄型殻體

40a‧‧‧第一面

40b‧‧‧根留區

42‧‧‧半成品

42a‧‧‧補強肋條

50‧‧‧薄型殻體

50a‧‧‧第一面

50b‧‧‧根留區

52‧‧‧半成品

52a‧‧‧第一補強肋條

52b‧‧‧第二補強肋條

D1‧‧‧第一方向

D2‧‧‧第二方向

圖1為本發明第一較佳實施例薄型殻體之製造方法流程圖；圖2為本發明第一較佳實施例之模具與鋁合金平板配置示意圖；圖3為本發明第一較佳實施例之模具壓合剖面示意圖；圖4為本發明第一較佳實施例之薄型殻體半成品之示意立體圖；圖5為本發明第一較佳實施例之薄型殻體晶半成品之粒流向示意圖；圖6為本發明第一較佳實施例之薄型殻體之示意立體圖；圖7為本發明第一較佳實施例之薄型殻體晶粒流向示意圖；圖8為本發明第二較佳實施例之薄型殻體之示意立體圖；圖9為本發明第二較佳實施例之薄型殻體晶粒流向示意圖；圖10為本發明第三較佳實施例之薄型殻體半成品之示意立體圖；圖11為本發明第三較佳實施例之薄型殻體示意立體圖；圖12為本發明第四較佳實施例之薄型殻體半成品之示意立體圖；以及圖13為本發明第四較佳實施例之薄型殻體示意立體圖。

Claims (13)

1. 一種薄型殻體之製造方法，用以將一平板狀之胚料壓製成一薄型殼體，包含有下列步驟：A、提供一組模具，該組模具具有一第一模具與一第二模具，該第一模具與該第二模具之其中至少之一者的成形模面設置有至少一凹槽；B、將該胚料預熱至一成形溫度，且置於該第一模具與該第二模具之間；C、控制該第一模具與該第二模具壓合，使該胚料成形；D、脫模後獲得該薄型殻體的半成品，且該薄型殻體的半成品對應該至少一凹槽處成形有至少一補強肋條；E、將該薄型殻體的半成品冷卻至室溫；以及F、去除該薄型殻體的半成品上之補強肋條，獲得該薄型殻體。
2. 如請求項1所述之薄型殻體之製造方法，其中於步驟F中係以銑削之方式去除該補強肋條。
3. 如請求項1所述之薄型殻體之製造方法，其中該第一模具與該第二模具的成形模面皆設置有至少一凹槽；該第二模具的凹槽位於與該第一模具的凹槽相面對之位置處。
4. 如請求項1所述之薄型殻體之製造方法，其中在步驟E之後，更包含一去毛邊步驟，用以去除該薄型殻體的半成品邊緣之毛邊。
5. 如請求項1所述之薄型殻體之製造方法，其中該至少一凹槽的數量為複數個，且該複數個凹槽以等間距的方式設置。
6. 如請求項1所述之薄型殻體之製造方法，其中該至少一凹槽的數量為複數個，且該複數個凹槽以不等間距的方式設置。
7. 如請求項1所述之薄型殻體之製造方法，其中該至少一凹槽的數量為複數個，且該複數個凹槽以相互交叉之方式設置。
8. 如請求項1所述之薄型殻體之製造方法，其中該胚料為鋁合金，且於步驟C中，該成形溫度為400~530℃。
9. 如請求項1所述之薄型殻體之製造方法，其中該胚料為鎂合金，且於步驟C中，該成形溫度為250~360℃。
10. 一種薄型殻體，具有二平行的寬廣面，且其中至少一寬廣面上具有至少一根留區；該薄型殻體橫斷面的晶粒流向呈平坦狀，至該根留區位置處的晶粒流向係呈波浪狀。
11. 如請求項10所述之薄型殻體，其中該薄型殻體在該根留區位置處且於該寬廣面表面的晶粒流向為不連續。
12. 如請求項10所述之薄型殻體，其中該二寬廣面上分別具有至少一根留區，該薄型殻體橫斷面的晶粒流向呈平坦狀，至該二寬廣面的根留區位置處之晶粒流向係呈波浪狀。
13. 如請求項12所述之薄型殻體，其中該薄型殻體在該二寬廣面的根留區位置處且於該二寬廣面之表面的晶粒流向為不連續。