薄型殼體的制造方法及其制品的制作方法
【專利摘要】一種薄型殼體的制造方法及其制品，是通過將一平板狀的胚料放置于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，且置于二模具之間壓合成形；脫模后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；于冷卻過程中，通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；冷卻完成后，再以銑削的方式去除該補強肋條即獲得該薄型殼體。
【專利說明】薄型殼體的制造方法及其制品
【技術領域】
[0001]本發明是與裝置的外殻有關，更詳而言之是指一種薄型殼體的制造方法及其制 品。
【背景技術】
[0002]電子裝置的外殼主要是用于保護電子裝置內部的電路與結構，避免損壞或傷害使 用者。傳統的外殼材料是使用塑料或不銹鋼制成，隨著科技的發展以及消費者的使用需求， 筆記本電腦、移動電話等可攜式電子裝置越來越講求輕量化及薄型化，而傳統的外殼材料 已無法滿足這些需求，因此，以輕質材料，如鋁、鎂合金等制成的薄型殼體因應而生。薄型殼 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。
[0003]現有的薄型殼體是使用簡單快速的鍛造方式制作，將平板狀的胚料加熱并置于二 模具之間，經過二模具壓合形成薄型殼體，再冷卻后即完成制作。然，以簡單快速的鍛造方 式成形的平板狀的胚料于冷卻過程中，容易因加工應力與熱應力的關系而使薄型殼體發生 翹曲現象，導致后續組裝的困難，更甚者，形成不良品，使得不良率大為提高而耗增制造成 本。
【發明內容】
[0004]有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種薄型殼體的制造方法及其制品，可避 免薄型殼體于鍛造后的冷卻過程中產生翹曲。
[0005]緣以達成上述目的，本發明提供一種薄型殼體的制造方法，用以將一平板狀的胚 料壓制成一薄型殼體，包含有下列步驟:
[0006]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 模具的其中至少的一者的成形模面設置有至少一凹槽；
[0007]B、將該胚料預熱至一成形溫度，且置于該第一模具與該第二模具之間；
[0008]C、控制該第一模具與該第二模具壓合，使該胚料成形；
[0009]D、脫模后獲得該薄型殼體的半成品，且該薄型殼體的半成品對應該至少一凹槽處 成形有至少一補強肋條；
[0010]E、將該薄型殼體的半成品冷卻至室溫；以及
[0011]F、去除該薄型殼體的半成品上的補強肋條，獲得該薄型殼體。
[0012]其中，于步驟F中是以銑削的方式去除該補強肋條。
[0013]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 凹槽位于與該第一模具的凹槽相面對的位置處。
[0014]其中，在步驟E之后，還包含一去毛邊步驟，用以去除該薄型殼體的半成品邊緣的 毛邊。
[0015]其中，至少一凹槽的數量為多個，且該多個凹槽以等間距的方式設置。
[0016]其中，該至少一凹槽的數量為多個，且該多個凹槽以不等間距的方式設置。[0017]其中，該至少一凹槽的數量為多個，且該多個凹槽以相互交叉的方式設置。
[0018]其中，該胚料為鋁合金，且于步驟C中，該成形溫度為400_530°C。
[0019]其中，該胚料為鎂合金，且于步驟C中，該成形溫度為250_360°C。
[0020]本發明提供一種薄型殼體，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；該薄型殼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是呈 波浪狀。
[0021]其中，該薄型殼體在該根留區位置處且于該寬廣面表面的晶粒流向為不連續。
[0022]其中，該二寬廣面上分別具有至少一根留區，該薄型殼體橫斷面的晶粒流向呈平 坦狀，至該二寛廣面的根留區位置處的晶粒流向是呈波浪狀。
[0023]其中，該薄型殼體在該二寬廣面的根留區位置處且于該二寬廣面的表面的晶粒流 向為不連續。
[0024]由此，通過該薄型殼體的制造方法制造的薄型殼體，薄型殼體的半成品于冷卻過 程中收縮應力平衡，使該薄型殼體不會產生翹曲。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]為能更清楚地說明本發明，以下列舉較佳實施例并配合附圖詳細說明如后，其 中:
[0026]圖1為本發明第一較佳實施例薄型殼體的制造方法流程圖；
[0027]圖2為本發明第一較佳實施例的模具與鋁合金平板配置示意圖；
[0028]圖3為本發明第一較佳實施例的模具壓合剖面示意圖；
[0029]圖4為本發明第一較佳實施例的薄型殼體半成品的示意立體圖；
[0030]圖5為本發明第一較佳實施例的薄型殼體晶半成品的粒流向示意圖；
[0031]圖6為本發明第一較佳實施例的薄型殼體的示意立體圖；
[0032]圖7為本發明第一較佳實施例的薄型殼體晶粒流向示意圖；
[0033]圖8為本發明第二較佳實施例的薄型殼體的示意立體圖；
[0034]圖9為本發明第二較佳實施例的薄型殼體晶粒流向示意圖；
[0035]圖10為本發明第三較佳實施例的薄型殼體半成品的示意立體圖；
[0036]圖11為本發明第三較佳實施例的薄型殼體示意立體圖；
[0037]圖12為本發明第四較佳實施例的薄型殼體半成品的示意立體圖；以及
[0038]圖13為本發明第四較佳實施例的薄型殼體示意立體圖。
【具體實施方式】
[0039]本發明第一較佳實施例的薄型殼體的制造方法，用以將一平板狀的胚料壓制成一 薄型殼體，本實施例中，該胚料是以鋁合金平板為例，該制造方法包含有圖1所示的下列步 驟:
[0040]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，是于該第一模具12的成形 模面上設置有多個等間距的凹槽12a。
[0041]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，且置于該第一模具12與該第二模具14之間，該招合金平板20的第一面20a朝向該第一模具12,該招合金平板20的第二面20b朝向該第二模具14。于本實施例中，較佳的成形溫度為480°C，但不以此為限，依不同結構的薄型殼體的設計以及合金成份不同致使成形時晶粒滑移力量不同，其成形溫度范圍介于400-530°C之間。
[0042]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(參照圖3)。
[0043]D、脫模后獲得該薄型殼體的半成品(即鍛胚)。于該薄型殼體的半成品22上對應該多個凹槽12a處則隆起成形有多個補強肋條22b (參照圖4)。
[0044]E、將該薄型殼體的半成品22冷卻至室溫，在冷卻過程中，通過該多個補強肋條22b的支撐可使收縮應力平衡，有效避免該薄型殼體的半成品22產生翹曲。請參閱圖4與圖5，冷卻完成的薄型殼體的半成品22，具有以下幾個特點:
[0045]1、該薄型殼體的半成品22具有二寬廣且相互平行的一第一面22a與一第二面22c，且由于該鋁合金平板20的第一面20a的材料被推擠至該第一模具12的凹槽12a，使得該薄型殼體的半成品22的第一面22a上具有多個互補于該第一模具12的凹槽12a的補強肋條22b，該多個補強肋條22b是沿一第一方向Dl形成。
[0046]2、該薄型殼體的半成品22于一第二方向D2的橫斷面上,且對應該多個補強肋條22b位置處的晶粒流向(grain flow)是呈波浪狀，其中該第二方向D2是相交于該第一方向Dl且平行于該第一面22a與該第二面22c。
[0047]前述的該薄型殼體的半成品22于冷卻過程的收縮應力，在該第一方向Dl與該第二方向D2達到平衡，使該薄型殼體的半成品22不致翹曲。
[0048]F、去除該薄型殼體的半成品22上的補強肋條22b后即獲得該薄型殼體。于本實施例中，該多個補強肋條22b是經銑削的方式去除。請參閱圖6與圖7，該薄型殼體24具有以下幾個特點:
[0049]1、該薄型殼體24具有二寬廣且相互平行的一第一面24a與一第二面24c，在該薄型殼體24的第一面24a上具有多個根留區24b，該多個根留區24b是該薄型殼體24的半成品22(如圖7假想線所表示)上的多個補強肋條22b銑削前的位置。該薄型殼體24于該第二方向D2的橫斷面的晶粒流向呈平坦狀，至該根留區24b位置處的晶粒流向是呈波浪狀。
[0050]2、該薄型殼體24在該多個根留區24b位置處且于該第一面24a表面的晶粒流向為不連續的狀態。
[0051]在上述的第一較佳實施例中，該多個凹槽12a的數量，是依該鋁合金平板20的大小而設置。該薄型殼體24的半成品22于冷卻過程中通過該多個補強肋條22b的支撐可平衡收縮應力，有效地避免產生翹曲，經銑削去除該多個補強肋條22b后，即可獲得無翹曲的薄型殼體24。
[0052]以下再提供其它可達到相同上述效果的具體實施例，其中:
[0053]圖8與圖9所示為本發明第二較佳實施例的薄型殼體的制造方法制造的薄型殼體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,且于該第一面30a上具有第一面30a多個根留區30b，該多個根留區30b是該薄型殼體30的半成品32上的多個補強肋條32b銑削前的位置。與上述第一較佳實施例不同的是:在本實施例中，該第一模具上的多個凹槽具有更深的深度，使得成形后的多個補強肋條的高度更高，由此增加該薄型殼體30的半成品32第一面32a上的多個補強肋條32b的支撐力。此外，為了避免該薄型殼體30的半成品32在成形后于該第二面32c上相對于該補強肋條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多個凹槽，該多個凹槽位于與該第一模具的多個凹槽相面對的位置處，且該第二模具上的凹槽深度小于該第一模具上的凹槽深度，由此，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。該第二模具的多個凹槽使成形后的薄型殼體30的半成品32在其第二面32c上亦形成多個補強肋條32d。
[0054]接著，該多個補強肋條32b及多個補強肋條32d再以銑削的方式去除，即可獲得該薄型殼體30。該薄型殼體30且于該薄型殼體的第二面30c上同樣具有多個根留區30d，該多個根留區30d是該薄型殼體30的半成品32的第二面32c上的多個補強肋條32d銑削前的位置。同樣地，該薄型殼體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位置處的晶粒流向是呈波浪狀，并且該薄型殼體30在該根留區30b與該根留區30d位置處且于該第一面30a與該第二面30c的表面的晶粒流向為不連續。
[0055]更值得一提的是，該薄型殼體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殼體30的半成品32翹曲的效果，而可獲得無翹曲的薄型殼體30。
[0056]圖10與圖11所示為本發明第三較佳實施例的的薄型殼體的制造方法制造的薄型殼體40，與第一較佳實施例不同的是:在第一模具上的多個凹槽是視收縮應力平衡以不等間距的方式設置，在成形后的薄型殼體40的半成品42上沿該第一方向Dl形成不等間距的補強肋條52a。同樣地，于該第二方向D2上，且對應該多個補強肋條52a位置處的晶粒流向是呈波浪狀(參照圖10)。
[0057]接著，再以銑削的方式去除該多個補強肋條52a，即獲得薄型殼體40 (參照圖11)。在該薄型殼體40的第一面40a上具有多個根留區40b，該多個根留區40b是該薄型殼體40的半成品42上的多個補強肋條42a銑削前的位置。該薄型殼體40于該第二方向D2的橫斷面的晶粒流向呈平坦狀，至該根留區40b位置處的晶粒流向是呈波浪狀。該薄型殼體40在該多個根留區40b位置處且于該第一面40a表面的晶粒流向為不連續的狀態。
[0058]圖12與圖13所示為本發明第四較佳實施例的的薄型殼體的制造方法制造的薄型殼體50，與前述各實施例不同的是:在第一模具12上的多個凹槽是以相互交叉的方式設置，在成形后的薄型殼體50的半成品52上形成多個相互交叉的補強肋條(參照圖12)。其中:
[0059]該多個補強肋條包括有多個第一補強肋條62a與多個第二補強肋條62b，其中該多個第一補強肋條62a沿該第一方向Dl形成,該多個第二補強肋條62b沿該第二方向D2形成；該薄型殼體50的半成品52于該第二方向D2上,且對應該多個第一補強肋條62a位置處的晶粒流向呈波浪狀；該薄型殼體50的半成品52于該第一方向Dl上，且對應該多個第二補強肋條62b位置處的晶粒流向亦呈波浪狀。
[0060]接著，以銑削的方式去除該多個第一補強肋條62a與多個第二補強肋條62b，即獲得該薄型殼體50。續參閱圖13，該薄型殼體50于其第一面50a上具有多個根留區50b，該多個根留區50b是該薄型殼體50的半成品52上的多個第一補強肋條52a與多個第二補強肋條52b銑削前的位置。
[0061]該薄型殼體50于該第一方向Dl的橫斷面的晶粒流向呈平坦狀，至該根留區50b的晶粒流向是呈波浪狀；該薄型殼體50于該第二方向D2的橫斷面的晶粒流向呈平坦狀，至該多個根留區50b的晶粒流向是呈波浪狀。并且該薄型殼體50在該根留區50b位置處且于該第一面50a表面的晶粒流向為不連續的狀態。
[0062]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，所述凹槽的數量及其間距是依鋁合金平板的尺寸而定，其目的在于將凹槽設置于薄型殼體的半成品易產生翹曲的位置，由此，壓合成形后形成的多個補強肋條可使薄型殼體的半成品于冷卻過程中收縮應力平衡，避免產生翹曲，去除補強肋條后可獲得無翹曲的薄型殼體。
[0063]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°C，依不同結構的薄型殼體的設計以及合金成份不同致使成形時晶粒滑移力量不同，其成形溫度范圍介于250-360°C之間。
[0064]另外，前述第一至第四較佳實施例是以閉模鍛造的方式制作薄型殼體，亦可采用開模鍛造方式制作；若采用開模鍛造，可于薄型殼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殼體的半成品邊緣的毛邊。
[0065]以上所述僅為本發明較佳可行實施例，凡是應用本發明說明書及申請專利范圍所為的方法及等效結構變化，理應包含在本發明的權利要求范圍內。
【權利要求】
1.一種薄型殼體的制造方法，用以將一平板狀的胚料壓制成一薄型殼體，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 其中至少之一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，且置于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、脫模后獲得該薄型殼體的半成品，且該薄型殼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、將該薄型殼體的半成品冷卻至室溫；以及F、去除該薄型殼體的半成品上的補強肋條，獲得該薄型殼體。
2.如權利要求1所述的薄型殼體的制造方法，其中于步驟F中是以銑削的方式去除該 補強肋條。
3.如權利要求1所述的薄型殼體的制造方法，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于與該第一模具的凹槽相面對的位置處。
4.如權利要求1所述的薄型殼體的制造方法，其中在步驟E之后，還包含一去毛邊步 驟，用以去除該薄型殼體的半成品邊緣的毛邊。
5.如權利要求1所述的薄型殼體的制造方法，其中該至少一凹槽的數量為多個，且該 多個凹槽以等間距的方式設置。
6.如權利要求1所述的薄型殼體的制造方法，其中該至少一凹槽的數量為多個，且該 多個凹槽以不等間距的方式設置。
7.如權利要求1所述的薄型殼體的制造方法，其中該至少一凹槽的數量為多個，且該 多個凹槽以相互交叉的方式設置。
8.如權利要求1所述的薄型殼體的制造方法，其中該胚料為鋁合金，且于步驟C中，該 成形溫度為400-530°C。
9.如權利要求1所述的薄型殼體的制造方法，其中該胚料為鎂合金，且于步驟C中，該 成形溫度為250-360°C。
10.一種薄型殼體，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； 該薄型殼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呈波浪狀。
11.如權利要求10所述的薄型殼體，其中該薄型殼體在該根留區位置處且于該寬廣面 表面的晶粒流向為不連續。
12.如權利要求10所述的薄型殼體，其中該二寬廣面上分別具有至少一根留區，該薄 型殼體橫斷面的晶粒流向呈平坦狀，至該二寛廣面的根留區位置處的晶粒流向呈波浪狀。
13.如權利要求12所述的薄型殼體，其中該薄型殼體在該二寬廣面的根留區位置處且 于該二寬廣面的表面的晶粒流向為不連續。
【文檔編號】B23C3/00GK103506808SQ201210214530
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年6月27日 優先權日:2012年6月27日
【發明者】廖述源 申請人:廖述源