CN102059287A - 图案化设备和使用该设备的图案化方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种图案化设备和使用该设备的图案化方法。图案化设备包括：第一模具和第二模具，压制金属构件；液体型介质容纳单元，容纳液体型介质；三维成形单元，形成在第一模具和第二模具中的至少一个上，当液体型介质压制金属构件时，三维成形单元与金属构件接触；图案加工单元，形成在三维成形单元上。图案化方法包括以下步骤：对第一模具设置金属构件；为第二模具提供液体型介质；向着金属构件的顶部向下移动第二模具；使用该介质压制金属构件，使得金属构件与形成在第一模具和第二模具中的至少一个上的三维成形单元接触；压制金属构件，使得金属构件与形成在三维成形单元上的图案加工单元接触。

Description

图案化设备和使用该设备的图案化方法

本申请要求2009年10月19日在韩国知识产权局提交的第2009-0099104号韩国专利申请的权益，该申请的公开通过引用包含于此。

技术领域

本发明的实施例涉及一种同时执行金属构件的三维成形和图案加工的图案化设备及使用该设备的图案化方法。

背景技术

近年来，已提出方案来在具有预定厚度的金属构件上精确地形成例如皮革图案或丝绸图案之类的复杂的真实图案的各种图案，以装饰移动装置、MP3播放器、便携式多媒体播放器(PMP)、家用电器产品等。

为此目的，通常使用通过单独的后加工来在金属构件上形成不规则图案的方法，以在压制金属构件之前或之后展现出三维纹理(texture)。

压制之前，可直接在片型金属构件上形成复杂的真实图案。在这种情况下，真实图案的固有形状会因压制过程施加的压力而受到损坏。由于这个原因，先压制金属构件，然后使用物理方法在片型金属构件上形成简单的图案。

此外，可在压制金属构件之后对其进行化学处理。例如，可通过蚀刻对压制的金属构件进行图案化。在这种情况下，可在金属构件上形成简单的三维图案；然而，不能在金属构件上形成诸如皮革图案或丝绸图案之类的复杂的真实图案。此外，使用强酸的蚀刻对环境不利。

发明内容

本发明的一方面在于提供一种在金属构件上精细地形成各种复杂的图案的图案化设备和使用该设备的图案化方法。

本发明的另一方面在于提供一种同时执行金属构件的成形和图案加工的图案化设备和使用该设备的图案化方法。

本发明的其他方面将部分地在后面的描述中提出，部分地通过描述而显而易见，或者通过本发明的实践而被知晓。

根据本发明的一个方面，图案化设备包括：第一模具和第二模具，压制处于被支撑状态的金属构件；液体型介质容纳单元，容纳压制金属构件的液体型介质；三维成形单元，形成在第一模具和第二模具中的至少一个上，当液体型介质压制金属构件时，所述三维成形单元与金属构件接触；图案加工单元，形成在三维成形单元上。

金属构件可包括金属片，三维成形单元可形成在固定地支撑金属片的第一模具上，液体型介质容纳单元可形成在与第一模具相对的第二模具上，以将金属片压向图案加工单元。

金属构件可包括金属管，三维成形单元可形成在第一模具和第二模具中的至少一个上，液体型介质容纳单元可形成在支撑金属管的第一模具的两侧，以将金属管压向图案加工单元。

图案加工单元可包括诸如皮革图案或丝绸图案之类的真实图案。

图案加工单元可包括按一致的形状重复形成的单位图案。

图案加工单元可设置有加热单元来将金属构件局部加热。

图案加工单元可设置有冷却单元来将金属构件局部冷却。

图案化设备还可包括至少一个加热器来加热第一模具和第二模具中的至少一个。

金属构件可被加热到预定温度。

图案化设备还可包括加热器来直接加热金属构件。

冷却单元可形成在图案加工单元的突出区域。

加热单元可形成在图案加工单元的凹陷的区域。

金属构件可用于家用电器壳体、MP3播放器壳体、PMP壳体或移动电话壳体。

根据本发明的另一方面，图案化方法包括以下步骤：对第一模具设置金属构件；为第二模具提供液体型介质；向着金属构件的顶部向下移动第二模具；使用该液体型介质压制金属构件，使得金属构件与形成在第一模具和第二模具中的至少一个上的三维成形单元接触；压制金属构件，使得金属构件与形成在三维成形单元上的图案加工单元接触。

对第一模具设置金属构件的步骤可包括对第一模具设置金属片。

对第一模具设置金属构件的步骤可包括对第一模具设置金属管。

使用液体型介质压制金属构件使得金属构件与形成在第一模具和第二模具中的至少一个上的三维成形单元接触的步骤可包括使用液体型介质向下压制金属片，使得金属片与形成在第一模具顶部的三维成形单元接触。

使用液体型介质压制金属构件使得金属构件与形成在第一模具和第二模具中的至少一个上的三维成形单元接触的步骤可包括使用液体型介质向上和向下压制金属管，使得金属管与形成在第一模具顶部和第二模具底部的三维成形单元接触。

压制金属构件使得金属构件与形成在三维成形单元上的图案加工单元接触的步骤可包括压制金属片使得金属片与形成在三维成形单元上的真实图案接触。

压制金属构件使得金属构件与形成在三维成形单元上的图案加工单元接触的步骤可包括压制金属管使得金属管与形成在三维成形单元上的真实图案接触。

附图说明

通过下面结合附图进行的实施例的描述，本发明的这些和/或其他方面将变得明显且更易于理解，附图中：

图1至图3是示出根据本发明实施例的图案化设备的示图；

图4至图7是示出本发明的图案加工单元的单位图案的示图；

图8至图10是示出根据本发明另一实施例的图案化设备的示图。

具体实施方式

现在将详细说明本发明的实施例，在附图中示出了本发明的示例，其中，相同的标号始终表示相同的元件。

图1至图3是示出根据本发明实施例的图案化设备的示图。

如图1至图3所示，图案化设备10包括第一模具100和第二模具200，以压制处于被支撑状态的金属片20。

第二模具200按竖直可移动的方式位于第一模具100上方。第二模具200向下移动使得金属片20被压制在第一模具100和第二模具200之间。然而，根据模具结构，第一模具100可向上移动，使得金属片20被压制在第一模具100和第二模具200之间。

第一模具100在其面对第二模具200的顶部设置有构造为凹陷的形状的三维成形单元300。三维成形单元300设置有可具有各种三维图案的图案加工单元400。

图案加工单元400可包括诸如皮革图案或丝绸图案之类的复杂的真实图案410。真实图案410的形式不限。根据需要可将真实图案410构造为各种形式。

此外，如图4至图7所示，图案加工单元400可包括多个重复的单位图案420、430、440和450，它们均被构造为三维且一致的形状。单位图案420、430、440和450中的每个均可被构造为一致的形状。可选择地，可根据需要将至少两种形状组合来形成每个单位图案420、430、440和450。例如，可将单位图案420、430、440和450构造为如图4所示的半球形形状420、如图5所示的四边形形状430、如图6所示的三角形形状440和如图7所示的梯形形状450。

此外，可以为图案加工单元400设置冷却单元500和加热单元600，这将在之后进行描述。在附图中，单个冷却单元500和单个加热单元600安装在第一模具100上。可选择地，根据图案加工单元400的形式可在第一模具100上安装冷却单元500或加热单元600；或者可在第一模具100上安装多个冷却单元500和多个加热单元600。

第二模具200设置有液体型介质容纳单元700来容纳液体型介质700A。液体型介质容纳单元700由安装在第二模具200底部上的隔膜(diaphragm)710封闭。

液体型介质容纳单元700通过供应管720连接到供应泵(未示出)。通过驱动供应泵，液体型介质700A以压缩的状态供应到液体型介质容纳单元700。随着液体型介质700A供应到液体型介质容纳单元700，隔膜710向下膨胀而压制金属片20。

此外，可将加热器(未示出)安装在第二模具200上来将第二模具200加热到预定温度，由此也将液体型介质700A加热到预定温度。当液体型介质700A被加热器加热到预定的温度，压制金属片20的隔膜710可具有与液体型介质700A的温度相同的温度。

冷却单元500局部冷却金属片20而提高被冷却区域的抗应力性，由此防止在金属片20的成形和图案加工过程中对金属片20造成局部损坏。此外，加热器600局部加热金属片20来降低被加热区域的抗应力性，由此防止在金属片20的成形和图案加工过程中对金属片20造成局部损坏。

此外，加热器(未示出)可安装在第一模具100上来将第一模具100加热到预定的温度，使得冷却单元500具有比第一模具100的温度低的温度，加热单元600具有比第一模具100的温度高的温度。

然而，取代在第一模具100和第二模具200上提供加热器的是，可使用处于加热状态的金属片20或可用加热器(未示出)直接加热金属片20。

具体来说，冷却剂容纳在冷却单元500中，加热器(未示出)安装在加热单元600中。在冷却单元500和第一模具100之间以及加热单元600和第一模具100之间可为热绝缘材料(未示出)，以将冷却单元500和加热单元600保持在预定的温度。

具体来说，冷却单元500可安装在图案加工单元400的向上突出区域400A上，即，图案加工单元400的金属片20首先接触图案加工单元400的区域。此外，加热单元600可安装在图案加工单元400的向下凹陷的区域400B上，即，图案加工单元400的金属片20最后接触图案加工单元400的区域。按这种方式，设置冷却单元500和加热单元600来有效地执行金属片20的成形和图案加工。

同时，可以设置冷却单元500和加热单元600，使得冷却单元500和加热单元600在第一模具100进出(advance to and retreat from)。在这种情况下，可通过冲孔来实现冷却单元500和加热单元600，从而有效地执行金属片20的成形和图案加工。

金属片20可由铝或铝合金、铜或铜合金、钢铁(steel)或钢铁合金、锌或锡涂覆的铝、锌或锡涂覆的铜、锌或锡涂覆的钢铁、锌或锡合金、不锈钢等制成。可以根据需要而适当地选择金属片20的材料。

因此，诸如真实图案410的各种复杂的图案可直接形成在第一模具100上，使得三维图案加工不受限制。此外，金属片20的三维成形和图案加工同时执行，使得不需要后续加工，从而降低了成本。

此外，通过金属片20的三维成形和图案加工，可制造展现出优良的设计和提高的耐用性的壳体。该壳体可包括家用电器壳体、MP3播放器壳体、PMP壳体或移动电话壳体。

下面将参照图1至图3来描述在金属片上形成图案的方法。

首先，将金属片20固定地设置在已经加热到预定温度的第一模具100和第二模具200之间，使隔膜710与金属片20接触，并且金属片20被加热到预定温度。金属片20表现出相对高的导热性，因此，可在短时间内将金属片20加热到预定温度。

当金属片20的温度到达预定温度时，通过供应泵(未示出)将液体型介质700A供应到液体型介质容纳单元700，以通过隔膜710向下压制金属片20。

图案加工单元400形成在第一模具100的三维成形单元300上。因此，同时执行通过三维成形单元300的金属片20的三维成形和通过图案加工单元400的金属片20的三维图案加工。当隔膜710压制金属片20且金属片20的一部分由此接触冷却单元500时，金属片20的接触部分被冷却单元500冷却，使得金属片20的接触部分具有比金属片的其余部分的强度高的强度，因此，金属片20的接触部分的抗应力性提高。因此，金属片20的与冷却单元500接触的部分具有与金属片20的剩余部分相比提高的抗拉性，从而防止对金属片20造成损坏。

按这种方式，具有提高的抗拉性的部分安装在图案加工单元400的向上突出区域400A中，从而防止对金属片20造成损坏并在金属片20上形成微突出图案。

此外，通过供应泵(未示出)将液体型介质700A供应到液体型介质容纳单元700，使得金属片20被隔膜710向下压制。结果，金属片20还与图案加工单元400的除了冷却单元500之外的剩余部分接触。

此时，金属片不与图案加工单元400的微凹陷区域400B接触，因此液体型介质700A可被再次供应到液体型介质容纳单元700。与凹陷区域400B接触的金属片20因来自加热单元600的热而具有增加的延展性，使得金属片20的抗应力性降低，从而防止对金属片20的损坏。此外，金属片20容易与图案加工单400的凹陷区域400B接触，以在金属片20上形成微凹陷的图案。

同时，冷却单元500和加热单元600可在金属片20与图案加工单元400接触的状态下在第一模具100中进出，从而通过冲孔(punch)实现冷却单元500和加热单元600，从而更有效地执行金属片20的成形和图案加工。

当金属片20的成形和图案加工完成时，液体型介质容纳单元700中的液体型介质700A的加压得到释放，然后，将第二模具200向上移动以移除金属片20。

在具有上述构造的图案化设备10中，将液体型介质700A供应到液体型介质容纳单元700，然后通过隔膜710向下压制金属片20。可选择地，可将液体型介质700A供应到液体型介质容纳单元700，使得液体型介质700A直接压制金属片20。

将参照图8至图10来描述本发明的另一实施例。用相同的附图标号指示该实施例中的与前面实施例的组件一致的组件，并且将不对这些一致的组件进行描述。图8至图10是示出了根据本发明另一实施例的图案化设备的示图。

图案化设备10′包括第一模具100和设置在第一模具100上方的第二模具200，使得第二模具200可向下移动而与第一模具100一起来压制处于被支撑状态的金属管20′。根据模具结构，第一模具100可按根据本发明的前面的实施例中的图案化设备中的方式相同的方式被竖直地移动。

在第一模具100的与金属管20′的相对两端对应的相对两侧上设置液体型介质容纳单元700′来容纳液体型介质700′A。

每个液体型介质容纳单元700′具有安装在其内的实际的冲孔710′。将实际的冲孔710′***金属管20′的相对两端，以将液体型介质700′A沿轴方向供应到金属管20′。实际的冲孔710′结合到各个液体型介质容纳单元700′的操作杆720′的头部端(tip ends)。

三维成形单元300′形成在第一模具100的顶部和第二模具200的底部。每个三维成形单元300′设置有可具有各种图案的图案加工单元400′。虽然未示出，但是三维成形单元可以形成在第一模具和第二模具中的至少一个上。

与前面的实施例中的方式相同，每个图案加工单元400′可包括诸如皮革图案或丝绸图案之类的复杂的真实图案。真实图案的形式不受限制。可根据需要将真实图案构造为各种形式。

每个图案加工单元400′可包括多个重复的单位图案(未示出)，每个图案加工单元400′构造为一致的形状。每个单位图案可构造为一致的形状。可选择地，可根据需要将至少两种形状组合来形成每个单位图案。

此外，每个图案加工单元400′可设置有冷却单元500和加热单元600来防止在金属管20′的成形和图案加工过程中对金属管20′造成局部损坏。

下面，将参照图8至图10来描述在金属管上形成图案的方法。

首先，将金属管20′固定地设置在已加热到预定温度的第一模具100和第二模具200之间，然后，将第二模具200向下移动，使得第二模具200结合到第一模具100。同时，将液体型介质容纳单元700′的实际的冲孔710′沿轴方向移动到金属管20′的相对两端。

结果，实际的冲孔710′穿过金属管20′的相对的两端，而***到金属管20′中，以密封金属管20′。在该状态下，将液体型介质700′A通过实际的冲孔710′供应到金属管20′，以使金属管20′膨胀为与形成在第一模具100和第二模具200上的三维成形单元300′对应，同时，与形成在三维成形单元300′上的图案加工单元400′对应地将诸如皮革图案或丝绸图案的复杂的真实图案形成在金属管20′上。

当金属管20′的成形和图案加工完成时，将每个液体型介质容纳单元700′中的液体型介质700′A的加压释放，然后，将第二模具200向上移动以移除金属管20′。

在具有上述构造的图案化设备和使用该图案化设备的图案化方法中，使用液体型介质将各种复杂的图案三维地并精细地形成在金属构件上，此外，金属构件的成形和图案加工同时执行。

通过以上描述而明显的是，将各种复杂的图案直接设置在模具上，因此图案不受限制。此外，金属构件的三维成形和图案加工同时执行，从而降低成本。

虽然示出并描述了本发明的一些实施例，但是本领域的技术人员应该知晓，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例作出改变，本发明的范围由权利要求及其等同物来限定。

Claims (21)

1.一种图案化设备，所述图案化设备包括：

第一模具和第二模具，压制处于被支撑状态下的金属构件；

液体型介质容纳单元，容纳压制所述金属构件的液体型介质；

三维成形单元，形成在所述第一模具和第二模具中的至少一个上，当液体型介质压制金属构件时，所述三维成形单元与金属构件接触；

图案加工单元，形成在所述三维成形单元上。

2.如权利要求1所述的图案化设备，其中，

金属构件包括金属片，

三维成形单元形成在支撑金属片的第一模具上，

液体型介质容纳单元形成在与第一模具相对的第二模具上，以使金属片压向图案加工单元。

3.如权利要求1所述的图案化设备，其中，

金属构件包括金属管，

三维成形单元形成在第一模具和第二模具中的至少一个上，

液体型介质容纳单元形成在支撑金属管的第一模具的两侧，以将金属管压向图案加工单元。

4.如权利要求1所述的图案化设备，其中，所述图案加工单元包括真实图案。

5.如权利要求4所述的图案化设备，其中，所述真实图案包括皮革图案或丝绸图案。

6.如权利要求1所述的图案化设备，其中，所述图案加工单元包括按一致的形状重复形成的单位图案。

7.如权利要求1所述的图案化设备，其中，所述图案加工单元设置有加热单元来局部加热金属构件。

8.如权利要求1所述的图案化设备，其中，所述图案加工单元设置有冷却单元来局部冷却金属构件。

9.如权利要求1所述的图案化设备，所述图案化设备还包括至少一个加热器来加热第一模具和第二模具中的至少一个。

10.如权利要求1所述的图案化设备，其中，所述金属构件被加热到预定的温度。

11.如权利要求1所述的图案化设备，所述图案化设备还包括加热器来直接加热金属构件。

12.如权利要求7所述的图案化设备，其中，所述加热单元形成在图案加工单元的凹陷的区域。

13.如权利要求8所述的图案化设备，其中，所述冷却单元形成在图案加工单元的突出区域。

14.如权利要求1所述的图案化设备，其中，所述金属构件用于家用电器壳体、MP3播放器壳体、便携式多媒体播放器壳体或移动电话壳体。

15.一种图案化方法，所述方法包括以下步骤：

对第一模具设置金属构件；

为第二模具提供液体型介质；

向着金属构件的顶部向下移动第二模具；

使用所述液体型介质压制金属构件，使得金属构件与形成在第一模具和第二模具中的至少一个上的三维成形单元接触；

压制金属构件，使得金属构件与形成在三维成形单元上的图案加工单元接触。

16.如权利要求15所述的图案化方法，其中，对第一模具设置金属构件的步骤包括对第一模具设置金属片。

17.如权利要求15所述的图案化方法，其中，对第一模具设置金属构件的步骤包括对第一模具设置金属管。

18.如权利要求16所述的图案化方法，其中，使用液体型介质压制金属构件使得金属构件与形成在第一模具和第二模具中的至少一个上的三维成形单元接触的步骤包括使用液体型介质向下压制金属片，使得金属片与形成在第一模具顶部的三维成形单元接触。

19.如权利要求17所述的图案化方法，其中，使用液体型介质压制金属构件使得金属构件与形成在第一模具和第二模具中的至少一个上的三维成形单元接触的步骤包括使用液体型介质向上和向下压制金属管，使得金属管与形成在第一模具顶部和第二模具底部的三维成形单元接触。

20.如权利要求16所述的图案化方法，其中，压制金属构件使得金属构件与形成在三维成形单元上的图案加工单元接触的步骤包括压制金属片使得金属片与形成在三维成形单元上的真实图案接触。

21.如权利要求17所述的图案化方法，其中，压制金属构件使得金属构件与形成在三维成形单元上的图案加工单元接触的步骤包括压制金属管使得金属管与形成在三维成形单元上的真实图案接触。

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