CN111212538B - 壳体加工方法、壳体及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种壳体的加工方法、壳体及电子设备，所述的加工方法包括：提供透明基材；在所述基材表面涂布光学材料，以形成具有金属光泽的基材；对具有金属光泽的基材进行成型处理；切割成型后的基材，以形成壳体。本申请提供了一种壳体的加工方法，通过该加工方法制成的壳体可以呈现较强的金属光泽。

Description

壳体加工方法、壳体及电子设备

技术领域

本申请涉及电子设备制造领域，具体涉及一种壳体的加工方法、壳体及电子设备。

背景技术

具有金属光泽外观的电子设备越来越受人们欢迎。相关技术中，通常是通过电镀工艺来使电子设备的外观壳体具有金属光泽，然而，通过电镀工艺形成的电镀膜不能过厚，否则在进行3D高压成型时易造成膜裂，进而，成型产品因电镀膜厚不够而导致金属光泽较弱。

发明内容

本申请提供了一种壳体的加工方法，通过该加工方法制成的壳体可以呈现较强的金属光泽。

本申请提供了一种壳体的加工方法，所述的加工方法包括：提供透明基材；在所述基材表面涂布光学材料，以形成具有金属光泽的基材；对具有金属光泽的基材进行成型处理；切割成型后的基材，以形成壳体。

本申请还提供了一种壳体，所述壳体通过上述加工方法制成。

本申请还提供了一种电子设备，所述电子设备包括设备本体、及壳体，所述壳体连接于所述设备本体。

通过涂布工艺将光学材料涂布到基材的表面，所涂布的光学材料在高压成型过程中不会开裂，以此可以使得基材形成较强的金属光泽，进而形成具有较强金属光泽的壳体，该制备过程可以克服因电镀膜厚不够而导致的金属光泽较弱的缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1为本申请一实施例提供的壳体的加工方法流程示意图

图2为本申请另一实施例提供的壳体的加工方法流程示意图。

图3为本申请实施例提供的壳体的结构示意图。

图4为本申请实施例提供的涂布工艺的流程示意图。

图5为本申请一实施例提供的LOGO层与纹理层的位置关系示意图。

图6为本申请另一实施例提供的LOGO层与纹理层的位置关系示意图。

图7为本申请又一实施例提供的LOGO层与纹理层的位置关系示意图。

图8为本申请实施例提供的胶印工艺的流程示意图。

图9为本申请实施例提供的壳体的结构示意图。

图10为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式，且本申请所列举的实施方式之间可以适当的相互结合。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。

相关技术中，通常是通过电镀工艺来使电子设备的外观壳体具有金属光泽，然而，通过电镀工艺形成的电镀膜不能过厚，否则在进行3D高压成型时易造成膜裂，进而，成型产品因电镀膜厚不够而导致金属光泽较弱。

本申请提供了一种壳体的加工方法，通过该加工方法制成的壳体可以呈现较强的金属光泽。

请参照图1，图1为本申请一实施例提供的壳体的加工方法流程示意图。所述加工方法包括但不仅限于以下步骤(S101、S102、S103、及S104)。

S101，提供透明基材。

所述基材可以但不仅限于为PMMA/PC复合材料等，其中，PMMA/PC复合材料由PMMA(又称聚甲基丙烯酸甲酯)和PC(又称聚碳酸酯)复合而成，可选的，PMMA与PC的厚度比为1:7-9。由PMMA与PC复合在一起的仿玻璃的复合材料，具有成本低、易加工、硬度高等特性，而且符合无屏蔽(比如不会对手机信号造成干扰)需求。

当然，所述基材也可以是其它类型的透明塑料材质，可以理解的，将塑料材质应用于电子设备(比如手机)的外观壳体，相对于金属壳体能够节省成本，同时也兼具了较高的强度，还能够减少对天线信号的干扰和屏蔽，促进电子设备良好通讯。

S102，在所述基材表面涂布光学材料，以形成具有金属光泽的基材。

具体的，将待涂布的原料卷材展开，剥除保护膜，然后通过承托辊与导辊形成的输送装置送入涂布机，利用涂布机在基材的表面涂布光学材料，从而使得透明基材表面具有金属光泽，所述金属光泽可以但不仅限于为蓝光、红光、绿光、黄光等色光。其中，涂布机的类型可以但不仅限于为刮刀涂布机等，可选的，涂布速率控制在3-15m/s范围内。其中，所述光学材料可以但不仅限于为光子晶体(或多晶硅)交联树脂等具有金属光泽的材料，可选的，涂布厚度在5-10μM范围内。涂布过程中可以是在基材的单面涂布，也可以是双面涂布，具体以需求而定。

S103，对具有金属光泽的基材进行成型处理。

具体的，可以将具有金属光泽的待成型基材，置于高压成型机中进行高压成型，进而得到具有预设形状的基材。可选的，高压成型的相关参数设置为：高压成型压力为14kg/cm³，高压成型的时间为30s，高压成型的上模温度为100-120℃，下模温度为130-140℃。其中，所述预设形状可以是规则的对称形状、也可以是不规则形状，可以是3D形状(比如弯曲形状、弯折形状等)、也可以是平板状。

S104，切割成型后的基材，以形成壳体。

具体的，可以通过CNC精雕机(比如五轴精雕机，加工精度为±8μM)对成型后的基材进行切割，进而形成壳体，可选的，利用五轴精雕机加工的加工参数设置为：主轴转速位45000-55000转/分，进给速度为1500-2000mm/分。需说明的是，对成型后的基材进行切割，其加工方式可以是非接触式加工(比如激光加工)，也可以是接触式加工(比如通过刀具、钻头等加工)，相应的，其加工设备可以但不仅限于为激光加工设备、CNC精雕机、线切割机等，以上仅是以CNC精雕机进行示例性说明，本申请对此不做限定。

可以理解的，通过涂布工艺将光学材料涂布到基材的表面，所涂布的光学材料在高压成型过程中不会开裂，以此可以使得基材形成较强的金属光泽，进而形成具有较强金属光泽的壳体，该制备过程可以克服因电镀膜厚不够而导致的金属光泽较弱的缺陷。

请一并参照图2至图3，图2为本申请另一实施例提供的壳体的加工方法流程示意图，图3为本申请实施例提供的壳体的结构示意图。所述加工方法包括但不仅限于以下步骤(S201至S214)，需说明的是，本实施例以基材为PMMA/PC复合材料来进行示例性说明，但不应视为是对本申请的限制，本申请对基材的具体材质不做限定。

S201，提供透明基材。

所述基材为PMMA/PC复合材料，可选的，PMMA层110与PC层120的厚度比为1:7-9。可以理解的，将PMMA/PC复合材料应用于电子设备(比如手机)的外观壳体，相对于金属壳体能够节省成本，同时也兼具了较高的强度，还能够减少对天线信号的干扰和屏蔽，促进电子设备良好通讯。

S202，在所述基材表面涂布光学材料，以形成具有金属光泽的基材。

请进一步参照图4，图4为本申请实施例提供的涂布工艺的流程示意图。步骤S202包括但不仅限于以下步骤(S221、S222、S223)。

S221，将光学材料灌入涂布机。

具体的，在进行涂布操作之前，预先在涂布机内灌入所要涂布的相应的光学材料。其中，涂布机的类型可以但不仅限于为是刮刀涂布机等。所述光学材料可以但不仅限于为光子晶体(或多晶硅)交联树脂等具有金属光泽的材料。

S222，将所述基材送入所述涂布机。

具体的，将待涂布的原料卷材展开，剥除保护膜，然后通过承托辊与导辊形成的输送装置送入涂布机。

S223，控制涂布机在所述基材表面涂布所述光学材料，以形成具有金属光泽的基材。

控制涂布机在基材的表面涂布光学材料，从而使得透明基材表面具有金属光泽，所述金属光泽可以但不仅限于为蓝光、红光、绿光、黄光等色光。可选的，涂布速率控制在3-15m/s范围内，涂布厚度在5-10μM范围内。

可以理解的，通过涂布工艺来实现基材具有高金属光泽效果，相对通过电镀工艺而言，涂布工艺的生产过程更容易控制，产品性能更稳定，而且所涂布的光学材料在后续的高压成型过程中不会开裂，因此，该工艺过程可以克服因电镀膜厚不够而导致的金属光泽较弱的缺陷。

S203，对所述具有金属光泽的基材进行预干燥。

具体的，可以通过干燥机进行预干燥，干燥机可以但不仅限于为红外干燥机，红外干燥机在干燥风口下加装若干红外灯，红外灯可以发出红外光，所干燥对象可以吸收红外辐射，进而实现干燥。因此，可以通过将涂布好光学材料的基材送入红外干燥机，在红外干燥机下进行预干燥，从而可以使得基材表面形成一个均匀的固化薄膜，可选的，红外照射的功率为1000mJ，照射时间为5-10s，干燥时的通风速率为30m³/min。可以理解的，红外干燥具有干燥速度快、干燥质量好、干燥均匀等良好特性，从而有利于提高所加工产品的良品率。

S204，对预干燥后的基材进行烘干定型。

具体的，可以采用烘干设备来实现烘干定型，烘干设备包括但不仅限于UV烘干机，UV烘干机的烘干过程为：通过反光棱镜将UV灯反射进上下压花辊之间，进而实现对预干燥后的基材进行烘干，可选的，UV灯的功率为600-800mJ。

S205，在烘干定型后的基材表面贴透明保护膜。从而可以保护待加工基材。

S206，对所述具有金属光泽的基材进行裁切。

具体的，将贴附有保护膜的基材放置于裁切机上，按预定速度切割成片材，所述片材的尺寸可以为：长380mm，宽350mm，厚度为0.5mm。将所述基材裁切为预设尺寸，以便进行后续工艺过程。

S207，采用丝印工艺在裁切好的基材上印刷LOGO油墨，以形成LOGO层170。

具体的，印刷位置位于PC层120背离LOGO层170的一侧。需说明的是，PC层120可以包括第一区域和第二区域，在一种实施方式中，LOGO层170仅位于第一区域和第二区域中的任意一个内，即LOGO层170在PC层120上的正投影仅部分覆盖PC层120的所在区域，在另一种实施方式中，LOGO层170同时覆盖完第一区域和第二区域，即LOGO层170正好完全覆盖PC层120的所在区域。LOGO层170的具体设计形式可依需求而定，本申请对此不做限定。

其中，丝印工艺也可称为丝网印刷工艺，其印刷原理是利用丝网作为版基，制成带有图文的丝网印版，利用丝网印版图文部分网孔可透过油墨，非图文部分网孔不能透过油墨的基本原理进行印刷。丝网印刷工艺具有制版方便、价格便宜等优点，因此可以在整个工艺流程中降低制作成本。

S208，对丝印LOGO后的基材进行UV转印，以形成纹理层130。

具体的，通过UV转印机在丝印LOGO后的基材上均匀涂覆一层固化胶，固化胶成分主要是聚氨酯丙烯酸酯。可选的，固化胶厚度为7-9μM，经过UV光照射后的固化胶固化，UV光照射能量为1000-1200MJ，UV固化能量需适中，过小将导致胶水不能完全固化，过大将导致表面产生橘皮。通过UV转印可以使得基材表面形成光学纹理。

需说明的是，当LOGO层170在PC层120上的正投影部分覆盖PC层120的所在区域情况下，纹理层130可以是至少部分覆盖LOGO层170(见图5，图中所示为完全覆盖的情况)，也可以是不覆盖LOGO层170，仅环绕设置(见图6)。当LOGO层170在PC层120上的正投影正好完全覆盖PC层120的所在区域情况下，纹理层130至少部分覆盖LOGO层170，即LOGO层170单独作为一层(见图7，图中所示为完全覆盖的情况)。

S209，在所述纹理层130上电镀，以形成电镀层140。其中，电镀层的所包含层数至少为一层。

具体的，采用电子枪对UV转印形成纹理层130后的基材进行电镀，以形成电镀层140。电镀层140的依次电镀顺序可以为铟层、二氧化硅层和二氧化钛层。电镀方式可以是蒸镀、连续线溅镀或炉体式溅镀中的任一种。可选的，电镀层140的表面达因值小于36，附着力百格测试≥4B，电镀层140的总厚度为6μm。可以理解的，在纹理层130上电镀，可以使得UV转印形成的纹理更明显，纹理显示效果更好。

S210，对所述基材进行胶印，以形成渐变色层150。

需说明的是，此处所述的渐变色层150，其渐变色可以为单色，即只有一种色彩，其渐变色也可以是多色的组合，即同时存在多种色彩，实现形成渐变色层150的胶印机可以但不仅限于四色胶印机、六色胶印机，本申请对此不做限定。

其中，渐变色成色原理为通过在不同区域设置不同粗细、不同疏密的基础油墨点来实现，比如，从10％到100％的黑色渐变色，若放大来看，10％所在区域的油墨点最小、最稀疏，100％所在区域的油墨点最大、最紧密，从10％到100％的所在区域的油墨点越来越大，排布越紧密。

进一步的，多色渐变的成色原理则为通过三原色组合和设置不同粗细、不同疏密的基础油墨点(见上述渐变色成色原理)来形成具有多种色彩的渐变颜色。比如，将CMYK四色中的M与Y进行组合，基础油墨点为处处均为100％的M色，基础油墨点为0％到100％的渐变Y色，M+Y则为渐变红色，其他颜色的组合同理。

以四色胶印来举例说明，四色胶印机具有四个印刷单元，每个印刷单元对应印刷不同的颜色，比如，分别对应红色、黄色、蓝色、黑色，其它颜色可以通过这四种颜色组合形成，且四个印刷单元中的至少一个设置为印刷渐变色，当基材完成整个胶印过程后，则可以得到想要的渐变色。

请进一步参照图8，图8为本申请实施例提供的胶印工艺的流程示意图。步骤S210包括但不仅限于以下步骤(S231、S232、S233)。

S231，将所述基材送入所述胶印机。将经过上述各步骤处理的基材输送到胶印机的印刷单元。

S232，在橡皮滚筒上覆盖油墨。

具体的，胶印机的输墨装置和润湿装置分别将单色油墨和水涂布在印版滚筒表面，由于印版滚筒表面的图形部分亲油斥水，因此油墨选择性的吸附在图形部分，而水则选择性的吸附在非图形空白部分。经印版滚筒和橡皮滚筒的相互滚压，印版滚筒上的油墨则被转印到橡皮滚筒表面。

S233，控制所述橡皮滚筒与所述基材相互滚压，以在所述基材表面形成渐变色层150。

具体的，所述基材位于橡皮滚筒与承载滚筒间，通过橡皮滚筒与承载滚筒的相互滚压，实现橡皮滚筒与基材的相互滚压，进而实现橡皮滚筒上的油墨被转印到基材表面，即在基材表面形成渐变色层150。

可选的，胶印过程中润版液的含量控制在15％～26％之间，pH控制在4.5～5.5之间。胶印油墨的粘度过大会导致缺墨，粘度过小会导致印刷图形产生锯齿，因此，在胶印过程中需调整油墨粘度，从而可以尽可能的避免上述问题。橡皮滚筒具有形变能力，其变形量越大，橡皮滚筒与基材之间的压力则越大，压力过大会导致印刷图形的颜色太深，压力过小会导致印刷图形的颜色太浅，因此还需控制橡皮滚筒的变形量，以调整印刷压力，从而尽可能的避免上述问题。在印刷过程中，还可以控制空气湿度、印刷速度等影响因素，从而可以尽可能的确保做出产品无飞墨、噪点等不良缺陷。

S211，在所述基材的一侧印刷盖底油墨，以形成盖底油墨层160。需说明的是，盖底油墨层160是印刷在PC层120远离所述PMMA层110的一侧。

需说明的是，盖底油墨层160可以是两层白一层黑或两层黑组成，当渐变色层150为浅色系时，如绿色或粉色，印刷两层白一层黑的配色效果更好，当胶印渐变色层150为深色系时，如蓝色或紫色，印刷两层黑的配色效果更好，本申请对此不做限定。

以盖底油墨层160为两层白一层黑来举例说明。使用丝印网版对形成渐变色层150后的基材进行三道印刷：第一道印刷陶瓷白底色，进行80℃，30min预烘烤，第二道印刷陶瓷白，进行80℃，30min预烘烤，第三道印刷钛晶黑，进行80℃，60min烘烤干。丝印油墨包括三层，每层油墨厚度控制在8-12μM。

可以理解的，盖底油墨层160可起到保护渐变色层150等的作用，同时，印刷黑色油墨层还可以起到反衬作用，更能够凸显色彩。

进一步的，形成盖底油墨层160后，再印刷一层脱模剂，厚度可以为5-10μM，从而得到待成型产品。其中，脱模剂的作用在于使得基材在高压成型完毕后容易从模具上脱离。

S212，对具有金属光泽的基材进行成型处理。

将已形成盖底油墨层160的基材置于高压成型机进行高压成型，得到具有预设形状的基材，可选的，高压成型的压力为14kg/cm³，高压成型的时间为30s，高压成型的上模温度为100-120℃，下模温度为130-140℃。

S213，对成型后的基材涂布硬化液，并固化形成硬化膜。

以手机壳体来示例性说明，当使用PMMA/PC复合材料作为手机材料时，其PMMA层110通常是作为手机壳的外层，PC层120作为内层，使用手机过程中，外层PMMA层110难免会受到磕碰，因此，通常涂布硬化液来强化表面硬度，以使得外层PMMA层110的表面硬度能达到3H或以上，这样则在一定程度上提高了手机后盖的抗划伤性能。

具体的，对已形成盖底油墨层160的基材涂布硬化液，然后可以通过UV灯固化形成硬化膜。其涂布方式包括但不仅限于喷涂、滚涂、淋涂等。

可选的，硬化液的主要成分为聚氨酯丙烯酸酯和引发剂，聚氨酯丙烯酸酯和引发剂的质量比为100:(3-8)。硬化液可以但不仅限于分两次涂布固化，也可以是一次、三次、四次、五次等。硬化液涂布总厚度为20-30μM，UV固化能量为600-900mJ，时间为10-20S。强化后的基材表面硬化膜的附着力百格测试≥5B，硬度≥3H。

S214，切割成型后的基材，以形成壳体。

将强化后基材进行数控切割，最终得到具有高金属光泽的渐变色壳体。

具体的，可以通过CNC精雕机(比如五轴精雕机，加工精度为±8μM)对强化后的基材进行切割，进而形成壳体，可选的，利用五轴精雕机加工的加工参数设置为：主轴转速位45000-55000转/分，进给速度为1500-2000mm/分。

需要说明的，在以上所述的各步骤的基础上简易的增加其它步骤或者简易的更改步骤内容或者简易的调换各步骤顺序也应在本申请的保护范围内，比如，上述步骤S210也可以调整到S208之前，S207之后，其余步骤的顺序不变，也可以实现相应的效果。

相关技术中，实现电子设备壳体渐变色外观的工艺方法有喷涂渐变、化学浸染渐变、3D数码打印渐变等。其中，喷涂渐变工艺受喷涂设备和涂料属性影响较大，波动因子太多，无法稳定的实现要求范围内的渐变效果和精致度；化学浸染渐变工艺做出产品一致性较差且此工艺产生的废液废气对环境的污染较重；3D数码打印渐变工艺做出产品表面外观颗粒感明显，具有无通透感的缺陷，且产品可靠性不稳定。另外，通常在以上渐变色的工艺后通过电镀来使产品获得金属光泽，但电镀膜厚不能过厚，否则高压成型时易膜裂，固做出产品因电镀膜厚不够导致金属光泽较弱。

可以理解的，相比于其他在基材上实现金属光泽的方案，通过本申请技术方案的相关工艺制成的基材，具有类似通过电镀镀膜才能达到的高金属光泽，而且可以克服因电镀膜厚不够而导致的金属光泽较弱的缺陷。而且，本申请技术方案通过胶印印刷来实现渐变色，可以克服上述几种渐变色实现工艺的缺陷。综上，通过本申请技术方案制作出的渐变色壳体的金属光泽强，生产过程易控制，产品性能稳定。

进一步的，请参照图9，图9为本申请实施例提供的壳体的结构示意图。本申请还提供了一种壳体10，所述壳体10通过上述任意一种实施方式所描述的加工方法制成，采用上述加工方法制得的壳体10具有较强的金属光泽。

进一步的，请参照图10，图10为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。本申请还提供了一种电子设备1，所述电子设备1包括设备本体20、及以上任意实施方式中所描述的壳体10，所述壳体10连接于所述设备本体20。

所述电子设备1包括但不仅限于手机、平板电脑、笔记本电脑、可穿戴设备等。本实施例中的壳体10，以手机为例，不仅可以是包括四个侧面和背面且为一体成型的壳体10；还可以是上述壳体10中的局部，如，仅仅是手机背面的电池盖而不包括手机的侧面；或者是，手机背面的电池盖的局部区域等等。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (11)

1.一种壳体的加工方法，其特征在于，所述的加工方法包括：

提供透明基材；

在所述基材表面涂布光学材料，以形成具有金属光泽的基材，所述光学材料包括光子晶体交联树脂或多晶硅交联树脂；

对具有金属光泽的基材进行高压成型；

切割成型后的基材，以形成壳体。

2.如权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述在所述基材表面涂布光学材料，以形成具有金属光泽的基材，包括：

将光学材料灌入涂布机；

将所述基材送入所述涂布机；

控制涂布机在所述基材表面涂布所述光学材料，以形成具有金属光泽的基材。

3.如权利要求2所述的加工方法，其特征在于，所述控制涂布机在所述基材表面涂布所述光学材料，以形成具有金属光泽的基材之后，所述的加工方法还包括：

对所述具有金属光泽的基材进行预干燥；

对预干燥后的基材进行烘干定型；

在烘干定型后的基材表面贴透明保护膜。

4.如权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述在所述基材表面涂布光学材料，以形成具有金属光泽的基材之后，所述对具有金属光泽的基材进行成型处理之前，所述的加工方法还包括：

对所述基材进行胶印，以形成渐变色层。

5.如权利要求4所述的加工方法，其特征在于，所述对所述基材进行胶印，以形成渐变色层，包括：

将所述基材送入所述胶印机；

在橡皮滚筒上覆盖油墨；

控制所述橡皮滚筒与所述基材相互滚压，以在所述基材表面形成渐变色层。

6.如权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述在所述基材表面涂布光学材料，以形成具有金属光泽的基材之后，所述对具有金属光泽的基材进行成型处理之前，所述的加工方法还包括：

对所述具有金属光泽的基材进行裁切；

采用丝印工艺在裁切好的基材上印刷LOGO油墨，以形成LOGO层；

对丝印LOGO后的基材进行UV转印，以形成纹理层。

7.如权利要求6所述的加工方法，其特征在于，所述对丝印LOGO后的基材进行UV转印，以形成纹理层之后，所述的加工方法还包括：

在所述纹理层上电镀，以形成电镀层。

8.如权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述在所述基材表面涂布光学材料，以形成具有金属光泽的基材之后，所述对具有金属光泽的基材进行成型处理之前，所述的加工方法还包括：

在所述基材的一侧印刷盖底油墨，以形成盖底油墨层。

9.如权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述切割成型后的基材，以形成壳体之前，所述对具有金属光泽的基材进行成型处理之后，还包括：

对成型后的基材涂布硬化液，并固化形成硬化膜。

10.一种壳体，其特征在于，所述壳体通过权利要求1-9任意一项所述的加工方法制成。

11.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括设备本体、及如权利要求10所述的壳体，所述壳体连接于所述设备本体。

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