專利名稱：一種金屬與塑料復合面殼的粘接方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種金屬與塑料復合面殼的粘接方法和裝置，確切地說，涉及一種形狀和結構比較復雜的塑料內面殼與金屬外面殼相互粘接的方法和裝置，以便能夠工業(yè)化生產金屬與塑料復合材料組成的電子產品面殼，屬于復合材料的生產工藝技術領域。
背景技術：
現在，比較常見的家用電器和電子產品的面殼大多采用塑料制成，優(yōu)點是注塑成型，加工方便，成本低廉；但是其表面難以實現高品質的金屬質地手感。如果純金屬材料制造的面殼，雖然進行表面處理后，能夠達到很好的裝飾效果。但是工藝復雜，成本高昂，而且許多表面處理生產工藝會污染環(huán)境；尤其是利用沖壓工藝生產的金屬材料很難制成面殼內側形狀復雜的嵌卡扣位結構，難以實現產品外觀和內部的工業(yè)造型設計和結構設計要求。
近年來，出現一種采用金屬外面殼和塑料內面殼相互粘接的復合材料制成的電子產品面殼，可以較好地同時解決上述兩個問題。但是，由于金屬與塑料兩種材料的粘接通常是使用傳統(tǒng)的液態(tài)粘接劑，其涂覆面積和涂層厚度都難以控制，也就是難以有效控制用膠量，甚至使用機械設備(例如點膠機等)也沒有解決溢膠問題；另外，膠液的固化時間也難以控制，所以，這種金屬和塑料兩種材料相互粘接的面殼至今沒有實現工業(yè)化的規(guī)模生產。
發(fā)明目的有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種金屬與塑料復合面殼的粘接方法和裝置，該方法和裝置能夠將金屬與塑料兩種材料的面殼牢固地粘接成為一體，使之既具有高貴品質的金屬質地手感，又能夠實現塑料面殼的結構復雜、制造容易的長處，還能夠有效解決溢膠問題和控制膠液的固化時間，為實現工業(yè)化的規(guī)模生產提供切實可行的技術手段。
為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種金屬與塑料復合面殼的粘接方法，其技術方案是包括下列步驟(1)備料分別準備金屬外面殼、塑料內面殼和固態(tài)膠片，其中金屬外面殼與塑料內面殼兩者相互粘接部位之間留有均勻間隙，用于放置固態(tài)膠片；(2)表面清潔處理對表面平整的金屬外面殼和塑料內面殼的粘接面分別進行風吹除塵；若有需要，再使用四氯化碳清洗除油，干燥后備用；(3)粘接將撕去防粘臘紙層的固態(tài)膠片平整地粘貼到塑料內面殼的粘接面上，再將金屬外面殼放置在已經貼有固態(tài)膠片的塑料內面殼上后加力粘接；(4)熱融固化在熱粘接裝置上進行加溫融化后粘接和風吹冷卻的固化處理。
所述步驟(1)中金屬外面殼與塑料內面殼兩者相互粘接部位之間的均勻間隙尺寸為固態(tài)膠片的厚度0.10～0.23毫米。
所述固態(tài)膠片的材質為熱敏聚脂，按照粘合部位的形狀沖壓成形；該固態(tài)膠片放置在塑料內面殼后，其粘接寬度不小于3毫米，且外緣周邊小于塑料內面殼的外緣周邊1.5～2.5毫米，以防熱融溢膠。
所述熱敏聚脂固態(tài)膠片是美國明尼蘇達州3M公司生產的型號為TBF615的產品。
所述金屬外面殼是不銹鋼或鋁合金的沖壓構件，壁厚為0.50～1.20毫米；所述塑料內面殼的材料是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS，Acrylonitrile-butadiene-styrene)、或聚笨乙烯(PS，Polystyrene)、或丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS，Acrylonitrile-styrene)、或聚碳酸脂(PC，Poiycarbonate)、或聚碳酸脂+丙烯腈-丁二烯-苯乙烯合金(PC+ABS，Poiycarbonate+Acrylonitrile-butadiene-styrene)。
所述步驟(4)中固態(tài)膠片加溫熱融化時進行加壓粘接和風冷處理的工藝參數如下加熱熱融溫度為170±5攝氏度，在垂直方向和水平四周4個方向的壓力均為50±5N/cm2，時間不小于15秒；室溫風冷的風壓為50～70N/cm2，時間不小于15秒。
為了達到上述目的，本發(fā)明還提供了一種用于實現金屬與塑料復合面殼的粘接方法中的步驟(4)的熱粘接裝置，該裝置的工作臺有四個工位，可每次轉動90度和控制其轉動時間；其特征在于所述裝置工作臺的四個工位上分別裝有熱熔壓合模具的凹模，其中至少有三個工位上方分別裝有熱融壓合模具的凸模，每個凸模后側設有配有壓力傳感器的氣缸，用于控制該凸模的行程和壓力；至少一個工位上的凹模內安裝有加熱電阻絲和溫度傳感器，且該工位上的凹模外側四周的4個水平方向分別設有凸塊，該凸塊后側設有配有壓力傳感器的氣缸，用于控制凸塊的行程和壓力，進而控制該凹模內的工件四周的外部壓力。
所述裝置的工作臺的兩個工位上方設有用于風冷處理的風管。
本發(fā)明是一種金屬與塑料復合面殼的粘接方法和裝置。采用本發(fā)明的工藝方法，可以將塑膠和金屬牢固地粘合在一起。粘接后的金屬塑料復合面殼的水平方向和垂直方向的剝離強度分別達到27.9N/cm2和2.3N/cm2。同時也將各自優(yōu)點相互結合既保持金屬面殼的高貴品質和手感，能夠實現產品工業(yè)設計要求，又具有塑料構件易于注塑生產、成本低和內表面可以做嵌卡扣位的優(yōu)點，有利于結構設計。本發(fā)明采用美國3M公司TBF615固體膠片進行粘合，能夠有效控制粘合面的面積及粘合量，完全杜絕了溢膠現象。采用本發(fā)明的專用熱粘接裝置進行生產，能夠達到最小15秒左右粘合完成一個產品，實現工業(yè)化的規(guī)模生產，且能夠有效控制產品質量。本發(fā)明的生產工藝可廣泛應用于IT行業(yè)的手機、掌上電腦、MP3、數碼相機或其它對外觀有高品質要求的數字電子產品和消費電子產品。


圖1是本發(fā)明金屬與塑料復合面殼的拆分和粘接方法步驟示意圖。
圖2(A)、(B)、(C)是本發(fā)明的一實施例(掌上電腦)中塑料內面殼的三視圖。
圖3(A)、(B)是本發(fā)明的一實施例(掌上電腦)中金屬外面殼的側視圖和主視圖。
圖4(A)、(B)是本發(fā)明的一實施例(掌上電腦)中固態(tài)膠片的主視圖和側視圖。
圖5是本發(fā)明熱粘接裝置的工作臺上有四個工位的示意圖。
圖6是本發(fā)明熱粘接裝置的熱粘接工位的結構組成示意圖。
圖7是本發(fā)明熱粘接裝置的風冷工位的結構組成示意圖。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述。
參見圖1～圖4，本發(fā)明是一種金屬與塑料復合面殼(該復合面殼1可以拆分為塑料內殼11和金屬外殼12兩部分)的粘接方法，包括下列步驟(1)備料分別準備金屬外殼12、塑料內殼11和固態(tài)膠片13，其中金屬外殼12與塑料內殼11兩者相互粘接部位之間留有用于放置固態(tài)膠片的均勻間隙0.10～0.23毫米(實施例中使用的TBF615為0.10mm)；塑料內殼11的材料是ABS、PS、AS、PC、或PC+ABS，其內表面可以做成形狀復雜的各種結構部件(參見圖2)，金屬外殼12是不銹鋼或鋁合金的沖壓構件，壁厚為0.50～1.20毫米(參見圖3)；固態(tài)膠片13為美國明尼蘇達州3M公司生產的型號TBF615的熱敏聚脂固態(tài)膠片，其厚度為0.10mm，按照粘合部位的形狀沖壓成形(參見圖4)；TBF615膠是以熱敏聚脂樹脂Polyester Thermoplastis為基材的固體膠片，當加熱到規(guī)定溫度后，該固態(tài)膠片融化，將金屬和塑料構件牢固粘合在一起；反之，如要拆卸分離時，只需加溫即可；TBF615固態(tài)膠片的融固溫度為167～185攝氏度，完全滿足電子產品要求的工作溫度(0～40攝氏度)和環(huán)境試驗要求。
(2)表面清潔處理對表面平整的金屬外面殼和塑料內面殼進行外觀檢查，并對其粘接表面分別進行風吹除塵；若有需要，例如塑料內殼表面留有脫模劑油污時，就再使用四氯化碳清洗除油，干燥后備用。
(3)粘接將撕去防粘臘紙層的固態(tài)膠片平整地貼敷到塑料內面殼的粘接面上，再將金屬外面殼放置在已經貼有固態(tài)膠片的塑料內面殼上后加力粘接；此時要注意固態(tài)膠片13的粘接寬度不小于3毫米，且不能貼到塑料內殼11的外緣端面，要留有間隙，即其外緣周邊要小于塑料內面殼的外緣周邊1.5～2.5毫米，以免熱熔時固態(tài)膠片融熔后溢出(參見圖1(C)中固態(tài)膠片13與塑料內殼11的外緣端面留有2毫米的間隙)。
(4)熱融固化在熱粘接裝置上進行加溫融化后粘接和風吹冷卻的固化處理，其工藝參數如下加熱熱融溫度為170±5攝氏度，在垂直方向和水平四周4個方向的壓力均為50±5N/cm2，時間不小于15秒；室溫風冷的風壓為50～70N/cm2，時間不小于15秒。該熱融固化操作可以在本發(fā)明的專用熱粘接設備上進行。
參見圖5～圖7，介紹本發(fā)明提供的一種用于實現本發(fā)明粘接方法中的步驟(4)的熱粘接裝置，該裝置的工作臺有四個工位，可每次轉動90度和控制其轉動時間；該四個工位上分別裝有熱融壓合模具的凹模，其中至少有三個工位上方(例如第2、3、4工位)裝有其壓力和行程均可控的熱融壓合模具的凸模3，該凸模的行程和壓力的控制是由每個凸模后側裝設的配有壓力傳感器的氣缸5實現的。至少一個工位(例如第2工位)上的凹模2內部安裝有加熱電阻絲和溫度傳感器4，以便控制熱融壓合時的加熱溫度和時間。而且，該工位上的凹模2外側四周的4個水平方向分別設有通過壓力傳感器控制壓力的氣缸(圖6中只展示了左右兩側的兩個氣缸)來控制其行程和壓力的凸塊(圖6中未示)，用于控制該凹模內的工件四周的外部壓力。其它兩個工位上方還設有用于風冷卻處理的風管6。
該裝置的熱熔工序介紹如下
a、在圖5中的第1工位時，操作員將已經貼好TBF615固態(tài)膠片的復合面殼放入第1工位的夾具內(放入前，需先取出前道工序已經固化的面殼)，第1工位的工作時間是15秒。然后，該裝置轉動工作臺，即自動轉入第2工位。
B、第2工位進行加溫熱融粘接(參見圖6)該第2工位的凹模2內部設有加熱電阻絲和溫度傳感器4，用于控制熱融壓合作業(yè)時的加熱溫度和時間；該工位的加熱溫度控制在170±5攝氏度，凹模2的上方垂直方向的凸模和外側水平四個方向的凸塊的壓力都控制在50±5N/cm2。需要注意的是各個方向的壓力應保持一致，避免面殼受力不均而變形。該工位的工作時間為15秒，15秒后自動轉入下道工序。
C、第3、4工位都為冷卻工位(參見圖7)，各送室溫風冷卻15秒，室溫風冷的風壓為50～70N/cm2。因此，固化一個工件需要的工作時間總共是60秒，每15秒就可完成一個面殼的粘接。
本發(fā)明已經進行了試驗實施，試驗的結果是成功地實現了發(fā)明目的。
權利要求
1.一種金屬與塑料復合面殼的粘接方法，其特征在于包括下列步驟(1)備料分別準備金屬外面殼、塑料內面殼和固態(tài)膠片，其中金屬外面殼與塑料內面殼兩者相互粘接部位之間留有均勻間隙，用于放置固態(tài)膠片；(2)表面清潔處理對表面平整的金屬外面殼和塑料內面殼的粘接面分別進行風吹除塵；若有需要，再使用四氯化碳清洗除油，干燥后備用；(3)粘接將撕去防粘臘紙層的固態(tài)膠片平整地粘貼到塑料內面殼的粘接面上，再將金屬外面殼放置在已經貼有固態(tài)膠片的塑料內面殼上后加力粘接；(4)熱融固化在熱粘接裝置上進行加溫融化后粘接和風吹冷卻的固化處理。
2.根據權利要求1所述的金屬與塑料復合面殼的粘接方法，其特征在于所述步驟(1)中金屬外面殼與塑料內面殼兩者相互粘接部位之間的均勻間隙尺寸為固態(tài)膠片的厚度0.10～0.23毫米。
3.根據權利要求1所述的金屬與塑料復合面殼的粘接方法，其特征在于所述固態(tài)膠片的材質為熱敏聚脂，按照粘合部位的形狀沖壓成形；該固態(tài)膠片放置在塑料內面殼后，其粘接寬度不小于3毫米，且外緣周邊小于塑料內面殼的外緣周邊1.5～2.5毫米，以防熱融溢膠。
4.根據權利要求3所述的金屬與塑料復合面殼的粘接方法，其特征在于所述熱敏聚脂固態(tài)膠片是美國明尼蘇達州3M公司生產的型號為TBF615的產品。
5.根據權利要求1所述的金屬與塑料復合面殼的粘接方法，其特征在于所述金屬外面殼是不銹鋼或鋁合金的沖壓構件，壁厚為0.50～1.20毫米；所述塑料內面殼的材料是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS、或聚笨乙烯PS、或丙烯-苯乙烯共聚物AS、或聚碳酸脂PC、或聚碳酸脂+丙烯腈-丁二烯-苯乙烯PC+ABS合金。
6.根據權利要求1所述的金屬與塑料復合面殼的粘接方法，其特征在于所述步驟(4)中固態(tài)膠片加溫熱融化時進行加壓粘接和風冷處理的工藝參數如下加熱熱融溫度為170±5攝氏度，在垂直方向和水平四周4個方向的壓力均為50±5N/cm2，時間不小于15秒；室溫風冷的風壓為50～70N/cm2，時間不小于15秒。
7.一種用于實現權利要求1的金屬與塑料復合面殼的粘接方法中的步驟(4)的熱粘接裝置，該裝置的工作臺有四個工位，可每次轉動90度和控制其轉動時間；其特征在于所述裝置工作臺的四個工位上分別裝有熱融壓合模具的凹模，其中至少有三個工位上方分別裝有熱融壓合模具的凸模，每個凸模后側設有配有壓力傳感器的氣缸，用于控制該凸模的行程和壓力；至少一個工位上的凹模內安裝有加熱電阻絲和溫度傳感器，且該工位上的凹模外側四周的4個水平方向分別設有凸塊，該凸塊后側設有配有壓力傳感器的氣缸，用于控制凸塊的行程和壓力，進而控制該凹模內的工件四周的外部壓力。
8.根據權利要求7所述的熱粘接裝置，其特征在于所述裝置工作臺的兩個工位上方設有用于風冷處理的風管。
全文摘要
一種金屬與塑料復合面殼的粘接方法，步驟是(1)備料分別準備金屬外殼、塑料內殼和固態(tài)膠片，其中金屬外殼與塑料內殼兩者粘接部位之間留有均勻間隙；(2)表面清潔處理對兩者的粘接表面分別進行風吹除塵；若有需要，再使用四氯化碳清洗除油，干燥后備用；(3)粘接將撕去防粘臘紙層的固態(tài)膠片平整地粘貼到塑料內殼的粘接面上，再將金屬外殼放置在已經貼有固態(tài)膠片的塑料內殼上后加力粘接；(4)熱融固化在專用熱粘接裝置上加溫熱融粘接和風吹冷卻。本發(fā)明將金屬與塑料兩種面殼牢固地粘接為一體，使之兼具金屬質地手感和塑料面殼的結構復雜、制造容易的長處，還能有效解決溢膠問題，為實現工業(yè)化的規(guī)模生產提供切實可行的技術手段。
文檔編號B29C65/48GK1840320SQ20051005886
公開日2006年10月4日 申請日期2005年3月30日 優(yōu)先權日2005年3月30日
發(fā)明者文家福 申請人:聯想(北京)有限公司