制造具有多層金屬層的工件的方法
【專利說(shuō)明】制造具有多層金屬層的工件的方法
[0001]本申請(qǐng)是于2012年10月15日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?3/651980的美國(guó)專利申請(qǐng)的部分繼續(xù)申請(qǐng)，美國(guó)專利申請(qǐng)13/651980本身是于2011年10月20日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)13/277673的部分繼續(xù)申請(qǐng)，兩個(gè)在先申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容合并于此，如同在此全部重復(fù)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種制造具有多層金屬層的工件(例如板)的方法。就本發(fā)明的目的而言，在內(nèi)容允許的情況下，術(shù)語(yǔ)“金屬”應(yīng)該也包括相應(yīng)的“金屬合金”。也應(yīng)當(dāng)理解的是，就本發(fā)明的目的而言，金屬層可以由相同或不同的金屬制成。
【背景技術(shù)】
[0003]隨著通信、消費(fèi)性電子以及計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)(所謂的“3C產(chǎn)業(yè)”)的快速發(fā)展，消費(fèi)者不僅期待這樣產(chǎn)品(所謂的“3C產(chǎn)品”)(例如處理速度和存儲(chǔ)容量)具有良好的性能，而且這樣的產(chǎn)品具有優(yōu)質(zhì)且耐用的裝飾面。由于金屬殼具有良好的強(qiáng)度和較輕的質(zhì)量，因此對(duì)3C產(chǎn)品而言變得越來(lái)越重要。這樣的特性也成為在其他產(chǎn)業(yè)中的產(chǎn)品的消費(fèi)者需求或期望，例如在家居行業(yè)和汽車工業(yè)中。在多數(shù)產(chǎn)品中，需要將至少一層金屬層覆蓋成型在另一層金屬層上，例如形成為封面或板。因此需要提高兩層金屬層之間的連接或粘合強(qiáng)度，這已成為重要的產(chǎn)品需求。
[0004]具有傳統(tǒng)塑料殼的電子產(chǎn)品很容易通過(guò)外部的沖擊力折斷和受損，同時(shí)由于環(huán)境因素，單一金屬層的殼體容易生銹腐蝕，或者由于材料性能的限制，不能在殼體上完成隨后的表面處理。因此，需要具有厚度較薄、良好的裝飾性能、抵抗外部沖擊的高強(qiáng)度，以及良好的耐蝕性的多層金屬層殼體，來(lái)解決單一金屬層殼體的各種缺陷。在現(xiàn)有技術(shù)中，由兩層金屬層或材料機(jī)械層壓形成的用于消費(fèi)性電子設(shè)備的殼體一般通過(guò)真空蒸鍍或離子濺鍍來(lái)制備，需要承擔(dān)較高的生產(chǎn)成本。然而，像這樣的現(xiàn)有技術(shù)的殼體不利于接受包含濕法工藝(wet process)的表面處理，例如電鍍和陽(yáng)極處理，其具有較小的腐蝕性。
[0005]在傳統(tǒng)技術(shù)中，固態(tài)焊接過(guò)程(例如冷焊、摩擦焊和超聲焊)可用于將裝飾面結(jié)合至鑄造金屬部分上。然而，這樣的固態(tài)焊接過(guò)程可以顯著地增加加工流程的成本和復(fù)雜性。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員仍然尋求一種具有較低成本和低復(fù)雜性的多層金屬層工件的有效的制造方法。
[0006]另外，對(duì)于盡可能精小的電子產(chǎn)品(例如平板電腦和智能手機(jī))和家用電器需求的不斷增長(zhǎng)，消費(fèi)者在汽車工業(yè)和家居產(chǎn)品行業(yè)中也具有同樣的需求。消費(fèi)者同時(shí)對(duì)于此類產(chǎn)品的功能和容量上有越來(lái)越高的需求。因此制造商正在尋求制造盡可能緊湊的產(chǎn)品的主體的方法，同時(shí)保留足夠的空間用于安裝必需的組件?，F(xiàn)有的方法不允許較薄的金屬層注入并接合于一層金屬層上，以形成多層金屬層的工件。另外，這樣的產(chǎn)品變得更加緊湊和纖細(xì)，產(chǎn)生涉及后處理的問題，例如修整和計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)工件是必需的，以獲得必要的特性。
[0007]隨著這樣的產(chǎn)品變得更加精小和纖細(xì)，作為封面、外殼、殼體和底座的這類工件的后處理(例如修整)出現(xiàn)問題，因?yàn)檫@樣的后處理將在工件上施加壓力，使得工件變形。
[0008]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種具有多層金屬層的工件的制造方法，具有多層金屬層的模具和工件減輕了上述缺陷或至少為行業(yè)和公眾提供一種有益的替代品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種制造具有多層金屬層的工件的方法，該方法包括步驟(a)提供具有至少一個(gè)分流道、澆口和型腔的模具，步驟(b)在所述模具的所述型腔內(nèi)設(shè)置由第一金屬制成的第一金屬層，所述第一金屬層具有表面，該表面為粗糙面和/或包括接合結(jié)構(gòu)，以及步驟(C)將熔融的第二金屬注入到所述第一金屬層的所述表面上，以在所述第一金屬層上形成第二金屬層，其中所述第二金屬層與所述第一金屬層的所述粗糙面接合或第二金屬層與所述第一金屬層的所述表面的所述接合結(jié)構(gòu)接合，其中所述熔融的第二金屬以至少大致70m/s的速度進(jìn)入所述模具的所述型腔內(nèi)。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種包括第一模塊和第二模塊的模具，其中所述第一模塊和所述第二模塊能夠在打開組態(tài)與閉合組態(tài)之間相對(duì)彼此移動(dòng)，在打開組態(tài)，所述第一模塊和所述第二模塊相互分離，閉合組態(tài)用于將半成品工件保持在所述第一模塊與所述第二模塊之間，并且其中至少所述第一模塊包括壁狀件，當(dāng)所述模具處于閉合組態(tài)并保持半成品工件時(shí)，所述壁狀件壓入所述半成品工件的至少部分中，以在所述壁狀件與所述半成品工件之間形成密封結(jié)構(gòu)，以防止流體流出所述密封結(jié)構(gòu)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種具有多層金屬層的工件，該工件通過(guò)在第一金屬層上注射至少一層第二金屬層而形成的，其中所述第一金屬層和所述第二金屬層的每一個(gè)均包括至少一個(gè)接合結(jié)構(gòu)。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種包括第一模塊和第二模塊的模具，其中所述第一模塊和所述第二模塊能夠在打開組態(tài)與閉合組態(tài)之間相對(duì)彼此移動(dòng)，在打開組態(tài)，所述第一模塊和所述第二模塊相互分離，在閉合組態(tài)，所述第一模塊與所述第二模塊相互接合，以形成用于容納半成品工件的型腔，其中所述第一模塊包括允許向所述型腔內(nèi)提供成型材料的通道，且其中所述模具不具有允許成型材料流出所述型腔的渠道。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供了一種制造具有多層金屬層的工件的方法，該方法包括步驟(a)設(shè)置由第一金屬制成的第一金屬層，步驟(b)預(yù)處理所述第一金屬層，步驟(C)將所述預(yù)處理的第一金屬層設(shè)置在模具中，以及步驟(d)將熔融的第二金屬注射在所述預(yù)處理的第一金屬層的所述表面上，以在所述預(yù)處理的第一金屬層上形成第二金屬層。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供了一種具有多層金屬層的工件，該工件通過(guò)在第一金屬層上注射至少一層第二金屬層而形成的，其中所述第二金屬層的厚度不小于大致0.5mmο
[0015]根據(jù)本發(fā)明的第七方面，提供了一種制造具有多層金屬層的工件的方法，該方法包括步驟(a)設(shè)置具有至少一個(gè)分流道的模具，步驟(b)設(shè)置由第一金屬制成的第一金屬層，所述第一金屬層具有表面，該表面包括至少一個(gè)接合結(jié)構(gòu)，步驟(C)預(yù)處理所述第一金屬層，步驟(d)將所述預(yù)處理的第一金屬層設(shè)置在所述模具中，以及步驟(e)將熔融的第二金屬注射到所述預(yù)處理的第一金屬層的所述表面上，以在所述預(yù)處理的第一金屬層上形成第二金屬層，其中所述熔融的第二金屬以至少大致70m/s的速度進(jìn)入所述模具的所述型腔內(nèi)，其中所述第二金屬層包括至少一個(gè)接合結(jié)構(gòu)，該接合結(jié)構(gòu)與所述預(yù)處理的第一金屬層的所述表面的所述接合結(jié)構(gòu)接合，其中所述模具包括第一模塊和第二模塊，其中所述第一模塊和所述第二模塊能夠相對(duì)彼此在打開組態(tài)與閉合組態(tài)之間移動(dòng)，在打開組態(tài)，所述第一模塊和所述第二模塊相互分離，在閉合組態(tài)，所述第一模塊與所述第二模塊相互接合，以形成用于容納所述預(yù)處理的第一金屬層的型腔，其中所述第一模塊包括允許向所述型腔內(nèi)提供成型材料的通道，且其中所述模具不具有允許成型材料流出所述型腔的通道。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的第八方面，提供了一種由該方法形成的具有多層金屬層的工件，該方法包括步驟(a)提供具有至少一個(gè)分流道、澆口和型腔的模具，步驟(b)設(shè)置由第一金屬制成的第一金屬層，所述第一金屬層具有表面，該表面包括至少一個(gè)接合結(jié)構(gòu)，步驟(C)預(yù)處理所述第一金屬層，步驟(d)將所述預(yù)處理的第一金屬層設(shè)置在所述模具中，以及步驟(e)將熔融的第二金屬注射在所述預(yù)處理的第一金屬層的所述表面上，以在所述預(yù)處理的第一金屬層上形成第二金屬層，其中所述熔融的第二金屬以至少大致70m/s的速度進(jìn)入所述模具的所述型腔內(nèi)，其中所述第二金屬層包括至少一個(gè)接合結(jié)構(gòu)，該接合結(jié)構(gòu)與所述預(yù)處理的第一金屬層的所述表面的所述接合結(jié)構(gòu)接合，其中所述模具包括第一模塊和第二模塊，其中所述第一模塊和所述第二模塊能夠在打開組態(tài)與閉合組態(tài)之間相對(duì)彼此移動(dòng)，在打開組態(tài)，所述第一模塊和所述第二模塊相互分離，在閉合組態(tài)，所述第一模塊與所述第二模塊相互接合，以形成用于容納所述預(yù)處理的第一金屬層的型腔，其中所述第一模塊包括允許向所述型腔內(nèi)提供成型材料的通道，且其中所述模具不具有允許成型材料流出所述型腔的渠道。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的制造具有多層金屬層的工件的方法；
[0018]圖2-1顯示了制造具有多層金屬層的工件的裝置，用于實(shí)施圖1中所示的方法，其中裝置中的模具處于打開組態(tài)；
[0019]圖2