專利名稱：金屬殼體成型方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一 種金屬殼體成型方法及裝置，特別是涉及一種金屬殼體高壓成型 方法及裝置。
背景技術(shù)：
使金屬板、塑膠片材等材料成型已是相當(dāng)常見的技術(shù)，例如成型為按鍵、電子 消費(fèi)裝置機(jī)殼及類似者。一般成型方法有沖壓、真空成型或高壓成型。在對于將延展性 低的金屬板成型為機(jī)殼時，沖壓成型易造成局部破損或拉傷，產(chǎn)生不良品，須再使用厚 烤漆蓋過傷痕；真空成型的力量不足，成型時不易形成彎折角度，使得導(dǎo)角曲度過大， 棱角不夠分明，成型不漂亮。高壓成型則因溫度不夠高及一次強(qiáng)制壓縮下，往往無法成 型，或是易斷裂或易使棱角拉扯變形，損害外觀。或是在更高溫的操作下，耗費(fèi)成本。中國臺灣新型專利第M259701號及中國臺灣專利公開第200538268號分別揭 示一種厚膜高壓成型設(shè)備及方法，其先將熱塑性膜片安置于一托架上，使熱塑性膜片在 進(jìn)行成型之前先升溫軟化，接著使熱塑性膜片停留在成型工作區(qū)內(nèi)，利用模具驅(qū)動機(jī)構(gòu) 驅(qū)動一上模及一下模使之夾緊閉合后，通過高壓氣體供應(yīng)單元對上?；蛳履３淙敫邏簹?體，使已升溫而軟化的熱塑性膜片被壓貼于相對側(cè)的模具表面而成型者。但是，其所成 型的材質(zhì)為具有延展性(熱塑性)的塑膠。因此，對于新穎的金屬殼體成型的方法及裝置，仍有所需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一目的在于提供一種金屬殼體高壓成型的方法及裝置，以便利的形成 金屬殼體，并且美觀不變形。在本發(fā)明的一方面，依據(jù)本發(fā)明的金屬殼體高壓成型的方法，包括下列步驟 將一金屬板材定位于一模具中，模具包括一上模、一下模、及一模仁，使金屬板材位于 模仁上；將模具經(jīng)由一加熱裝置加熱以對金屬板材加熱；及對金屬板材以多段式施加一 高壓氣體，迫使金屬板材壓貼在模仁表面而成型為一金屬殼體。在本發(fā)明的另一方面，依據(jù)本發(fā)明的金屬殼體高壓成型裝置，包括一進(jìn)料單 元，用以移動一金屬板材；一模具單元，用以承載金屬板材，模具單元包括一上模、一 下模、及一模仁，使所承載的金屬板材位于模仁上；一加熱裝置，與模具的外表面結(jié) 合，用以對模具加熱，對金屬板材加熱；一高壓氣體供應(yīng)單元，用以對金屬板材施加一 高壓氣體，迫使金屬板材壓貼在模仁表面而成型為一金屬殼體；及一數(shù)字控制單元， 以數(shù)字方式控制高壓氣體供應(yīng)單元，使高壓氣體供應(yīng)單元對金屬板材多段式施加高壓氣 體，以形成一金屬殼體。在本發(fā)明中，以多段式的方式控制高壓氣體壓力，以對受熱金屬板材分階段施 予高壓，將金屬板材成型為金屬殼體，并能兼顧美觀。特別適用于延展性低的金屬或合 金，例如鎂板于筆記型電腦的A板及輕量化需求的金屬板金件的制作。


圖1顯示依據(jù)本發(fā)明的金屬殼體高壓成型的方法的實(shí)施例的流程圖；圖2顯示依據(jù)本發(fā)明的金屬殼體高壓成型裝置的實(shí)施例的示意圖；圖3顯示依據(jù)本發(fā)明的金屬殼體高壓成型裝置的實(shí)施例的局部剖面示意圖；圖4顯示如圖3的實(shí)施例的局部合模及高壓成型后的示意圖；圖5顯示使本發(fā)明的模具與一頂出機(jī)構(gòu)結(jié)合的實(shí)施例的剖面示意圖；圖6顯示本發(fā)明的頂出機(jī)構(gòu)作動的實(shí)施例的結(jié)果示意圖。主要元件符號說明10進(jìn)料單元 12模具單元14加熱裝置 16高壓氣體供應(yīng)單元18數(shù)字控制單元20預(yù)烤裝置22金屬板 24模仁26 上模 28 下模30加熱裝置 32隔熱裝置34 入氣孔 36 高壓氣體38模穴 40抽氣孔42抽氣 44金屬殼體46 頂出機(jī)構(gòu)48 頂出件50推桿組 52 凹槽54 桿體 56 連接柱58 陷部 60 平面62 傾斜面101、103、105、107 步驟
具體實(shí)施例方式圖1顯示依據(jù)本發(fā)明的金屬殼體高壓成型的方法的流程圖。首先，進(jìn)行步驟 101，將一金屬板材定位于一模具中。模具包括一上模、一下模、及一模仁。金屬板材 位于模仁上。接著，進(jìn)行步驟103，使用一加熱裝置加熱模具，以對金屬板材加熱。然 后，進(jìn)行步驟105，對金屬板材以多段式施加一高壓氣體，迫使金屬板材壓貼在模仁表面 而成型，形成一金屬殼體。進(jìn)一步進(jìn)行步驟107，取出成型的金屬殼體。依據(jù)本發(fā)明的金屬殼體高壓成型裝置如圖2的一實(shí)施例的示意圖所示，進(jìn)料單 元10，用以將一金屬板材移動至模具。模具單元12，用以承載金屬板材。金屬板材可包 括例如鋁、鎂合金、鋁合金等等，但不限于此，適合做為殼體的金屬都可。模具單元12 可包括一上模、一下模、及一模仁。使進(jìn)料單元10傳遞過來的金屬板材承載于模仁上。 模仁可為公?；蚰改?，位于下模的上表面，或與下模合為一體。加熱裝置14與模具的外 表面結(jié)合，用以對模具加熱，以便對模具內(nèi)的金屬板材加熱。加熱裝置14可為電熱絲加 熱裝置，可設(shè)置于放置模具單元的床臺中而形成類似加熱板，但不限于此。并可利用水 盤設(shè)計(jì)以形成隔熱裝置。高壓氣體供應(yīng)單元16，可包括一空氣壓縮機(jī)以壓縮空氣，并有管線與模穴相通，以對金屬板材施加一高壓氣體，迫使金屬板材壓貼在模仁表面而成型 為一金屬殼體。數(shù)字控制單元18，以數(shù)字方式控制高壓氣體供應(yīng)單元16，使高壓氣體供 應(yīng)單元16對金屬板材多段式施加高壓氣體，以使金屬板材形成一金屬殼體。在本發(fā)明中，將金屬板材加熱，溫度可為室溫至520°C的范圍，但不限于此。溫 度也可由數(shù)字控制方式控制，依金屬板材性質(zhì)以做恰當(dāng)?shù)恼{(diào)整。對于延展性較低的金屬 板材，例如鎂合金，在400至500°C之間的高溫下可具有一定程度的軟化。搭配多段式施 加高壓氣體的步驟，以數(shù)字控制方式，對金屬板材施加壓力?？墒垢邏簹怏w具有的壓力 在常壓至150公斤/平方厘米(150公斤/平方公分)的范圍?！岸喽问健痹诖酥杆┘?的氣體壓力并非在成型期間僅為單一壓力，而是二或二以上的多個壓力依序分段施加， 并于每一預(yù)定壓力停留一預(yù)定時間。因此模穴內(nèi)的壓力呈逐漸性的變化。段數(shù)并無特別 限制，可依需要而定，例如15段或20段均可。由于是數(shù)字控制壓力，所以可精確的掌 握恰當(dāng)?shù)膲毫r程，例如可搭配溫度設(shè)定恰當(dāng)?shù)膲毫捌渫Ａ魰r間，達(dá)成良好的成型。再者，可進(jìn)一步由數(shù)字控制單元18以數(shù)字方式控制對于上模與下模合模時所施 加的鎖模力?？墒规i模力的增加速率依多段式施加高壓氣體的步驟調(diào)整，以使合模壓力 均勻。例如隨著施加氣體的壓力增加而增加。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，可使鎖模力高達(dá) 例如200公頓。另外，可在將金屬板材定位于模具中之前，將金屬板材在一預(yù)烤裝置20中予以 預(yù)烤，如此可縮短在模具中加熱的時間?，F(xiàn)有在模具單元外面加熱塑膠膜材，移至模具 中趁熱成型。但對于金屬板材的成型，由于金屬熔點(diǎn)高，導(dǎo)熱快，若是僅以位于模具 單元外面的獨(dú)立的加熱裝置加熱，當(dāng)將金屬板材傳遞至模具中不再受熱，馬上會降溫變 硬。本發(fā)明的金屬板材在模具內(nèi)進(jìn)行加壓成型時，仍可使加熱裝置對模具持續(xù)加熱，進(jìn) 而使金屬板材于模具內(nèi)繼續(xù)受熱，而能良好的控制高壓成型時所需的溫度。另外，可在金屬板材的一側(cè)施加高壓氣體，而在對側(cè)予以抽真空，使金屬板材 更容易貼合于模仁上。換言之，若對金屬板材以多段式施加一高壓氣體，是由金屬板材 上方施加，可進(jìn)一步同時由金屬板材下方抽真空，二者一起作用，以迫使金屬板材壓貼 在模仁表面而成型為金屬殼體。特別是在使用母模成型時，較佳搭配抽氣單元予以抽真 空，以利成型。圖3顯示依據(jù)本發(fā)明的金屬殼體高壓成型裝置的一實(shí)施例的局部剖面示意圖。 如圖3所示，金屬板22已置于模具中的模仁24上。模具包括一上模26及一下模28。 加熱裝置30設(shè)置于模具外表面，緊緊貼住模具以利導(dǎo)熱。隔熱裝置32設(shè)置于加熱裝置 30外側(cè)以保溫，并能維護(hù)操作人員安全。隔熱裝置32可包括例如石棉板盤-上下電熱透 氣板-石棉板盤的三明治結(jié)構(gòu)。在此例中，于上模26設(shè)置有入氣孔34，以將高壓氣體 36分段導(dǎo)入模穴38，在金屬板22的上方形成高壓；及，于下模28設(shè)置有抽氣孔40，以 進(jìn)行抽氣42，在金屬板22下方形成真空。將上模26與下模28閉合，并繼續(xù)對金屬板材 加熱，進(jìn)行高壓及真空的施加，鎖模力可依該多段式施加高壓氣體的壓力調(diào)整，以使合 模壓力均勻。圖4顯示合模及高壓成型后的示意圖，金屬板22壓貼在模仁24表面而成 型為金屬殼體44。金屬殼體44可再經(jīng)適當(dāng)?shù)那羞?、整邊、或賦予圖紋。 在本發(fā)明的特定實(shí)施例中，例如，可使用0.4至0.8mm厚度的鎂板，經(jīng)過預(yù)烤 裝置于480°C預(yù)烤后，移至模具內(nèi)，以加熱裝置30經(jīng)由上下模26、28以450°C加熱，將模穴38內(nèi)的壓力設(shè)為20段，各段可分別設(shè)定其壓力及壓力停留時間，壓力可為例如0至 150kg/cm2,尚可設(shè)置抽氣單元將模穴38內(nèi)抽真空，例如可使真空度為60托耳(torr)。 這些參數(shù)均可數(shù)字調(diào)控。并且這些參數(shù)的范圍僅是舉例說明，不做為本發(fā)明范圍的限 制，實(shí)作時仍依所需而定。依據(jù)本發(fā)明的金屬殼體高壓成型裝置，可進(jìn)一步包括一模仁作動頂出機(jī)制，以 將成型的金屬殼體取出。在金屬殼體剛形成之后，雖然溫度降低，但對操作員而言， 溫度尚高，且易變形，不宜馬上 直接以手將金屬殼體從模具卸下。模仁作動頂出機(jī)制 可便利的完成金屬殼體取出的動作，施力均勻，并可節(jié)省等候金屬殼體降溫的時間。 模仁作動頂出機(jī)制可參閱中國臺灣專利新型第M342934號及中國專利授權(quán)公告號CN 201205586Y說明書。例如圖5所示，使如本發(fā)明的模具與一頂出機(jī)構(gòu)46結(jié)合。頂出機(jī) 構(gòu)46具有一頂出件48及一推桿組50。頂出件48為一矩形環(huán)形體，但不限于此形狀，位 于下模28與模仁24之間的矩形狀的凹槽52中。推桿組50由間隔排列的二或二個以上 的桿體54及連接各桿體54末端的連接柱56所組成。在下模28的底部且對應(yīng)于凹槽52 的位置處設(shè)有多條導(dǎo)槽，此導(dǎo)槽與凹槽52相互連通。各桿體54分別容設(shè)于各導(dǎo)槽中， 且在其對應(yīng)于凹槽52及各導(dǎo)槽的連通處分別設(shè)有一凹陷部58，例如由平行于頂出件48底 面的一平面60及從平面60的兩端延伸出的二傾斜面62所構(gòu)成。在利用如本發(fā)明的方法形成金屬殼體44后，先將上模26提起退出，再推動推桿 組50作水平方向移動，如圖6所示，當(dāng)桿體54的傾斜面62朝頂出件48接近后，將使頂 出件48產(chǎn)生垂直于各桿體54的移動方向的移動(即鉛直方向移動)，而使金屬殼體44被 頂出件48均勻的向上推升而退出模仁24，可輕易取得金屬殼體44。頂出件48的移動， 可利用油壓缸系統(tǒng)以達(dá)成，并可調(diào)整壓力及速度。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化 與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種金屬殼體高壓成型的方法，包括將一金屬板材定位于一模具中，該模具包括上模、下模、及模仁，該金屬板材位于 該模仁上；將該模具經(jīng)由一加熱裝置加熱以對該金屬板材加熱；及對該金屬板材以多段式施加一高壓氣體，迫使該金屬板材壓貼在該模仁表面而成型 為一金屬殼體。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括將該上模與下模合模時施加一鎖模力，該施 加的鎖模力依該多段式施加高壓氣體的步驟調(diào)整，以使合模壓力均勻。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該多段式施加高壓氣體是以數(shù)字控制方式進(jìn)行，以 分段加壓至各預(yù)定壓力，并于各預(yù)定壓力停留各預(yù)定時間。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該加熱溫度在室溫至520°C的范圍。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該高壓氣體具有的壓力在常壓至150公斤/平方厘 米的范圍。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步，在將該金屬板材定位于該模具中之前，包括將 該金屬板材在一預(yù)烤裝置中予以預(yù)烤。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中對該金屬板材以該多段式施加一高壓氣體，是由該 金屬板材上方施加，及進(jìn)一步同時由該金屬板材下方抽真空，以迫使該金屬板材壓貼在 該模仁表面而成型為該金屬殼體。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步，在該金屬板材成型后，包括一模仁作動頂出機(jī) 制，以取出成型的該金屬殼體。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該金屬板材包括鋁板材、鋁合金板材或鎂合金板材。
10.—種金屬殼體高壓成型裝置，包括進(jìn)料單元，用以移動一金屬板材；模具單元，用以承載該金屬板材，該模具單元包括上模、下模、及模仁，使所承載 的該金屬板材位于該模仁上；加熱裝置，與該模具的外表面結(jié)合，用以對該模具加熱，對該金屬板材加熱；高壓氣體供應(yīng)單元，用以對該金屬板材施加一高壓氣體，迫使該金屬板材壓貼在該 模仁表面而成型為一金屬殼體；及數(shù)字控制單元，以數(shù)字方式控制該高壓氣體供應(yīng)單元，使該高壓氣體供應(yīng)單元對該 金屬板材多段式施加該高壓氣體，以形成一金屬殼體。
11.如權(quán)利要求10所述的金屬殼體高壓成型裝置，其中該數(shù)字控制單元以數(shù)字方式控 制該上模與下模合模的鎖模力，使該鎖模力依該多段式施加高壓氣體的步驟調(diào)整，以使 合模壓力均勻。
12.如權(quán)利要求10所述的金屬殼體高壓成型裝置，其中該數(shù)字控制單元控制該高壓氣 體供應(yīng)單元，以分段加壓至各預(yù)定壓力，并于各預(yù)定壓力停留各預(yù)定時間。
13.如權(quán)利要求10所述的金屬殼體高壓成型裝置，其中該高壓氣體具有的壓力在常壓 至150公斤/平方厘米的范圍。
14.如權(quán)利要求10所述的金屬殼體高壓成型裝置，其中該加熱裝置將該金屬板材加熱至室溫至520°C的范圍。
15.如權(quán)利要求10所述的金屬殼體高壓成型裝置，進(jìn)一步包括預(yù)烤裝置，用以在將該 金屬板材定位于該模具中之前，將該金屬板材予以預(yù)烤。
16.如權(quán)利要求10所述的金屬殼體高壓成型裝置，進(jìn)一步包括抽真空裝置，其中，該 高壓氣體供應(yīng)單元由該金屬板材上方施加該高壓氣體，及該抽真空裝置由該金屬板材下 方抽真空，以迫使該金屬板材壓貼在該模仁表面而成型為該金屬殼體。
17.如權(quán)利要求10所述的金屬殼體高壓成型裝置，進(jìn)一步包括模仁作動頂出裝置，用 以取出成型的該金屬殼體。
18.如權(quán)利要求10所述的金屬殼體高壓成型裝置，其中該金屬板材包括鋁板材、鋁合 金板材或鎂合金板材。
全文摘要
本發(fā)明公開一種金屬殼體成型方法及裝置。其中金屬殼體高壓成型方法，包括將金屬板材定位于模具中，模具包括上模、下模、及模仁，使金屬板材位于模仁上；將模具經(jīng)由一加熱裝置加熱以對金屬板材加熱；及對金屬板材以多段式施加高壓氣體，迫使金屬板材壓貼在模仁表面而成型為金屬殼體。在本發(fā)明的另一方面，金屬殼體高壓成型裝置特別包括一加熱裝置與模具的外表面結(jié)合，用以對模具加熱，對金屬板材加熱；一高壓氣體供應(yīng)單元，用以對金屬板材施加高壓氣體，及一數(shù)字控制單元，以數(shù)字方式控制，使高壓氣體供應(yīng)單元對金屬板材多段式施加高壓氣體以形成金屬殼體。
文檔編號B21D45/02GK102019318SQ20091017860
公開日2011年4月20日 申請日期2009年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月22日
發(fā)明者葉秋余, 林威良, 黃裕正 申請人:毅嘉科技股份有限公司