本發(fā)明涉及一種鋁合金塑料復(fù)合材料手機(jī)框架及其制作方法。

背景技術(shù)：

隨著科技的快速發(fā)展，3D打印技術(shù)越來越受到市場的廣泛關(guān)注，已經(jīng)在航空航天、汽車和醫(yī)療等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，但是在手機(jī)制作領(lǐng)域里，3D打印技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展比較緩慢。目前手機(jī)主要是金屬手機(jī)引領(lǐng)著市場的潮流，但是金屬手機(jī)的加工過程都是傳統(tǒng)的減材加工，工序多雜，金屬材料利用率底，對(duì)于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件必須經(jīng)過很多道工序加工才能完成，無形中降低了產(chǎn)品的良率。而3D打印是一種逐層添加材料的增材制作過程，其材料利用率高，自動(dòng)化程度高，對(duì)于外形復(fù)雜的零件具有很強(qiáng)的加工能力，未來應(yīng)用在手機(jī)結(jié)構(gòu)件制作中是一個(gè)大的趨勢(shì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鋁合金塑料復(fù)合材料手機(jī)框架及其制作方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種鋁合金塑料復(fù)合材料手機(jī)框架，包括3D打印的鋁合金中框和與所述鋁合金中框一體注塑成型的塑膠結(jié)構(gòu)件，所述鋁合金中框是將鋁合金粉末和聚合物粉末混合均勻的混合料，通過3D打印微噴射方法制成的鋁合金中框坯體，經(jīng)真空燒結(jié)處理得到的鋁合金中框。

進(jìn)一步地：

所述混合料包括鋁硅鎂粉末以及聚丙烯酸或聚乙烯醇或聚氧化乙烯。

所述混合料包括按重量計(jì)：90-100份的鋁硅鎂粉末和1-5份的聚丙烯酸；或者90-100份的鋁硅鎂粉末和1-5份的聚乙烯醇；或者90-100份的鋁硅鎂粉末和1-5份的聚氧化乙烯。

所述混合料包括按重量計(jì)：98份鋁硅鎂粉末和2份聚丙烯酸；98.5份鋁硅鎂粉末和1.5份聚乙烯醇；98份鋁硅鎂粉末和2份聚氧化乙烯。

所述鋁合金中框的表面具有納米微孔，注塑料通過所述納米微孔形成與所述鋁合金中框緊密結(jié)合的塑膠結(jié)構(gòu)件。

一種制作所述的鋁合金塑料復(fù)合材料手機(jī)框架的制作方法，包括以下步驟：

S1、將鋁合金粉末和聚合物粉末混合均勻形成混合料，通過3D打印微噴射方法制成鋁合金中框坯體，經(jīng)真空燒結(jié)處理得到鋁合金中框；

S2、通過注塑成型，在所述鋁合金中框上一體成型塑膠結(jié)構(gòu)件。

步驟S1包括：將鋁硅鎂粉末與聚丙烯酸或聚乙烯醇或聚氧化乙烯混合形成混合料，然后放入到球磨罐中球磨均勻，倒出混合料，烘干除去水分，接著使用3D打印機(jī)，利用混合料微噴射成型制成鋁合金中框坯體，接下來在450℃～600℃溫度下真空燒結(jié)1～3h，得到鋁合金中框。

還包括在步驟S1和S2之間的以下步驟：

將鋁合金中框置于微孔處理液中處理，接著再電化學(xué)擴(kuò)孔處理，接著放入到潤孔劑中潤孔。

還包括在步驟S1和S2之間的以下步驟：

將鋁合金中框放入2％～10％氫氧化鈉溶液中，30～50度優(yōu)選40度水浴加熱2～5分鐘，然后用去離子水清洗干凈；然后將放入1％～10％鹽酸溶液中，浸泡2～8分鐘，浸泡完之后同樣用去離子水清洗；接著將中框放入到電解槽中，槽中盛入0.5～2mol/L的鹽酸、0.5～1.0mol/L的硫酸、0.5～1.0mol/L的磷酸混合液作為電解液，并加入緩蝕劑，以鋁合金中框作為陽極，電解槽中石墨作為陰極，直流電解20～40s，電流密度控制在0.10～0.30A/cm²，槽液溫度控制在30～50度優(yōu)選40度；然后取出浸入氨水中5～10s。

在步驟S2之后還包括以下步驟：將鋁合金中框放入陽極氧化處理液中進(jìn)行陽極氧化染色處理。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明的手機(jī)框架整個(gè)鋁合金中框結(jié)構(gòu)通過本發(fā)明混合料使用3D打印微噴射方法的3D打印成型出來，再注塑成型塑膠結(jié)構(gòu)件，不僅結(jié)構(gòu)可靠，強(qiáng)度高，而且不需要CNC加工復(fù)雜的功能結(jié)構(gòu)槽，工序簡單，自動(dòng)化程度高，不產(chǎn)生多余的金屬廢料，材料使用率高，而且可以使用與傳統(tǒng)工藝制備的框架一樣的后加工工序。

本發(fā)明充分利用了3D打印增材制造的優(yōu)勢(shì)，對(duì)外形復(fù)雜的零件具有很強(qiáng)的加工能力，尤其針對(duì)手機(jī)中框結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需求的功能結(jié)構(gòu)比較多的情況，本發(fā)明使用鋁合金粉末和聚合物粉末混合通過3D打印一體成型鋁合金中框，不僅減少了CNC加工功能結(jié)構(gòu)的工序，降低了加工成本，而且不產(chǎn)生多余的金屬廢料，材料使用率高，后加工工序與傳統(tǒng)工藝制備的中框一樣不受影響，也能獲得優(yōu)異的外觀效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例通過3D打印微噴射方法制成的鋁合金中框的立體示意圖；

圖2為圖1所示鋁合金中框的正面示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的鋁合金塑料復(fù)合材料手機(jī)框架的立體示意圖；

圖4為圖3所示鋁合金塑料復(fù)合材料手機(jī)框架的正面示意圖。

具體實(shí)施方式

以下對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作詳細(xì)說明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。

參閱圖1至圖4，在一種實(shí)施例中，一種鋁合金塑料復(fù)合材料手機(jī)框架，包括3D打印的鋁合金中框1和與所述鋁合金中框1一體注塑成型的塑膠結(jié)構(gòu)件2，所述鋁合金中框1是將鋁合金粉末和聚合物粉末混合均勻的混合料，通過3D打印微噴射方法制成的鋁合金中框坯體，經(jīng)真空燒結(jié)處理得到的鋁合金中框1。

在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述混合料包括鋁硅鎂粉末以及聚丙烯酸或聚乙烯醇或聚氧化乙烯。

在更優(yōu)選的實(shí)施例中，所述混合料包括按重量計(jì)：90-100份的鋁硅鎂粉末和1-5份的聚丙烯酸；或者90-100份的鋁硅鎂粉末和1-5份的聚乙烯醇；或者90-100份的鋁硅鎂粉末和1-5份的聚氧化乙烯。

在最優(yōu)選的實(shí)施例中，所述混合料包括按重量計(jì)：98份鋁硅鎂粉末和2份聚丙烯酸；98.5份鋁硅鎂粉末和1.5份聚乙烯醇；98份鋁硅鎂粉末和2份聚氧化乙烯。

在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述鋁合金中框1的表面具有納米微孔，注塑料通過所述納米微孔形成與所述鋁合金中框1緊密結(jié)合的塑膠結(jié)構(gòu)件2。

參閱圖1至圖4，在另一些實(shí)施例中，一種制作所述的鋁合金塑料復(fù)合材料手機(jī)框架的制作方法，包括以下步驟：

S1、將鋁合金粉末和聚合物粉末混合均勻形成混合料，通過3D打印微噴射方法制成鋁合金中框坯體，經(jīng)真空燒結(jié)處理得到鋁合金中框1；

S2、通過注塑成型，在所述鋁合金中框1上一體成型塑膠結(jié)構(gòu)件2。

在優(yōu)選的實(shí)施例中，步驟S1包括：將鋁硅鎂粉末與聚丙烯酸或聚乙烯醇或聚氧化乙烯混合形成混合料，然后放入到球磨罐中球磨均勻，倒出混合料，烘干除去水分，接著使用3D打印機(jī)，利用混合料微噴射成型制成鋁合金中框坯體，接下來在450℃～600℃溫度下真空燒結(jié)1～3h，得到鋁合金中框。

在優(yōu)選的實(shí)施例中，該方法還包括在步驟S1和S2之間的以下步驟：

將鋁合金中框置于微孔處理液中處理，接著再電化學(xué)擴(kuò)孔處理，接著放入到潤孔劑中潤孔。

在更優(yōu)選的實(shí)施例中，該方法還包括在步驟S1和S2之間的以下步驟：

將鋁合金中框放入2％～10％氫氧化鈉溶液中，30～50度優(yōu)選40度水浴加熱2～5分鐘，然后用去離子水清洗干凈；然后將放入1％～10％鹽酸溶液中，浸泡2～8分鐘，浸泡完之后同樣用去離子水清洗；接著將中框放入到電解槽中，槽中盛入0.5～2mol/L的鹽酸、0.5～1.0mol/L的硫酸、0.5～1.0mol/L的磷酸混合液作為電解液，并加入緩蝕劑，以鋁合金中框作為陽極，電解槽中石墨作為陰極，直流電解20～40s，電流密度控制在0.10～0.30A/cm²，槽液溫度控制在30～50度優(yōu)選40度；然后取出浸入氨水中5～10s。

在優(yōu)選的實(shí)施例中，在步驟S2之后還包括以下步驟：將鋁合金中框放入陽極氧化處理液中進(jìn)行陽極氧化染色處理。

如圖1和圖2所示，鋁合金中框1為利用本發(fā)明實(shí)施例的混合料微噴射3D打印的鋁合金中框，其中框框架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，具有很多結(jié)構(gòu)功能槽和結(jié)構(gòu)功能孔，該結(jié)構(gòu)都是3D打印一次成型完成。如圖3和圖4所示，塑膠結(jié)構(gòu)件2為后加工注塑成型到鋁合金中框1上的，塑膠結(jié)構(gòu)件2可以包括在框架對(duì)應(yīng)部位的電子元器件需要使用到絕緣塑膠件。

本發(fā)明實(shí)施例的方法主要可以包含以下工序：3D打印鋁合金中框；鋁合金中框納米注塑處理；三鋁合金中框后加工處理，即得到可以組裝成成品手機(jī)的整個(gè)中框結(jié)構(gòu)。

3D打印鋁合金中框：先將鋁合金粉末和聚合物粉末混合均勻，采用3D打印微噴射技術(shù)制成鋁合金中框坯體，然后對(duì)坯體進(jìn)行真空燒結(jié)處理，即得到鋁合金中框。

鋁合金中框納米微孔注塑：將鋁合金中框置于微孔處理液中處理，接著再電化學(xué)擴(kuò)孔處理，接著放入到潤孔劑中潤孔，然后烘干注塑即可。

鋁合金中框后加工處理：將鋁合金中框放入陽極氧化處理液中進(jìn)行陽極氧化染色處理。

實(shí)施例1

鋁硅鎂粉末，聚丙烯酸，研磨機(jī)，3D打印機(jī)，真空燒結(jié)爐，氫氧化鈉溶液，鹽酸、硫酸、磷酸，緩蝕劑電解液，氨水，電解槽，30％玻璃纖維改性PBT，注塑機(jī)。

3D打印鋁合金中框

將98份鋁硅鎂粉末和2份聚丙烯酸形成混合料，然后放入到球磨罐中球磨均勻，倒出混合料，烘干除去水分，接著放入3D打印機(jī)內(nèi)，開啟3D打印機(jī)，在惰性氣體保護(hù)下微噴射成型制成鋁合金中框坯體，接下來在450℃～600℃溫度下真空燒結(jié)1～3h，即可得到鋁合金中框制品。

鋁合金中框納米注塑處理

先將上述鋁合金中框放入2％～10％氫氧化鈉溶液中，40度水浴加熱2～5分鐘，然后用去離子水清洗干凈；然后將放入1％～10％鹽酸溶液中，浸泡2～8分鐘，浸泡完之后同樣用去離子水清洗；接著將中框放入到電解槽中，槽中盛入0.5～2mol/L的鹽酸、0.5～1.0mol/L的硫酸、0.5～1.0mol/L的磷酸混合液作為電解液，并加入了一定的緩蝕劑，以中框作為陽極，電解槽中石墨作為陰極，直流電解20～40s，電流密度控制在0.10～0.30A/cm²，槽液溫度控制在40度；然后取出浸入氨水中5～10s，接著用去離子水洗凈并烘干，然后再放入注塑成型機(jī)中注塑成型塑膠結(jié)構(gòu)，即得到結(jié)構(gòu)完整的手機(jī)中框。

鋁合金中框后加工處理

將上述鋁合金中框先做陽極氧化處理，然后再做陽極氧化印染玫瑰金顏色，即可得到可以組裝的玫瑰金鋁合金手機(jī)中框。

實(shí)施例2

鋁硅鎂粉末，聚乙烯醇，研磨機(jī)，3D打印機(jī)，真空燒結(jié)爐，氫氧化鈉溶液，鹽酸、硫酸、磷酸，緩蝕劑電解液，氨水，電解槽，30％玻璃纖維改性PBT，注塑機(jī)。

3D打印鋁合金中框

將98.5份鋁硅鎂粉末和1.5份聚乙烯醇形成混合料，然后放入到球磨罐中球磨均勻，倒出混合料，烘干除去水分，接著放入3D打印機(jī)內(nèi)，開啟3D打印機(jī)，在惰性氣體保護(hù)下微噴射成型制成鋁合金中框坯體，接下來在450℃～600℃溫度下真空燒結(jié)1～3h，即可得到鋁合金中框制品。

鋁合金中框納米注塑處理

先將上述鋁合金中框放入2％～10％氫氧化鈉溶液中，40度水浴加熱2～5分鐘，然后用去離子水清洗干凈；然后將放入1％～10％鹽酸溶液中，浸泡2～8分鐘，浸泡完之后同樣用去離子水清洗；接著將中框放入到電解槽中，槽中盛入0.5～2mol/L的鹽酸、0.5～1.0mol/L的硫酸、0.5～1.0mol/L的磷酸混合液作為電解液，并加入了一定的緩蝕劑，以中框作為陽極，電解槽中石墨作為陰極，直流電解20～40s，電流密度控制在0.10～0.30A/cm²，槽液溫度控制在40度；然后取出浸入氨水中5～10s，接著用去離子水洗凈并烘干，然后再放入注塑成型機(jī)中注塑成型塑膠結(jié)構(gòu)，即得到結(jié)構(gòu)完整的手機(jī)中框。

鋁合金中框后加工處理

將上述鋁合金中框先做陽極氧化處理，然后再做陽極氧化印羅蘭紫顏色，即可得到可以組裝的羅蘭紫鋁合金手機(jī)中框。

實(shí)施例3

鋁硅鎂粉末，聚氧化乙烯，研磨機(jī)，3D打印機(jī)，真空燒結(jié)爐，氫氧化鈉溶液，鹽酸、硫酸、磷酸，緩蝕劑電解液，氨水，電解槽，30％玻璃纖維改性PBT，注塑機(jī)。

3D打印鋁合金中框

將98份鋁硅鎂粉末和2份聚氧化乙烯形成混合料，然后放入到球磨罐中球磨均勻，倒出混合料，烘干除去水分，接著放入3D打印機(jī)內(nèi)，開啟3D打印機(jī)，在惰性氣體保護(hù)下微噴射成型制成鋁合金中框坯體，接下來在450℃～600℃溫度下真空燒結(jié)1～3h，即可得到鋁合金中框制品。

鋁合金中框納米注塑處理

先將上述鋁合金中框放入2％～10％氫氧化鈉溶液中，40度水浴加熱2～5分鐘，然后用去離子水清洗干凈；然后將放入1％～10％鹽酸溶液中，浸泡2～8分鐘，浸泡完之后同樣用去離子水清洗；接著將中框放入到電解槽中，槽中盛入0.5～2mol/L的鹽酸、0.5～1.0mol/L的硫酸、0.5～1.0mol/L的磷酸混合液作為電解液，并加入了一定的緩蝕劑，以中框作為陽極，電解槽中石墨作為陰極，直流電解20～40s，電流密度控制在0.10～0.30A/cm²，槽液溫度控制在40度；然后取出浸入氨水中5～10s，接著用去離子水洗凈并烘干，然后再放入注塑成型機(jī)中注塑成型塑膠結(jié)構(gòu)，即得到結(jié)構(gòu)完整的手機(jī)中框。

鋁合金中框后加工處理

將上述鋁合金中框先做陽極氧化處理，然后再做陽極氧化印墨水藍(lán)顏色，即可得到可以組裝的墨水藍(lán)鋁合金手機(jī)中框。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體/優(yōu)選的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，其還可以對(duì)這些已描述的實(shí)施方式做出若干替代或變型，而這些替代或變型方式都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。