激光成形特征部的制作方法
【专利说明】激光成形特征部
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本专利合作条约专利申请要求提交于2013年6月9日且标题为“激光纹理化”的美国临时专利申请61/832，885以及提交于2013年6月10日且标题为“激光纹理化”的美国临时专利申请61/833，050的优先权，它们的公开内容全文据此以引用方式并入本文。
技术领域
[0003]本文所述的实施例大体上涉及在表面上形成特征部，并且尤其涉及使用激光在表面上或在零件内形成具有特定几何元件、颜色元件和/或表面修整元件的特征部。
【背景技术】
[0004]多年来，已经使用机械切割、钻孔等在表面上形成图案或特征部。然而，这些机械操作通常难以精确地形成相对较小特征部，诸如用于提供某些纹理的特征部。同样地，在使用一些机械纹理化操作时，可能难以形成如下特征部，该特征部足够小以至于其在视觉上无法察觉但改变特征部所形成于的表面的光学性质。
[0005]此外，由于机械操作通常依赖于特殊形状的钻头、切割器等以形成纹理特征部，所以即便并非不可能，也很难在不替换钻头/切割器的情况下紧跟在形成完整特征部之后只形成部分特征部。
【发明内容】
[0006]一些示例性实施例涉及一种具有至少一个特征部的设备，所述至少一个特征部形成于所述设备的表面中。所述特征部可包括几何元件，所述几何元件形成于所述表面中并且是使用第一基于激光的工艺形成的。所述特征部还可包括形成于所述几何元件中的颜色元件。所述颜色元件可以是使用第二基于激光的工艺形成的。在一些情况下，所述特征部还包括形成于所述表面或所述几何元件之一中的表面修整元件。所述表面修整元件可以是使用第三基于激光的工艺形成的。在一些实施例中，所述几何元件是使用激光烧蚀工艺形成的，并且所述颜色元件是使用黑色标记或白色标记工艺之一形成的。
[0007]—些示例性实施例涉及一种在零件的表面上形成特征部的方法。可将初始形状加工成所述零件的表面，并且可对所述零件的表面进行抛光和/或喷射。在一些情况下，对所述零件的表面进行阳极化处理以形成阳极化层。可使用第一基于激光的工艺在所述零件上形成纹理特征部，并且可使用第二基于激光的工艺在所述零件上形成颜色特征部。在一些情况下，所述纹理特征部是在已经形成所述阳极化层之后在所述零件上形成的。在一些情况下，所述颜色特征部是在已经形成所述阳极化层之后在所述零件上形成的，并且可通过将激光束聚焦到在所述阳极化层下方的零件中而形成。
[0008]—些示例性实施例涉及一种具有表面的设备，所述表面具有形成于所述表面中的纹理特征部图案。所述设备的表面可包括使用激光形成的完整形状纹理特征部图案。所述表面还可包括与所述完整形状特征部图案相邻的部分形状纹理特征部图案。所述部分形状纹理图案还可以是使用所述激光形成的。在一些实施例中，所述部分形状纹理特征部具有比所述完整形状纹理特征部小的部分形状。所述表面还可包括所述表面的非图案化部分。
[0009]—些示例性实施例涉及一种具有图案化区域和与所述图案化区域相邻的非图案化区域的表面。在一些情况下，所述图案化区域包括协作以限定所述图案化区域的内部部分的多个纹理特征部。所述图案化区域还可包括限定所述图案化区域与所述非图案化区域之间的界线的一部分的至少一个部分纹理特征部。所述纹理特征部和至少一个部分纹理特征部是使用激光形成的。在一些情况下，所述图案化区域以不同于所述非图案化区域的方式反射光。人眼也难以识别所述多个纹理特征部。
[0010]一些示例性实施例涉及一种具有激光成形特征部的设备。所述特征部可包括相对于所述设备的表面凸起的圆形毂特征部。所述特征部还可包括围绕所述圆形毂特征部布置的肋状特征部阵列。每个肋状特征部可包括从所述毂特征部延伸到所述设备的表面的弓状表面。所述特征部还可包括将所述肋状特征部分离的凹槽特征部阵列。在一些情况下，每个凹槽特征部具有连接到两个侧壁的后壁，并且所述后壁和所述两个侧壁在尖锐转角处连接。在一些实施例中，所述后壁和两个侧壁是使用激光形成的。
[0011]—个示例性实施例涉及一种激光成形刻度盘。所述刻度盘可包括从所述刻度盘的下部偏移的圆形毂特征部。所述刻度盘还可包括围绕所述圆形毂特征部布置的肋状特征部阵列。每个肋状特征部可包括从所述毂特征部延伸到所述设备的下部的弓状表面。所述刻度盘还可包括将所述肋状特征部分离的凹槽特征部阵列。每个凹槽特征部可包括连接到两个侧壁的后壁。在一些情况下，所述后壁和所述两个侧壁在尖锐转角处连接，并且所述后壁和两个侧壁是使用激光形成的。
[0012]另一个示例性实施例涉及一种在表面上形成纹理特征部的方法。可使用激光在所述设备的表面上形成完整形状纹理特征部图案。还可使用所述激光在所述设备的表面上形成部分形状纹理特征部图案。所述部分形状纹理特征部可包括比所述完整形状纹理特征部小的部分形状。所述表面还可包括所述表面的非图案化部分。
【附图说明】
[0013]图1A至图1B描绘具有图案化区域和非图案化区域的设备。
[0014]图2描绘图1的图案化表面的一部分的细节视图。
[0015]图3A为沿图2的线3-3截取的第一剖视图，其示出纹理特征部的一个样本集。
[0016]图3B为沿图2的线3-3截取的第二剖视图，其示出纹理特征部的替代样本集。
[0017]图4描绘可由激光成形许多纹理特征部而制成的图案的另一示例。
[0018]图5A描绘由半球形凹陷形成的图案化表面的剖视图。
[0019]图5B描绘由凸起特征部形成的替代图案化表面的剖视图。
[0020]图6描绘使用激光形成具有肋状物阵列的表面特征部。
[0021]图7A至图7D描绘具有使用激光形成的特征部的刻度盘。
[0022]图8A至图8C描绘在表面中形成的样本特征部的剖视图。
[0023]图9A描绘在表面中形成的另一样本纹理特征部。
[0024]图9B为图9A的样本纹理特征部的剖视图。
[0025]图10为样本按钮的俯视图，所述样本按钮具有在其上表面中形成的多个纹理特征部。
[0026]图11A至图1 IB描绘形成于表面中的示例性特征部。
[0027]图12描绘具有几何元件、颜色元件和表面元件的激光成形特征部。
[0028]图13描绘使用多个激光处理操作产生经修整的零件的示例性工艺的流程图。
[0029]图14描绘用于执行基于激光的工艺的示例性激光系统。
【具体实施方式】
[0030]一般而言，本文所述的实施例可采取零件的表面上的一个或多个特征部和/或一种用于使用激光在零件的表面上形成该/这些特征部的方法的形式。例如，一个或多个特征部可形成于或应用于消费产品的部件的表面。这些部件可对应于但不限于外壳、壳体、按钮、刻度盘、带槽框等。消费产品可对应于但不限于媒体播放器、电话、平板电脑、膝上型电脑、计算机、相机、可穿戴电子设备、电器等。
[0031]在一些情况下，将一个或多个特征部应用于部件的表面以增强其美学效果和/或改善其触感、修整度和/或消费产品的装饰性。以举例的方式，可使用一个或多个特征部以在表面上提供功能性抓握图案和/或视觉图案。在一些情况下，表面可为外表面以使得消费者可触及和可见。在一些情况下，可使用一个或多个特征部来美化消费产品的外表面的至少一部分(若并非全部)。
[0032]—个或多个特征部可包括用于产生所需装饰和/或触觉效果的一个或多个特性或元件。例如，特征部可包括几何元件、颜色元件和/或表面修整元件。可使用基于激光的工艺来形成该/这些特征部(例如，激光成形特征部)。以举例的方式，几何元件可相对于表面形成为凹口、突起、孔洞或其他几何形式。例如，这可通过第一基于激光的工艺(蚀刻、烧蚀、雕刻等)实现。在一些情况下，可形成几何元件以与现有表面或在表面内形成的其他特征部形成对比(例如，外观和/或纹理对比)。在一些情况下，可形成颜色元件以对应于或增强几何元件。例如，可使用另一基于激光的工艺形成颜色元件。颜色可产生对比性的着色外观(例如，黑色、白色、深色、浅色)。在一些情况下，颜色元件可连同几何元件一起产生与现有表面的对比效果。另选地或除此之外，可形成修整元件以与现有表面或在表面内形成的其他特征部形成对比。可通过另一基于激光的工艺形成修整元件。例如，特征部的修整元件可对应于或关联于其他元件(例如，几何元件、颜色元件)以产生关于表面的不同结果(例如，抛光表面、亚光表面)。在一些情况下，修整元件与现有表面或表面修整形成对比。这些元件(例如，几何元件、颜色元件、修整元件)中的每一个可被单独使用或一起使用以产生特定特征部。另外，可使用其他工艺或表面增强以进一步增强美学和触觉效果(例如，加工、喷射、阳极化)。
[0033]以非限制性举例的方式，特征部只能包括表面内的几何元件，诸如凹口。另选地，可使特征部形成为几何元件与颜色元件或修整元件的组合，诸如凹口，所述凹口具有应用于该凹口的某些部分和/或包围该凹口的表面的黑色(或者所述凹口具有应用于该凹口的某些部分和/或包围该凹口的表面的抛光修整)。在又一替代形式中，特征部可为几何元件与颜色元件和修整元件的组合，诸如凹口，所述凹口具有应用于该凹口的某些部分和/或包围该凹口的表面的黑色以及应用于该凹口的某些部分和/或包围该凹口的表面的抛光修整。可将这些元件以及它们相对于彼此的位置任意组合以产生所需装饰和/或触觉效果。此外，这些元件可使用激光形成。例如，几何元件可通过第一激光工艺形成。颜色元件可通过第二激光工艺形成。修整元件可通过第三激光工艺形成。这些工艺可使用相同或不同激光系统以不同激光参数来执行。
[0034]此外，可调整这些元件的属性以进一步增强所需美学效果。例如，对几何元件而言，形状和尺寸可变化。例如，几何元件可具有直线形状或曲线形状并且还具有特定形状，诸如矩形、正方形、圆形、椭圆形、三角形等。此外，它们可为矮的/高的(突起)或浅的/深的(凹口)。另外，对颜色元件和修整元件而言，与几何元件一样，形状和尺寸可随色调、色值和颜色强度变化，并且/或者可使修整的反射率和粗糙率变化以实现所需效果。
[0035]另外，特征部可具有一种元件类型(几何元件、颜色元件、修整元件)或多种元件类型，所有元件类型都是使用激光形成的。在一个示例中，特征部可形成为凹口、应用于该凹口的某些部分和/或包围该凹口的表面的黑色以及应用于该凹口的某些部分和/或包围该凹口的表面的抛光区域的组合。在一些情况下，凹口几何结构可具有圆形X形状、圆形y形状和特定z尺寸或深度。特征部还可具有黑色，其形成为在凹口的一侧上具有变化黑色阴影的黑色新月形状。另外，特征部还可具有抛光区域，其可形成为在凹口的底部和边缘上的圆形形状。应了解，可选择各种元件和这些元件的属性以产生所需美学和触觉效果。例如，几何元件可提供基底，可在该基底周围使用颜色元件和/或修整元件产生特殊效果(highlight)以增强效果。
[0036]在一个实施例中，可使用多个特征部以在表面的一部分上或在整个表面上产生独特图案。该图案可为随机或重复图案或它们的组合(即，某些部分随机，某些部分重复)。在一些情况下，重复图案包括以阵列或固定间隔和/或间距位置布置的多个特征部。在一些情况下，特征部可在图案内变化。例如，特征部的形状、大小和深度可在图案内变化。在一些情况下，颜色元件和修整元件还可随特征部而变化。除此之外或另选地，特征部的间隔和/或间距位置可在图案内变化。在一些情况下，特征部和/或图案的一个或多个方面可变化或为随机的。特征部图案(重复和/或随机)可包括凹入表面中、在表面上凸起或呈现两者的组合的特征部。在下文参照图11A至图11B描述重复特征部和随