本发明属于后盖加工技术领域，涉及一种具有三维立体背景图案的手机后盖的加工工艺。
背景技术：
手机作为主流的电子消费类产品受到越来越多的人的青睐，轻、薄、短小的消费性电子产品及环保意识的抬头，使imd技术应运而生。imd(英文名称：in-molddecoration)模内装饰技术，亦称免涂装技术。imd是国际风行的表面装饰技术，表面硬化透明薄膜，中间印刷图案层，背面注塑层，油墨中间，可使产品耐摩擦，防止表面被刮花，并可长期保持颜色的鲜明不易退色。与传统工艺相比，imd技术能减化生产步骤和减少拆件组成部件，因此能快速生产节省时间和成本，同时还具有提高质量，增加图像的复杂性和提高产品耐久性的优点。但是，人们逐渐对手机产品结构具有薄、巧、精及绚丽多变的外观效果有更高的要求，传统的注塑喷涂、平板印刷及imd等工艺已不能完全满足消费者的期望。
cn107347103a公开了一种3d手机后盖及其成型工艺，该发明的3d手机后盖，包括本体，本体包括玻璃后盖和pet膜，玻璃后盖采用玻璃热弯机一体热弯成型，pet膜冲切成型，pet膜处于玻璃后盖内，上述内平板部与平板部相重合，侧弯部与内侧弯部相重合，上述pet膜通过透明光学胶层与上述玻璃后盖真空贴合在一起，且上述pet膜与上述玻璃后盖相贴合的一面设有油墨图案层。本发明的一种3d手机后盖，由于玻璃后盖和pet膜均不会对信号造成干扰，使手机的信号较强，并能实现无线充电，适宜5g网络的应用，且玻璃具有质轻、薄、耐刮划、散热优点，使手机后盖相应具有质轻、薄、耐刮划、散热的效果，不易造成手机发热。该发明还公开了3d手机后盖的成型工艺，包括开料、热弯成型、表面处理、裁切、图案处理、冲孔、成型、除泡处理的步骤。但是此工艺制得的是玻璃后盖，有不耐拉伸、复杂三维结构难以实现、韧性低、抗冲击性差等缺陷。
但是，现有技术中手机后盖的加工工艺中，热弯工艺处理时，板材热弯成型的型面变形度大，稳定性不佳，板材受热收缩变形，热弯轮廓度变形度难以控制，导致最终产品的外观受热弯工艺影响而变异；并且，通过印刷或其它工艺实现在板材背面的图案外观效果，易受热弯工艺中的高温高压冲击而变异。
因此，研究一种具有良好三维立体背景图案的、具有优良的表面硬度、耐磨性、抗冲击性能的手机后盖的加工工艺很有必要。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种具有三维立体背景图案的手机后盖的加工工艺，制得的手机后盖具有良好三维立体背景图案，表面硬度达5～6h/1kg的铅笔硬度，耐磨性好，耐磨性达到为5000次/1000g以上，抗冲击性强，抗冲击性能达到0.5j以上。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种具有三维立体背景图案的手机后盖的加工工艺，所述加工工艺包括如下步骤：
1)图案印刷：在基料的表面印刷三维立体背景图案；
2)热弯成型：将经步骤1)图案印刷的材料进行热弯成型工艺处理；
3)硬化处理：将经步骤2)热弯成型处理后的材料进行硬化处理；
4)cnc加工：将经步骤3)硬化处理后的材料进行cnc加工切除裙边，得到所述具有三维立体背景图案的手机后盖。
步骤2)中，所述热弯成型工艺包括将材料加热软化、模具型腔压合、保压固型的步骤，具体过程为将材料裁切打孔后置于模具中定位，将材料加热高温软化，将模具型腔压合后保压固型，然后开启模具，将材料冷却固化，最后取出板材并检验。
优选地，所述加热软化的温度为360～380℃，例如加热软化的温度为360℃、365℃、370℃、375℃、380℃；所述加热软化的时间为30～50s，例如加热软化的时间为30s、35s、40s、45s、50s。
优选地，所述模具型腔压合的加压压力为10～30kg，例如模具型腔的加压压力为10kg、15kg、20kg、25kg、30kg；所述模具型腔压合的时间为5～10s，例如压合时间为5s、6s、7s、8s、9s、10s。
优选地，所述保压固型的保压压力为10～30kg，例如保压固型的保压压力为10kg、15kg、20kg、25kg、30kg；所述保压固型的时间为5～10s，例如保压固型的时间为5s、6s、7s、8s、9s、10s。
步骤1)中，所述基料的透光度为90％以上；优选地，所述基料为pc、pmma中的一种或pc/pmma的复合材料。
优选地，所述pc/pmma的复合材料为pc/pmma复合材料或pmma/pc/pmma复合材料，即pc/pmma复合材料为pc、pmma两层材料，pmma/pc/pmma复合材料为pmma、pc、pmma三层复合材料，所述pc/pmma的复合材料还可以为pc/pmma/pc复合材料，即pc、pmma、pc三层复合材料。
优选地，所述基料的厚度为0.38～2mm，例如基料的厚度为0.38mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2mm。
步骤1)中，所述印刷工艺中所用印刷油墨耐高温200℃以上，防止印刷油墨在热弯工艺的高温加热工艺时引起变形及不稳定性。
优选地，所述印刷工艺中采用opvd镀膜实现色彩印刷，本发明所述的opvd镀膜为非导电真空镀膜，所述opvd镀膜的具体工艺为：挂架→抽真空→材料预处理→离子溅射镀膜→放气。经过镀膜工艺可实现id色彩、印刷和喷涂实现纹理图案。
优选地，所述印刷工艺中采用uv胶转印或丝网印刷实现三维立体图案印刷。
步骤3)中，所述硬化处理用到的硬化液的主要成分为聚氨酯丙烯酸酯和引发剂。硬化处理的具体过程为，将聚氨酯丙烯酸酯添加引发剂后浸涂于材料的表面进行硬化。
优选地，所述聚氨酯丙烯酸酯和所述引发剂的质量比为100:(3～8)，例如所述聚氨酯丙烯酸酯和所述引发剂的质量比为100:3、100:4、100:5、100:6、100:7、100:8。
优选地，所述引发剂为irgacure-184或irgacure-184和lucirintpo的混合物，即，所述引发剂为irgacure-184，所述引发剂为irgacure-184和lucirintpo的混合物。
优选地，所述硬化处理的时间为10～20s，例如硬化处理的时间为10s、11s、12s、13s、14s、15s、16s、17s、18s、19s、20s。
步骤1)中，所述印刷工艺中经油墨印刷后的油墨层的厚度为15～30μm，例如油墨层的厚度为15μm、16μm、17μm、18μm、19μm、20μm、21μm、22μm、23μm、24μm、25μm、26μm、27μm、28μm、29μm、30μm。
步骤1)中，所述印刷工艺中经opvd镀膜后的镀膜层的厚度为30～50nm，例如镀膜层的厚度为30nm、32nm、35nm、38nm、40nm、42nm、45nm、46nm、48nm、50nm。
优选地，所述镀膜层的镀膜材料包括介质膜和金属膜。
优选地，所述介质膜为含有si、ti、o2介质的介质膜。
优选地，所述金属膜为ag膜、cu膜、al膜中的一种。
步骤1)中，所述印刷工艺中经uv胶转印后的uv胶层为改性丙烯酸酯胶层。
优选地，所述uv胶层的厚度为5～8μm，例如uv胶层的厚度为5μm、5.5μm、6μm、6.5μm、7μm、7.5μm、8μm。
所述基料的厚度为50～70μm，例如基料的厚度为50μm、55μm、60μm、65μm、70μm。
经步骤3)硬化处理后的硬化层的厚度为3～5μm，例如硬化层的厚度为3μm、3.5μm、4μm、4.5μm、5μm。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明的具有三维立体背景图案的手机后盖的加工工艺，采用图案印刷、热弯成型、硬化处理、cnc加工的工艺步骤，制得的手机后盖具有良好三维立体背景图案，表面硬度达5～6h/1kg的铅笔硬度，耐磨性好，耐磨性达到为5000次/1000g以上，抗冲击性强，抗冲击性能达到0.5j以上；本发明的热弯成型工艺直接针对印刷、光学镀膜(opvd)、uv纹理转印等工艺精美图案的平板板材成型，将平板成型为3d立体结构，同时保持原有的外观图案，再经表面硬化工艺提升产品表面性能；可实现灵活多变的外观产品直接配装于手机机构，同时具备卓越的表面硬度及耐磨性。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如无具体说明，本发明的各种原料均可市售购得，或根据本领域的常规方法制备得到。
本发明的具有三维立体背景图案的手机后盖的加工工艺，所述加工工艺包括如下步骤：
1)图案印刷：在基料的表面印刷三维立体背景图案；
2)热弯成型：将经步骤1)图案印刷的材料进行热弯成型工艺处理；
3)硬化处理：将经步骤2)热弯成型处理后的材料进行硬化处理；
4)cnc加工：将经步骤3)硬化处理后的材料进行cnc加工切除裙边，得到所述具有三维立体背景图案的手机后盖。
本发明的实施例均采用上述加工工艺制备具有三维立体背景图案的手机后盖。
实施例1
1)选用pc/pmma复合材料作为基料，采用opvd镀膜实现色彩印刷，具体工艺为：挂架→抽真空→材料预处理→离子溅射镀膜→放气；采用uv胶转印或丝网印刷实现三维立体图案印刷；
2)将经步骤1)图案印刷的材料进行热弯成型工艺处理，具体过程为将材料裁切打孔后置于模具中定位，将材料加热至360℃高温软化50s，将模具型腔10kg的加压压力下压合10s后保压固型，保压压力为10kg，保压固型的时间为10s，然后开启模具，将材料冷却固化，最后取出板材并检验；
3)将经步骤2)热弯成型处理后的材料进行硬化处理10s，硬化处理用到的硬化液的主要成分为聚氨酯丙烯酸酯和引发剂，其中，聚氨酯丙烯酸酯和引发剂的质量比为100:4，引发剂为irgacure-184和lucirintpo的混合物；
4)将经步骤3)硬化处理后的材料进行cnc加工切除裙边，得到所述具有三维立体背景图案的手机后盖。
实施例2
1)选用pc/pmma复合材料作为基料，采用opvd镀膜实现色彩印刷，具体工艺为：挂架→抽真空→材料预处理→离子溅射镀膜→放气；采用uv胶转印或丝网印刷实现三维立体图案印刷；
2)将经步骤1)图案印刷的材料进行热弯成型工艺处理，具体过程为将材料裁切打孔后置于模具中定位，将材料加热至370℃高温软化40s，将模具型腔20kg的加压压力下压合7s后保压固型，保压压力为25kg，保压固型的时间为5s，然后开启模具，将材料冷却固化，最后取出板材并检验；
3)将经步骤2)热弯成型处理后的材料进行硬化处理15s，硬化处理用到的硬化液的主要成分为聚氨酯丙烯酸酯和引发剂，其中，聚氨酯丙烯酸酯和引发剂的质量比为100:3，引发剂为irgacure-184；
4)将经步骤3)硬化处理后的材料进行cnc加工切除裙边，得到所述具有三维立体背景图案的手机后盖。
实施例3
1)选用pmma/pc/pmma复合材料作为基料，采用opvd镀膜实现色彩印刷，具体工艺为：挂架→抽真空→材料预处理→离子溅射镀膜→放气；采用uv胶转印或丝网印刷实现三维立体图案印刷；
2)将经步骤1)图案印刷的材料进行热弯成型工艺处理，具体过程为将材料裁切打孔后置于模具中定位，将材料加热至380℃高温软化30s，将模具型腔15kg的加压压力下压合8s后保压固型，保压压力为20kg，保压固型的时间为6s，然后开启模具，将材料冷却固化，最后取出板材并检验；
3)将经步骤2)热弯成型处理后的材料进行硬化处理12s，硬化处理用到的硬化液的主要成分为聚氨酯丙烯酸酯和引发剂，其中，聚氨酯丙烯酸酯和引发剂的质量比为100:6，引发剂为irgacure-184和lucirintpo的混合物；
4)将经步骤3)硬化处理后的材料进行cnc加工切除裙边，得到所述具有三维立体背景图案的手机后盖。
实施例4
1)选用pc/pmma复合材料作为基料，采用opvd镀膜实现色彩印刷，具体工艺为：挂架→抽真空→材料预处理→离子溅射镀膜→放气；采用uv胶转印或丝网印刷实现三维立体图案印刷；
2)将经步骤1)图案印刷的材料进行热弯成型工艺处理，具体过程为将材料裁切打孔后置于模具中定位，将材料加热至365℃高温软化35s，将模具型腔30kg的加压压力下压合6s后保压固型，保压压力为15kg，保压固型的时间为8s，然后开启模具，将材料冷却固化，最后取出板材并检验；
3)将经步骤2)热弯成型处理后的材料进行硬化处理18s，硬化处理用到的硬化液的主要成分为聚氨酯丙烯酸酯和引发剂，其中，聚氨酯丙烯酸酯和引发剂的质量比为100:8，引发剂为irgacure-184；
4)将经步骤3)硬化处理后的材料进行cnc加工切除裙边，得到所述具有三维立体背景图案的手机后盖。
实施例5
1)选用pc/pmma/pc复合材料作为基料，采用opvd镀膜实现色彩印刷，具体工艺为：挂架→抽真空→材料预处理→离子溅射镀膜→放气；采用uv胶转印或丝网印刷实现三维立体图案印刷；
2)将经步骤1)图案印刷的材料进行热弯成型工艺处理，具体过程为将材料裁切打孔后置于模具中定位，将材料加热至375℃高温软化45s，将模具型腔18kg的加压压力下压合5s后保压固型，保压压力为18kg，保压固型的时间为9s，然后开启模具，将材料冷却固化，最后取出板材并检验；
3)将经步骤2)热弯成型处理后的材料进行硬化处理14s，硬化处理用到的硬化液的主要成分为聚氨酯丙烯酸酯和引发剂，其中，聚氨酯丙烯酸酯和引发剂的质量比为100:5，引发剂为irgacure-184和lucirintpo的混合物；
4)将经步骤3)硬化处理后的材料进行cnc加工切除裙边，得到所述具有三维立体背景图案的手机后盖。
对比例
本对比例为现有技术制备的玻璃手机后盖，本对比例的制备方法，包括如下步骤：
1)cnc开料：按照图纸尺寸要求，进行加工余量0.1mm放量后输入到玻璃基板cnc切割机里进行粗坯制作；
2)cnc精雕(磨边)：将经步骤1)制得的毛坯进行磨边，去除余量；并通过并通过钻头将玻璃原料进行倒边和钻孔，使用细砂轮对外形及摄像孔精加工，以满足最终成品要求；
3)研磨抛光：将步骤2)玻璃研磨机加入抛光粉，将精雕后的玻璃研磨至要求厚度，并抛光成表面镜面效果；
4)清洗：对经步骤3)抛光后玻璃使用超声波清洗机进行洗掉表面残留废渣，连续清洗3道，每道2min；
5)热弯：对经步骤4)制得的材料放入石墨模具中，再将模具放入热弯机中，通入n2气保护气，炉温控制700～750℃进行预热30min后进行热弯压型，开模后冷却至常温状态取出材料；
6)双面抛光：对经过步骤5)热弯后玻璃采用羊绒轮，通过调整上下抛光轮转速(30～50rpm)，对产品压力0.5～0.6mpa，时间控制20min，并辅助研磨粉或泡沫液，对玻璃产品表面精抛光，以达通透无瑕疵；
7)钢化：对经过步骤6)抛光后材料置入高纯度的硝酸钾溶液及搭配的催化剂混合液进行高温钢化，钢化时间4-6小时，温度450℃；
8)uv转印：使用uv模具将纹理转印到pet材质玻璃防爆膜上；
9)镀膜(pvd)：对经过步骤7)制得的玻璃使用弱碱性清洗剂通过超声波清洗去除表面油分、水分等污迹；将af药液喷镀在产品表面成膜10～20nm厚度；喷涂后取出玻璃，放入烤箱进行120℃，30min烘烤；
10)印刷：对经过步骤8)uv转印的防爆膜使用logo字符网版将字符印在uv转印面，经过80℃，30min烘烤干后上治具进行三道印刷；第一道印刷陶瓷白底色进行80℃，30min预烘烤，第二道印刷陶瓷白进行80℃，30min预烘烤，第三道印刷钛晶黑进行80℃，60min烘烤干；
11)贴合：对经过步骤9)制得的玻璃盖板和步骤10)制得的防爆膜使用贴合机进行一体贴合，制得一体化玻璃盖板。
将实施例1-5制得的具有三维立体背景图案的手机后盖的加工工艺与对比例制得的手机后盖进行性能测试，实验结果如表1所示。
表1
相对于现有技术制备的玻璃手机后盖，本发明的具有三维立体背景图案的手机后盖的加工工艺，采用图案印刷、热弯成型、硬化处理、cnc加工的工艺步骤，制得的手机后盖具有良好三维立体背景图案，表面硬度达5～6h/1kg的铅笔硬度，达到玻璃效果；耐磨性好，耐磨性达到为5000次/1000g以上，抗冲击性强，抗冲击能达到0.5j以上。本发明制备的具有三维立体背景图案的手机后盖，可实现灵活多变的外观产品直接配装于手机机构，同时具备卓越的表面硬度、耐磨性、抗冲击性。
本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。