专利名称：具倒凹角的壳件、成形装置及成形方法
技术领域：
本发明有关于一种具倒凹角的壳件、成形装置及成形方法，特别是有关于一种应用电磁脉冲技艺成形的具倒凹角的壳件、成形装置及方法。
背景技术：
请参见图1A、图1B，目前具有倒凹角12的壳件11，特别是在3C电子产品10的应用上，因为具有倒凹角12的侧壁有时会有极浅(约IOmm)的下凹深度的电子产品10壳件 11不利于传统冲压成形模具设计，在脱模时会在该倒凹角12的部位卡模或难以组合并冲压出极浅的凹模，因此目前该壳件11多为塑料材质并以射出成形或真空成形工法所制成。 但塑料壳件U与金属壳件相较之下，虽具有较弹性的成形塑性，但却具有散热不佳、刚性不足、塑料感重等相对性的缺失。
发明内容
本发明目的是提供一种以电磁力进行壳件的自由胀形或靠模成形的成形方法。本发明更包含上述成形方法的装置及其制成品。为提供上述壳件的自由胀形的成形方法，本发明揭示的成形方法步骤包括提供一金属薄板或其复合材所制成的预成形基材，其具有一形成凹陷部的内侧及一对应于该凹陷部外围形成一侧壁的外侧。将预成形基材以凹陷部面对该线圈固定座设置于一线圈固定座，线圈固定座具有电性耦接一脉冲电流供应器的一电磁线圈。以一压块抵靠预成形基材的外侧，并预留侧壁一自由胀形空间。接通电磁线圈电力以进行电磁脉冲成形，使该侧壁外扩而自由胀形而形成一倒凹角。为提供上述壳件的靠模成形的成形方法，本发明揭示的成形方法步骤包括提供一金属薄板或其复合材所制成的预成形基材，其具有一内侧及一外侧，内侧形成一凹陷部， 外侧对应于凹陷部外围形成一侧壁。将预成形基材置于一线圈固定座及一分割式成形模具之间，凹陷部面对线圈固定座套置，线圈固定座具有电性耦接一脉冲电流供应器的一电磁线圈，分割式成形模具对应于该侧壁处的一模穴具有一拔模角。提供电磁线圈电力以进行电磁脉冲成形，使侧壁外扩并贴合模穴而形成一对应该拔模角的倒凹角。为实现上述成形方法，本发明提供的电子产品的壳件的成形装置，适用于对一金属薄板或其复合材所制成的预成形基材的塑形加工，该预成形基材具有一内侧及一外侧， 该内侧形成一凹陷部，该凹陷部的下凹口定义出一第一宽度，该外侧对应于该凹陷部外围形成一侧壁，该成形装置包括一线圈固定座，具有一凸台；一电磁线圈匝设于该凸台内部的靠外侧处；一脉冲电流供应器电性耦接该电磁线圈；以及一压块设置于该线圈固定座上；其中该预成形基材以该内侧对应于该线圈固定座的方式套设于该凸台上，该压块抵紧该预成形基材的该外侧，且与该外侧之间预留该侧壁一自由胀形空间，以使该侧壁外扩而形成一倒凹角，该倒凹角造成相对两侧壁之间的第二宽度大于该第一宽度。为实现上述成形方法，本发明提供的电子产品的壳件的成形装置，适用于对一金属薄板或其复合材所制成的预成形基材的塑形加工，该预成形基材具有一内侧及一外侧， 该内侧形成一凹陷部，该凹陷部的下凹口定义出一第一宽度，该外侧对应于该凹陷部外围形成一侧壁，该成形装置包括一线圈固定座，具有一凸台；一电磁线圈匝设于该凸台内部的靠外侧处一脉冲电流供应器电性耦接该电磁线圈；以及一分割式成形模具，供抵紧该内侧对应于该线圈固定座的该预成形基材的该外侧，该分割式成形模具的对应于该侧壁的一模穴具有一拔模角供该预成形基材成形贴合，以使该侧壁外扩成而形成一对应于该拔模角的倒凹角，该倒凹角造成相对两侧壁之间的一第二宽度大于该第一宽度，其中该拔模角为负角。进一步地，本发明还提供采用上述方法成型的电子产品的壳件，包括金属薄板或其复合材所制成的已成形基材，该已成形基材包括一内侧，形成有一凹陷部，该凹陷部的下凹口定义出一第一宽度；以及一外侧，其对应于该凹陷部外围形成有一具倒凹角的侧壁， 该倒凹角造成相对两侧壁之间的一第二宽度大于该第一宽度，该侧壁的壁面具有一浅凹或浅凸的微特征造型，该微特征造型的凹入深度或凸起高度为0. 5 μ m 0. 5mm。本发明的有益功效在于1.本案利用电磁力进行壳件的侧壁成形，模具与线圈结构简单，可成形具有倒凹角的壳件。2.容易进行产品自动化及量化生产。3.尺寸精度高、 产品表面质量佳。以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
图IA为先前技术的电子产品；图IB为图1的壳件的侧视剖面示意图；图2A至图2D为本发明一实施例的壳件的成形方法的结构流程剖面示意图；图3A至图3D为本发明另一实施例的壳件的成形方法的结构流程剖面示意图；图4为图3A至图2D所成形的壳件侧视剖面图；图5为本发明的壳件的成形装置第一实施例；图6为本发明的壳件的成形装置第二实施例；图7为本发明的壳件的成形装置第三实施例；图8为本发明的壳件的成形装置第四实施例；图9为本发明的壳件的成形装置第五实施例；以及图10为图9的装置所成形的壳件剖面图。其中，附图标
10 电子产品11 塑料壳件12 倒凹角20 壳件21 预成形基材21a 已成形基材211 内侧2111 凹陷部
5
212外侧
213侧壁
214倒凹角
2141微特征
215外围废料
30线圈固定座
301凸台
31电磁线圈
312多匝绕线线圈
32脉冲电流供应器
40压块
50分割式成形模具
51模穴
52拔模角
521切刃
53内壁面
54微特征
541浅凹
542浅凸
A自由胀形空间
B电磁线圈外侧的轮廓曲线
C倒凹角壁面的轮廓曲线
Dl第一宽度
D2第二宽度
P加压方向
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。本发明中的电磁脉冲成形是当电磁线圈组接通脉冲电流时胚料(预成形基材)会感应产生涡电流并与线圈形成一互斥电磁力，该互斥力驱使金属薄板或其复合材所制成的预成形基材胚料外扩变形。图2A至图2D为本发明一实施例的壳件的成形方法的结构流程剖面示意图，本实施例的壳件的成形方法属于自由胀形式，成形步骤包括请参阅图2A，首先提供一预成形基材21，该预成形基材21为一高导电率的金属薄板或其复合材所制成，可以利用新式工法或公知技术的液压、铸造或冲压预先成形。较佳金属薄板的制成材料包含铝合金、积层板(Ti/Al)、金、银或铜。复合材可由金属薄板及橡胶膜所构成、或由金属薄板及塑料膜所构成。预成形基材21具有一内侧211及一外侧212，内侧 211形成一凹陷部2111。在本实施例中，该凹陷部2111具有正凹角，该凹陷部2111的下凹口定义出一第一宽度D1。外侧212对应于该凹陷部2111的外围形成一侧壁213。请参照图2B，再将该预成形基材21套置于一线圈固定座30上，其套置方式是将该凹陷部2111 (即内侧211)面对该线圈固定座30而设置，该线圈固定座30做为成形过程中承受反作用力的支撑，该线圈固定座30具有一电磁线圈31，该一电磁线圈31电性耦接一脉冲电流供应器32。再如图2C所示，续以一压块40抵靠该预成形基材21的外侧212而夹紧该预成形基材21于线圈固定座30上，压块40内面与预成形基材21之间并预留该侧壁213 —自由胀形空间A。请参照图2D，再以脉冲电流供应器32提供该电磁线圈31脉冲电力以进行电磁脉冲成形(Electromagnetic forming、Magnetic pulse forming),使该侧壁213自由胀形而外扩成一已成形基材21a，该已成形基材21a的侧壁213具有一倒凹角214，该倒凹角214 造成已成形基材21a的相对两侧壁213之间的一第二宽度D2 (第二宽度D2垂直于该压块 40的加压方向P或退出方向)大于该第一宽度D1。图3A至图3D为本发明另一实施例的壳件的成形方法的结构流程剖面示意图。本实施例的壳件的成形方法属于靠模成形的成形方式，成形步骤包括请参照图3A，提供一预成形基材21，该预成形基材21为一金属薄板或其复合材所制成，其具有一内侧211及一外侧212，该内侧211形成一凹陷部2111。在本实施例中，该凹陷部2111具有正凹角，该凹陷部2111的下凹口定义出一第一宽度D1。外侧212对应于该凹陷部2111的外围而形成一侧壁213。请续参照图3B、图3C，将该预成形基材21以该凹陷部2111面对一线圈固定座30 并套置于该线圈固定座30上，且该预成形基材21位于一分割式成形模具50之下，并定位该分割式成形模具50，即使得该预成形基材21位于该线圈固定座30与该分割式成形模具 50之间，该线圈固定座30具有一电磁线圈31，该电磁线圈31电性耦接一脉冲电流供应器 32，该分割式成形模具50对应于该侧壁213处的一模穴51内具有一拔模角52，该拔模角 52为负角。再该参阅图3D，利用该脉冲电流供应器32提供该电磁线圈31电力以进行电磁脉冲成形，使该侧壁213外扩并贴合该模穴51而形成一已成形基材21a，该已成形基材21a对应于该拔模角52具有一倒凹角214，该倒凹角214造成已成形基材21a的相对两侧壁213 间的第二宽度D2 (该第二宽度D2垂直于该分割式成形模具50的拔模方向)大于该第一宽度D1。如图4所示，上述方法在脱模、并自该线圈固定座30取出该已成形基材2Ia后，去除该外围废料215 (该外围废料215除了可额外加工去除外，也可利用模具造型设计，在进行电磁脉冲成形时一并去除，如后述)之后，即可形成一具倒凹角的壳件20。另外，在前揭实施例中，该线圈固定座30以绝缘材料所制成，较佳者可包括工程塑料或玻纤树脂。如图5的本发明的壳件的成形装置第一实施例。本实施例的电子产品的壳件的成形装置适用于对一预成形基材21的金属薄板或其复合材的塑形加工成具有倒凹角的壳件，该预成形基材21具有一内侧211及一外侧212，该内侧211形成一凹陷部2111，该外侧 212对应于该凹陷部2111外围形成一侧壁213，本实施例的成形装置包含一具有一凸台301的线圈固定座30，在该凸台301内部靠外侧处匝设一电磁线圈31，该电磁线圈31电性耦接一脉冲电流供应器32，并于该线圈固定座30上设置一压块40，其中该预成形基材21 以该内侧211对应于该线圈固定座30的方式套设于该凸台301上，该压块40抵紧该预成形基材21的该外侧211，且与该外侧211相对的该压块40内面预留一自由胀形空间供该侧壁213成形。如图6所示的本发明的壳件的成形装置第二实施例。本实施例与第一实施例的线圈固定座30、凸台301、电磁线圈31的条件相似，而以一分割式成形模具50替代该压块40， 该分割式成形模具50，是供抵紧该预成形基材21的该外侧212，该分割式成形模具50的对应于该侧壁213处的一模穴51具有一拔模角52供该预成形基材21成形贴合，该拔模角52 为负角。如图7所示，为本发明的壳件的成形装置第三实施例。其中该分割式成形模具50 的该拔模角52内壁面53外缘更具有切刃521，可使该电磁脉冲成形时，使该侧壁213外扩并贴合该模穴51的同时，一并将形成该壳件20的已成形基材21a的外围废料215切除。如图8所示的本发明的壳件的成形装置第四实施例。其中，该线圈固定座30的凸台301内的该电磁线圈可为单匝或多匝绕线线圈312。请参阅图9所示，为使该预成形基材21侧壁213外扩的磁力得到较佳的发挥，该电磁线圈外侧的轮廓曲线B可作对应的形状调整，原则上电磁线圈31愈靠近侧壁213及拔模角52，其可对该侧壁213作微特征(micro-featured)加工能力愈强，固可根据侧壁213 的几何造形，设计电磁线圈31剖面形状，利用电磁线圈31与预成形基材21的相对位置来控制胚料与线圈之间电磁力的强弱，因此，可将该电磁线圈外侧的轮廓曲线B大抵对应于该分割式成形模具50的该拔模角52内壁面53的轮廓曲线C，以提高施加该处的电磁力。值得一提的是，上述实施例中，该分割式成形模具50的该拔模角52的内壁面53 上具有一浅凹541或浅凸541的微特征54造型(凹入深度或凸起高度为0. 5 μ m 0. 5mm)， 这将使该电磁脉冲成形该侧壁213倒凹角214的同时，也会在该倒凹角214外壁面形成对应的微特征2141造型(凹入深度或凸起高度亦为0. 5 μ m 0. 5mm)，如图10所示。请再参见图10所示，由上述实施例可一次成形的壳件20包含一金属薄板或其复合材所制成的已成形基材21a，该已成形基材21a包括一内侧211及一外侧212。内侧211 形成有一凹陷部2111，该凹陷部2111的下凹口具有一第一宽度D1。外侧212对应于该凹陷部2111外围形成有一具倒凹角214的侧壁213。倒凹角214造成相对两侧壁213之间的第二宽度D2大于第一宽度Dl。该侧壁213的外壁面具有一浅凹或浅凸高度为约0. 5 μ m 约0. 5mm的微特征2141造型。本发明的特点在于本发明利用电磁力进行壳件的侧壁成形，模具与线圈结构简单，可成形具有倒凹角及侧壁微特征造型的壳件。本发明具有成形快速，容易进行产品自动化及量化生产的优点。本发明的尺寸精度高、产品表面质量佳，且本发明可在同一模具内成形倒凹角及边线棱角。综上所述，乃仅记载本发明为呈现解决问题所采用的技术手段的实施方式或实施例而已，并非用来限定本发明专利实施的范围。即凡与本发明专利申请范围文义相符，或依本发明专利范围所做的均等变化与修饰，皆为本发明专利范围所涵盖。
权利要求
1.一种电子产品的壳件的成形方法，其特征在于，包括如下步骤提供一金属薄板或其复合材所制成的预成形基材，该预成形基材具有一内侧及一外侧，该内侧形成一凹陷部，该凹陷部的下凹口定义出一第一宽度，该外侧对应于该凹陷部外围形成一侧壁；将该预成形基材置于一线圈固定座，该凹陷部面对该线圈固定座设置，该线圈固定座具有电性耦接一脉冲电流供应器的一电磁线圈；以一压块抵靠该预成形基材的该外侧，并预留该侧壁一自由胀形空间；以及接通该电磁线圈电力以进行电磁脉冲成形，使该侧壁外扩而自由胀形成一倒凹角，该倒凹角造成相对两侧壁之间的一第二宽度大于该第一宽度。
2.一种电子产品的壳件的成形方法，其特征在于，包括如下步骤提供一金属薄板或其复合材所制成的预成形基材，该预成形基材具有一内侧及一外侧，该内侧形成一凹陷部，该凹陷部的下凹口定义出一第一宽度，该外侧对应于该凹陷部外围形成一侧壁；将该预成形基材置于一线圈固定座及一分割式成形模具之间，该凹陷部面对该线圈固定座套置，该线圈固定座具有电性耦接一脉冲电流供应器的一电磁线圈，该分割式成形模具对应于该侧壁的一模穴具有一拔模角，该拔模角为负角；以及提供该电磁线圈电力以进行电磁脉冲成形，使该侧壁外扩并贴合该模穴而形成一对应于该拔模角的倒凹角，如此该倒凹角造成相对两侧壁间的一第二宽度大于该第一宽度。
3.如权利要求2所述的成形方法，其特征在于，该分割式成形模具的该拔模角的内壁面上具有一浅凹或浅凸的微特征造型。
4.如权利要求3所述的成形方法，其特征在于，该微特征造型的凹入深度或凸起高度为 0. 5 μ m 0. 5mm。
5.如权利要求2所述的成形方法，其特征在于，该电磁线圈外侧的轮廓曲线对应于该分割式成形模具的该拔模角内壁面的轮廓曲线。
6.如权利要求2所述的成形方法，其特征在于，该分割式成形模具的该拔模角内壁面外缘更具有切刃，在进行该提供该电磁线圈电力以进行电磁脉冲成形步骤，而使该预成形基材形成一已成形基材时，该切刃一并将该已成形基材的外围废料切除。
7.一种电子产品的壳件的成形装置，适用于对一金属薄板或其复合材所制成的预成形基材的塑形加工，该预成形基材具有一内侧及一外侧，该内侧形成一凹陷部，该凹陷部的下凹口定义出一第一宽度，该外侧对应于该凹陷部外围形成一侧壁，其特征在于，该成形装置包括一线圈固定座，具有一凸台；一电磁线圈匝设于该凸台内部的靠外侧处；一脉冲电流供应器电性耦接该电磁线圈；以及一压块设置于该线圈固定座上；其中该预成形基材以该内侧对应于该线圈固定座的方式套设于该凸台上，该压块抵紧该预成形基材的该外侧，且与该外侧之间预留该侧壁一自由胀形空间，以使该侧壁外扩而形成一倒凹角，该倒凹角造成相对两侧壁之间的第二宽度大于该第一宽度。
8.如权利要求7所述的成形装置，其特征在于，该电磁线圈为单匝或多匝绕线线圈。
9.一种电子产品的壳件的成形装置，适用于对一金属薄板或其复合材所制成的预成形基材的塑形加工，该预成形基材具有一内侧及一外侧，该内侧形成一凹陷部，该凹陷部的下凹口定义出一第一宽度，该外侧对应于该凹陷部外围形成一侧壁，其特征在于，该成形装置包括一线圈固定座，具有一凸台；一电磁线圈匝设于该凸台内部的靠外侧处一脉冲电流供应器电性耦接该电磁线圈；以及一分割式成形模具，供抵紧该内侧对应于该线圈固定座的该预成形基材的该外侧，该分割式成形模具的对应于该侧壁的一模穴具有一拔模角供该预成形基材成形贴合，以使该侧壁外扩成而形成一对应于该拔模角的倒凹角，该倒凹角造成相对两侧壁之间的一第二宽度大于该第一宽度，其中该拔模角为负角。
10.如权利要求9所述的成形装置，其中该分割式成形模具的该拔模角内壁面上具有一浅凹或浅凸的微特征造型。
11.如权利要求10所述的成形装置，其中该微特征造型的凹入深度或凸起高度为 0. 5 μ m ~ 0. 5mm。
12.一种电子产品的壳件，包括金属薄板或其复合材所制成的已成形基材，该已成形基材包括一内侧，形成有一凹陷部，该凹陷部的下凹口定义出一第一宽度；以及一外侧，其对应于该凹陷部外围形成有一具倒凹角的侧壁，该倒凹角造成相对两侧壁之间的一第二宽度大于该第一宽度，该侧壁的壁面具有一浅凹或浅凸的微特征造型，该微特征造型的凹入深度或凸起高度为0. 5 μ m 0. 5mm。
全文摘要
本发明揭露一种具倒凹角的壳件、成形装置及成形方法，其成形方法步骤包括首先提供一预成形基材，预成形基材具有一内侧及一外侧，内侧形成一凹陷部，外侧对应于凹陷部外围形成一侧壁；再将预成形基材置于一线圈固定座及一分割式成形模具之间，线圈固定座内具有一电磁线圈，凹陷部面对线圈固定座设置，分割式成形模具的对应于侧壁处的一模穴具有一拔模角；再提供电磁线圈电力以进行电磁脉冲塑型，使侧壁外扩并贴合模穴而形成一对应于该拔模角的倒凹角。本发明具有成形快速，容易进行产品自动化及量化生产的优点。本发明的尺寸精度高、产品表面质量佳，且本发明可在同一模具内成形倒凹角及边线棱角。
文档编号H05K5/00GK102378511SQ20101025321
公开日2012年3月14日 申请日期2010年8月11日 优先权日2010年8月11日
发明者何承哲, 游智翔, 郑东辰 申请人:财团法人金属工业研究发展中心