光学透明插入物、使用丙烯酸插入物制造外壳的系统及制造系统的制作方法
【专利摘要】本申请涉及机械加工薄壁消费电子品系统的可重复使用UV固化插入物。在此提供的是制造技术。在一个实施例中，在位于薄壁外壳内的卡匣中使用可重复使用的插入物来防止该薄壁外壳在机械加工操作期间变形。所述插入物包括具有透明材料且大小和形状与位于薄壁外壳内的卡匣相符的主体以及在该主体的第一表面上具有第一开口而在该主体的第二表面上具有第二开口的至少一个通道。还提供了相关的装置和方法。
【专利说明】光学透明插入物、使用丙烯酸插入物制造外壳的系统及制造系统
【技术领域】
[0001]描述的实施例一般地涉及用于机械加工薄壁外壳的方法。具体地，公开了用于机械加工消费电子产品所使用的金属外壳的薄壁的技术。
【背景技术】
[0002]对更小、更轻和更便宜的设备的产品需求持续发展。在此方面，例如可能希望用于诸如计算设备之类的设备的产品壳体相对较薄，以提供诸如减少使用材料、减小尺寸、减轻重量以及能够包括附加电子部件之类的的益处。然而，薄壁壳体的制造会面临某些挑战。
[0003]例如，在对相对较薄部件进行机械加工处理期间出现的谐波以及在机械加工完成之后在材料内出现的应力释放会导致材料变形并且不能满足平直度要求或其他形状容限。进一步地，所得表面的粗糙度或完成品会与技术要求有所不同。因此，若部件是可补救的，则会要求进行延长的精加工工序操作，这导致生产周期变长，并直接增加生产成本。
实用新型内容
[0004]本公开的实施例涉及使用支撑材料作为用以在制造期间支撑部件的临时固定装置。在一个实施例中，阐明了一种使用插入物来制造薄壁外壳的方法。所述方法可以包括通过将UV可固化粘合剂从UV可固化粘合剂供应端口移动通过所述插入物的通道到置于所述薄壁外壳的两个表面之间的所述插入物的表面，而将所述插入物的表面粘合至所述薄壁外壳的表面的步骤。所述插入物可以包括紫外光(“UV”)端口、UV可固化粘合剂供应端口以及通过该插入物一部分的通道。进一步地，所述方法可以包括通过将所述UV可固化粘合剂暴露于由所述UV端口提供的UV而固化所述UV可固化粘合剂。
[0005]在另一个实施例中，阐明了一种光学透明插入物，其特征在于，所述光学透明插入物包括:插入物主体；在所述插入物主体的第一表面上的被配置为容纳紫外光(“UV”)源的UV端口 ；在所述插入物主体的第一表面上的被配置为容纳UV可固化粘合剂的粘合剂供应端口 ；以及通过所述插入物主体的一部分的被配置为容纳来自所述粘合剂供应端口的UV可固化粘合剂的通道。
[0006]在又一个实施例中，阐明了一种使用丙烯酸插入物制造外壳的系统，其特征在于，所述系统包括:丙烯酸插入物，所述丙烯酸插入物包括紫外光(“UV”)端口、UV可固化粘合剂供应端口以及通过所述丙烯酸插入物一部分的通道；以及耦接至所述丙烯酸插入物的UV端口的UV源，所述UV源用于发射UV光通过所述丙烯酸插入物并固化能够粘合至所述丙烯酸插入物和外壳两者的UV可固化粘合剂。
[0007]在又一个实施例中，阐明了一种制造系统，其特征在于，所述制造系统包括:被配置为容纳在薄壁外壳的两个表面之间的插入物，其中所述插入物包括紫外光(UV)端口、UV可固化粘合剂供应端口以及通过所述插入物一部分的通道；uv可固化粘合剂供应端口，用于提供UV可固化粘合剂从所述插入物的表面通过所述通道；以及UV源，用于通过将所述UV可固化粘合剂暴露于由UV源经所述UV端口提供的UV而固化所述UV可固化粘合剂。
[0008]本公开的其他装置、方法、特征和优点对于参阅了随后的附图和详细描述的本领域技术人员而言将会是或变得显见。包括在本说明书中的所有这类附加系统、方法、特征和优点旨在位于本公开的范围内并由所附权利要求书所保护。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]包括的附图用于说明目的并且仅用来提供针对所公开的装置、装配、方法和系统的可能结构和布置的例子。这些附图不以任何方式限制可由本领域技术人员在本公开的精神和范围内对本公开作出的任何形式和细节上的修改。
[0010]图1根据某些实施例例示了在插入物被放置在薄壁外壳的卡匣内之前的透视图；
[0011]图2根据某些实施例例示了在插入物被放置在薄壁外壳的卡匣内之前的透视图；
[0012]图3根据某些实施例例示了在插入物被放置在薄壁外壳的卡匣内之前的透视图；
[0013]图4根据某些实施例例示了在插入物被放置在薄壁外壳的卡匣内之前的透视图；
[0014]图5示出了插入物被放置在薄壁外壳的卡匣内之前的布置；
[0015]图6示出了固定至薄壁外壳的插入物；
[0016]图7根据某些实施例示出了详细描述处理的流程图。
【具体实施方式】
[0017]在此部分中提供根据在此描述各实施例的系统、装置和方法的代表性应用。这些例子被单独提供以添加上下文并帮助对所描述实施例的理解。于是对于本领域技术人员而言显见的是，在此描述的实施例可以无需一些或所有这些特定细节而被实践。在另一些情况中，周知的处理步骤没有被详细描述以避免对所描述实施例的不必要的干扰。其他应用也是可能的，因此如下的例子不应被理解为限制性的。
[0018]在随后的详细描述中，对形成该描述一部分的附图做出参考，并且在这些附图中例示了根据所描述实施例的具体实施例。虽然对这些实施例做出了足够详细的描述以使得本领域技术人员能够实践所描述实施例，但是应该理解这些例子不是限制性的；由此可以使用其他实施例，并且可以做出改变而不背离所描述实施例的精神和范围。
[0019]有利的是便携式计算机尽可能轻薄以提升其可移动性。有鉴于此，分配给操作部件的内部空间对便携式计算机的性能而言是关键性的。因此，减小用来包围并支撑操作部件的壳体的厚度能够大幅提升操作部件的数量和封装密度。具体地，能够形成具有几毫米至十几毫米以上的标称壁厚的铝制壳体。具有这一标称厚度的铝壁易于损坏。具体地，在常规机械加工操作(诸如计算机数控，或“CNC”)期间很容易在铝外壳内引起非弹性变形(例如，凹痕)。为了在机械加工操作期间保持铝壳体的结构完整性和美观，可以使用具有合适尺寸的插入物。
[0020]在此阐述了在机械加工处理期间使用UV固化的技术和实施例。在一个具体实施例中，插入物可由UV或光学透明材料(丙烯酸、环氧树脂等)形成并且被形成为块状或其他合适形状。插入物能够以防止薄壁外壳的薄壁在机械加工操作期间发生非弹性变形的方式而被布置在该外壳内。在某些实施例中，丙烯酸块可以具有用于在深腔内粘合剂接合的2-5毫米的壁隙。丙烯酸块可以是允许UV光进入深腔的过塑UV光源。在某些实施例中，UV光源呈棒状并且因此能够用于辅助丙烯酸块在腔中心内对齐，以实现粘合剂的最优布置。
[0021]为了防止块在能被移除之前的移动，该块包括被配置为提供有管道的多个端口，所述管道用于施加被用来将插入物在预定义位置处固定至外壳的UV可固化粘合剂。UV可固化粘合剂的特性能够让丙烯酸块通过将UV可固化粘合剂暴露在升高的温度(诸如100° F)下而被方便地移除。例如，在一个实施例中，可以将包括粘合至外壳内部空间的丙烯酸插入物的处理后的外壳暴露于100° F的水中。这导致丙烯酸块和外壳内表面之间粘合减弱，藉此促进在准备附加处理(例如，在铝壳体情况下的阳极氧化)时丙烯酸块的方便移除。
[0022]图1-4根据所描述的实施例示出了可重复使用的插入物100的多个视图。图1根据所描述的实施例示出了插入物100的顶部透视图。插入物100可以包括具有对应于在薄壁外壳内形成的卡匣的大小和形状的主体102。因此，主体102可以具有与卡匣的对应横截面相符的横截面。插入物100还可以包括用于将UV可固化粘合剂注入主体102的粘合剂端口 108。在一个实施例中，UV可固化粘合剂可以在压力下注入粘合剂端口 118，从第一表面106通过通道110进入主体102，并从第三表面120上的开口 116流出。插入物100的主体102可被形成为使得UV光能够从第一表面106穿过主体102并且通过插入物100的所有表面离开。在某些实施例中，主体102的部分可被配置为用作允许UV光从第一表面106通过到第二表面108的光导。以此方式,入射在第一表面106上的UV光能被引导至那些需要充足UV光来固化关联量的UV可固化粘合剂的第二表面108的区域。此外，可以在插入物100表面的多个部分上放置黑带或其他阻光机构，以防止UV光在这些部分离开插入物100。另外，光源能够可移除或永久地附接至插入物100。
[0023]图2示出了插入物100的另一视图，图中更清楚地例示了主体102的形状是如何与其要插入的卡匣的形状相符的。具体地，主体102的形状能与其要插入的外壳的内表面相符。在某些情况下，主体102的形状能够容纳布置在外壳的内表面处的内部特征件。
[0024]图3示出了其中通道110用作将粘合剂布置到第三表面120上的路径的一个实施例的顶视图。一旦被插入到外壳的凹槽内(参见图5)，就使得粘合剂从粘合剂端口 108通过第一表面106和通道110。一旦移动通过通道110，粘合剂就从开口 116流出。粘合剂随后能够均匀分布在第三表面120上。UV光被引导通过UV光端口 104，进入表面106，并且从插入物100的所有表面离开该插入物100。穿过第三表面120上的粘合剂的任何UV光都将固化粘合剂。
[0025]图4例示了包括插入物100的各种布置的顶视图。具体地，图4示出了用于通道110、粘合剂端口 108和UV光端口 104的多种布置。通道110可被配置在第一表面106与如下任一结构之间并离开该结构:第二表面108处的第二开口 122、第三表面120上和/或插入物100的与第三表面120相对侧上的表面的开口 116。UV可固化粘合剂能在需要时在压力下从端口 118注入，从第一表面106通过通道110至第二表面108处的第二开口 122。该UV可固化粘合剂能够通过开口 116以沉淀在第二表面108和位于薄壁外壳内卡匣的内表面之间。由实线例示的开口 116位于表面120上，而具有虚线或隐藏线的开口 116则位于与表面120相对的表面上。在某些实施例中，通道110相对于第一表面106 (未不出)可以是弯曲的(如图4所示)或是对角线的。开口 116可以具有约为I毫米的直径，或是取决于被认为最适合放置UV可固化粘合剂的区域而用于给定制造处理的其他合适直径。进一步地，开口 116可以根据具体的制造处理按行、列、圆形、方形、三角形或任何其他合适形状布置。
[0026]图5示出了具有用于在插入物100插入卡匣204之前放置插入物100的凹槽202的外壳200。在所描述的实施例中，外壳200可以包括仅可经由凹槽202可靠到达的多个卡匣。具体地，插入物100可以如图5所示仅通过将该插入物100从凹槽202横向滑动至卡匣204内的静止位置而被放置在卡匣204内。一旦插入物100被置于静止位置，UV可固化粘合剂就被注入粘合剂端口 108，通过通道110，在开口 116处离开(如图3-4所示)，并在卡匣204内外壳200的内表面之间沉积。
[0027]—旦UV可固化粘合剂被沉积在外壳的内表面上,就能够使用UV光来固化该UV可固化粘合剂。在一个实施例中，该UV光能够入射在第一表面106上并通过主体102。在一个实施例中，主体102可由UV透明材料形成。主体102还可被形成为包括用于将入射在第一表面106上的UV光引导至第二表面108的选定区域的光导。以此方式，就能够固化沉积在插入物100与卡匣204处的外壳200内表面之间的UV可固化粘合剂的选定部分。施加的UV光可以是具有特定时间周期的一个或多个脉冲串的形式。在一个实施例中，用于固化的UV光脉冲串为17秒。在其他实施例中，时间周期可以更长或更短。此外，调节UV光源的光圈开口能够为不同的制造处理改变UV光的强度。在某些实施例中，使用50%的光圈开口来固化粘合剂。
[0028]图6例示了位于卡匣204内并被固定至外壳200的插入物100。一旦插入物100已被固定至外壳200，就可以进行用于进一步形成外壳200的操作。例如，CNC操作能在不损害外壳200的薄壁的情况下执行，这是因为插入物100能够为卡匣204提供所需的结构性支撑。在一个实施例中，插入物100可以通过将固化的UV粘合剂暴露在升高的温度下而被移除，例如通过将外壳200浸没在约100° F的温水浴中，并在随后简单的横向移动插入物100来打破减弱的UV接合。
[0029]图6根据所描述的实施例示出了详细描述处理300的流程图。处理300可以通过至少执行如下操作而实现。在302，模压薄壁外壳，随后在304，机械加工内部腔或卡匣。随后在306，将可重新使用的插入物放置在外壳内部的腔或卡匣内并加以固定。在308，机械加工外部特征件，插入物在该机械加工操作期间提供对外壳的结构性支撑。在310，将插入物从外壳移除。在一个实施例中，将可重复使用的插入物加热至弱化插入物和外壳间的接合但又没有高到损坏该插入物的温度。例如，在插入物由丙烯酸形成并且使用UV可固化粘合剂被固定至外壳的情况下，外壳可被浸没在约100° F的温水浴中。在312，可以测试外壳的表面精加工是否与恰当的技术要求相符。可以在测试材料从外壳移除之后对测试材料执行包括清洁和喷砂的其他步骤。粘合剂应从外壳和插入物100移除，以使该插入物100能被用于将来的机械加工处理。
[0030]所述实施例的各个方面、实施例、实施方式或特征可以被单独使用或以任意组合使用。本实用新型具有诸多优点。不同的方面、实施例或实现可以产生如下的一个或多个优点。本实用新型的一个优点在于能够在不损害薄壁外壳的情况下由插入物提供结构性支撑而对外壳进行机械加工。
[0031]出于说明目的，以上描述使用了特定的术语来提供关于所描述的实施例的全面理解。但对本领域技术人员而言显见的是，这些具体细节并不是实践所描述实施例必需的。因此，具体实施例的前述描述是出于例示和说明目的给出的。其并不旨在穷举或是将所描述的实施例局限于公开的确切形式。对本领域普通技术人员而言显见的是，根据上述教导，众多的修改和变更都是可行的。
【权利要求】
1.一种光学透明插入物，其特征在于，所述光学透明插入物包括: 插入物主体； 在所述插入物主体的第一表面上的被配置为容纳紫外光(UV)源的UV端口 ； 在所述插入物主体的第一表面上的被配置为容纳UV可固化粘合剂的粘合剂供应端口 ；以及 通过所述插入物主体的一部分的被配置为容纳来自所述粘合剂供应端口的UV可固化粘合剂的通道。
2.如权利要求1所述的光学透明插入物，其特征在于，所述光学透明插入物还包括: 所述插入物主体的第二表面，其中所述第二表面包括多个开口，其中所述多个开口中的每个开口都从所述通道伸出。
3.如权利要求2所述的光学透明插入物，其特征在于，所述多个开口在所述第二表面上形成单个线性行。
4.如权利要求1所述的光学透明插入物，其特征在于，所述粘合剂供应端口被配置在所述第一表面上的多个UV端口之间。
5.如权利要求1所述的光学透明插入物，其特征在于，所述插入物主体包括用于引导从所述UV源进行UV发射的光导。
6.一种使用丙烯酸插入物制造外壳的系统，其特征在于，所述系统包括: 丙烯酸插入物，所述丙烯酸插入物包括紫外光(UV)端口、UV可固化粘合剂供应端口以及通过所述丙烯酸插入物一部分的通道；以及 耦接至所述丙烯酸插入物的UV端口的UV源，所述UV源用于发射UV光通过所述丙烯酸插入物并固化能够粘合至所述丙烯酸插入物和外壳两者的UV可固化粘合剂。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括: 连接至所述丙烯酸插入物的表面的UV可固化粘合剂供应端。
8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括: 具有2-5毫米厚度的丙烯酸插入物，所述厚度小于所述丙烯酸插入物被配置为要粘合至的所述外壳的多个壁的宽度。
9.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述通道是所述丙烯酸插入物的表面上的多个开口和所述UV可固化粘合剂供应端口之间的腔。
10.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述UV可固化粘合剂固化达固定的时间量。
11.如权利要求6所述的系统，其特征在于，移动所述UV可固化粘合剂通过所述通道包括允许所述UV可固化粘合剂从所述丙烯酸插入物的表面上的多个开口离开。
12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述多个开口被布置在多个线性行内。
13.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述UV源包括可调光圈开口。
14.一种制造系统，其特征在于，所述制造系统包括: 被配置为容纳在薄壁外壳的两个表面之间的插入物，其中所述插入物包括紫外光(UV)端口、UV可固化粘合剂供应端口以及通过所述插入物一部分的通道； UV可固化粘合剂供应端口，用于提供UV可固化粘合剂从所述插入物的表面通过所述通道；以及 UV源，用于通过将所述UV可固化粘合剂暴露于由UV源经所述UV端口提供的UV而固化所述UV可固化粘合剂。
15.如权利要求14所述的制造系统，其特征在于，所述插入物被配置为驻留在所述薄壁外壳的两个表面之间，使得在所述插入物和所述薄壁外壳之间创建2-5毫米的间隙。
16.如权利要求14所述的制造系统，其特征在于，所述插入物由允许UV光穿过所述插入物表面的透光丙烯酸材料构成。
17.如权利要求14所述的制造系统，其特征在于，所述通道包括在所述插入物表面上的允许所述UV可固化粘合剂从多个开口离开的所述多个开口。
18.如权利要求14所述的制造系统，其特征在于，所述制造系统还包括用于将所述UV引导至所述UV可固化粘合剂的光导。
19.如权利要求14所述的制造系统，其特征在于，所述薄壁外壳的一部分被配置为在所述UV可固化粘合剂由所述UV固化之后被机械加工。
20.如权利要求14所述的制造系统，其特征在于，所述UV源被配置为固化所述UV可固化粘合剂达预定时间量。
【文档编号】H05K5/00GK203984797SQ201420262968
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年5月21日 优先权日:2013年5月21日
【发明者】C·H·小沃纳, D·T·朱, H·T·科万 申请人:苹果公司