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制备曲面板材的模具、方法、曲面板材、壳体组件和电子设备与流程

2022-02-22 07:21:46 来源:中国专利 TAG:
1.本发明涉及电子设备领域,具体地,涉及制备曲面板材的模具、方法、曲面板材、壳体组件和电子设备。
背景技术
::2.目前的曲面板材,特别是基于塑料材质、用于手机等电子设备的壳体组件的曲面板材多以3d壳体为主,即可以具有一个底面和4个侧壁。目前的壳体组件多是基于平面板材进行热弯之后形成的,因此出于热弯之后能够顺利脱模的考虑,目前的壳体侧壁的弧度(切线与水平方向的夹角)难以大于90度。3.因此,目前的制备曲面板材的模具、方法、曲面板材、壳体组件和电子设备仍有待改进。技术实现要素:4.本发明旨在至少一定程度上缓解甚至解决以下技术问题的至少之一:5.在本发明的一个方面,本发明提出了一种用于制备曲面板材的模具。该模具包括:第一模具以及第二模具,所述第一模具具有仿形凹腔,所述第二模具和所述第一模具之间可形成朝向所述仿形凹腔的密闭空间,且所述第二模具具有与所述密闭空间联通的成型介质通道;所述第一模具具有滑块,所述滑块朝向所述仿形凹腔一侧的表面构成所述仿形凹腔的部分侧壁,且所述滑块可向远离所述仿形凹腔一侧滑动。该模具不仅可简便地获得侧壁弧度较大的曲面板材,且利用外行位进行脱模的方式还可以避免在形成的板材的底面处形成夹线痕迹。6.在本技术的又一方面,本技术提出了一种利用前面所述的模具制备曲面板材的方法。该方法包括:对平面板材进行软化处理并置于第一模具和第二模具之间;对第一模具和第二模具之间并进行合模,并通过所述第二模具的成型介质通道向仿形凹腔内供给成型介质,以令软化的所述平面板材向所述仿形凹腔一侧弯曲,热弯形成曲面板材粗坯;移除所述第二模具,并将所述第一模具的滑块向着远离所述仿形凹腔的一侧滑动,以取出所述曲面板材粗坯;对所述曲面板材粗坯进行切割处理,以获得所述曲面板材。该方法可简便地获得曲面板材,且曲面板材的侧壁弧度较大,夹线痕迹不明显。7.在本技术的又一方面,本技术提出了一种曲面板材。该曲面板材是利用前面所述的模具或方法获得的。由此,该曲面板材至少具有板材底面无模具残留夹线、侧壁和底面之间的弧边角度和内扣量均可较大的优点。8.在本技术的又一方面,本技术提出了一种壳体组件。该壳体组件包括前面所述的曲面板材。由此,该壳体组件至少具有板材底面无模具残留夹线、侧壁和底面之间的弧边角度和内扣量均可较大的优点。9.在本发明的又一方面,本发明提出了一种电子设备。该电子设备包括:前面所述的壳体组件;显示屏幕、电池以及主板,所述电池分别与所述主板和所述显示屏幕电连接,且所述电池、所述显示屏幕和所述主板位于所述壳体组件的容纳空间内。因此,该电子设备至少具有前述的壳体组件的全部特征以及优点,在此不再赘述。总的来说,该电子设备具有壳体成型精度较好、外观压痕较少等优点的至少之一。附图说明10.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:11.图1显示了根据本发明一个实施例的制备曲面板材的模具的结构示意图;12.图2显示了根据本发明一个实施例的制备曲面板材的模具的部分结构示意图;13.图3显示了根据本发明另一个实施例的制备曲面板材的模具的部分结构示意图;14.图4显示了根据本发明另一个实施例的制备曲面板材的模具的部分结构示意图;15.图5显示了根据本发明一个实施例的滑块在脱模过程中滑动方式的示意图;16.图6显示了根据本发明一个实施例的制备曲面板材的模具的部分结构示意图;17.图7显示了根据本发明另一个实施例的制备曲面板材的模具的部分结构示意图;18.图8显示了另一个实施例的制备曲面板材的模具的部分结构示意图;19.图9显示了根据本发明一个实施例的第一模具的俯视图;20.图10显示了根据本发明一个实施例的第一模具的俯视图;21.图11显示了根据本发明一个实施例的曲面板材粗坯的结构示意图;22.图12显示了根据本发明一个实施例的曲面板材粗坯的结构示意图;23.图13显示了根据本发明一个实施例的第一模具的俯视图;24.图14显示了根据本发明一个实施例的曲面板材的结构示意图;25.图15显示了根据本发明一个实施例的制备曲面板材的方法的流程示意图;26.图16显示了根据本发明一个实施例的电子设备的结构示意图。具体实施方式27.下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。28.在本发明的一个方面,本发明提出了一种用于制备曲面板材的模具。参考图1以及图2,该模具包括相配合的第一模具120以及第二模具110,第一模具120具有仿形凹腔(如图2中示出的130),第二模具和第一模具之间可形成朝向仿形凹腔的密闭空间,且第二模具具有与密闭空间联通的成型介质通道111。第一模具120具有滑块121,滑块121朝向仿形凹腔一侧的表面构成仿形凹腔的部分侧壁,且滑块121可向远离仿形凹腔一侧滑动,如图2中箭头所示出的方向。该模具在使用时可将经过软化处理的平面板材200置于第一模具和第二模具之间,并通过成型介质通道111向仿形凹腔内供给成型介质,以令软化的平面板材200向着第一模具一侧贴合(如图1中箭头所示出的方向),最终实现热弯仿形。该模具不仅可简便地获得侧壁弧度较大的曲面板材,且利用外行位进行脱模的方式还可以避免在形成的板材的底面处形成夹线痕迹。29.为了方便理解,下面首先对该模具可以实现上述有益效果的原理进行简单说明:30.如前所述,目前pmma/pc等塑料的曲面板材多是基于平面板材进行热弯之后形成的。因此出于热弯之后能够顺利脱模的考虑,如模具采用整体结构则壳体侧壁的弧度(切线与水平方向的夹角)不能大于90度,即无法形成内扣的曲面板材。本技术提出的第一模具在板材的侧壁对应处具有可向外(远离仿形凹腔的一侧)滑动的滑块,因此一方面可在开模取出板材通过滑块顺利脱模,另一方面位于侧壁处的滑块还可以避免形成影响板材外观的夹线:由于滑块121需要可滑动,因此不能够与第一模具120的其他部分为一个整体结构,进而热弯之后的板材在滑块121与第一模具120其他部分相接触的界面处会残留夹线。而根据本技术的模具的滑块仅构成仿形凹腔的部分侧壁,因此形成的夹线将位于曲面板材的曲面侧壁处。而由于侧壁具有曲面的原因,此处的夹线对在外观上基本为不可见的,因此即可以保证板材可以具有较大的弧度并顺利脱模,同时还可保证获得的曲面板材的外观无夹线不良。31.根据本发明的示例,该仿形凹腔的具体结构不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际情况进行设计。例如,该仿形凹腔可以具有一个底面以及4个环绕底面的侧壁。侧壁和底面之间的折弯角不小于90度。此处以利用该模具获得的曲面板材为例,对该仿形凹腔的结构进行说明:本领域技术人员能够理解的是,曲面板材的结构是基于上述仿形凹腔获得的,因此曲面板材的结构是与仿形凹腔的结构相一致的。因此参考图14,该曲面板材可具有底面310以及侧壁320,侧壁320可具有弧形的表面。此处侧壁320与底面310之间的折弯角为侧壁外表面(远离板材容纳空间的一侧)的切线和底面310所在平面之间的夹角。如图所示出的,侧壁320可具有内扣的弧度,折弯角(如图中所示出的α)可以为钝角,即大于90度。也即是说,该模具中的第一模具的仿形凹腔也可以具有内扣的曲面侧壁。由此,形成的曲面板材可以具有更加圆润的侧壁,从而在形成包括但不限于电子设备的壳体组件时,可为用户提供更好的抓握感。32.根据本发明的示例,滑块121向远离仿形凹腔一侧滑动的具体方式不受特别限制,只要能够实现滑动即可。例如,参考图7,滑块121的滑动可以是利用气缸提供的气压实现的。具体地,该第一模具120可以具有模仁124和滑块121,滑块121和模仁124共同构成仿形凹腔的侧壁。可以在模仁124和滑块121之间设置具有一定角度的气路20,进而可以利用经过气路20向着远离仿形凹腔一侧冲击的气流将滑块121顶离图7所示出的位置并滑动,从而实现该模具的顺利脱模。此时,该第一模具还可以具有与滑块121相配合的定位槽、定位块或滑轨等结构(图中未示出),以限定滑块121滑动的位置。33.或者,参考图3-图5,该第一模具120可以进一步包括压板123,压板123所在平面可以平行于底面所在的平面,压板123可以具有可带动滑块121向远离仿形凹腔一侧滑动的斜顶部,滑块具有与斜顶部相配合的凹槽述凹槽和斜顶部之间具有空隙。由此,可通过斜顶部的结构使得滑块121滑动。例如,可以在压板123远离斜顶部的一侧设置弹性件122,弹性件122可沿着垂直于底面的方向发生弹性形变。由此,当弹性件122弹出时,压板123将被顶起,斜顶部可带动滑块121向远离仿形凹槽一侧滑动。具体地,参考图4(图3中虚线框处的放大图),可采用弹簧等结构为弹性件122,斜顶部和凹槽之间预留有空隙10。参考图5,合模状态下的弹性件122处于压缩状态,压板123下压,滑块121用于构成仿形凹腔的上半部分侧壁。开模时弹性件122处于弹出状态,将压板123向着远离仿形凹腔底面一侧顶起,压板123顶起的同时斜顶部可带动滑块121朝向弹性件122一侧滑动,从而令滑块121和仿形凹腔内部成型的板材(图中未示出)之间形成空隙,进而可将成型的板材取出,实现脱模。34.根据本发明的一些示例,为了更好地改善滑块122和模仁124之间的界面处形成夹线的问题,参考图6,可令模仁124构成仿形凹腔的底面和下半部侧壁,即侧壁与底面相连接的一部分是由模仁124构成的。滑块121构成侧壁的另一部分,即滑块构成仿形凹腔中侧壁的上半部。滑块和模仁相接处为侧壁的弧形凸起曲率半径最小处。即:滑块121的高度h为自弧形侧壁向远离仿形凹腔凸起最大处,至仿形凹腔侧壁的顶部(远离底部一侧的端点)的距离。此处需要特别说明的是,当该第一模具还具有压板时,压板的厚度和滑块的厚度之和为图6中所示出的h。由此,即便滑块121与模仁之间接触的界面处会形成夹线,该夹线也将位于曲面板材弧形侧壁最凸起的部分,此处由于光线折射的角度较大,因此夹线的可视程度也将最小。特别是当该板材为基于聚合物的板材时,板材自身具有较好的透明度,因此此时的夹线对于用户而言基本为肉眼不可见的。35.本领域技术人员能够理解的是,利用该模具进行热弯成型处理的板材还可以经过后续的切割等处理,以获得具有预定的向着的曲面板材。因此经过热弯成型的板材可以是留有一定加工余量的。根据本发明的一些示例,为了防止内扣量较大的板材在后续进行切割加工时由于侧壁处的应力过大而导致的弧边开裂等不良,参考图8,滑块朝向仿形空间一侧的表面还可以具有仿形弧面部12以及缓冲斜边部13。仿形弧面部12靠近仿形凹腔的底面一侧,缓冲斜边部向着远离仿形凹腔的一侧倾斜。由此,利用该模具获得的曲面板材粗坯可以具有如图12中所示出的结构,只要沿着图12中所示出的虚线进行切割,去除与缓冲斜边部所对应部分的曲面板材粗坯即可。此时由于缓冲斜边部为倾斜的直线,因此在切割时切割位置处的应力将大幅减小,从而可缓解由于弧度大的侧壁处应力过大而导致的弧边开裂的不良。例如具体地,缓冲斜边部13以及仿形空间的底面所在平面之间的夹角可以为30~60度,如图8中所示出的β。本领域技术人员能够理解的是,由于缓冲斜边部13是想着远离仿形凹腔一侧倾斜的,因此此处的夹角β特指缓冲斜边部13与底面所在平面的夹角中的锐角。36.根据本发明的示例,第一模具中滑块的数量不受特别限制,只要能够实现脱模即可。例如,参考图9,第一模具可具有4个滑块(如图中所示出的121a~121d)。在进行脱模时,可令4个滑块分别沿图中箭头所示的方向滑动,从而可更好地进行脱模。并且发明人发现,由于根据本发明实施例的模具是用于制备曲面板材的模具,制备获得的板材具有一定的柔性,因此即便滑块处采用上述的压板结构滑出,被弹性件顶起的压板也不会在压板处发生破损等不良。37.为了进一步提高利用该模具进行制备的效率,该模具可以包括多组第一模具。参考图13,多组第一模具之间通过可以连接面相连,连接面和压板可位于同一平面。此时,为了保证多个第一模具中的板材均可以顺利脱模,可令每个第一模具均至少具有一个滑块。以图13所示出的含有4个第一模具为例,每个第一模具可具有两个滑块,所有滑块均位于远离连接面的一侧。由此,可利用一次热弯获得多个曲面板材粗坯,后期只要通过切割,去除与连接面等处对应的余量板材即可获得多个曲面板材。例如,参考图11和图12,此时可沿图中所示出的虚线处等进行切割。由此,即便获得的曲面板材的侧壁处具有较大弧度(如图11中虚线框所示处),也可简便地批量进行制备。38.综上所述,根据本发明的模具可形成内扣量较大的曲面板材,且该模具脱模操作简单,脱模后的曲面板材在外观面(如板材的底面)上无显著的夹痕,侧壁的弧边弧度较大,且可防止弧边处发生开裂等不良。以制备的曲面板材的底面为长方形为例,根据本发明实施例的模具可获得长边内扣量不小于0.7mm,短边内扣量不小于0.6mm的曲面板材。39.在本技术的又一方面,本技术提出了一种利用前面所述的模具制备曲面板材的方法。具体地,参考图15,该方法可以包括以下步骤:40.s100:对平面板材进行软化处理41.根据本发明的实施例,在该步骤中可首先对平面板材进行软化处理。如前所述,由于根据本发明上述的模具是利用第二模具中的成型介质通道向仿形凹腔内部供给成型介质(如气体),令平面板材想着仿形凹腔一侧弯曲而实现热弯的,因此可以在第一模具和第二模具进行合膜之前,预先对平面板材进行加热以令其软化。42.根据本发明的实施例,平面板材的材料和厚度不受特别限制,例如可以为pmma/pc板材。具体地,平面板材的厚度可以为0.5~1.0mm。软化处理的温度可以根据平面板材的材料确定。例如,软化温度可为400~450摄氏度,如可为430摄氏度。软化温度可以为20~60s,例如可以为30-50s。并且,该软化处理也可以是利用可加热的模具实现的。43.s200:将第一模具和第二模具进行合模并热弯形成曲面板材粗坯44.根据本发明的实施例,在该步骤中对第一模具和第二模具进行合模,并通过第二模具的成型介质通道向仿形凹腔内供给成型介质,以令软化的平面板材向仿形凹腔一侧弯曲,从而热弯形成曲面板材粗坯。45.具体地,在进行热弯时可对模具进行加热,例如可令模具的温度保持在125~140摄氏度。该步骤中通过成型介质通道向密闭的仿形凹腔内加压,可令板材上方的气压相当于30~60kg的压力,并保压2~5s,以令平面板材热弯形成与仿形凹腔相一致的弧度,获得曲面板材粗坯。46.需要特别说明的是,利用该模具对板材进行热弯处理时,被热弯的板材上除了塑料基材,还可以具有包括但不限于外观膜层、膜片等结构。由于板材的基材为塑料材质,因此可以首先在平面板材上形成上述外观膜层或是膜片,随后令其和平面的板材一起在模具中进行热弯处理。由此,可避免在形成弧形侧壁之后再进行外观膜层的制备或是膜片的贴合操作困难。47.s300:将所述第一模具的滑块向着远离所述仿形凹腔的一侧滑动48.根据本发明的实施例,在该步骤中进行开模的操作。具体地,可以首先令仿形凹腔内恢复常压,并移除第二模具。随后可将第一模具的滑块向着远离仿形凹腔的一侧滑动,以取出曲面板材粗坯。关于滑块滑动的情况前面已经进行了详细的说明,在此不再赘述。49.s400:对所述曲面板材粗坯进行切割处理,以获得所述曲面板材50.根据本发明的实施例,在该步骤中可对曲面板材粗坯进行切割处理,去除预留的加工余量,从而获得曲面板材。例如,当模具具有多个第一模具时,该步骤还可包括将多个连接在一处的曲面板材粗坯切割开的操作。当第一模具的滑块朝向仿形空间一侧的表面具有仿形弧面部以及缓冲斜边部时,该切割处理可包括去除曲面板材粗坯中与缓冲斜边部相匹配的部分的操作。51.在本技术的又一方面,本技术提出了一种曲面板材。该曲面板材可以是利用前面所述的模具或方法获得的。由此,该曲面板材至少具有板材底面无模具残留夹线、侧壁和底面之间的弧边角度和内扣量均可较大的优点。具体地,参考图14,该曲面板材侧壁的折弯角α可大于90度,内扣量(如图中虚线框所示出部分的宽度)可大于0.6mm。由此,一方面可为电子设备提供一体化的壳体,另一方面可提高侧壁处用户的握感。52.在本技术的又一方面,本技术提出了一种壳体组件。该壳体组件包括前面所述的曲面板材。由此,该壳体组件至少具有板材底面无模具残留夹线、侧壁和底面之间的弧边角度和内扣量均可较大的优点。53.在本发明的又一方面,本发明提出了一种电子设备。参考图16,该电子设备1000可包括前面所述的壳体组件400,显示屏幕、电池以及主板。电池分别与主板和显示屏幕电连接,且电池、显示屏幕和主板位于壳体组件的容纳空间内。因此,该电子设备至少具有前述的壳体组件的全部特征以及优点,在此不再赘述。总的来说,该电子设备具有壳体成型精度较好、外观压痕较少等优点的至少之一。54.需要说明的是,本发明中电子设备的具体类型不受特别限制。示例性的,电子设备可以为移动或便携式并执行无线通信的各种类型的计算机系统设备中的任何一种。具体的,电子设备可以为移动电话或智能电话(例如,基于iphonetm,基于androidtm的电话),便携式游戏设备(例如nintendodstm,playstationportabletm,gameboyadvancetm,iphonetm)、膝上型电脑、pda、便携式互联网设备、音乐播放器以及数据存储设备,其他手持设备以及诸如手表、入耳式耳机、吊坠、头戴式耳机等,电子设备还可以为其他的可穿戴设备(例如,诸如电子眼镜、电子衣服、电子手镯、电子项链、电子纹身、电子设备或智能手表的头戴式设备(hmd))。电子设备还可以是多个电子设备中的任何一个,多个电子设备包括但不限于蜂窝电话、智能电话、其他无线通信设备、个人数字助理、音频播放器、其他媒体播放器、音乐记录器、录像机、照相机、其他媒体记录器、收音机、医疗设备、车辆运输仪器、计算器、可编程遥控器、寻呼机、膝上型计算机、台式计算机、打印机、上网本电脑、个人数字助理(pda)、便携式多媒体播放器(pmp)、运动图像专家组(mpeg-1或mpeg-2)音频层3(mp3)播放器,便携式医疗设备以及数码相机及其组合。在一些情况下,电子设备可以执行多种功能(例如,播放音乐,显示视频,存储图片以及接收和发送电话呼叫)。如果需要,电子设备可以是诸如蜂窝电话、媒体播放器、其他手持设备、腕表设备、吊坠设备、听筒设备或其他紧凑型便携式设备的便携式设备。55.在本发明的描述中,术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。56.在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“另一个实施例”等的描述意指结合该实施例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。另外,需要说明的是,本说明书中,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。57.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。当前第1页12当前第1页12
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