TWI383847B - 用以製造金屬殼的模具以及金屬殼的製造方法 - Google Patents

Description

用以製造金屬殼的模具以及金屬殼的製造方法

本案係關於金屬殼，尤指一種用於製造金屬殼的模具與金屬殼的製造方法。

目前具有倒凹角之殼件，特別是在3C電子產品的應用上，因為具有倒凹角及有時會有極淺(約10mm)的下凹深度的電子產品殼件不利於傳統金屬沖壓成形模具設計，在脫模時會在該倒凹角的部位卡模或難以組合並沖壓出極淺的凹模，因此目前該殼件多為塑膠材質並以射出成形或真空成形工法所製成。但塑膠殼件與金屬殼件相較之下，雖具有較彈性的成形塑性，但卻具有散熱不佳、剛性不足、塑膠感重等缺失。此外，另一種習用技術生產倒凹角金屬殼的方式是利用一橡膠材料製造的公模，並利用橡膠材料本身的彈性來便利脫模。然而橡膠材料在使用一段時間後，即會逐漸喪失彈性因而脆化，也就是說橡膠材料公模的壽命低，此外也由於其本身會變形故使得成型品質控制不易，所以橡膠公模仍有極大的缺陷。此外，倒凹角結構亦可以透過脫蠟鑄造法加以製造，然而這對於需要大量生產的消費性電子產品的外殼而言，脫蠟鑄造法無疑的對於產量的提昇或是、生產速度的提高是最大的阻礙，因此脫蠟鑄造法是不可行的。

爰是之故，申請人有鑑於習知技術之缺失，發明出本案「一種用以製造金屬殼的模具以及金屬殼的製造方法」，用以改善上述習用手段之缺失。而透過本發明的製造方法或是模具所製造的金屬殼，由於是金屬製品，故而散熱效果即較習用的塑膠殼優良，而金屬較高的強度也增加了殼體的剛性，此外，由於金屬的比重較高，因此拿在手上較塑膠製品更具有份量感、且金屬的比熱較低，拿在手上的微涼的觸感亦使人愛不釋手。

本發明之目的在於發明一種可以製造倒凹角的金屬殼的模具，以及用以讓金屬殼體上產生倒凹角的金屬殼製造(成型)方法，透過本發明的製造方法與模具，可以輕易且快速的製造具倒凹角的金屬殼，使得如眾多消費性電子產品可以較低的價格來使用倒凹角金屬殼，以增加產品的質感進而增加銷量。

本發明之另一目的是於倒凹角金屬殼上形成一稜線，使應用此金屬殼的產品的外觀形狀的角度更具有銳利感，亦即視覺上不再是千篇一律的圓滑曲線；再者，讓使用者觸摸在稜線上時亦有銳利、鮮明的觸感，而不是圓滑且模糊的曲面。

為了達到上述之目的，本發明提供一種用以製造金屬殼的模具，包括：一上模，具有一流體通道；一下模，與該上模呈上下相對；以及一對拉模，位於該上模與該下模之間，並與該上模及該下模形成一模穴空間，其中該對拉模與該下模之間更具有一稜線成形空間，且與該模穴空間相通。

較佳者，其中該下模更包括：一第一下模，位於該模穴空間的下方；以及一第二下模，用以容納該第一下模，其中該第一下模向該稜線成形空間移動，而該第二下模則作為導引該第一下模移動的導引結構。

較佳者，其中該倒凹角成形面是呈傾斜狀，且面向該下模。

較佳者，其中該倒凹角成形面使該模穴空間的周圍形成一工作框。

較佳者，其中該工作框更包括：一上框圍，靠近該上模；以及一下框圍，靠近該下模，其中該上框圍的圍長小於該下框圍的圍長。

較佳者，其中該對拉模的分模線是該工作框的對角線的延伸。

較佳者，其中該對拉模由該分模線分成左子模及右子模，移動該右子模及/或該左子模形成該對拉模合模與開模。

較佳者，其中該左子模係固定於該下模，該右子模相對該左子模位移形成該對拉模合模與開模。

較佳者，其中該對拉模更形成一凹陷部，使該模穴空間朝向該凹陷部內伸入。

為了達到上述之目的，本發明提供一種殼件的製造方 法，包括下列步驟：提供一下模；提供一對拉模於該下模之上，並將該對拉模合模，使該對拉模與該下模形成一模穴空間；置放一胚料於該對拉模之上；提供一上模，並將該上模與該對拉模合模，使該胚料夾設於該上模與該對拉模之間；提供一工作流體，自該上模朝向該胚料注入，以使該工作流體推擠該胚料，進而使該胚料產生塑性變形並進入該模穴空間，使該胚料成為一殼件；以及向上推擠該下模，使該殼件在該下模與該對拉模之間形成稜線。

如上述的方法，其中在該步驟：提供一對拉模於該下模之上之時，該下模與該對拉模之間更形成一稜線成形空間。

如上述的方法，其中該工作流體是液體。

如上述的方法，其中該工作流體是氣體。

如上述的方法，其中更包括一步驟：加熱該胚料。

為了達到上述之目的，本發明再提供一種用以製造倒凹角金屬殼的模具組合，包括：一倒凹角成形模具，該倒凹角成型模具更包括：一上模，具有一流體通道；一下模，與該上模呈上下相對；以及一對拉模，位於該上模與該下模之間，並與該上模及該下模形成一模穴空間其中一胚料是設於該上模與該對拉模之間；該模具組合還包括一稜線成形模具，包括：一下成形模，用以承載一殼件；一上成形模，位於該下固定模上方，使該殼件夾持於該下成形模與該上成形模之間；以及一定位模，用以定位該殼件，其中該殼件是該胚料以該倒凹角成形模具製造而成，而該下成形模與該上成形模之間，更形成一稜線成形空間。

如前述的模具組合，其中該模穴空間自該下模到該上模呈漸縮狀。

如前述的模具組合，其中該模穴空間向該對拉模凸出，而該對拉模則具有一凹陷部。

如前述的模具組合，其中該對拉模具有一凸出部，凸入該模穴空間。

為了達到上述之目的，本發明再提供一種倒凹角金屬殼的製造方法，包括下列步驟：提供一下模；提供一對拉模於該下模之上，並將該對拉模合模，使該對拉模與該下模形成一模穴空間；置放一胚料於該對拉模之上；提供一上模，並將該上模與該對拉模合模，使該胚料夾設於該上模與該對拉模之間；提供一工作流體，自該上模朝向該模穴空間注入，使該工作流體推擠該胚料，進而使該胚料產生塑性變形並進入該模穴空間，使該胚料成為一具有倒凹角的殼件；取出該殼件，並將該殼件裁邊而成為一半成品；提供一下成形模，並將該半成品置放於該下成形模；提供一定位模與一上成形模，使該半成品位於該下成形模的上方，而該定位模與該上成形模則同位於該半成品的上方，且該定位模與該下成形模夾固該半成品，而該上成形模與該下成形模之間則產生一稜線成形空間；以及將該下成形模與該上成形模相互接近，使該倒凹角於該稜線成形空間內形成稜線。

以下針對本案之一種用以製造金屬殼的模具以及金屬殼的製造方法的較佳實施例進行描述，請參考附圖，但實際之配置及所採行的方法並不必須完全符合所描述的內容，熟習本技藝者當能在不脫離本案之實際精神及範圍的情況下，做出種種變化及修改。

請參閱圖1至圖7，為本發明實施例的製造方法步驟圖與模具示意圖。其中揭示的是製造金屬殼的模具組合，尤其是製造具有倒凹角、且在倒凹角上形成稜線的金屬殼。請繼續參閱圖1，並配合圖2與圖3，在此模具組合中，首先提供的是一倒凹角成型模具，具有一內設有一流體通道111的上模11與一下模12，下模12與上模11呈上下相對，此外，為了形成倒凹角且方便脫模，在上模11與下模12之間更設置一對拉模13，此對拉模13是呈左右相對者，又此對拉模13更分為一左子模13a與一右子模13b，當左子模13a與右子模13b合模，且上模11再與下模12合模之後，則對拉模13、上模11，與下模12共同形成一模穴空間S。對拉模13開模和合模的方式可依成形精度、模具開發成本、現場空間等因素有下列不同的選擇，如：左子模13a與右子模13b係各自由不同驅動元件(圖中未揭示)驅動、左子模13a與右子模13b係藉由同動機構(圖中未揭示)連接而由一驅動元件(圖中未揭示)驅動，或選擇左子模13a或右子模13b的其中一者固定於下模12，另一者由一驅動元件驅動。而在圖2中的模穴空間S兩側的左子模13a與右子模13b則更形成一倒凹角成形面13c。倒凹角成形面13c呈傾斜狀且表面是偏向下模12。

請參閱圖1至圖4，當欲製造倒凹角金屬殼時，一胚料A即夾設於上模11的工作面112與對拉模13之間，此時，模穴空間S即形成於胚料A之下，以及對拉模13與下模12之間，此時即可以開始進行壓力成型。接著，提供工作流體P，通常是高壓的液體，因此亦可說是進行液壓成型，而工作流體P即是自流體通道111朝向胚料A施加壓力，而工作流體P則是從開口113流出，而由於胚料A下方的模穴空間S就是一個空的空間，無法提供胚料A支撐，當工作流體P作用於胚料A時，胚料A受到工作流體P的加壓而產生變形，因此，請配合圖4，胚料A因為工作流體P的加壓而變形，最後，變形的胚料A會進入模穴空間S(請配合圖3)而貼覆於模穴空間S的內面。此外，如工作流體P是氣體，則胚料A尚需被加熱。之後，將工作流體P排出，上模11與對拉模13分離，對拉模13的左子模13a與右子模13b各自朝左右方相互遠離，即可取出殼件B。圖5中的虛線部分即是所謂的廢料，將廢料去除就是完整的殼件B。請注意，在殼件B的左右兩端所顯示的即是本發明所述的倒凹角結構B’，而此倒凹角結構B’的形成則是透過上窄下寬的模穴空間S，換言之，就是模穴空間S自下模12至上模11是呈漸縮狀，此漸縮狀的形成則是透過倒凹角成形面13c完成。所以如果不利用對拉模13形成模穴空間S兩側的漸縮狀結構，而直接以下模12形成，則將產生無法脫模的窘況。

請參閱圖6與圖7，所揭露的是一稜線成型模具，以及稜線的成型步驟。稜線成型模具包括一下成型模30，用以承載殼件B，也就是將殼件B置放於下成型模30上，下成型模30通常也有將殼件B予以固定的功能，且下成型模30與倒凹角結構B’的下表面貼合；還包括一上成型模32，位於所述下成型模30的上方，透過上成型模32與下成型模30將殼件B夾持住，詳言之，上成型模32與倒凹角結構B’的上表面貼合。此外，再配合一定位模31(或為壓料板)，將殼件B壓持而確實的固定在下成型模30上。當定位模31與下成型模30將殼件B固定之後，上成型模32亦與下成型模30一同將殼件B夾持，且上成型模32與下成型模30之間形成了一稜線成型空間G，亦即此二成型模之間具有一距離，以供兩者相互接近時的預留空間。

請繼續參閱圖6與圖7，當上成型模32、下成型模30、與定位模31將殼件B固定並均就位之後，上成型模32與下成型模30就互相靠近，因而擠壓殼件B，使得殼件B在其倒凹角的部位進一步的受到擠壓而變形成為更加的扁平狀，也就是原本如圖5所示比較圓弧狀的倒凹角外緣(即外圓角)，會因為受到上成型模32與下成型模30的兩相擠壓而變得比較銳利，意即外圓角的半徑變小了，如此就可以改變原本邊角較為圓滑的金屬殼而成為邊角較銳利的稜線C。當然，透過不同的稜線成型空間G的位置，可以使金屬殼上的稜線C產生於不同的位置。

圖8至圖9，為本發明另一實施例的製造方法步驟圖與模具示意圖。其中揭示的是製造金屬殼的模具，尤其是在同一模具上製造具有倒凹角、且在其倒凹角上還形成稜線的金屬殼。請繼續參閱圖8，在此模具中揭示的是一內設有一流體通道111的上模11，還有包括一下模12，與上模11呈上下相對，此外，為了形成倒凹角且方便脫模，在上模11與下模12之間更設置一對拉模13，此對拉模13是呈左右相對者故稱對拉模，又此對拉模13更分為一左間隙模13a’與一右間隙模13b’，當左間隙模13a’與右間隙模13b’合模，且上模11再與下模12合模之後，則對拉模13、上模11、與下模12共同形成一模穴空間S(請參考圖3)。

請繼續參閱圖8，與圖3有所不同的是，圖8的實施例中，對拉模13與下模12之間更具有一稜線成型空間G，與模穴空間S相通。圖8的稜線成型空間G是透過內縮而減少厚度的左間隙模13a’與右間隙模13b’，亦即對拉模13的左右兩部分與下模12有間隙，致使對拉模13與下模12之間得以出現所述的稜線成型空間G。此外，圖8還揭露下模12更分為一第一下模121與一第二下模122，第一下模121設於第二下模122內，使第二下模122作為導引第一下模121的移動之用。請配合參閱圖9，當第一下模121向上擠壓殼件B時，由於稜線成型空間G的存在，而使第一下模121有向對拉模13移動的空間，故而透過第一下模121與對拉模13兩者的擠壓，而將殼件B的倒凹角處的材料擠壓出稜線出來。

請參閱圖10，為本發明稜線成型模具另一實施例示意圖。圖10與圖8或圖9不同的是，圖10揭露的對拉模13與圖1所揭露者相同，其具有一左子模13a與一右子模13b，而下模12則與圖8、圖9揭露者相同，下模12分為一第一下模121與一第二下模122。上模11亦具有一流體通道111。當一胚料A(請參考圖3)被對拉模13與上模11夾設，而第二下模122與對拉模13抵接，至此，第一下模121、對拉模13與上模11即形成一模穴空間S。其中與圖8實施例不同的是，圖10的第一下模121的厚度比第二下模122的厚度薄，使得第一下模121並未完全貼附於對拉模13，而是與對拉模13距離一特定距離以形成一稜線成型空間G，且與模穴空間S相通。同樣地，左子模13a與右子模13b係能以各自運動方式或以同動方式進行合模與開模，在其他應用上，可選擇左子模13a或右子模13b的其中一者固定於第二下模122，另一者可對第二下模122相對運動進行合模與開模。當欲將胚料A(請參考圖3)成型時，將工作流體P朝模穴空間S灌入，使得胚料A因為流體的壓力而朝向模穴空間S變形而成為如圖10所示的殼件B，此時殼件B在稜線成型空間G的附近即產生了一個倒凹角結構，接著，再將第一下模121朝向殼件B擠壓，由於稜線成型空間G提供了第一下模121移動的空隙，因此，第一下模121與對拉模13可以類似捏夾的加工方式，將殼件B的倒凹角結構夾扁一些，因此，原本形狀較為圓滑的倒凹角結構就會因為被夾扁後而顯得比較銳利，亦即，原本倒凹角的外圓角的半徑較大，經第一下模121與對拉模13的捏夾後，其外圓角的半徑變小了。

請參閱圖11至圖14，為本發明的對拉模的各實施例與動作示意圖。首先請參閱圖11與圖12，其中將對拉模13分為第一子模131、第二子模132、第三子模133，以及第四子模134，對拉模13成開模狀態時則如圖11，而對拉模13自己合模時則如圖12，且在對拉模13內形成一工作框13F，如配合圖3、圖10，則工作框13F就是對拉模13接觸到模穴空間S的兩側的位置。而為了便利脫模的考慮，圖12所示的四個子模的分割是自工作框13F的各角落向外形成分模線13’。此外，在圖12中可見到工作框13F更具有上下緣而分別是一上框圍13F’與一下框圍13F”，由於圖12是俯視對拉模13，故而下框圍13F”以虛線表示，而上框圍13F’與下框圍13F”之間即是倒凹角成形面13c，可見上框圍13F’的周長小於下框圍13F”的周長，亦即顯示出倒凹角成形面13c是由下而上的呈漸縮狀(請同時配合圖2)。

請繼續參閱圖13與圖14，亦為本發明的對拉模的各實施例與動作示意圖。其中將對拉模13分為左子模13a與一右子模13b(請配合圖3)，對拉模13成開模狀態時則如圖13，而對拉模13自己合模時則如圖14，且在對拉模13內形成一工作框13F。而為了便利脫模的考慮，圖14所示的兩個子模的分割是自工作框13F的對角的角落向外形成分模線13’。此外，在圖14中可見到工作框13F更具有上下緣而分別是一上框圍13F’與一下框圍13F”，由於圖14是俯視對拉模13，故而下框圍13F”以虛線表示，而上框圍13F’與下框圍13F”之間即是倒凹角成形面13c，可見上框圍13F’的周長小於下框圍13F”的周長，亦即顯示出倒凹角成形面13c是由下而上的呈漸縮狀(請同時配合圖2)。

之所以要使用對拉模13的原因即在於倒凹角的結構，請配合圖3，若不使用對拉模，並假設圖面上元件13與元件12為一體，則殼件B的倒凹角結構就會卡在模穴空間S內無法取出，這是因為模穴空間S的開口較小，也就是說對拉模13的倒凹角成型面13c(請配合圖2)是傾斜狀且面向下模12，換言之，就是模穴空間S自下模12向上模11呈現漸縮狀。更進一步來說，只要在模穴空間S的側面部分有凹凸形狀，如不採用如對拉模13的側面橫向開合的模具，就會有無法脫模的情形。

綜上所述，本發明提供一種模具以及一種方法，即一種用以成型一個具有倒凹角結構的金屬殼的模具，以及一種製造倒凹角金屬殼的製造方法。更進一步而言，本發明還提供一種可以在倒凹角結構上形成稜線的模具，以及此稜線的製造方法。伸言之，若以模具組合的方式為之，則是透過一倒凹角成型模具先行製造出具有倒凹角的金屬殼件，之後再透過一稜線成型模具將稜線製造出來；或透過本發明前述的圖8、圖9的實施例，透過設置一稜線成型空間，即可將稜線在倒凹角結構上擠製、捏製出來，以達成製造出具有倒凹角結構的金屬殼之目的。更進一步而言，除了製造出具有倒凹角結構的金屬殼，更在此倒凹角結構上製造稜線，使得金屬殼的外觀更加新穎好看，更具有質感，並且兼顧手感與整體質感，而外觀的質感正是眾多消費性電子產品的重要賣點，因此本發明對於金屬殼的製造方法與模具的創新，具有重大的貢獻。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例，雖遭熟悉本技藝之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

11．．．上模

111．．．流體通道

112．．．工作面

113．．．開口

12．．．下模

121．．．第一下模

122．．．第二下模

13．．．對拉模

13’．．．分模線

13a．．．左子模

13a’．．．左間隙模

13b．．．右子模

13b’．．．右間隙模

13c．．．倒凹角成型面

13F．．．工作框

13F’．．．上框圍

13F”．．．下框圍

131．．．第一子模

132．．．第二子模

133．．．第三子模

134．．．第四子模

30．．．下成型模

31．．．定位模

32．．．上成型模

A．．．胚料

B．．．殼件

B’．．．倒凹角結構

C．．．稜線

G．．．稜線成型空間

P．．．工作流體

S．．．模穴空間

圖1至圖7，為本發明實施例的製造方法步驟圖與模具示意圖；

圖8至圖9，為本發明另一實施例的製造方法步驟圖與模具示意圖；

圖10，為本發明稜線成型模具另一實施例示意圖；以及

圖11至圖14，為本發明的對拉模的各實施例與動作示意圖。

11．．．上模

111．．．流體通道

12．．．下模

121．．．第一下模

122．．．第二下模

13．．．對拉模

13a’．．．第一間隙模

13b’．．．第二間隙模

B．．．殼件

G．．．稜線成型空間

Claims (15)

1. 一種用以製造金屬殼的模具，包括：一上模，具有一流體通道；一下模，與該上模呈上下相對；以及一對拉模，位於該上模與該下模之間，並與該上模及該下模形成一模穴空間，其中該對拉模與該下模之間更具有一稜線成形空間，且與該模穴空間相通。
2. 如申請專利範圍第1項所述的模具，其中該下模更包括：一第一下模，位於該模穴空間的下方；以及一第二下模，用以容納該第一下模，其中該第一下模向該稜線成形空間移動，而該第二下模則作為導引該第一下模移動的導引結構。
3. 如申請專利範圍第1項所述的模具，其中該對拉模更形成一倒凹角成形面，是呈傾斜狀，且偏向該下模。
4. 如申請專利範圍第3項所述的模具，其中該倒凹角成形面使該模穴空間的周圍形成一工作框。
5. 如申請專利範圍第4項所述的模具，其中該工作框更包括：一上框圍，靠近該上模；以及一下框圍，靠近該下模，其中該上框圍的圍長小於該下框圍的圍長。
6. 如申請專利範圍第4項所述的模具，其中該對拉模的分模線是該工作框的角落向外延伸。
7. 如申請專利範圍第6項所述的模具，其中該對拉模由該分模線分成左子模及右子模，移動該右子模及/或移動該左子模形成該對拉模合模與開模。
8. 如申請專利範圍第7項所述的模具，其中該左子模係固定於該下模，該右子模相對該左子模位移形成該對拉模合模與開模。
9. 一種殼件的製造方法，包括下列步驟：提供一下模；提供一對拉模於該下模之上，並將該對拉模合模，使該對拉模與該下模形成一模穴空間，且該下模與該對拉模之間更形成一稜線成形空間；置放一胚料於該對拉模之上；提供一上模，並將該上模與該對拉模合模，使該胚料夾設於該上模與該對拉模之間；提供一工作流體，自該上模朝向該胚料注入，以使該工作流體推擠該胚料，進而使該胚料產生塑性變形並進入該模穴空間，使該胚料成為一殼件；以及向上推擠該下模，使該殼件在該下模與該對拉模之間形成稜線。
10. 如申請專利範圍第9項所述的方法，其中該工作流體是液體。
11. 如申請專利範圍第9項所述的方法，其中該工作流體是氣體。
12. 如申請專利範圍第12項所述的方法，其中更包括一 步驟：加熱該胚料。
13. 一種用以製造倒凹角金屬殼的模具組合，包括：一倒凹角成形模具，包括：一上模，具有一流體通道；一下模，與該上模呈上下相對；以及一對拉模，位於該上模與該下模之間，並與該上模及該下模形成一模穴空間，其中一胚料是設於該上模與該對拉模之間；以及一稜線成形模具，包括：一下成型模，用以承載一殼件；一上成型模，位於該下成型模上方，使該殼件夾持於該下成型模與該上成型模之間；以及一定位模，用以定位該殼件，其中該殼件是該胚料以該倒凹角成形模具製造而成，而該下成型模與該上成型模之間，更形成一稜線成形空間，用以將該殼件的倒凹角結構擠壓出稜線。
14. 如申請專利範圍第14項所述的模具組合，其中該模穴空間自該下模到該上模呈漸縮狀。
15. 一種倒凹角金屬殼的製造方法，包括下列步驟：提供一下模；提供一對拉模於該下模之上，並將該對拉模合模，使該對拉模與該下模形成一模穴空間；置放一胚料於該對拉模之上；提供一上模，並將該上模與該對拉模合模，使該胚料 夾設於該上模與該對拉模之間；提供一工作流體，自該上模朝向該模穴空間注入，使該工作流體推擠該胚料，進而使該胚料產生塑性變形並進入該模穴空間，使該胚料成為一具有倒凹角的殼件；取出該殼件，並將該殼件裁邊而成為一半成品；提供一下成型模，並將該半成品置放於該下成型模；提供一定位模與一上成型模，使該半成品位於該下成型模的上方，而該定位模與該上成型模則同位於該半成品的上方，且該定位模與該下成型模夾固該半成品，而該上成型模與該下成型模之間則產生一稜線成形空間；以及將該下成型模與該上成型模相互接近，使該倒凹角於該稜線成形空間內形成稜線。