CN108192048A - 一种具有金属质感的手机壳及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有金属质感的手机壳，由以下质量份数的原料制得：热塑性淀粉30～50份、木质素5～15份、乙烯和丙烯酸共聚物5～22份、聚乙烯醇3～15份、光固化材料40~50份、光敏剂3~6份、活性单体15~25份、助剂5～15份，Mg 3~6份、Si 2~4份、Co 1~3份、Al 3~5份；本发明将真空不导电电镀和3D打印技术相结合，通过建立初步模型进行数学运算，获取最佳手机壳参数，可自动控制塑料加工的温度、水量，无需人工操作，不但提高了生产效率，且制成品品质好。
Description
技术领域
本发明属于通讯设备技术领域，具体涉及一种具有金属质感手机壳及其制备方法。
背景技术
从最初的第一部战地移动电话机到现在的4G智能手机，延伸至即将到来的5G时代，手机的功能变得越来越强大。手机壳从最初的塑料开始，到现在的塑料、玻璃、金属等材料并存，手机壳的多样化满足了不同顾客的需求。
塑料作为手机壳的原料，具有成本低、易用性和可塑性高等优点，且技术成熟，但其导热率低、质感不佳、难以上档次；玻璃具有外观精致、晶莹剔透，但玻璃易碎、售后和维修成本高，使得玻璃难以在近期内有较快的发展；金属具有较好的质感和触感，档次很高，但制作工艺复杂且成品的良品率较低，无形中增加成本，并且即将到来的5G时代，阵列天线的数量将大幅增多，彼时全金属的外壳，会对信号产生屏蔽，也很难得到进一步发展。
专利CN106790791 A公开了一种具有金属质感手机壳的制作工艺，主要步骤有：制备陶瓷壳体、镀金属层以及磁控溅射、电弧热热喷涂、超音速热喷涂或等离子热喷涂得到手机壳，本发明通过金属喷涂处理工艺，得到金属膜，厚度为50nm~5000nm或者0.1~0.5mm，但在本方法中，熔融状态下的金属颗粒和高温焰流会对聚合物基体材料表面产生破坏，由于热喷涂的加热温度较高，所制得的金属涂层由于氧化和较大孔隙率很难满足使用要求。
专利CN107309138A公开了一种手机壳双面涂装工艺，包括以下步骤：透明件的注塑成型，在其中一面依次喷涂透明保护漆，光照后上色漆和面漆并随之进行镭射雕刻，在其另一面上依次喷涂保护底漆，并进行真空电镀，最后喷涂亮光透明保护漆。但在本方法中，现有的物料注塑成型必须熟练的技术工在现场实时依据需要调节料筒的加热器工作，手动控制冷却机构冷却水的大小，浪费人力和成本，且使得物料的加热温度调节不及时而致使加热温度过高影响质量和成品或者因加热温度不够而出现次品。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供一种具有金属质感手机壳的制备方法，将真空不导电电镀和3D打印技术相结合，通过建立初步模型进行数学运算，获取最佳手机壳参数，可自动控制塑料加工的温度、水量，无需人工操作，不但提高了生产效率，且制成品品质好。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种具有金属质感的手机壳，由以下质量份数的原料制得：热塑性淀粉30～50份、木质素5～15份、乙烯和丙烯酸共聚物5～22份、聚乙烯醇3～15份、光固化材料40~50份、光敏剂3~6份、活性单体15~25份、助剂5～15份， Mg 3~6份、Si 2~4份、Co 1~3 份、Al 3~5份。
优选地，光固化材料为VLC-720树脂、VLC-760树脂或VLC-630树脂；光敏剂为市售型号为184的光敏剂、市售型号为1173的光敏剂、市售型号为907的光敏剂；活性单体为2-苯氧基乙丙基丙烯酸酯(PHEA)、二丙二醇二丙烯酸酯(DPG DA )、三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)或三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA）。
优选地，助剂为分散剂、消泡剂或流平剂其中的一种或几种；其中，分散剂为聚丙烯酸钠或柠檬酸钠中的一种或几种；消泡剂为有机硅消泡剂、聚醚消泡剂、矿物油消泡剂中的一种或几种；流平剂为聚氨酯流平剂、聚丙烯酸酯流平剂、有机硅流平剂中的一种或几种。
本发明还公开了一种制备具有金属质感手机壳的方法，包括以下步骤：
A.建立基本数据库，通过3D扫描仪采集当前市场出售的手机壳规格和数据，使用软件建立初步模型进行数学运算，获取最佳手机壳参数，在电脑上绘制出3D数据加工图纸与参考造型软件；
B.将热塑性淀粉、木质素、乙烯和丙烯酸共聚物、聚乙烯醇、光固化材料、光敏剂、活性单体以及助剂加水混合，搅拌均匀后，抽真空，直至流体原材料物无气泡冒出，制得液态3D打印材料；
C.将步骤B制得的3D打印材料加入至3D打印机中，设定3D打印条件与参数，3D打印机根据手机壳数据，并经过3D打印机喷嘴对3D打印材料材料进行扫描，使材料由点到线、由线到面顺序固化，同时控制升降平台的移动，在可见光的照射下，使液态打印材料逐层固化，得到固化手机壳；
D.对步骤C得到的手机壳采用薄涂的方式进行UV底漆喷涂后光照；
E.通过不导电真空蒸发镀膜技术将含有Mg 、Si 、Co和Al的金属材料喷涂在手机壳基体的表面，形成金属薄膜；
F.通过腐蚀处理将所述金属薄膜氧化，形成金属化合物，得到具有金属质感的手机壳。
优选地，步骤A中的手机壳参数为纹理、颜色、材料或款式其中的一种或几种；使用的软件为Mastercam9.1和/或WorkNC 16.21。
优选地，步骤C中的打印条件与参数为手机壳材料、手机壳体积、手机壳三维点云、波长、光束质量、激光扫描速率或路径其中的一种或几种。
优选地，步骤C中的可见光照度为50~70mW/cm2，照射距离为50~70cm，照射时间为5~10s。
优选地，步骤D中的光照能量为500~700mj/cm²。
优选地，步骤E中得到的金属薄膜厚度为50nm~5000nm。
优选地，金属化合物为厚度50nm~1000nm，占金属薄膜的厚度的70~80%。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明通过3D扫描仪采取多点测量，形成上万网格点，更加精准地获取手机壳分布信息，并通过建立初步模型进行数学运算，获取最佳手机壳参数，提升了手机壳的舒适性及美观度。
（2）本发明采用3D打印技术，可自动控制3D打印材料加工的温度和水量，无需人工操作，提高了生产效率，且制成品品质好。
（3）本发明采用不导电真空镀膜技术，相对于全金属外壳制造方法，本发明的加工工艺相对简单，良品率高，对信号不会起到屏蔽作用，而且保持了金属特有的质感和触感，能给人以高档，时尚的感觉。
具体实施方式
现在结合实施例对发明进一步详细的说明。
实施例1
一种具有金属质感的手机壳，由以下质量份数的原料制得：热塑性淀粉30份、木质素5份、乙烯和丙烯酸共聚物5份、聚乙烯醇3份、VLC-720树脂40份、市售型号为1173的光敏剂3份、2-苯氧基乙丙基丙烯酸酯(PHEA) 15份、聚丙烯酸钠5份、Mg 3份、Si 2份、Co 1份、Al 3份。
该手机壳的步骤如下：
A.建立基本数据库，通过3D扫描仪采集当前市场出售的手机壳规格和数据，使用软件建立初步模型进行数学运算，获取最佳纹理、颜色、材料和款式，在电脑上绘制出3D数据加工图纸与参考造型软件Mastercam9.1；
B.将塑性淀粉30份、木质素5份、乙烯和丙烯酸共聚物5份、聚乙烯醇3份、VLC-720树脂40份、市售型号为1173的光敏剂3份、2-苯氧基乙丙基丙烯酸酯(PHEA) 15份和聚丙烯酸钠5份加水混合，搅拌均匀后，抽真空，直至流体原材料物无气泡冒出，制得液态3D打印材料；
C.将步骤B制得的3D打印材料加入至3D打印机中，设定以下参数：手机壳材料、手机壳体积、手机壳三维点云波长、光束质量，3D打印机根据手机壳数据，并经过3D打印机喷嘴对3D打印材料材料进行扫描，使材料由点到线、由线到面顺序固化，同时控制升降平台的移动，可见光照射，其中，可见光照度为50W/cm2，照射距离为50cm，照射时间为5s，使液态打印材料逐层固化，得到固化手机壳；
D.对步骤C得到的手机壳采用薄涂的方式进行UV底漆喷涂后光照，光照能量为：500mj/cm²；
E.通过不导电真空蒸发镀膜技术将含有Mg 3份、Si 2份、Co 1份和Al 3份的金属材料喷涂在手机壳基体的表面，形成厚度为50nm的金属薄膜；
F.通过腐蚀处理将所述金属薄膜氧化，形成厚度50nm的金属化合物，得到具有金属质感的手机壳。
实施例2
一种具有金属质感的手机壳，由以下质量份数的原料制得：热塑性淀粉40份、木质素10份、乙烯和丙烯酸共聚物10份、聚乙烯醇10份、VLC-760树脂45份、市售型号为184的光敏剂5份、二丙二醇二丙烯酸酯(DPG DA ) 20份、有机硅消泡剂10份、Mg 5份、Si 3份、Co 2份、Al4份。
该手机壳的步骤如下：
A.建立基本数据库，通过3D扫描仪采集当前市场出售的手机壳规格和数据，使用软件建立初步模型进行数学运算，获取最佳纹理、颜色、材料和款式，在电脑上绘制出3D数据加工图纸与参考造型软件Mastercam9.1；
B.将热塑性淀粉40份、木质素10份、乙烯和丙烯酸共聚物10份、聚乙烯醇10份、VLC-760树脂45份、市售型号为184的光敏剂5份、二丙二醇二丙烯酸酯(DPG DA ) 20份和有机硅消泡剂10份加水混合，搅拌均匀后，抽真空，直至流体原材料物无气泡冒出，制得液态3D打印材料；
C.将步骤B制得的3D打印材料加入至3D打印机中，设定以下参数：手机壳材料、手机壳体积、手机壳三维点云波长、光束质量，3D打印机根据手机壳数据，并经过3D打印机喷嘴对3D打印材料材料进行扫描，使材料由点到线、由线到面顺序固化，同时控制升降平台的移动，可见光照射，其中，可见光照度为60W/cm2，照射距离为60cm，照射时间为8s，使液态打印材料逐层固化，得到固化手机壳；
D.对步骤C得到的手机壳采用薄涂的方式进行UV底漆喷涂后光照，光照能量为：600mj/cm²
E.通过不导电真空蒸发镀膜技术将含有Mg 5份、Si 3份、Co 2份和Al 4份的金属材料喷涂在手机壳基体的表面，形成厚度为500nm的金属薄膜；
F.通过腐蚀处理将所述金属薄膜氧化，形成厚度500nm的金属化合物，得到具有金属质感的手机壳。
实施例3
一种具有金属质感的手机壳，由以下质量份数的原料制得：热塑性淀粉50份、木质素15份、乙烯和丙烯酸共聚物22份、聚乙烯醇15份、VLC-630树脂50份、市售型号为907的光敏剂6份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA）25份、聚氨酯流平剂15份、Mg 6份、Si 4份、Co 3份、Al5份。
该手机壳的步骤如下：
A.建立基本数据库，通过3D扫描仪采集当前市场出售的手机壳规格和数据，使用软件建立初步模型进行数学运算，获取最佳纹理、颜色、材料和款式，在电脑上绘制出3D数据加工图纸与参考造型软件WorkNC 16.21；
B. 热塑性淀粉50份、木质素15份、乙烯和丙烯酸共聚物22份、聚乙烯醇15份、VLC-630树脂50份、市售型号为907的光敏剂6份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA）25份和聚氨酯流平剂15份加水混合，搅拌均匀后，抽真空，直至流体原材料物无气泡冒出，制得液态3D打印材料；
C.将步骤B制得的3D打印材料加入至3D打印机中，设定以下参数：手机壳材料、手机壳体积、手机壳三维点云波长、光束质量，3D打印机根据手机壳数据，并经过3D打印机喷嘴对3D打印材料材料进行扫描，使材料由点到线、由线到面顺序固化，同时控制升降平台的移动，可见光照射，其中，可见光照度为70W/cm2，照射距离为70cm，照射时间为10s，使液态打印材料逐层固化，得到固化手机壳；
D.对步骤C得到的手机壳采用薄涂的方式进行UV底漆喷涂后光照，光照能量为：700mj/cm²
E.通过不导电真空蒸发镀膜技术将含有Mg 6份、Si 4份、Co 3份和Al 5份的金属材料喷涂在手机壳基体的表面，形成厚度为1000nm的金属薄膜；
F.通过腐蚀处理将所述金属薄膜氧化，形成厚度1000nm的金属化合物，得到具有金属质感的手机壳。
Claims (10)
1.一种具有金属质感的手机壳，其特征在于：由以下质量份数的原料制得：热塑性淀粉30～50份、木质素5～15份、乙烯和丙烯酸共聚物5～22份、聚乙烯醇3～15份、光固化材料40~50份、光敏剂3~6份、活性单体15~25份、助剂5～15份， Mg 3~6份、Si 2~4份、Co 1~3 份、Al3~5份。
2.根据权利要求1所述一种具有金属质感的手机壳，其特征在于：光固化材料为VLC-720树脂、VLC-760树脂或VLC-630树脂；光敏剂为市售型号为184的光敏剂、市售型号为1173的光敏剂、市售型号为907的光敏剂；活性单体为2-苯氧基乙丙基丙烯酸酯(PHEA)、二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)、三丙二醇二丙烯酸酯 (TPGDA)或三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA）。
3.根据权利要求1所述一种具有金属质感的手机壳，其特征在于：助剂为分散剂、消泡剂或流平剂其中的一种或几种；其中，分散剂为聚丙烯酸钠或柠檬酸钠中的一种或几种；消泡剂为有机硅消泡剂、聚醚消泡剂、矿物油消泡剂中的一种或几种；流平剂为聚氨酯流平剂、聚丙烯酸酯流平剂、有机硅流平剂中的一种或几种。
4.一种制备权利要求1所述的具有金属质感手机壳的方法，其特征在于包括以下步骤：
A.建立基本数据库，通过3D扫描仪采集当前市场出售的手机壳规格和数据，使用软件建立初步模型进行数学运算，获取最佳手机壳参数，在电脑上绘制出3D数据加工图纸与参考造型软件；
B.将热塑性淀粉、木质素、乙烯和丙烯酸共聚物、聚乙烯醇、光固化材料、光敏剂、活性单体以及助剂加水混合，搅拌均匀后，抽真空，直至流体原材料物无气泡冒出，制得液态3D打印材料；
C.将步骤B制得的3D打印材料加入至3D打印机中，设定3D打印条件与参数，3D打印机根据手机壳数据，并经过3D打印机喷嘴对3D打印材料材料进行扫描，使材料由点到线、由线到面顺序固化，同时控制升降平台的移动，在可见光的照射下，使液态打印材料逐层固化，得到固化手机壳；
D.对步骤C得到的手机壳采用薄涂的方式进行UV底漆喷涂后光照；
E.通过不导电真空蒸发镀膜技术将含有Mg 、Si 、Co和Al的金属材料喷涂在手机壳基体的表面，形成金属薄膜；
F.通过腐蚀处理将所述金属薄膜氧化，形成金属化合物，得到具有金属质感的手机壳。
5.根据权利要求4所述的一种具有金属质感手机壳的制备方法，其特征在于：步骤A中的手机壳参数为纹理、颜色、材料或款式其中的一种或几种；使用的软件为Mastercam9.1和/或WorkNC 16.21。
6.根据权利要求4所述的一种具有金属质感手机壳的制备方法，其特征在于：步骤C中的打印条件与参数为手机壳材料、手机壳体积、手机壳三维点云、波长、光束质量、激光扫描速率或路径其中的一种或几种。
7.根据权利要求4所述的一种具有金属质感手机壳的制备方法，其特征在于：步骤C中的可见光照度为50~70mW/cm2，照射距离为50~70cm，照射时间为5~10s。
8.根据权利要求4所述的一种具有金属质感手机壳的制备方法，其特征在于：步骤D中的光照能量为500~700mj/cm²。
9.根据权利要求4所述的一种具有金属质感手机壳的制备方法，其特征在于：步骤E中得到的金属薄膜厚度为50nm~5000nm。
10.根据权利要求4所述的一种具有金属质感手机壳的制备方法，其特征在于：金属化合物为厚度50nm~1000nm，占金属薄膜的厚度的70~80%。
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