[发明专利]电子装置金属外壳的成型方法及该金属外壳

说明书

技术领域

本发明涉及电子装置的金属外壳及其成型方法。 

背景技术

3C电子装置（Computers, Communication and Consumer electronics）的金属外壳或部分金属外壳一般为凹形体结构，基本由三大部分组成。第一部分是构成主要结构和外形的金属主壳体；第二部分是凹形金属主壳体内表面的内部结构，包括用于安装电子元器件或加强筋的承力结构和/或用于散热管理等的功能结构；第三部分为金属主壳体的外表层，如6063铝合金外壳通过阳极氧化工艺而生成的具有保护作用又美观的Al₂O₃外表层。 

电子装置一体化金属外壳是指其金属主壳体和内部结构之间为没有接缝或胶结的一个立体整体件（unibody）。美国专利公开US20120030930、US20120050988、US20110164365和美国专利US8341832中分别描述的电子装置的金属外壳便属于这种一体化金属外壳。移动电子装置金属外壳的部分可以开有或拼接用不会屏蔽无线电信号的材料所覆盖的窗口，用于传输无线电信号。所述一体化金属外壳上通常还开有各种用途的孔和槽。 

如今的电子装置，尤其是移动电子装置（如手机、平板电脑、MP3、GPS和笔记本电脑等）的外壳力求尽可能的轻和薄，并且外观效果好。由于铝合金比重低、比屈服强度高（材料的屈服强度与其密度之比）、阳极氧化后外观可装饰性优异，已大量用于制造移动电子装置一体化金属外壳。 

美国专利US8341832 公开了一种电子装置外壳的CNC机加工生产方法，可以成型出性能优异、外表美观的一体化铝合金外壳。但是，这种用整块铝金属板材通过CNC机加工生产的方法需要大量的高速CNC设备加工时间，生产成本很高、材料利用率很低。另外由于机加工应力的存在，用高速CNC铣削设备难以将一体化铝合金外壳的底板铣削得很薄。 

锻造、挤压和轧制等金属成型工艺已用于生产一体化金属外壳的坯件，但仍需通过许多的CNC机加工成型为外壳终件。 

以上的各种生产方法均是使用同一块金属来生产一体化金属外壳。电子装置中还常使用组合钣金外壳。其使用一块厚度均匀的薄冲压钣金件作为金属主壳体，而内部结构则通过焊接、粘接、卡扣、铆接等方式固定到钣金金属主壳体上，形成组合钣金外壳。这种非一体化的组合外壳生产成本低、材料利用率高。虽能组合钣金外壳的底板的厚度可以比CNC加工的外壳底板薄，但是其内部结构难以做到非常紧凑，造成外壳整体厚度和/或重量高于一体化金属外壳。 

5052和6063等铝合金由于表层经阳极氧化后外观美观，是生产移动电子装置金属外壳的主要材料。但是由于上述铝合金强度和弹性模量低，容易受力变形，因此外壳的材料必须有一定的厚度，不能太薄，若增加外壳的整体厚度，就会增重并对外观造成影响。在一些超薄设计的移动电子装置，使用强度和弹性模量高的不锈钢甚至钛合金来制造材料厚度很薄的金属外壳。但是这些金属外壳不仅其外表不能像5052和6063铝合金那样可阳极氧化生成色彩绚丽的Al₂O₃外表层，成型其一体化内部结构也非常困难。 

即使是高强度的7xxx系列铝合金和高强度高刚性的铝基复合材料（亦称强化铝材），因它们经阳极氧化后的表面美观度不够，难以直接应用于移动电子装置的外壳。 

铝合金和镁合金压铸工艺可低成本地生产近终形外壳，但是压铸的铝合金或镁合金外壳由于材料的限制，均难以通过阳极氧化工艺形成的外观效果好且有保护作用的Al₂O₃外表层。 

综上所述，现有电子装置一体化金属外壳及各种生产技术，存在如下几个问题： 

（1）用同一块金属来生产一体化金属外壳，生产成本高、材料利用率低。

（2）钣金工艺不能生产一体化金属外壳。 

（3）不能用非铝金属材料，也不能用高强度铝合金，通过铝阳极氧化工艺生产出具有美观和保护作用的Al₂O₃外表层的一体化金属外壳。 

因此，有必要发明一种新型、性能优异、机加工少、生产成本低，且可阳极氧化出Al₂O₃美观外表面的一体化金属外壳及其生产方法，以克服上述问题。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种电子装置的金属外壳的成型方法及该金属外壳。解决了现有技术中电子装置的一体化金属外壳生产成本高、材料利用率低，以及可选用的金属材料种类少等问题。