光學透明插入物、使用丙烯酸插入物制造外殼的系統及制造系統的制作方法
【專利摘要】本申請涉及機械加工薄壁消費電子品系統的可重復使用UV固化插入物。在此提供的是制造技術。在一個實施例中，在位于薄壁外殼內的卡匣中使用可重復使用的插入物來防止該薄壁外殼在機械加工操作期間變形。所述插入物包括具有透明材料且大小和形狀與位于薄壁外殼內的卡匣相符的主體以及在該主體的第一表面上具有第一開口而在該主體的第二表面上具有第二開口的至少一個通道。還提供了相關的裝置和方法。
【專利說明】光學透明插入物、使用丙烯酸插入物制造外殼的系統及制造系統
【技術領域】
[0001]描述的實施例一般地涉及用于機械加工薄壁外殼的方法。具體地，公開了用于機械加工消費電子產品所使用的金屬外殼的薄壁的技術。
【背景技術】
[0002]對更小、更輕和更便宜的設備的產品需求持續發展。在此方面，例如可能希望用于諸如計算設備之類的設備的產品殼體相對較薄，以提供諸如減少使用材料、減小尺寸、減輕重量以及能夠包括附加電子部件之類的的益處。然而，薄壁殼體的制造會面臨某些挑戰。
[0003]例如，在對相對較薄部件進行機械加工處理期間出現的諧波以及在機械加工完成之后在材料內出現的應力釋放會導致材料變形并且不能滿足平直度要求或其他形狀容限。進一步地，所得表面的粗糙度或完成品會與技術要求有所不同。因此，若部件是可補救的，則會要求進行延長的精加工工序操作，這導致生產周期變長，并直接增加生產成本。
實用新型內容
[0004]本公開的實施例涉及使用支撐材料作為用以在制造期間支撐部件的臨時固定裝置。在一個實施例中，闡明了一種使用插入物來制造薄壁外殼的方法。所述方法可以包括通過將UV可固化粘合劑從UV可固化粘合劑供應端口移動通過所述插入物的通道到置于所述薄壁外殼的兩個表面之間的所述插入物的表面，而將所述插入物的表面粘合至所述薄壁外殼的表面的步驟。所述插入物可以包括紫外光(“UV”)端口、UV可固化粘合劑供應端口以及通過該插入物一部分的通道。進一步地，所述方法可以包括通過將所述UV可固化粘合劑暴露于由所述UV端口提供的UV而固化所述UV可固化粘合劑。
[0005]在另一個實施例中，闡明了一種光學透明插入物，其特征在于，所述光學透明插入物包括:插入物主體；在所述插入物主體的第一表面上的被配置為容納紫外光(“UV”)源的UV端口 ；在所述插入物主體的第一表面上的被配置為容納UV可固化粘合劑的粘合劑供應端口 ；以及通過所述插入物主體的一部分的被配置為容納來自所述粘合劑供應端口的UV可固化粘合劑的通道。
[0006]在又一個實施例中，闡明了一種使用丙烯酸插入物制造外殼的系統，其特征在于，所述系統包括:丙烯酸插入物，所述丙烯酸插入物包括紫外光(“UV”)端口、UV可固化粘合劑供應端口以及通過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源用于發射UV光通過所述丙烯酸插入物并固化能夠粘合至所述丙烯酸插入物和外殼兩者的UV可固化粘合劑。
[0007]在又一個實施例中，闡明了一種制造系統，其特征在于，所述制造系統包括:被配置為容納在薄壁外殼的兩個表面之間的插入物，其中所述插入物包括紫外光(UV)端口、UV可固化粘合劑供應端口以及通過所述插入物一部分的通道；uv可固化粘合劑供應端口，用于提供UV可固化粘合劑從所述插入物的表面通過所述通道；以及UV源，用于通過將所述UV可固化粘合劑暴露于由UV源經所述UV端口提供的UV而固化所述UV可固化粘合劑。
[0008]本公開的其他裝置、方法、特征和優點對于參閱了隨后的附圖和詳細描述的本領域技術人員而言將會是或變得顯見。包括在本說明書中的所有這類附加系統、方法、特征和優點旨在位于本公開的范圍內并由所附權利要求書所保護。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]包括的附圖用于說明目的并且僅用來提供針對所公開的裝置、裝配、方法和系統的可能結構和布置的例子。這些附圖不以任何方式限制可由本領域技術人員在本公開的精神和范圍內對本公開作出的任何形式和細節上的修改。
[0010]圖1根據某些實施例例示了在插入物被放置在薄壁外殼的卡匣內之前的透視圖；
[0011]圖2根據某些實施例例示了在插入物被放置在薄壁外殼的卡匣內之前的透視圖；
[0012]圖3根據某些實施例例示了在插入物被放置在薄壁外殼的卡匣內之前的透視圖；
[0013]圖4根據某些實施例例示了在插入物被放置在薄壁外殼的卡匣內之前的透視圖；
[0014]圖5示出了插入物被放置在薄壁外殼的卡匣內之前的布置；
[0015]圖6示出了固定至薄壁外殼的插入物；
[0016]圖7根據某些實施例示出了詳細描述處理的流程圖。
【具體實施方式】
[0017]在此部分中提供根據在此描述各實施例的系統、裝置和方法的代表性應用。這些例子被單獨提供以添加上下文并幫助對所描述實施例的理解。于是對于本領域技術人員而言顯見的是，在此描述的實施例可以無需一些或所有這些特定細節而被實踐。在另一些情況中，周知的處理步驟沒有被詳細描述以避免對所描述實施例的不必要的干擾。其他應用也是可能的，因此如下的例子不應被理解為限制性的。
[0018]在隨后的詳細描述中，對形成該描述一部分的附圖做出參考，并且在這些附圖中例示了根據所描述實施例的具體實施例。雖然對這些實施例做出了足夠詳細的描述以使得本領域技術人員能夠實踐所描述實施例，但是應該理解這些例子不是限制性的；由此可以使用其他實施例，并且可以做出改變而不背離所描述實施例的精神和范圍。
[0019]有利的是便攜式計算機盡可能輕薄以提升其可移動性。有鑒于此，分配給操作部件的內部空間對便攜式計算機的性能而言是關鍵性的。因此，減小用來包圍并支撐操作部件的殼體的厚度能夠大幅提升操作部件的數量和封裝密度。具體地，能夠形成具有幾毫米至十幾毫米以上的標稱壁厚的鋁制殼體。具有這一標稱厚度的鋁壁易于損壞。具體地，在常規機械加工操作(諸如計算機數控，或“CNC”)期間很容易在鋁外殼內引起非彈性變形(例如，凹痕)。為了在機械加工操作期間保持鋁殼體的結構完整性和美觀，可以使用具有合適尺寸的插入物。
[0020]在此闡述了在機械加工處理期間使用UV固化的技術和實施例。在一個具體實施例中，插入物可由UV或光學透明材料(丙烯酸、環氧樹脂等)形成并且被形成為塊狀或其他合適形狀。插入物能夠以防止薄壁外殼的薄壁在機械加工操作期間發生非彈性變形的方式而被布置在該外殼內。在某些實施例中，丙烯酸塊可以具有用于在深腔內粘合劑接合的2-5毫米的壁隙。丙烯酸塊可以是允許UV光進入深腔的過塑UV光源。在某些實施例中，UV光源呈棒狀并且因此能夠用于輔助丙烯酸塊在腔中心內對齊，以實現粘合劑的最優布置。
[0021]為了防止塊在能被移除之前的移動，該塊包括被配置為提供有管道的多個端口，所述管道用于施加被用來將插入物在預定義位置處固定至外殼的UV可固化粘合劑。UV可固化粘合劑的特性能夠讓丙烯酸塊通過將UV可固化粘合劑暴露在升高的溫度(諸如100° F)下而被方便地移除。例如，在一個實施例中，可以將包括粘合至外殼內部空間的丙烯酸插入物的處理后的外殼暴露于100° F的水中。這導致丙烯酸塊和外殼內表面之間粘合減弱，藉此促進在準備附加處理(例如，在鋁殼體情況下的陽極氧化)時丙烯酸塊的方便移除。
[0022]圖1-4根據所描述的實施例示出了可重復使用的插入物100的多個視圖。圖1根據所描述的實施例示出了插入物100的頂部透視圖。插入物100可以包括具有對應于在薄壁外殼內形成的卡匣的大小和形狀的主體102。因此，主體102可以具有與卡匣的對應橫截面相符的橫截面。插入物100還可以包括用于將UV可固化粘合劑注入主體102的粘合劑端口 108。在一個實施例中，UV可固化粘合劑可以在壓力下注入粘合劑端口 118，從第一表面106通過通道110進入主體102，并從第三表面120上的開口 116流出。插入物100的主體102可被形成為使得UV光能夠從第一表面106穿過主體102并且通過插入物100的所有表面離開。在某些實施例中，主體102的部分可被配置為用作允許UV光從第一表面106通過到第二表面108的光導。以此方式,入射在第一表面106上的UV光能被引導至那些需要充足UV光來固化關聯量的UV可固化粘合劑的第二表面108的區域。此外，可以在插入物100表面的多個部分上放置黑帶或其他阻光機構，以防止UV光在這些部分離開插入物100。另外，光源能夠可移除或永久地附接至插入物100。
[0023]圖2示出了插入物100的另一視圖，圖中更清楚地例示了主體102的形狀是如何與其要插入的卡匣的形狀相符的。具體地，主體102的形狀能與其要插入的外殼的內表面相符。在某些情況下，主體102的形狀能夠容納布置在外殼的內表面處的內部特征件。
[0024]圖3示出了其中通道110用作將粘合劑布置到第三表面120上的路徑的一個實施例的頂視圖。一旦被插入到外殼的凹槽內(參見圖5)，就使得粘合劑從粘合劑端口 108通過第一表面106和通道110。一旦移動通過通道110，粘合劑就從開口 116流出。粘合劑隨后能夠均勻分布在第三表面120上。UV光被引導通過UV光端口 104，進入表面106，并且從插入物100的所有表面離開該插入物100。穿過第三表面120上的粘合劑的任何UV光都將固化粘合劑。
[0025]圖4例示了包括插入物100的各種布置的頂視圖。具體地，圖4示出了用于通道110、粘合劑端口 108和UV光端口 104的多種布置。通道110可被配置在第一表面106與如下任一結構之間并離開該結構:第二表面108處的第二開口 122、第三表面120上和/或插入物100的與第三表面120相對側上的表面的開口 116。UV可固化粘合劑能在需要時在壓力下從端口 118注入，從第一表面106通過通道110至第二表面108處的第二開口 122。該UV可固化粘合劑能夠通過開口 116以沉淀在第二表面108和位于薄壁外殼內卡匣的內表面之間。由實線例示的開口 116位于表面120上，而具有虛線或隱藏線的開口 116則位于與表面120相對的表面上。在某些實施例中，通道110相對于第一表面106 (未不出)可以是彎曲的(如圖4所示)或是對角線的。開口 116可以具有約為I毫米的直徑，或是取決于被認為最適合放置UV可固化粘合劑的區域而用于給定制造處理的其他合適直徑。進一步地，開口 116可以根據具體的制造處理按行、列、圓形、方形、三角形或任何其他合適形狀布置。
[0026]圖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的外殼200。在所描述的實施例中，外殼200可以包括僅可經由凹槽202可靠到達的多個卡匣。具體地，插入物100可以如圖5所示僅通過將該插入物100從凹槽202橫向滑動至卡匣204內的靜止位置而被放置在卡匣204內。一旦插入物100被置于靜止位置，UV可固化粘合劑就被注入粘合劑端口 108，通過通道110，在開口 116處離開(如圖3-4所示)，并在卡匣204內外殼200的內表面之間沉積。
[0027]—旦UV可固化粘合劑被沉積在外殼的內表面上,就能夠使用UV光來固化該UV可固化粘合劑。在一個實施例中，該UV光能夠入射在第一表面106上并通過主體102。在一個實施例中，主體102可由UV透明材料形成。主體102還可被形成為包括用于將入射在第一表面106上的UV光引導至第二表面108的選定區域的光導。以此方式，就能夠固化沉積在插入物100與卡匣204處的外殼200內表面之間的UV可固化粘合劑的選定部分。施加的UV光可以是具有特定時間周期的一個或多個脈沖串的形式。在一個實施例中，用于固化的UV光脈沖串為17秒。在其他實施例中，時間周期可以更長或更短。此外，調節UV光源的光圈開口能夠為不同的制造處理改變UV光的強度。在某些實施例中，使用50%的光圈開口來固化粘合劑。
[0028]圖6例示了位于卡匣204內并被固定至外殼200的插入物100。一旦插入物100已被固定至外殼200，就可以進行用于進一步形成外殼200的操作。例如，CNC操作能在不損害外殼200的薄壁的情況下執行，這是因為插入物100能夠為卡匣204提供所需的結構性支撐。在一個實施例中，插入物100可以通過將固化的UV粘合劑暴露在升高的溫度下而被移除，例如通過將外殼200浸沒在約100° F的溫水浴中，并在隨后簡單的橫向移動插入物100來打破減弱的UV接合。
[0029]圖6根據所描述的實施例示出了詳細描述處理300的流程圖。處理300可以通過至少執行如下操作而實現。在302，模壓薄壁外殼，隨后在304，機械加工內部腔或卡匣。隨后在306，將可重新使用的插入物放置在外殼內部的腔或卡匣內并加以固定。在308，機械加工外部特征件，插入物在該機械加工操作期間提供對外殼的結構性支撐。在310，將插入物從外殼移除。在一個實施例中，將可重復使用的插入物加熱至弱化插入物和外殼間的接合但又沒有高到損壞該插入物的溫度。例如，在插入物由丙烯酸形成并且使用UV可固化粘合劑被固定至外殼的情況下，外殼可被浸沒在約100° F的溫水浴中。在312，可以測試外殼的表面精加工是否與恰當的技術要求相符。可以在測試材料從外殼移除之后對測試材料執行包括清潔和噴砂的其他步驟。粘合劑應從外殼和插入物100移除，以使該插入物100能被用于將來的機械加工處理。
[0030]所述實施例的各個方面、實施例、實施方式或特征可以被單獨使用或以任意組合使用。本實用新型具有諸多優點。不同的方面、實施例或實現可以產生如下的一個或多個優點。本實用新型的一個優點在于能夠在不損害薄壁外殼的情況下由插入物提供結構性支撐而對外殼進行機械加工。
[0031]出于說明目的，以上描述使用了特定的術語來提供關于所描述的實施例的全面理解。但對本領域技術人員而言顯見的是，這些具體細節并不是實踐所描述實施例必需的。因此，具體實施例的前述描述是出于例示和說明目的給出的。其并不旨在窮舉或是將所描述的實施例局限于公開的確切形式。對本領域普通技術人員而言顯見的是，根據上述教導，眾多的修改和變更都是可行的。
【權利要求】
1.一種光學透明插入物，其特征在于，所述光學透明插入物包括: 插入物主體； 在所述插入物主體的第一表面上的被配置為容納紫外光(UV)源的UV端口 ； 在所述插入物主體的第一表面上的被配置為容納UV可固化粘合劑的粘合劑供應端口 ；以及 通過所述插入物主體的一部分的被配置為容納來自所述粘合劑供應端口的UV可固化粘合劑的通道。
2.如權利要求1所述的光學透明插入物，其特征在于，所述光學透明插入物還包括: 所述插入物主體的第二表面，其中所述第二表面包括多個開口，其中所述多個開口中的每個開口都從所述通道伸出。
3.如權利要求2所述的光學透明插入物，其特征在于，所述多個開口在所述第二表面上形成單個線性行。
4.如權利要求1所述的光學透明插入物，其特征在于，所述粘合劑供應端口被配置在所述第一表面上的多個UV端口之間。
5.如權利要求1所述的光學透明插入物，其特征在于，所述插入物主體包括用于引導從所述UV源進行UV發射的光導。
6.一種使用丙烯酸插入物制造外殼的系統，其特征在于，所述系統包括: 丙烯酸插入物，所述丙烯酸插入物包括紫外光(UV)端口、UV可固化粘合劑供應端口以及通過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源用于發射UV光通過所述丙烯酸插入物并固化能夠粘合至所述丙烯酸插入物和外殼兩者的UV可固化粘合劑。
7.如權利要求6所述的系統，其特征在于，所述系統還包括: 連接至所述丙烯酸插入物的表面的UV可固化粘合劑供應端。
8.如權利要求6所述的系統，其特征在于，所述系統還包括: 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為要粘合至的所述外殼的多個壁的寬度。
9.如權利要求6所述的系統，其特征在于，所述通道是所述丙烯酸插入物的表面上的多個開口和所述UV可固化粘合劑供應端口之間的腔。
10.如權利要求6所述的系統，其特征在于，所述UV可固化粘合劑固化達固定的時間量。
11.如權利要求6所述的系統，其特征在于，移動所述UV可固化粘合劑通過所述通道包括允許所述UV可固化粘合劑從所述丙烯酸插入物的表面上的多個開口離開。
12.如權利要求11所述的系統，其特征在于，所述多個開口被布置在多個線性行內。
13.如權利要求6所述的系統，其特征在于，所述UV源包括可調光圈開口。
14.一種制造系統，其特征在于，所述制造系統包括: 被配置為容納在薄壁外殼的兩個表面之間的插入物，其中所述插入物包括紫外光(UV)端口、UV可固化粘合劑供應端口以及通過所述插入物一部分的通道； UV可固化粘合劑供應端口，用于提供UV可固化粘合劑從所述插入物的表面通過所述通道；以及 UV源，用于通過將所述UV可固化粘合劑暴露于由UV源經所述UV端口提供的UV而固化所述UV可固化粘合劑。
15.如權利要求14所述的制造系統，其特征在于，所述插入物被配置為駐留在所述薄壁外殼的兩個表面之間，使得在所述插入物和所述薄壁外殼之間創建2-5毫米的間隙。
16.如權利要求14所述的制造系統，其特征在于，所述插入物由允許UV光穿過所述插入物表面的透光丙烯酸材料構成。
17.如權利要求14所述的制造系統，其特征在于，所述通道包括在所述插入物表面上的允許所述UV可固化粘合劑從多個開口離開的所述多個開口。
18.如權利要求14所述的制造系統，其特征在于，所述制造系統還包括用于將所述UV引導至所述UV可固化粘合劑的光導。
19.如權利要求14所述的制造系統，其特征在于，所述薄壁外殼的一部分被配置為在所述UV可固化粘合劑由所述UV固化之后被機械加工。
20.如權利要求14所述的制造系統，其特征在于，所述UV源被配置為固化所述UV可固化粘合劑達預定時間量。
【文檔編號】H05K5/00GK203984797SQ201420262968
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年5月21日 優先權日:2013年5月21日
【發明者】C·H·小沃納, D·T·朱, H·T·科萬 申請人:蘋果公司