本發(fā)明涉及一種鋁合金塑料復合材料手機框架及其制作方法。

背景技術：

隨著科技的快速發(fā)展，3D打印技術越來越受到市場的廣泛關注，已經在航空航天、汽車和醫(yī)療等領域獲得了廣泛的應用，但是在手機制作領域里，3D打印技術應用進展比較緩慢。目前手機主要是金屬手機引領著市場的潮流，但是金屬手機的加工過程都是傳統(tǒng)的減材加工，工序多雜，金屬材料利用率底，對于復雜的結構件必須經過很多道工序加工才能完成，無形中降低了產品的良率。而3D打印是一種逐層添加材料的增材制作過程，其材料利用率高，自動化程度高，對于外形復雜的零件具有很強的加工能力，未來應用在手機結構件制作中是一個大的趨勢。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種鋁合金塑料復合材料手機框架及其制作方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

一種鋁合金塑料復合材料手機框架，包括3D打印的鋁合金中框和與所述鋁合金中框一體注塑成型的塑膠結構件，所述鋁合金中框是將鋁合金粉末和聚合物粉末混合均勻的混合料，通過3D打印微噴射方法制成的鋁合金中框坯體，經真空燒結處理得到的鋁合金中框。

進一步地：

所述混合料包括鋁硅鎂粉末以及聚丙烯酸或聚乙烯醇或聚氧化乙烯。

所述混合料包括按重量計：90-100份的鋁硅鎂粉末和1-5份的聚丙烯酸；或者90-100份的鋁硅鎂粉末和1-5份的聚乙烯醇；或者90-100份的鋁硅鎂粉末和1-5份的聚氧化乙烯。

所述混合料包括按重量計：98份鋁硅鎂粉末和2份聚丙烯酸；98.5份鋁硅鎂粉末和1.5份聚乙烯醇；98份鋁硅鎂粉末和2份聚氧化乙烯。

所述鋁合金中框的表面具有納米微孔，注塑料通過所述納米微孔形成與所述鋁合金中框緊密結合的塑膠結構件。

一種制作所述的鋁合金塑料復合材料手機框架的制作方法，包括以下步驟：

S1、將鋁合金粉末和聚合物粉末混合均勻形成混合料，通過3D打印微噴射方法制成鋁合金中框坯體，經真空燒結處理得到鋁合金中框；

S2、通過注塑成型，在所述鋁合金中框上一體成型塑膠結構件。

步驟S1包括：將鋁硅鎂粉末與聚丙烯酸或聚乙烯醇或聚氧化乙烯混合形成混合料，然后放入到球磨罐中球磨均勻，倒出混合料，烘干除去水分，接著使用3D打印機，利用混合料微噴射成型制成鋁合金中框坯體，接下來在450℃～600℃溫度下真空燒結1～3h，得到鋁合金中框。

還包括在步驟S1和S2之間的以下步驟：

將鋁合金中框置于微孔處理液中處理，接著再電化學擴孔處理，接著放入到潤孔劑中潤孔。

還包括在步驟S1和S2之間的以下步驟：

將鋁合金中框放入2％～10％氫氧化鈉溶液中，30～50度優(yōu)選40度水浴加熱2～5分鐘，然后用去離子水清洗干凈；然后將放入1％～10％鹽酸溶液中，浸泡2～8分鐘，浸泡完之后同樣用去離子水清洗；接著將中框放入到電解槽中，槽中盛入0.5～2mol/L的鹽酸、0.5～1.0mol/L的硫酸、0.5～1.0mol/L的磷酸混合液作為電解液，并加入緩蝕劑，以鋁合金中框作為陽極，電解槽中石墨作為陰極，直流電解20～40s，電流密度控制在0.10～0.30A/cm²，槽液溫度控制在30～50度優(yōu)選40度；然后取出浸入氨水中5～10s。

在步驟S2之后還包括以下步驟：將鋁合金中框放入陽極氧化處理液中進行陽極氧化染色處理。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明的手機框架整個鋁合金中框結構通過本發(fā)明混合料使用3D打印微噴射方法的3D打印成型出來，再注塑成型塑膠結構件，不僅結構可靠，強度高，而且不需要CNC加工復雜的功能結構槽，工序簡單，自動化程度高，不產生多余的金屬廢料，材料使用率高，而且可以使用與傳統(tǒng)工藝制備的框架一樣的后加工工序。

本發(fā)明充分利用了3D打印增材制造的優(yōu)勢，對外形復雜的零件具有很強的加工能力，尤其針對手機中框結構復雜，需求的功能結構比較多的情況，本發(fā)明使用鋁合金粉末和聚合物粉末混合通過3D打印一體成型鋁合金中框，不僅減少了CNC加工功能結構的工序，降低了加工成本，而且不產生多余的金屬廢料，材料使用率高，后加工工序與傳統(tǒng)工藝制備的中框一樣不受影響，也能獲得優(yōu)異的外觀效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例通過3D打印微噴射方法制成的鋁合金中框的立體示意圖；

圖2為圖1所示鋁合金中框的正面示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例的鋁合金塑料復合材料手機框架的立體示意圖；

圖4為圖3所示鋁合金塑料復合材料手機框架的正面示意圖。

具體實施方式

以下對本發(fā)明的實施方式作詳細說明。應該強調的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應用。

參閱圖1至圖4，在一種實施例中，一種鋁合金塑料復合材料手機框架，包括3D打印的鋁合金中框1和與所述鋁合金中框1一體注塑成型的塑膠結構件2，所述鋁合金中框1是將鋁合金粉末和聚合物粉末混合均勻的混合料，通過3D打印微噴射方法制成的鋁合金中框坯體，經真空燒結處理得到的鋁合金中框1。

在優(yōu)選的實施例中，所述混合料包括鋁硅鎂粉末以及聚丙烯酸或聚乙烯醇或聚氧化乙烯。

在更優(yōu)選的實施例中，所述混合料包括按重量計：90-100份的鋁硅鎂粉末和1-5份的聚丙烯酸；或者90-100份的鋁硅鎂粉末和1-5份的聚乙烯醇；或者90-100份的鋁硅鎂粉末和1-5份的聚氧化乙烯。

在最優(yōu)選的實施例中，所述混合料包括按重量計：98份鋁硅鎂粉末和2份聚丙烯酸；98.5份鋁硅鎂粉末和1.5份聚乙烯醇；98份鋁硅鎂粉末和2份聚氧化乙烯。

在優(yōu)選的實施例中，所述鋁合金中框1的表面具有納米微孔，注塑料通過所述納米微孔形成與所述鋁合金中框1緊密結合的塑膠結構件2。

參閱圖1至圖4，在另一些實施例中，一種制作所述的鋁合金塑料復合材料手機框架的制作方法，包括以下步驟：

S1、將鋁合金粉末和聚合物粉末混合均勻形成混合料，通過3D打印微噴射方法制成鋁合金中框坯體，經真空燒結處理得到鋁合金中框1；

S2、通過注塑成型，在所述鋁合金中框1上一體成型塑膠結構件2。

在優(yōu)選的實施例中，步驟S1包括：將鋁硅鎂粉末與聚丙烯酸或聚乙烯醇或聚氧化乙烯混合形成混合料，然后放入到球磨罐中球磨均勻，倒出混合料，烘干除去水分，接著使用3D打印機，利用混合料微噴射成型制成鋁合金中框坯體，接下來在450℃～600℃溫度下真空燒結1～3h，得到鋁合金中框。

在優(yōu)選的實施例中，該方法還包括在步驟S1和S2之間的以下步驟：

將鋁合金中框置于微孔處理液中處理，接著再電化學擴孔處理，接著放入到潤孔劑中潤孔。

在更優(yōu)選的實施例中，該方法還包括在步驟S1和S2之間的以下步驟：

將鋁合金中框放入2％～10％氫氧化鈉溶液中，30～50度優(yōu)選40度水浴加熱2～5分鐘，然后用去離子水清洗干凈；然后將放入1％～10％鹽酸溶液中，浸泡2～8分鐘，浸泡完之后同樣用去離子水清洗；接著將中框放入到電解槽中，槽中盛入0.5～2mol/L的鹽酸、0.5～1.0mol/L的硫酸、0.5～1.0mol/L的磷酸混合液作為電解液，并加入緩蝕劑，以鋁合金中框作為陽極，電解槽中石墨作為陰極，直流電解20～40s，電流密度控制在0.10～0.30A/cm²，槽液溫度控制在30～50度優(yōu)選40度；然后取出浸入氨水中5～10s。

在優(yōu)選的實施例中，在步驟S2之后還包括以下步驟：將鋁合金中框放入陽極氧化處理液中進行陽極氧化染色處理。

如圖1和圖2所示，鋁合金中框1為利用本發(fā)明實施例的混合料微噴射3D打印的鋁合金中框，其中框框架結構復雜，具有很多結構功能槽和結構功能孔，該結構都是3D打印一次成型完成。如圖3和圖4所示，塑膠結構件2為后加工注塑成型到鋁合金中框1上的，塑膠結構件2可以包括在框架對應部位的電子元器件需要使用到絕緣塑膠件。

本發(fā)明實施例的方法主要可以包含以下工序：3D打印鋁合金中框；鋁合金中框納米注塑處理；三鋁合金中框后加工處理，即得到可以組裝成成品手機的整個中框結構。

3D打印鋁合金中框：先將鋁合金粉末和聚合物粉末混合均勻，采用3D打印微噴射技術制成鋁合金中框坯體，然后對坯體進行真空燒結處理，即得到鋁合金中框。

鋁合金中框納米微孔注塑：將鋁合金中框置于微孔處理液中處理，接著再電化學擴孔處理，接著放入到潤孔劑中潤孔，然后烘干注塑即可。

鋁合金中框后加工處理：將鋁合金中框放入陽極氧化處理液中進行陽極氧化染色處理。

實施例1

鋁硅鎂粉末，聚丙烯酸，研磨機，3D打印機，真空燒結爐，氫氧化鈉溶液，鹽酸、硫酸、磷酸，緩蝕劑電解液，氨水，電解槽，30％玻璃纖維改性PBT，注塑機。

3D打印鋁合金中框

將98份鋁硅鎂粉末和2份聚丙烯酸形成混合料，然后放入到球磨罐中球磨均勻，倒出混合料，烘干除去水分，接著放入3D打印機內，開啟3D打印機，在惰性氣體保護下微噴射成型制成鋁合金中框坯體，接下來在450℃～600℃溫度下真空燒結1～3h，即可得到鋁合金中框制品。

鋁合金中框納米注塑處理

先將上述鋁合金中框放入2％～10％氫氧化鈉溶液中，40度水浴加熱2～5分鐘，然后用去離子水清洗干凈；然后將放入1％～10％鹽酸溶液中，浸泡2～8分鐘，浸泡完之后同樣用去離子水清洗；接著將中框放入到電解槽中，槽中盛入0.5～2mol/L的鹽酸、0.5～1.0mol/L的硫酸、0.5～1.0mol/L的磷酸混合液作為電解液，并加入了一定的緩蝕劑，以中框作為陽極，電解槽中石墨作為陰極，直流電解20～40s，電流密度控制在0.10～0.30A/cm²，槽液溫度控制在40度；然后取出浸入氨水中5～10s，接著用去離子水洗凈并烘干，然后再放入注塑成型機中注塑成型塑膠結構，即得到結構完整的手機中框。

鋁合金中框后加工處理

將上述鋁合金中框先做陽極氧化處理，然后再做陽極氧化印染玫瑰金顏色，即可得到可以組裝的玫瑰金鋁合金手機中框。

實施例2

鋁硅鎂粉末，聚乙烯醇，研磨機，3D打印機，真空燒結爐，氫氧化鈉溶液，鹽酸、硫酸、磷酸，緩蝕劑電解液，氨水，電解槽，30％玻璃纖維改性PBT，注塑機。

3D打印鋁合金中框

將98.5份鋁硅鎂粉末和1.5份聚乙烯醇形成混合料，然后放入到球磨罐中球磨均勻，倒出混合料，烘干除去水分，接著放入3D打印機內，開啟3D打印機，在惰性氣體保護下微噴射成型制成鋁合金中框坯體，接下來在450℃～600℃溫度下真空燒結1～3h，即可得到鋁合金中框制品。

鋁合金中框納米注塑處理

先將上述鋁合金中框放入2％～10％氫氧化鈉溶液中，40度水浴加熱2～5分鐘，然后用去離子水清洗干凈；然后將放入1％～10％鹽酸溶液中，浸泡2～8分鐘，浸泡完之后同樣用去離子水清洗；接著將中框放入到電解槽中，槽中盛入0.5～2mol/L的鹽酸、0.5～1.0mol/L的硫酸、0.5～1.0mol/L的磷酸混合液作為電解液，并加入了一定的緩蝕劑，以中框作為陽極，電解槽中石墨作為陰極，直流電解20～40s，電流密度控制在0.10～0.30A/cm²，槽液溫度控制在40度；然后取出浸入氨水中5～10s，接著用去離子水洗凈并烘干，然后再放入注塑成型機中注塑成型塑膠結構，即得到結構完整的手機中框。

鋁合金中框后加工處理

將上述鋁合金中框先做陽極氧化處理，然后再做陽極氧化印羅蘭紫顏色，即可得到可以組裝的羅蘭紫鋁合金手機中框。

實施例3

鋁硅鎂粉末，聚氧化乙烯，研磨機，3D打印機，真空燒結爐，氫氧化鈉溶液，鹽酸、硫酸、磷酸，緩蝕劑電解液，氨水，電解槽，30％玻璃纖維改性PBT，注塑機。

3D打印鋁合金中框

將98份鋁硅鎂粉末和2份聚氧化乙烯形成混合料，然后放入到球磨罐中球磨均勻，倒出混合料，烘干除去水分，接著放入3D打印機內，開啟3D打印機，在惰性氣體保護下微噴射成型制成鋁合金中框坯體，接下來在450℃～600℃溫度下真空燒結1～3h，即可得到鋁合金中框制品。

鋁合金中框納米注塑處理

先將上述鋁合金中框放入2％～10％氫氧化鈉溶液中，40度水浴加熱2～5分鐘，然后用去離子水清洗干凈；然后將放入1％～10％鹽酸溶液中，浸泡2～8分鐘，浸泡完之后同樣用去離子水清洗；接著將中框放入到電解槽中，槽中盛入0.5～2mol/L的鹽酸、0.5～1.0mol/L的硫酸、0.5～1.0mol/L的磷酸混合液作為電解液，并加入了一定的緩蝕劑，以中框作為陽極，電解槽中石墨作為陰極，直流電解20～40s，電流密度控制在0.10～0.30A/cm²，槽液溫度控制在40度；然后取出浸入氨水中5～10s，接著用去離子水洗凈并烘干，然后再放入注塑成型機中注塑成型塑膠結構，即得到結構完整的手機中框。

鋁合金中框后加工處理

將上述鋁合金中框先做陽極氧化處理，然后再做陽極氧化印墨水藍顏色，即可得到可以組裝的墨水藍鋁合金手機中框。

以上內容是結合具體/優(yōu)選的實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，其還可以對這些已描述的實施方式做出若干替代或變型，而這些替代或變型方式都應當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。