3D陶瓷终端背板的成型模具及制造方法与流程

本公开涉及终端生产制造技术领域，特别涉及一种3d陶瓷终端背板的成型模具及制造方法。

背景技术：

随着通信技术的发展，因为导电性金属材料对电磁波的屏蔽作用，手机行业中广泛使用的金属背板将逐步向非金属背板转变。因为陶瓷材料具有温润的色泽以及更高的亲肤性，所以手机背板较多使用陶瓷材料。

在相关技术中，3d陶瓷手机背板成型方式有干压——等静压成型、流延——温等静压成型、注射成型、凝胶注模成型等，由于干压——等静压成型工艺简单、生产周期短，所以干压——等静压成型方式成为生产3d陶瓷手机背板的主流方式。干压——等静压成型所使用的模具被设计成3d陶瓷手机背板的预设形状的镜面模腔，且模具所使用的材质为刚性材质。干压——等静压成型是在干压的基础上进行等静压成型的成型工艺，其制造流程如下：先将制造粉料进行干压成型后，再对其干压坯体进行等静压成型，然后对等静压坯体进行排胶烧结，获得烧结坯，最后对烧结坯进行表面处理得到成品。

然而，相关技术中的干压——等静压成型在生产3d陶瓷手机背板时，干压时坯体由于平面与弧面的填粉量不同而导致压缩比差异，形成弧面部位承受压力大，平面部位承受压力小。因为干压时平面位置与弧面位置的压力不同，所以导致坯体密度不均匀，等静压后烧结容易变形。

技术实现要素：

本公开实施例提供了一种3d陶瓷终端背板的成型模具及制造方法。所述技术方案如下：

根据本公开实施例的第一方面，提供了一种3d陶瓷终端背板的成型模具，所述成型模具包括：上模和下模；

所述上模与所述下模组合后形成与所述3d陶瓷终端背板的形状相匹配的模腔；

所述上模与所述下模相对的表面形成有至少一个凹点。

可选地，所述凹点为球面凹点。

可选地，所述上模的材质为刚性材质，所述凹点的深度为0.05-0.3mm。

可选地，所述上模的材质为非刚性材质，所述上模的压缩量为0.05-0.3mm。

可选地，所述凹点的数量为多个，多个所述凹点呈n×m的阵列形式分布，所述n和所述m均为大于1的整数。

根据本公开实施例的第二方面，提供了一种3d陶瓷终端背板的制造方法，所述方法包括：

安装3d陶瓷终端背板的成型模具，所述成型模具包括上模和下模，所述上模与所述下模组合后形成与所述3d陶瓷终端背板的形状相匹配的模腔，所述上模与所述下模相对的表面形成有至少一个凹点；

将所述3d陶瓷终端背板的制造粉料填充至所述模腔中；

对所述制造粉料执行成型操作，得到所述3d陶瓷终端背板的生坯；其中，由于形成有至少一个所述凹点，所述生坯的外表面形成有与至少一个所述凹点相对应的至少一个凸点；

对所述生坯进行排胶烧结，得到所述3d陶瓷终端背板的烧结坯；

去除所述烧结坯的外表面的全部所述凸点，得到所述3d陶瓷终端背板。

可选地，所述上模的材质为刚性材质；

所述对所述制造粉料执行成型操作，得到所述3d陶瓷终端背板的生坯，包括：

对所述制造粉料执行干压成型操作，得到所述3d陶瓷终端背板的干压坯体；

对所述干压坯体执行等静压成型操作，得到所述3d陶瓷终端背板的生坯。

可选地，所述对所述干压坯体执行等静压成型操作，得到所述3d陶瓷终端背板的生坯，包括：

将所述干压坯体转移至所述等静压模具上；

将所述干压坯体与所述等静压模具一同置于包封袋内；

用真空机对所述包封袋抽真空后热封；

将热封后的所述包封袋置于等静压机内，进行等静压成型，得到所述3d陶瓷终端背板的生坯。

可选地，所述上模的材质为非刚性材质；

所述对所述制造粉料执行成型操作，得到所述3d陶瓷终端背板的生坯，包括：

将填充有所述制造粉料的所述成型模具置于等静压机内，进行等静压成型，得到所述3d陶瓷终端背板的生坯。

所述对所述生坯进行排胶烧结，得到所述3d陶瓷终端背板的烧结坯，包括：

将所述生坯放到承烧板上；

将所述生坯与所述承烧板一同置于炉内，在预设温度控制曲线下进行排胶烧结，得到所述3d陶瓷终端背板的烧结坯。

可选地，所述去除所述烧结坯的外表面的全部所述凸点，得到所述3d陶瓷终端背板，包括：

用磨床去除所述烧结坯的外表面的全部所述凸点；

对所述烧结坯的内表面与弧面部分用计算机数字化控制cnc加工至所述3d陶瓷终端背板的形状和尺寸；

对经cnc加工后的所述烧结坯进行抛光和物理气相沉积pvd处理，得到所述3d陶瓷终端背板。

本公开实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本公开实施例提供了一种3d陶瓷终端背板的成型模具，该成型模具包括上模和下模，上模与下模组合后形成与3d陶瓷终端背板的形状相匹配的模腔，上模与下模相对的表面形成有至少一个凹点，上述至少一个凹点在3d陶瓷终端背板的成型过程中，会使得3d陶瓷终端背板的生坯的外表面形成有与该至少一个凹点相对应的至少一个凸点。该至少一个凸点使得生坯的平面位置处的制造粉料更多，从而减少了弧面位置处的制造粉料，当弧面位置处的制造粉料体积不变，质量减小时，弧面位置的密度降低，最终使得生坯的平面位置与弧面位置的密度差降低，使得生坯各部位的强度更适当，解决了因弧面位置密度过大而使得烧结容易变形的问题，使得最终生产出的3d陶瓷终端背板的质量更佳。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种3d陶瓷终端背板的成型模具的示意图；

图2示例性示出了上模的底面的示意图；

图3示例性示出了上模的顶面的示意图；

图4是根据一示例性实施例示出的一种3d陶瓷终端背板的制造方法的流程图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1是根据一示例性实施例示出的一种3d陶瓷终端背板的成型模具的示意图。该成型模具100可以包括：上模110和下模120。

上模110与下模120组合后形成与3d陶瓷终端背板的形状相匹配的模腔。

在本公开实施例中，上模110可以称之为动模，在3d陶瓷终端背板的成型过程中，由上模110缓慢下压对制造粉料施加压力；下模120可以称之为静模，在3d陶瓷终端背板的成型过程中，下模120保持静止。

可选地，上模110和下模120所使用的材质是同一种类型的材质，使得制造粉料在成型过程中所受的压力较为均匀。例如，上模110和下模120均由刚性材质制成，或者上模110和下模120均由非刚性材质制成。在一些其它可能的实施方式中，上模110和下模120所使用的材质也可以是不同类型的材质。在本公开实施例中，材质类型可以包括刚性材质和非刚性材质，刚性材质的模具在成型过程中不会发生形变，非刚性材质的模具在成型过程中会发生形变。

模腔是上模110与下模120组合后，成型模具100形成的内腔，其包括用来填充制造粉料的空间。

假设图1所示的成型模具100中，上模110与下模120相对的一面称为上模110的底面，上模110不与下模120相对的一面称为上模110的顶面。结合参考图2和图3，图2示出了上模110的底面的示意图，图3示出了上模110的顶面的示意图。如图2所示，上模110与下模120相对的表面(也即底面)形成有至少一个凹点111。

可选地，凹点111的数量为多个，该多个凹点111呈n×m的阵列形式分布，n和m均为大于1的整数。

可选地，凹点111为球面凹点。在一些其它实施例中，凹点111也可以为锥面凹点或其它形状的凹点。

凹点111的形成方式包括以下二种：1、凹点111是对上模110进行加工制造形成的；2、凹点111是在3d陶瓷终端背板的成型过程中因受压形变形成的。

当凹点111是对上模110进行加工制造形成的时，上模110的材质可以选用刚性材质，凹点111的深度可以为0.05-0.3mm。可选地，刚性材质为刚性的硬质钢。可选地，当凹点111为球面凹点时，球面凹点的直径为8-20mm，且相邻的两个球面凹点的间距为0-20mm。

当凹点111是在3d陶瓷终端背板的成型过程中形成的时，上模110的材质可以选用非刚性材质。可选地，上模110的压缩量为0.05-0.3mm。其中，上模110的压缩量是指压缩前后上模110厚度的差值。可选地，上模110的厚度为20-50mm，其非刚性材质包括硬质或半硬质聚氨酯、橡胶、乳胶等，其弹性模量为20-50mpa。

可选地，当上模110的材质为非刚性材质时，适当降低上模110弧面位置的高度，从而降低弧面与平面所受的压力差。

在一些其它可能的实现方式中，还可以结合采用上述两种方式，在上模110上形成凹点111。

综上所述，本公开实施例提供的技术方案中，提供了一种3d陶瓷终端背板的成型模具，该成型模具包括上模和下模，上模与下模组合后形成与3d陶瓷终端背板的形状相匹配的模腔，上模与下模相对的表面形成有至少一个凹点，上述至少一个凹点在3d陶瓷终端背板的成型过程中，会使得3d陶瓷终端背板的生坯的外表面形成有与该至少一个凹点相对应的至少一个凸点。该至少一个凸点使得生坯的平面位置处的制造粉料更多，从而减少了弧面位置处的制造粉料，当弧面位置处的制造粉料体积不变，质量减小时，弧面位置处的密度降低，最终使得生坯的平面位置与弧面位置的密度差降低，使得生坯各部位的强度更适当，解决了因弧面位置密度过大而使得等静压后烧结容易变形的问题，使得最终生产出的3d陶瓷终端背板的质量更佳。

图4是根据一示例性实施例示出的一种3d陶瓷终端背板的制造方法的流程图。该方法可以包括如下几个步骤(401～405)：

在步骤401中，安装3d陶瓷终端背板的成型模具。

成型模具包括上模和下模，上模与下模组合后形成与3d陶瓷终端背板的形状相匹配的模腔，上模与下模相对的表面形成有至少一个凹点。有关成型模具的介绍说明，可参见上文实施例，此处不再赘述。

在步骤402中，将3d陶瓷终端背板的制造粉料填充至模腔中。

可选地，制造粉料包括95-99wt％的氧化锆粉体与1-5wt％的粘结剂。其中，制造粉料的平均尺寸为60-100μm。氧化锆粉体包括89-97wt％的氧化锆、3-5wt％的稳定剂氧化钇以及0-4wt％的着色剂。氧化锆粉体的比表面积为7-10m²/g，中值粒径为0.2-0.4μm，尺寸为40-100nm。粘结剂包括聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、甘油中的一种或多种。

可选地，在将3d陶瓷终端背板的制造粉料填充至模腔之后，用平尺将制造粉料挂平，让制造粉料平铺于模腔内。

在步骤403中，对制造粉料执行成型操作，得到3d陶瓷终端背板的生坯。

生坯是指成型但未烧结的坯体。由于形成有至少一个凹点，生坯的外表面形成有与至少一个凹点相对应的至少一个凸点。凹点的形成方式不同，其对应的成型操作不同，不同凹点的形成方式对应的成型操作将在下文具体描述。

在步骤404中，对生坯进行排胶烧结，得到3d陶瓷终端背板的烧结坯。

排胶是指通过加热或其他方法，将坯体内的粘结剂排除的工艺过程。烧结是指减少坯体内的气孔，增强制造粉料之间的结合，提高坯体强度的工艺过程。

可选地，步骤404包括以下几个子步骤(404a～404b)：

在步骤404a中，将生坯放到承烧板上；

在步骤404b中，将生坯与承烧板一同置于炉内，在预设温度控制曲线下进行排胶烧结，得到3d陶瓷终端背板的烧结坯。

可选地，承烧板为高铝承烧板。生坯上的凸点与承烧板接触，使得生坯与承烧板的接触面积减小，排胶过程更容易，烧结过程降温时不会使得生坯内表面与外表面温差过大而产生变形。而且，可以根据具体情况适当地将排胶烧结过程加快。

预设温度控制曲线反映了温度随时间的变化。该预设温度控制曲线的横坐标为时间，纵坐标为温度。可选地，该预设温度控制曲线由工作人员根据具体情况进行设置。可选地，由预设温度控制曲线得到一定时间内的升温速率或降温速率为800-2000℃/s。

可选地，烧结坯的密度为6.0-6.8g/cm³，抗弯强度为1100-1400mpa。

在步骤405中，去除烧结坯的外表面的全部凸点，得到3d陶瓷终端背板。

因为3d陶瓷终端背板的成品的外表面是不带有凸点的，所以需要将烧结坯的外表面上的凸点去除。

可选地，步骤405包括以下几个子步骤(405a～405c)：

在步骤405a中，用磨床去除烧结坯的外表面的全部凸点；

烧结坯的外表面上的至少一个凸点可以降低磨床砂轮崩缺烧失的风险。

在步骤405b中，对烧结坯的内表面与弧面部分用cnc(computernumericalcontrol，计算机数字化控制)加工至3d陶瓷终端背板的形状和尺寸；

cnc加工使得烧结坯的曲线更加柔和，观感更舒适。

在步骤405c中，对经cnc加工后的烧结坯进行抛光和pvd(physicalvapordeposition，物理气相沉积)处理，得到3d陶瓷终端背板。

抛光是通过对烧结坯进行滑动摩擦，以去除前一道工序留下的瑕疵、划痕等加工痕迹，使得烧结坯获得光滑的表面的工序。pvd是一种成膜技术，用于沉积薄膜和涂层。

综上所述，本公开实施例提供的技术方案中，由于3d陶瓷终端背板的成型模具的上模与下模相对的表面形成有至少一个凹点，上述至少一个凹点在3d陶瓷终端背板的成型过程中，会使得3d陶瓷终端背板的生坯的外表面形成有与该至少一个凹点相对应的至少一个凸点。该至少一个凸点使得生坯的平面位置处的制造粉料更多，从而减少了弧面位置处的制造粉料，当弧面位置处的制造粉料体积不变，质量减小时，弧面位置处的密度降低，最终使得生坯的平面位置与弧面位置的密度差降低，使得生坯各部位的强度更适当，解决了因弧面位置密度过大而使得等静压后烧结容易变形的问题，使得最终生产出的3d陶瓷终端背板的质量更佳。

另外，因为3d陶瓷终端背板的生坯的外表面形成有凸点，所以降低了生坯在排胶烧结时与承烧板的接触面积，加快了排胶过程，且降低了由于承烧板蓄热而导致的生坯内外表面的温差，最终降低了生坯由于温差产生变形的风险。

凹点的不同形成方式对应的成型操作可以如下所示：

在一个示例中，当凹点是对上模进行加工制造形成的时，上模的材质为刚性材质，上述步骤403：对制造粉料执行成型操作，得到3d陶瓷终端背板的生坯，可以包括以下几个子步骤(403a～403b)：

在步骤403a中，对制造粉料执行干压成型操作，得到3d陶瓷终端背板的干压坯体。

上模缓慢下压对制造粉料施加压力。可选地，压力为10-50mpa，保压2-10s。干压坯体的密度可以为2.6-3.0g/cm³。

在步骤403b中，对干压坯体执行等静压成型操作，得到3d陶瓷终端背板的生坯。

可选地，等静压模具的形状尺寸与上述成型模具的形状尺寸一致。等静压模具的材质包括但不限于电木、玻璃、铝、不锈钢等。

可选地，上述步骤403b包括以下几个子步骤(1～4)：

1、将干压坯体转移至等静压模具上；

2、将干压坯体与等静压模具一同置于包封袋内；

包封袋的材质包括但不限于聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、乳胶等。

3、用真空机对包封袋抽真空后热封；

热封是指用某种方式加热封口处材料，使其达到粘流状态后加压使之黏封。

4、将热封后的包封袋置于等静压机内，进行等静压成型，得到3d陶瓷终端背板的生坯。

可选地，等静压成型时的压力为120-200mpa，保压时间为30-240s。生坯的密度可以为3.1-3.3g/cm³。

在另一个示例中，当凹点是在3d陶瓷终端背板的成型过程中形成的时，上模的材质为非刚性材质，上述步骤403：对制造粉料执行成型操作，得到3d陶瓷终端背板的生坯，具体包括如下步骤：

将填充有制造粉料的成型模具置于等静压机内，进行等静压成型，得到3d陶瓷终端背板的生坯。可选地，等静压成型时的压力为120-200mpa，保压时间为30-240s。生坯的密度可以为3.1-3.3g/cm³。

在本公开实施例中，针对凹点的两种不同形成方式，提供了两种相对应的成型方式，在实际应用中，可以根据实际需求，选择合适的成型方式，以生产出高质量的3d陶瓷终端背板。

需要说明的一点是，上述实施例中的数值参数仅是示例性的，可以根据具体情况进行合理设置，例如根据3d陶瓷终端背板的形状尺寸进行合理设置，本公开实施例对此不作限定。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。