用預浸材料製作多邊形連續側邊框的方法
2023-12-06 13:01:51 1
專利名稱：用預浸材料製作多邊形連續側邊框的方法
技術領域：
本發明涉及一種用預浸材料成型工件的方法，特別是涉及一種用預浸材料製作多邊形連續側邊框的方法。
背景技術：
利用預浸材料所製成的複合材料工件因為具有質輕、強度高的特性，並能提供特殊的視覺及觸覺感受，所以廣泛應用於較高階的手機、薄型顯示器、電子書、衛星導航系統， 或是隨身音樂播放器等消費性電子產品中。參閱圖1及圖2，以成型出如圖1所示的側邊框3為例，目前利用預浸材料製作的複合材料工件的主要製作過程大致包含一積層疊合步驟11、一平壓步驟12、一裁形步驟 13、一熱壓成型步驟14，及一脫模修整步驟15。在積層疊合步驟11中，是將多數內含樹脂的預浸複合材料一片一片地積層疊置， 而得到一積層基板。接著進行該平壓步驟12，用加壓的方式對該積層基板施以壓力而除去基板內部的空氣及層間氣泡。然後進行該裁形步驟13，將平壓後的該積層基板依欲製作出的邊框態樣對應裁製該積層基板，而得到一待熱壓的半成品。接著再進行該熱壓成型步驟14，將該待熱壓半成品放入模具中，再熱壓合該待熱壓半成品以成型出該側邊框的初坯。最後進行脫模修整步驟15，將該側邊框的初坯自該模具中取出後，進行該側邊框的初坯周邊修整，例如去除殘膠等多餘物，即可製作出如圖1所示的側邊框3。上述由預浸材料成型的複合材料工件確實可以有效率地生產出包含該側邊框在內的各式態樣的複合材料工件，但是，這種製程的主要缺點是受限於所欲生產的複合材料工件型態而有較高的預浸複合材料的浪費。以成型出如圖1所示的側邊框3為例，由於該側邊框3是呈具有一定高度h的中空方形框狀，因此在積層疊合步驟11時，必須重複堆疊預浸複合材料至所構成的積層基板的高度h可與欲製作的該側邊框3高度h相對應，但是在裁形步驟13時，又需將該積層基板中央的極大區域裁除而製成具有預定厚度t的框架態樣，被裁切下來的部分受限於高度h及面積大小很難剛好適用於製作另一複合材料工件， 以致無法回收再使用，造成大量的材料浪費，製造成本因而提高。因此，如圖3所示，發展出先將預浸材料裁切成多數個對應於該側邊框長度、寬度和厚度的條狀預浸材料，再依序將該些條狀預浸材料積層堆疊得到框形態樣的積層基板， 之後類似地用模具進行熱壓合成型，以及脫模後修整的過程，就能在減少材料浪費的前提下製作出同樣的側邊框3』。然而此方法雖然可以避免裁除積層基板時所造成材料資源浪費的問題，但此方式製作出的側邊框3』卻又因積層疊合條狀預浸複合材料的方式而呈現出成品的纖維花紋凌亂不連續的外觀，而無法符合消費性電子產品的品檢出貨標準。
由此可知，目前利用預浸複合材料所成型出的複合材料工件，特別是製作例如側邊框3、3』的製作過程需要加以改善，如何能在降低材料成本的同時還可以保持美觀並提升市場競爭能力，成為業界亟待解決的問題。
發明內容
本發明的目的在於提供一種製作簡便且不浪費材料資源的用預浸材料製作多邊形連續側邊框的方法。本發明用預浸材料製作多邊形連續側邊框的方法，其特徵在於該方法包含(a)準備一個剛性纏繞模具，該剛性纏繞模具具有一個對應於該欲製作的多邊形連續側邊框態樣的纏繞面；(b)令一個連續長帶狀的預浸材料以預定張力纏繞堆疊於該纏繞面上，而成型出一個具有對應於欲製作的多邊形連續側邊框的厚度t的多邊形連續框狀半成品；(c)將一個受熱時體積會膨脹且形狀對應於該欲製作的多邊形連續側邊框態樣的彈性框圈套設於該連續框狀半成品上，而構成一個待熱壓工件；(d)以該彈性框圈貼觸一個具有一個熱壓設備的剛性模具的內表面進行熱壓，而使該多邊形連續框狀半成品成該多邊形連續側邊框；及(e)自該剛性模具中取出熱壓後的該待熱壓工件，移除該彈性框圈與該剛性纏繞模具，製得該多邊形連續側邊框。本發明的目的及解決其技術問題還可採用以下技術措施進一步實現。較佳地，所述的用預浸材料製作多邊形連續側邊框的方法，其中在該步驟(a)中， 所述剛性纏繞模具包括一個呈厚板狀的本體，及一個形成於該本體側周面並具有該纏繞面的限位纏繞槽。較佳地，所述的用預浸材料製作多邊形連續側邊框的方法，其中在該步驟(b)中， 在纏繞該預浸材料時，是借一推抵件以預定壓力抵靠在已纏繞於該纏繞面上的該預浸材料上，以壓迫該預浸材料平整地纏繞成該多邊形連續框狀半成品。較佳地，所述的用預浸材料製作多邊形連續側邊框的方法，其中該彈性框圈以矽膠為主要材料所製成。本發明的有益效果在於通過將該預浸材料纏繞於相對應態樣的剛性纏繞模具， 再經由熱壓過程，並借該彈性框圈配合該剛性模具施予該多邊形連續框狀半成品的外周面壓力，及該剛性纏繞模具給予內周面壓力，就能使該多邊形連續框狀半成品硬化成型，脫模取出後，不需經過裁切即可製得成品，不但不會造成材料資源的浪費，且成品外觀花紋完整不受破壞，整體製程簡易。
圖1是一複合材料成型側邊框的示意圖；圖2是一流程圖，說明現有的預浸複合工件的製造方法；圖3是一示意圖，說明現有的預浸材料經裁切後再積層疊合為一框架基板；圖4是一流程圖，說明本發明用預浸材料製作多邊形連續側邊框的製作方法；圖5是一剛性纏繞模具的示意圖6是一示意圖，說明該預浸材料纏繞於該剛性纏繞模具時，一推抵件以預定壓力抵靠該剛性纏繞模具及該預浸材料；圖7是一多邊形連續框狀半成品的局部剖面圖；圖8是一待熱壓工件的局部剖面圖；圖9是一局部剖面圖，說明將該待熱壓工件置於該剛性模具中；圖10是一示意圖，說明一裁切後具有預計數量的多邊形連續側邊框的待裁物。
具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本發明進行詳細說明。參閱圖4，本發明用預浸材料製作多邊形連續側邊框的方法的一較佳實施例，用以製作出如圖1所示態樣的多邊形連續側邊框3，且所製成的多邊形連續側邊框3具有連續、 平整的纖維花紋外觀，並能符合消費性電子產品的品檢出貨標準。配合參閱圖5，首先進行步驟21，準備一組受力不變形的剛性纏繞模具4，該剛性纏繞模具4包括一呈現矩形厚板狀的本體42，及一形成於該本體42側周面的限位纏繞槽 411，該限位纏繞槽411具有一纏繞面41，該纏繞面41的水平剖面形狀與將製作的多邊形連續側邊框3的形狀為相似形且相互對應。參閱圖4、圖6及圖7，接著進行步驟22，令一連續長帶狀的預浸材料5以預定張力纏繞堆疊於該剛性纏繞模具4的纏繞面41上，而構成一多邊形連續框狀半成品8，該多邊形連續框狀半成品8的厚度t與欲製作的多邊形連續側邊框3的厚度t相對應。更詳細地說，本步驟22是利用步進式馬達(圖未示出)帶動該剛性纏繞模具4以等角速率轉動，當該剛性纏繞模具4轉動時，同時帶動一成卷盤繞於一盤卷架(圖未示出)上的連續長帶狀的預浸材料5，順著該限位纏繞槽411的纏繞面41以預定張力平順地纏繞，而得到該多邊形連續框狀半成品8。較佳地，在此過程中，還可以令一推抵件6保持一預定壓力地抵靠著已纏繞在該限位纏繞槽411上的預浸材料5，經由該預浸材料5本身的預定張力及該推抵件6 給予該預浸材料5及該限位纏繞槽411的預定壓力，能將存在於該預浸材料5間的氣泡在纏繞的過程中同時被該推抵件6推擠出，從而保持纏繞出的該多邊形連續框狀半成品8整體的平整度，不會因氣泡而產生凸起現象，也不會因該預浸材料5纏繞不平順而發生皺褶。參閱圖4、圖7及圖8，接著進行步驟23，準備一水平剖面的形狀與該欲製作的多邊形連續側邊框3的態樣概為相似形且受熱時體積會膨脹的彈性框圈7，將該彈性框圈7套設於該多邊形連續框狀半成品8的外周面，此時該多邊形連續框狀半成品8與該彈性框圈 7及該剛性纏繞模具4共同組成一待熱壓工件9。在本實施例中，該彈性框圈7是以矽膠為主要材料所製成，但本發明不應受限於以矽膠為該彈性框圈7的主要材料。參閱圖4、圖8及圖9，接著進行步驟M，準備一剛性模具10，該剛性模具10不形變且具有一可供該待熱壓工件9容置的容室103。令該待熱壓工件9置於該剛性模具10的容室103內。該彈性框圈7緊貼觸於該剛性模具10的內表面101，使該待熱壓工件9與該剛性模具10緊密配合，借一熱壓設備提供該待熱壓工件9 一預定溫度，同時配合該彈性框圈7與該剛性模具10對該待熱壓工件9外周面施予一預定壓力，受熱時膨脹的彈性框圈7 可使該預定壓力能平均分布於該多邊形連續框狀半成品8的外周面，同時該剛性纏繞模具 4也給予該多邊形連續框狀半成品8的內周面一壓力，該多邊形連續框狀半成品8承受來自外周面與內周面的壓力，及該熱壓設備產生的熱能，使該多邊形連續框狀半成品8熱固成為如圖1所示的多邊形連續側邊框3的初坯。參閱圖4、圖8及圖9，最後進行的是步驟25，先將該待熱壓工件9自該剛性模具 10中取出，移除該彈性框圈7，並將位於該多邊形連續側邊框3的初坯內的剛性纏繞模具4 取出，再清除該多邊形連續側邊框3的初坯的外部殘餘物，製得如圖1所示的該多邊形連續側邊框3成品。參閱圖4、圖5及圖10，特別說明的是，該剛性纏繞模具4的限位纏繞槽411的高度H也可增加至可對應預計數量的多邊形連續側邊框的高度h總和，再進行上述步驟22至步驟25，形成一具有多數個多邊形連續側邊框的待裁物102，最後再將該待裁物102裁切製成多數個如圖1所示的多邊形連續側邊框3。如此，能在同一製作流程同時製作出較多量的多邊形連續側邊框3，而能提供節省時間成本的功效。綜上所述，本發明用預浸材料5製作多邊形連續側邊框的製作方法，通過該預浸材料5具有一預定張力地纏繞於該纏繞面41的態樣與該欲製作的多邊形連續側邊框3的形狀對應為相似形的剛性纏繞模具4，且同時通過該推抵件6給予該預浸材料5纏繞時的預定壓力，使該預浸材料5纏繞時順暢且無氣泡存於該預浸材料5間，而成為多邊形連續框狀半成品8，再對應地套設一態樣也與該多邊形連續側邊框3的形狀為相似形的彈性框圈7成該待熱壓工件9，並將該待熱壓工件9置入該剛性模具10中，該彈性框圈7利用該熱壓設備對該熱壓工件9加溫及加壓時，令壓力平均散布於該多邊形連續框狀半成品8的外周面及內周面，使得硬化後的多邊形連續側邊框能更平整及可承受更強大的外力，最後脫模整型， 該多邊形連續框狀半成品8就成為多邊形連續側邊框3。本發明不需再額外增加在纏繞時去除氣泡的步驟，就能使其在半成品時就擁有平順的表面，也省卻傳統做法需先經裁切使該半成品成為預定態樣的步驟，因此不會因為裁切而浪費材料資源、回收材料所需的時間，以及將回收材料再製作成為預浸材料5的成本， 流程更為簡便。再者，由於該預浸材料5是呈連續帶狀，且無截斷或是再接合地纏繞於該剛性纏繞模具4，所以能使該多邊形連續側邊框3的表面的纖維花紋連續且平整。如此，將該側邊框3應用於消費性電子產品時，可使商品的側邊框架具有天然形成的條紋及流暢的外觀線條，提升消費者購買的欲望。
權利要求
1.一種用預浸材料製作多邊形連續側邊框的方法，其特徵在於該方法包含(a)準備一個剛性纏繞模具，該剛性纏繞模具具有一個對應於該欲製作的多邊形連續側邊框態樣的纏繞面；(b)令一個連續長帶狀的預浸材料以預定張力纏繞堆疊於該纏繞面上，而成型出一個具有對應於欲製作的多邊形連續側邊框的厚度的多邊形連續框狀半成品；(c)將一個受熱時體積會膨脹且形狀對應於該欲製作的多邊形連續側邊框態樣的彈性框圈套設於該連續框狀半成品上，而構成一個待熱壓工件；(d)以該彈性框圈貼觸一個具有一個熱壓設備的剛性模具的內表面進行熱壓，而使該多邊形連續框狀半成品成該多邊形連續側邊框；(e)自該剛性模具中取出熱壓後的該待熱壓工件，移除該彈性框圈與該剛性纏繞模具， 製得該多邊形連續側邊框。
2.根據權利要求1所述的用預浸材料製作多邊形連續側邊框的方法，其特徵在於該步驟(a)中，所述剛性纏繞模具包括一個呈厚板狀的本體，及一個形成於該本體側周面並具有該纏繞面的限位纏繞槽。
3.根據權利要求2所述的用預浸材料製作多邊形連續側邊框的方法，其特徵在於該步驟(b)中，在纏繞該預浸材料時，是借一推抵件以預定壓力抵靠在已纏繞於該纏繞面上的該預浸材料上，以壓迫該預浸材料平整地纏繞成該多邊形連續框狀半成品。
4.根據權利要求3所述的用預浸材料製作多邊形連續側邊框的方法，其特徵在於該彈性框圈以矽膠為主要材料所製成。
全文摘要
一種用預浸材料製作多邊形連續側邊框的方法，首先準備一剛性纏繞模具，其具有一對應於該欲製作的多邊形連續側邊框態樣的纏繞面，將連續帶狀的預浸材料以預定張力平順地纏繞於該纏繞模具的纏繞面直到呈預定厚度而成半成品，再套設一形狀相對應於欲製作的側邊框的彈性框圈於該半成品，然後放入具有熱壓設備的剛性模具中進行加溫與加壓，以使該半成品硬化成型，就能製得多邊形連續側邊框。此發明直接由具有相對應態樣的半成品固化成多邊形連續側邊框的產品，製作簡易，並降低再次塑型造成產品變形的風險，及減少裁切成型所需的成本。
文檔編號B29D12/00GK102398370SQ20101028260
公開日2012年4月4日 申請日期2010年9月16日 優先權日2010年9月16日
發明者蔡昌宏, 黃士翃 申請人:明安國際企業股份有限公司