一種碳纖維筆記本電腦外殼及其製造方法及其製造設備的製作方法

2023-05-15 01:43:06

專利名稱：一種碳纖維筆記本電腦外殼及其製造方法及其製造設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及筆記本電腦外殼的製造領域，更具體地說，涉及一種碳纖維筆記本電腦外殼及其製造方法及其製造設備。
背景技術：
筆記本電腦逐步向中高端發展，其外殼追求更輕、更薄、更高強度和特殊外觀效果。目前，常用碳纖維筆記本電腦外殼主要由短碳纖維殼體和塑料件組成形成，成型後的短碳纖維外殼由長度為2mm左右的短碳纖維構成，其缺陷是厚度較大、重量偏重、強度偏差。 由於短碳纖維的存在，外殼表面比較粗糙，從而導致外殼必須採用噴漆、啞光等後處理，存在成型工藝複雜、外觀性能差的缺點。而且，由於塑料件材料本身強度不高導致成型後的外殼強度不高、易變形、散熱性能差等缺陷。

發明內容
本發明要解決的技術問題在於，針對現有技術中碳纖維筆記本電腦外殼存在厚度較大、強度不高、散熱性能差等缺陷，提供一種碳纖維筆記本電腦外殼及其製造方法及其製造設備，能夠很好解決上述問題。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是一種碳纖維筆記本電腦外殼，包括碳纖維殼體、以及固定設置在所述碳纖維殼體上的塑料件；所述碳纖維殼體由多層碳纖維布層、以及設置在所述碳纖維布層兩側的熱固性環氧樹脂層構成；所述碳纖維布層的碳纖維絲長度大於20mm。本發明一種碳纖維筆記本電腦外殼，優選的，所述碳纖維布層的碳纖維絲沿縱向、 徑向雙向分布。本發明一種碳纖維筆記本電腦外殼，優選的，所述碳纖維布層的碳纖維絲的分布密度為4. 412-5. 263根/平方釐米。本發明一種碳纖維筆記本電腦外殼，優選的，所述塑料件通過粘結劑粘合固定在所述碳纖維殼體上。本發明一種碳纖維筆記本電腦外殼，優選的，所述塑料件由聚碳酸酯、以及丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物組成。一種碳纖維筆記本電腦外殼的製造方法，包括以下步驟SI :首先將多層碳纖維布層、以及設置在所述碳纖維布層兩側的熱固性環氧樹脂層通過模具熱成型形成碳纖維殼體；S2:然後將液態的塑料液體通過模具注塑形成塑料件並固接在所述碳纖維殼體上。本發明一種碳纖維筆記本電腦外殼的製造方法，優選的，所述步驟SI還包括以下步驟S11 :模具與環氧樹脂層接觸的表面上塗刷有脫模劑層。本發明一種碳纖維筆記本電腦外殼的製造方法，優選的，所述熱固性環氧樹脂層中添加有固化劑。本發明一種碳纖維筆記本電腦外殼的製造方法，優選的，在進行步驟S2之前，先進行步驟Sll :在所述碳纖維殼體的內表面塗制粘結劑，對所述粘結劑在60°C溫度下進行烘乾處理。本發明一種碳纖維筆記本電腦外殼的製造方法，優選的，在進行步驟Sll前，先對在所述碳纖維殼體上待塗刷粘結劑的區域進行塗抹處理劑進行改性腐蝕。本發明一種碳纖維筆記本電腦外殼的製造方法，優選的，所述步驟S2包括以下步驟S21 :將塗刷有粘結劑的碳纖維殼體進行預加熱，使碳纖維殼體的表面溫度彡 130。。；S22 :將模具溫度調整至120°C -140°C ；S23 :液態的塑料液注射進入模具內並與粘結劑接觸；S24 :塑料液進入模具後成型形成塑膠件；S25 :將成型後的塑料件與碳纖維殼體整體從模具中取出，冷卻4_5min，以使塑料件和粘結劑固化粘合。本發明一種碳纖維筆記本電腦外殼的製造方法，優選的，還包括步驟S3 :所述塑料件與所述碳纖維殼體固化後進行噴塗處理首先將塑料件噴塗底漆，然後將塑料件和碳纖維殼體整體進行噴塗光油，最後將塑料件和碳纖維殼體整體進行噴塗紫外線光固化漆。一種碳纖維筆記本電腦外殼的製造設備，包括碳纖維殼體的熱成型模具、塑料件的注塑模具、以及裁剪銑削所述碳纖維殼體的銑削工具；所述熱成型模具包括與所述碳纖維殼體相適配的凹模、以及與所述凹模配合設置的凸模，所述凹模與所述凸模通過螺釘固定連接，所述凹模的邊緣處設置有供塑料液體流出的溢流槽；所述銑削工具包括凹模板、固定在所述凹模板內的三向定位塊、以及用於固定所述碳纖維殼體的凸模支撐板，所述碳纖維殼體位於所述凹模板和所述凸模支撐板之間；所述凹模板的邊沿上還設置有四個快速定位夾。本發明可達到以下有益效果通過採用碳纖維絲長度大於20mm的碳纖維布層與熱固性的環氧樹脂熱成型形成碳纖維殼體，由於碳纖維絲的長度較長，從而使碳纖維殼體的表面均勻光滑、立體外觀效果良好、且具有良好的穩定性和散熱性。與短纖維的筆記本殼體相比，長纖維筆記本電腦的殼體厚度可減薄50 %，重量減輕40%。


下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中圖I是本發明的碳纖維筆記本電腦外殼的結構示意圖；圖2a是本發明的碳纖維筆記本電腦外殼的碳纖維殼體的熱成型模具的機構示意圖；圖2b是圖2a的D-D截面剖視示意圖；圖2c是本發明的碳纖維筆記本電腦外殼的碳纖維殼體的剖視示意圖；圖3a是本發明的碳纖維筆記本電腦外殼的銑削工具的結構示意圖3b是圖3a的K-K剖面示意圖4是本發明的碳纖維筆記本電腦外殼的製造方法流程示意圖。 圖中
2、塑料件 4、凸模
6、定位螺釘
8、三向定位塊
10、快速定位夾 102、環氧樹脂層
I、碳纖維殼體 3、凹模 5、溢流槽 7、凹模版 9、凸模支撐板 101、碳纖維布層
具體實施例方式為了對本發明的技術特徵、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖詳細說明本發明的具體實施方式
。如圖I所示，為本發明提供的一個實施例，一種碳纖維筆記本電腦外殼，包括碳纖維殼體I、以及固定設置在碳纖維殼體上的塑料件2，該塑料件2用於裝配筆記本電腦的結構零部件。採用塑料件與碳纖維殼體配合這種結構，解決了碳纖維殼體不能直接裝配複雜結構零部件的缺陷，同時塑料件增強碳纖維殼體的強度，從而最大程度地減薄碳纖維殼體的厚度，減輕碳纖維筆記本電腦外殼的重量。如圖2c所示，碳纖維殼體由多層碳纖維布層 101、以及設置在碳纖維布層101兩側的熱固性環氧樹脂層102組成。碳纖維布層的碳纖維絲長度大於20mm，由於碳纖維絲的長度較長，從而使碳纖維殼體的表面均勻光滑、立體外觀效果良好、且具有良好的穩定性。採用熱固性環氧樹脂層與碳纖維布層熱成型後的碳纖維殼體具有良好的強度，且在高溫下不會發生形變。為了保證碳纖維殼體的韌性，該碳纖維布層的碳纖維絲沿縱向、徑向雙向分布。 進一步的，為了增加碳纖維殼體的強度和韌性，雙向碳纖維布層的碳纖維絲的分布密度為
4.412-5. 263根/平方釐米。例如14. I寸的筆記本外殼，碳纖維絲的數量為3000根。如圖I所示，塑料件2通過粘結劑粘合固定在碳纖維殼體I上，為了保證粘結劑能夠均勻塗刷在碳纖維殼體I的表面上，粘結劑通過氣體驅動噴塗方式進行塗刷。為了兩者之間的結合力更大，先在碳纖維殼體表面需要塗刷粘結劑的區域上使用處理劑進行前期處理，讓處理劑對碳纖維殼體的粘結區進行腐蝕，改變其表面的極性，從而增加粘結劑的粘結性能，使粘結劑與碳纖維殼體的表面更好的結合。進一步的，為了增加塑料件的強度，塑料件由聚碳酸酯、以及丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物組成。本發明還提供一種碳纖維筆記本電腦外殼的製造方法，如圖4所示，包括以下步驟S1 :首先將多層碳纖維布層、以及設置在碳纖維布層兩側的熱固性環氧樹脂層通過模具熱成型形成碳纖維殼體；S2 :然後將液態的塑料液體通過模具注塑形成塑料件並固接在碳纖維殼體上。碳纖維殼體在熱成型模具中成型時，由於環氧樹脂本身是一種膠粘劑，其固化後會粘合凸模和凸模，從而導致脫模困難，為了便於成型的碳纖維殼體容易從熱成型模具中脫離，步驟Si還包括以下步驟S11 :模具與環氧樹脂層塗制的表面上塗刷有脫模劑層。
為了使環氧樹脂固化後具有一定的韌性，以防止碳纖維外殼跌落時邊角易粉碎， 環氧樹脂必須經過改性，即環氧樹脂層中添加有固化劑。環氧樹脂層102與碳纖維布層101在熱成型形成碳纖維殼體的過程中，為了保證環氧樹脂層101能夠很好地填充、浸泡、融合進碳纖維絲束內部，環氧樹脂粘度不能太高， 否則會導致其流動性差，粘度過小則導致固化後碳纖維殼體的強度受到影響，優選的，環氧樹脂的粘度在25°c溫度下為5000-6000毫帕斯卡·秒。碳纖維殼體在熱成型後需要進行廢邊初步切除，然後進行銑削。由於碳纖維殼體的形狀、硬度等原因，被銑削麵的兩側必須有支撐，以防銑削過程時因碳纖維殼體自身強度不夠而導致銑削麵破裂或不平整。加工完成後，銑削麵及邊角切割交界處需打磨光滑。優選的，在進行步驟S2之前，先進行步驟Sll :在碳纖維殼體的表面塗刷粘結劑， 對粘結劑在60°C溫度下進行烘乾處理。塗刷粘結劑的目的是讓熔融的液態塑料液體通過粘結劑固定在碳纖維殼體上。碳纖維殼體的表層為熱固性的環氧樹脂，固化後的環氧樹脂表面密度大，為難粘材質，粘結劑很難直接滲透到環氧樹脂分子中，因此，碳纖維殼體的表層環氧樹脂表面必須進行預處理。優選的，在進行步驟Sll前，先對在碳纖維殼體上待塗刷粘結劑的區域進行塗抹處理劑進行改性腐蝕。首先，碳纖維殼體的內表面用酒精進行除油、除塵處理；然後，對碳纖維殼體的內表面塗刷專用處理劑，該處理劑的作用是對環氧樹脂表面進行腐蝕，有效改善環氧樹脂的表面極性，從而增加粘結劑與環氧樹脂間的結合力，大大提高二者的粘接性能。最後，將處理完成的碳纖維殼體常溫放置15分鐘後高溫烘乾以確保處理劑完全揮發。碳纖維殼體的表面用處理劑處理完成後，再進行步驟S11，採用氣體驅動噴塗方式行粘結劑的噴塗，以確保粘結面粘結層的厚度均勻，從而保證粘結強度均勻。粘結劑噴塗完成後，在一定的溫度和時間條件下，對表面粘結劑進行烘乾處理。具體的，步驟S2包括以下步驟S21 :為了使粘結劑牢固地粘合塑料件和碳纖維殼體，必須充分發揮粘結劑的活性，由於粘結劑需在130°C的高溫才能將其活性激發出來，使粘結性能達到最佳，必須在碳纖維殼體放入注塑模具前進行預熱處理，即將塗刷有粘結劑的碳纖維殼體進行預加熱，使碳纖維殼體的表面溫度彡1300C ；S22 :將模具溫度調整至120°C -140°C ；S23:將預熱處理後碳纖維殼體放入注塑模具中，液態的塑料液注射進入模具內並與粘結劑接觸；S24 :塑料液進入模具後成型逐漸形成塑膠件；S25 :將成型後的塑料件與碳纖維殼體整體從模具中取出，冷卻4_5min，以使塑料件和粘結劑固化粘合。待碳纖維外殼完全冷卻至室溫，以便確保粘結劑與碳纖維殼體的粘結效果最佳。從注塑模具中成型的碳纖維外殼，由於噴塗粘結劑時由於氣壓不穩定，碳纖維殼體的內表面局部區域粘結劑的噴塗量會偏多，注塑成型過程中高溫高壓的塑料液體會將多餘的粘結劑擠出，影響碳纖維外殼的外觀，因此，碳纖維外殼脫模後，需對粘結劑溢出的區域進行後處理，將凝固後的粘結劑除掉。進一步的，注塑成型後的碳纖維外殼由於受到注塑模具內模溫、注塑料溫等高溫影響，碳纖維外殼上會有燙印痕跡，為了加強碳纖維外殼的外觀亮度效果，使其具備防刮傷性能，注射成型後的碳纖維外殼必須進行噴塗處理，即如圖4所示的步驟S3，塑料件與碳纖維殼體固化後進行噴塗處理首先將塑料件噴塗底漆，然後將塑料件和碳纖維殼體整體進行噴塗光油，最後將塑料件和碳纖維殼體整體進行噴塗紫外線光固化漆。本發明還提供一種碳纖維筆記本電腦外殼的製造設備，優選的，包括用於碳纖維殼體的熱成型模具、用於塑料件的注塑模具、以及用於裁剪銑削碳纖維殼體的銑削工具。具體的，如圖2a和圖2b所示，熱成型模具包括與碳纖維殼體相適配的凹模3、以及與凹模3配合設置的凸模4，凹模3與凸模4通過定位螺釘6固定連接，凹模3的邊緣處設置有供塑料液體流出的溢流槽5。如圖3a和圖3b所示，銑削工具包括凹模板7、固定在凹模板7內的三向定位塊8、 以及用於固定碳纖維殼體I的凸模支撐板9,碳纖維殼體位於凹模板7和凸模支撐板9之間；凹模板7的邊沿上還設置有四個快速定位夾10。三向定位塊10是保證凹模板7、碳纖維外殼I、凸模支撐塊9三者位置精確對準。快速定位夾10有四個，兩個一組配合使用。上面結合附圖對本發明的實施例進行了描述，但是本發明並不局限於上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨和權利要求所保護的範圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬於本發明的保護之內。
權利要求
1.一種碳纖維筆記本電腦外殼，其特徵在於包括碳纖維殼體、以及固定設置在所述碳纖維殼體上的塑料件；所述碳纖維殼體由多層碳纖維布層、以及設置在所述碳纖維布層兩側的熱固性環氧樹脂層構成；所述碳纖維布層的碳纖維絲長度大於20mm。
2.根據權利要求I的碳纖維筆記本電腦外殼，其特徵在於，所述碳纖維布層的碳纖維絲沿縱向、徑向雙向分布。
3.根據權利要求2的碳纖維筆記本電腦外殼，其特徵在於，所述碳纖維布層的碳纖維絲的分布密度為4. 412-5. 263根/平方釐米。
4.根據權利要求I的碳纖維筆記本電腦外殼，其特徵在於，所述塑料件通過粘結劑粘合固定在所述碳纖維殼體上。
5.根據權利要求I的碳纖維筆記本電腦外殼，其特徵在於，所述塑料件由聚碳酸酯、以及丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物組成。
6.一種碳纖維筆記本電腦外殼的製造方法，其特徵在於包括以下步驟51:首先將多層碳纖維布層、以及設置在所述碳纖維布層兩側的熱固性環氧樹脂層通過模具熱成型形成碳纖維殼體；52:然後將液態的塑料液體通過模具注塑形成塑料件並固接在所述碳纖維殼體上。
7.根據權利要求6所述的碳纖維筆記本電腦外殼的製造方法，其特徵在於，所述步驟SI還包括以下步驟S11 :模具與環氧樹脂層接觸的表面上塗刷有脫模劑層。
8.根據權利要求7所述的碳纖維筆記本電腦外殼的製造方法，其特徵在於，所述熱固性環氧樹脂層中添加有固化劑。
9.根據權利要求6所述的碳纖維筆記本電腦外殼的製造方法，其特徵在於，在進行步驟S2之前，先進行步驟SI I :在所述碳纖維殼體的內表面塗制粘結劑，對所述粘結劑在60°C 溫度下進行烘乾處理。
10.根據權利要求9所述的碳纖維筆記本電腦外殼的製造方法，其特徵在於，在進行步驟Sll前，先對在所述碳纖維殼體上待塗刷粘結劑的區域進行塗抹處理劑進行改性腐蝕。
11.根據權利要求9所述的碳纖維筆記本電腦外殼的製造方法，其特徵在於，所述步驟 S2包括以下步驟521:將塗刷有粘結劑的碳纖維殼體進行預加熱，使碳纖維殼體的表面溫度> 130°C ；522:將模具溫度調整至120°C -140°C ；523:液態的塑料液注射進入模具內並與粘結劑接觸；524:塑料液進入模具後成型形成塑膠件；525:將成型後的塑料件與碳纖維殼體整體從模具中取出，冷卻4-5min，以使塑料件和粘結劑固化粘合。
12.根據權利要求6所述的碳纖維筆記本電腦外殼的製造方法，其特徵在於，還包括步驟S3 :所述塑料件與所述碳纖維殼體固化後進行噴塗處理首先將塑料件噴塗底漆，然後將塑料件和碳纖維殼體整體進行噴塗光油，最後將塑料件和碳纖維殼體整體進行噴塗紫外線光固化漆。
13.—種碳纖維筆記本電腦外殼的製造設備,其特徵在於包括碳纖維殼體的熱成型模具、塑料件的注塑模具、以及裁剪銑削所述碳纖維殼體的銑削工具；所述熱成型模具包括與所述碳纖維殼體相適配的凹模、以及與所述凹模配合設置的凸模，所述凹模與所述凸模通過螺釘固定連接，所述凹模的邊緣處設置有供塑料液體流出的溢流槽；所述銑削工具包括凹模板、固定在所述凹模板內的三向定位塊、以及用於固定所述碳纖維殼體的凸模支撐板，所述碳纖維殼體位於所述凹模板和所述凸模支撐板之間；所述凹模板的邊沿上還設置有四個快速定位夾。
全文摘要
本發明涉及一種碳纖維筆記本電腦外殼，包括碳纖維殼體、以及固定設置在碳纖維殼體上的塑料件；碳纖維殼體由多層碳纖維布層、以及設置在碳纖維布層兩側的熱固性環氧樹脂層構成；碳纖維布層的碳纖維絲長度大於20mm。本發明還提供一種碳纖維筆記本電腦外殼的製造方法，首先將多層碳纖維布層、以及設置在碳纖維布層兩側的熱固性環氧樹脂層通過模具熱成型形成碳纖維殼體；然後將液態的塑料液體通過模具注塑形成塑料件並固接在碳纖維殼體上。本發明通過採用碳纖維絲長度大於20mm的碳纖維布層與熱固性的環氧樹脂熱成型形成碳纖維殼體，由於碳纖維絲的長度較長，從而使碳纖維殼體的表面立體外觀效果良好、且具有良好的穩定性和散熱性。
文檔編號B29C45/00GK102609051SQ201110022909
公開日2012年7月25日 申請日期2011年1月20日 優先權日2011年1月20日
發明者唐均華, 尹高喜, 汪智勇, 邊彬輝 申請人:群達塑膠電子(深圳)有限公司