碳纖維外殼的製造方法
2023-06-12 20:15:31 4
專利名稱：碳纖維外殼的製造方法
技術領域：
本發明涉及碳纖維加工技術領域，尤其涉及碳纖維外殼的製造方法。
背景技術：
碳纖維是一種兼具碳材料強抗拉力和纖維柔軟可加工性兩大特徵的化工新材料， 是新一代的增強纖維。它的密度不到鋼的1/4，但抗拉強度卻是鋼的7 9倍，抗拉彈性也高於鋼；與傳統的玻璃纖維(GF)相比，楊氏模量(指表徵在彈性限度內物質材料抗拉或抗壓的物理量)是其3倍多。其質量比金屬鋁輕，但強度卻高於鋼鐵，並且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國防、軍工和民用方面都是重要材料。隨著電子產品的廣泛應用和不斷發展，電子產品的外殼也日益豐富。目前電子產品外殼主要由金屬或塑料製成。用碳纖維材料製成手機外殼，不僅豐富了手機外殼產品的種類，且製成的手機外殼具有優良的性能和外觀效果。中華人民共和國專利公開第101254654號中公開了一種碳纖維加工工藝，該工藝的處理步驟中採用碳纖維片材和塑膠功能部件分別成型之後，通過粘接劑將碳纖維片材粘接在一起。該方法中碳纖維片材的成型固化時間長，且在後續的粘接過程中，直接粘接工藝複雜，裝配精度差，不利於工業化生產。中華人民共和國專利公開第1962247號中公開了塑膠件表面具有碳纖維質感的表面處理方法，該方法採用先將碳纖維熱壓成型為薄膜之後，再通過注塑成型機的注塑模具將塑膠與該碳纖維薄膜注塑成型在一起，然後在碳纖維表面進行UV漆噴塗，並反覆研磨。而該專利中塑膠與碳纖維薄膜直接通過熱塑性塑料的流動性及注塑模具的溫度使得二者結合在一起，其結合的強度不夠，碳纖維薄膜容易脫落。
發明內容
本發明的目的就是針對現有技術存在的不足而提供一種碳纖維外殼的製造方法。為了實現上述目的，本發明採用的技術方案包括如下步驟1)、預處理步驟碳纖維絲束編織成一定的結構，然後將編織的碳纖維材料在樹脂中預浸；2)、熱壓成型固化步驟將預浸過樹脂的碳纖維材料在熱壓成型機上熱壓固化獲得碳纖維片材，熱壓時間10 20min，熱壓溫度為80 160°C，熱壓壓力為2 8MPa，然後冷卻開模；3)、加工處理將碳纖維片材在CNC上進行切邊、鑽孔等加工成所需要的結構；4)、模內注塑成型步驟先在碳纖維片材上塗覆一層熱熔膠，烘烤乾燥後，將處理過的碳纖維片材置入注塑成型機的注塑模具中進行注塑成型形成產品；5)、表面處理步驟將產品進行表面噴油、打磨、印刷等外觀處理。進一步地，所述步驟4)可具體分為以下步驟為(1)先在產品的外殼上噴塗幹膜厚度為5-10 μ m的雙組分環氧樹脂底漆2遍，每次噴塗後流平時間為lOmin，再將外殼置於50-60°C的溫度下烘烤lOmin，然後再將外殼置於 80°C的溫度下烘烤30min，最後打磨。(2)接著再在外殼噴塗幹膜厚度為5-10 μ m的透明中塗2遍，每次噴塗後流平時間為lOmin，再將外殼置於50-60°C的溫度下烘烤lOmin，然後再將外殼置於80°C的溫度下烘烤30min，最後打磨。(3)最後噴塗幹膜厚度為10-20 μ m透明面塗2遍，每次噴塗後流平時間為lOmin， 再將外殼置於50-60°C的溫度下烘烤lOmin，然後再將外殼置於80°C的溫度下烘烤30min， 將最終產品再加烤4h至油漆完全固化。(4)按照不同的要求在面漆上印刷色彩或圖案。進一步地，所述碳纖維片材可以是IK純碳纖維、3K純碳纖維、6K純碳纖維、6K碳纖維和芳綸混編中的一種，其中編織結構的紋路可以是平紋的或斜紋的。進一步地，所述步驟1)中的樹脂為環氧樹脂或酚醛樹脂。進一步地，所述步驟4)中的熱熔膠層通過噴塗的方式形成。進一步地，所述熱熔膠為環氧膠或聚氨酯膠。進一步地，所述的熱熔膠在常溫下是液態的。進一步地，所述塑膠材料是？(、？0+玻纖、々85、？匪、？ 5中的一種。本發明的有益效果是本發明所述碳纖維外殼的製造方法先通過熱壓的方式固化成型碳纖維片材，固化壓力小和固化時間短，明顯提高成型效率，縮短成型周期，對設備壓力要求低。通過注塑模具的高溫使得熱熔膠熔化從而將塑膠與碳纖維片材緊密地結合在一起，碳纖維片材不易脫落。採用本發明碳纖維外殼的製造方法形成的碳纖維外殼具有塑膠外殼和碳纖維外殼的雙重優點，既有碳纖維材料的耐磨、輕質和外觀裝飾效果，又能發揮塑膠材料高度的成型自由度，有利於成型可以裝配的卡扣等結構。而且通過本發明碳纖維外殼的製造方法最終可得到表面高光澤和機械性能優良的碳纖維外殼產品。
具體實施例方式為更詳細的說明本發明的發明內容，下面結合具體實施例進一步說明。實施例一1、選用IK平紋的純碳纖維編織材料為原料，將原料置入環氧樹脂中進行預浸， 再將預浸過樹脂的碳纖維材料裁切成大概需要的形狀和尺寸，在熱壓成型機上熱壓固化 lOmin，其中，熱壓溫度為120°C，熱壓壓力為4MPa，然後冷卻開模。2、將固化的碳纖維片材在CNC設備上加工出需要的結構，如切邊、鑽孔等。3、在碳纖維片材表面通過噴塗的方式形成熱熔膠層，熱熔膠層中的熱熔膠為環氧膠。4、將噴塗有熱熔膠層的碳纖維片材置入注塑成型機的注塑模具中進行注塑成型， 碳纖維片材和塑膠材料通過環氧膠粘接在一起並成型為產品，其中，塑膠材料選用PC+20% 玻璃纖維。5、將產品進行表明處理，包括如下步驟(1)先在產品的外殼上噴塗幹膜厚度為5-10 μ m的雙組分環氧樹脂底漆2遍，每次噴塗後流平時間為lOmin，再將外殼置於50-60°C的溫度下烘烤lOmin，然後再將外殼置於80°C的溫度下烘烤30min，最後在烘烤乾燥後打磨；(2)接著再在外殼噴塗幹膜厚度為5-10 μ m的透明中塗2遍，每次噴塗後流平時間為lOmin，再將外殼置於50-60°C的溫度下烘烤lOmin，然後再將外殼置於80°C的溫度下烘烤30min，最後在烘烤乾燥後打磨；(3)最後噴塗幹膜厚度為10-20 μ m透明面塗2遍，每次噴塗後流平時間為lOmin， 再將外殼置於50-60°C的溫度下烘烤lOmin，然後再將外殼置於80°C的溫度下烘烤30min， 最終再加烤產品4h至油漆完全固化；(4)按照不同的要求在面漆上印刷色彩或圖案。通過以上噴油、打磨、印刷等外觀處理，最終得到表面高光澤和機械性能優良的碳纖維外殼產品。實施例二1、選用3K斜紋的碳纖維和芳綸混編的彩色纖維編織材料為原料，將原料置入環氧樹脂中進行預浸，再將預浸過樹脂的碳纖維材料裁切成大概需要的形狀和尺寸，在熱壓成型機上熱壓固化15min，其中，熱壓溫度為140°C，熱壓壓力為3MPa，然後冷卻開模。2、將固化的碳纖維片材在CNC設備上加工出需要的結構，如切邊、鑽孔等。3、在碳纖維片材表面通過噴塗的方式形成熱熔膠層，熱熔膠層中的熱熔膠為環氧膠。4、將噴塗有熱熔膠層的碳纖維片材置入注塑成型機的注塑模具中進行注塑成型， 將碳纖維片材和塑膠材料通過環氧膠粘接在一起並成型為產品，其中，塑膠材料選用PMMA 樹脂。5、將產品進行表明處理，包括如下步驟(1)先在產品的外殼上噴塗幹膜厚度為5-10 μ m的雙組分環氧樹脂底漆2遍，每次噴塗後流平時間為lOmin，再將外殼置於50-60°C的溫度下烘烤lOmin，然後再將外殼置於 80°C的溫度下烘烤30min，最後在烘烤乾燥後打磨；(2)接著再在外殼噴塗幹膜厚度為5-10 μ m的透明中塗2遍，每次噴塗後流平時間為lOmin，再將外殼置於50-60°C的溫度下烘烤lOmin，然後再將外殼置於80°C的溫度下烘烤30min，最後在烘烤乾燥後打磨；(3)最後噴塗幹膜厚度為10-20 μ m透明面塗2遍，每次噴塗後流平時間為lOmin， 再將外殼置於50-60°C的溫度下烘烤lOmin，然後再將外殼置於80°C的溫度下烘烤30min， 最終再加烤產品4h至油漆完全固化；(4)按照不同的要求在面漆上印刷色彩或圖案。通過以上噴油、打磨、印刷等外觀處理，最終得到表面光澤和機械性能優良的碳纖維外殼產品。綜上所述，本發明所述碳纖維外殼的製造方法先通過熱壓的方式固化成型碳纖維片材，固化壓力小和固化時間短，明顯提高成型效率，縮短成型周期，對設備壓力要求低。通過注塑模具的高溫使得熱熔膠熔化從而將塑膠與碳纖維片材緊密地結合在一起，碳纖維片材不易脫落。採用本發明碳纖維外殼的製造方法形成的碳纖維外殼具有塑膠外殼和碳纖維外殼的雙重優點，既有碳纖維材料的耐磨、輕質和外觀裝飾效果，又能發揮塑膠材料高度的成型自由度，有利於成型可以裝配的卡扣等結構。而且通過本發明碳纖維外殼的製造方法最終可得到表面高光澤和機械性能優良的碳纖維外殼產品。 當然，以上所述僅是本發明的較佳實施例，故凡依本發明專利申請範圍所述的構造、特徵及原理所做的等效變化或修飾，均包括於本發明專利申請範圍內。
權利要求
1.碳纖維外殼的製造方法，其特徵在於它包括有以下步驟1)、預處理步驟碳纖維絲束編織成一定的結構，然後將編織的碳纖維材料在樹脂中預浸；2)、熱壓成型固化步驟將預浸過樹脂的碳纖維材料在熱壓成型機上熱壓固化獲得碳纖維片材，熱壓時間為10 20min，熱壓溫度為80 160°C，熱壓壓力為2 8MPa，然後冷卻開模；3)、加工處理將碳纖維片材在CNC上進行切邊、鑽孔等加工成所需要的結構；4)、模內注塑成型步驟先在碳纖維片材上塗覆一層熱熔膠，烘烤乾燥後，將處理過的碳纖維片材置入注塑成型機的注塑模具中進行注塑成型形成產品；5)、表面處理步驟將產品進行表面噴油、打磨、印刷等外觀處理。
2.根據權利要求1所述的碳纖維外殼的製造方法，其特徵在於所述步驟5)可具體分為以下步驟為(1)先在產品的外殼上噴塗幹膜厚度為5-10μ m的雙組分環氧樹脂底漆2遍，每次噴塗後流平時間為lOmin，再將外殼置於50-60°C的溫度下烘烤lOmin，然後再將外殼置於80°C 的溫度下烘烤30min，最後打磨；(2)接著再在外殼噴塗幹膜厚度為5-10μ m的透明中塗2遍，每次噴塗後流平時間為 IOmin,再將外殼置於50-60°C的溫度下烘烤lOmin，然後再將外殼置於80°C的溫度下烘烤 30min，最後打磨；(3)最後噴塗幹膜厚度為10-20μ m透明面塗2遍，每次噴塗後流平時間為lOmin，再將外殼置於50-60°C的溫度下烘烤lOmin，然後再將外殼置於80°C的溫度下烘烤30min，將最終產品再加烤4h至油漆完全固化；(4)按照不同的要求在面漆上印刷圖案。
3.根據權利要求1所述的碳纖維外殼的製造方法，其特徵在於所述碳纖維片材可以是IK純碳纖維、3K純碳纖維、6K純碳纖維、6K碳纖維和芳綸混編中的一種，其中編織結構的紋路可以是平紋的或斜紋的。
4.根據權利要求1所述的碳纖維外殼的製造方法，其特徵在於所述步驟1)中的樹脂為環氧樹脂或酚醛樹脂。
5.根據權利要求1所述的碳纖維外殼的製造方法，其特徵在於所述步驟4)中的熱熔膠層通過噴塗的方式形成。
6.根據權利要求5所述的碳纖維外殼的製造方法，其特徵在於所述熱熔膠為環氧膠或聚氨酯膠。
7.根據權利要求5所述的碳纖維外殼的製造方法，其特徵在於所述的熱熔膠在常溫下是液態的。
8.根據權利要求1所述的碳纖維外殼的製造方法，其特徵在於所述塑膠材料是PC、 PC+ 玻纖、ABS、PMMA、PPS 中的一種。
全文摘要
本發明公開一種碳纖維外殼的製造方法，包括以下步驟預處理步驟將碳纖維絲束編織成一定的結構，然後將編織的碳纖維材料在樹脂中預浸；熱壓成型固化步驟將預浸過樹脂的碳纖維材料在熱壓成型機上熱壓固化獲得碳纖維片材，然後冷卻開模；加工處理將碳纖維片材在CNC上加工成所需要的結構；模內注塑成型步驟先將熱熔膠噴塗在碳纖維片材上，烘烤乾燥後，將處理過的碳纖維片材置入注塑成型機的注塑模具中進行注塑成型形成產品；表面處理步驟將產品進行表面噴油、打磨、印刷等外觀處理；本發明通過注塑時塑膠材料的高溫使得熱熔膠融化從而將塑膠與碳纖維片材緊密地粘接在一起，碳纖維片材不易脫落。
文檔編號B29C45/14GK102285017SQ20111025329
公開日2011年12月21日 申請日期2011年8月30日 優先權日2011年8月30日
發明者王書紅, 陳盛洪 申請人:東莞勁勝精密組件股份有限公司