碳纖維/玻璃纖維複合材料電視後蓋的製作方法與流程
2024-04-10 06:06:05 2
本發明涉及碳纖維成型技術領域，具體涉及一種碳纖維/玻璃纖維複合材料電視後蓋的製作方法。該材料、工藝可廣泛應用於家電、汽車、通訊設備等高端產品的結構件和外觀裝飾件。
背景技術：
傳統的平板電視後蓋通常採用衝壓成型的金屬後蓋或注塑成型的塑料後蓋。平板電視的發展潮流是產品更加輕、薄、窄；而採用原來的加工方式和材料，要將平板產品繼續做輕薄都存在難以克服的技術障礙。碳纖維的比重為1.5～1.9g/cm3，不足鋼的1/4；碳纖維的抗張強度在4900Mpa以上，是鋼的7～9倍；抗張彈性模量為247Gpa以上，優於鋼材；碳纖維的比強度(強度與重量的之比)可達2000Mpa/(g/cm3)，是鋼的33倍。另外碳纖維材料還具有良好的導熱、導電性能和耐高低溫、耐腐蝕、耐疲勞性能。因為碳纖維複合材料具備上述的重量輕、高強度、高模量，出色的比強度、抗蠕變性能和良好的導熱、導電、屏蔽的性能，特別適合用於製造OLED(有機自發光)高端平板電視的後蓋。
技術實現要素：
本發明克服了現有技術的不足，提供一種碳纖維/玻璃纖維複合材料電視後蓋的製作方法。
本發明率先採用了碳纖維+玻璃纖複合材料成型工藝，通過樹脂傳遞模塑成型技術(RTM)和粘接卡扣、螺釘柱，很好地解決了結構裝配問題，獲得了多元化的、精緻的外觀效果、縮短了生產周期，提高了生產效率、大幅度降低了生產成本。
為解決上述的技術問題，本發明採用以下技術方案：
一種碳纖維/玻璃纖維複合材料電視後蓋的製作方法，所述的方法包括以下步驟：
步驟一、選布
選擇所需編織圖案和厚度的碳纖維布和玻璃纖維布；
步驟二、塗膠
將碳纖維布和玻璃纖維布通過塗膠機在碳纖維布上塗上熱固性環氧樹脂漿液，形成碳纖維和玻璃纖維預浸布，碳纖維的膠含量在35％～40％，玻璃纖維的膠含量在32％～36％；
步驟三、裁布
將所述碳纖維和玻璃纖維預浸布裁成小塊的纖維布，所述纖維布的尺寸比後蓋的尺寸大150～200mm；
步驟四、模具準備
模具表面清洗乾淨，並噴上脫模劑；
步驟五、放布
將裁切好的碳纖維和玻璃纖維布按照後蓋的顏色要求依次重疊放入碳纖維成型模具中；
步驟六、合模加壓
步驟七、注射、固化
從模具澆口處向型腔中注射預先計量好的熱固性環氧樹脂液體和脂肪胺固化劑液體，並加熱固化；
步驟八、分模取件、機加
分開模具，取出零件，通過CNC加工去毛邊、開孔、槽，並去除毛刺、毛邊；
步驟九、粘接結構件
通過粘接螺釘柱和卡扣方式實現與電視整機的裝配；
步驟十、拋光
步驟十一、絲印
在後蓋外表面上絲印上所需的字符或圖案。
更進一步的技術方案是所述步驟一中所述碳纖維布的厚度為0.117-0.217mm，玻璃纖維布的厚度為0.15-0.25mm。
更進一步的技術方案是所述步驟一中所述碳纖維布選擇3K的碳纖維，玻璃纖維布選擇斷裂強度＞350N/10mm的無鹼玻纖布。
更進一步的技術方案是所述步驟一中所述碳纖維布和玻璃纖維布均選擇斜紋。
更進一步的技術方案是所述步驟五包括：若生產碳纖維本色效果的顏色，則先在模具表面放置兩層碳纖維布，再在碳纖維布上面放置三層玻璃纖維布；
若生產非黑色碳纖維效果後蓋，則先在模具表面放置三層玻璃纖維布，再在玻璃纖維布表面放置兩層碳纖維布。
更進一步的技術方案是所述步驟七中所述環氧樹脂液體和脂肪胺固化劑的添加比例為1:1.06～1:1.12。
更進一步的技術方案是所述步驟七中所述環氧樹脂和脂肪胺固化劑的保存條件：密閉，低溫，溫度低於30℃。
更進一步的技術方案是所述的步驟七包括以下工藝要求：
注射壓力：2.4～2.8kgf/cm2；
模具溫度：135-145℃；
固化時間：15～20min。
更進一步的技術方案是還包括步驟十二、噴塗
通過UV噴塗工藝對外表面進行噴塗，實現外觀的高光澤度和圖案的立體感。
與現有技術相比，本發明實施例的有益效果之一是：本發明充分利用了碳纖維的比重輕、高強度、高模量和玻璃纖維的低成本以及碳可塑性好的特點，該後蓋的材料主題是碳纖維和玻璃纖維，實現了後蓋的超薄、超輕、高強度、高光澤、清晰立體文理圖案，是塑料後蓋和鈑金後蓋無法實現的，同時碳纖維和玻璃纖維共同使用，降低了生產成本。
具體實施方式
本說明書中公開的所有特徵，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特徵和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
本說明書(包括任何附加權利要求、摘要)中公開的任一特徵，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特徵加以替換。即，除非特別敘述，每個特徵只是一系列等效或類似特徵中的一個例子而已。
下面結合實施例對本發明的具體實施方式進行詳細描述。
根據本發明的一個實施例，本實施例公開一種碳纖維/玻璃纖維複合材料電視後蓋的製作方法。該方法採用了碳纖維+玻璃纖複合材料成型工藝，通過樹脂傳遞模塑成型技術(RTM)和粘接卡扣、螺釘柱，很好地解決了結構裝配問題，獲得了多元化的、精緻的外觀效果、縮短了生產周期，提高了生產效率、大幅度降低了生產成本。
具體的，本實施例碳纖維/玻璃纖維複合材料電視後蓋的製作方法包括以下步驟：
step1、選布：選擇所需編織圖案和厚度的碳纖維布和玻璃纖維布。碳纖維和玻璃纖維布的圖案是斜紋圖案，碳纖維布的厚度為0.167mm±0.05mm，玻璃纖維布的厚度為0.20mm±0.05mm，並選擇強度合適的碳纖維和玻璃纖維，碳纖維布選擇3K的碳纖維，玻璃纖維布選擇斷裂強度＞350N/10mm的無鹼玻纖布，碳纖維布和玻璃纖維布均選擇斜紋布。
step2、塗膠(預浸)：將碳纖維布和玻璃纖維布通過塗膠機在碳纖維布上塗上熱固性環氧樹脂漿液，形成碳纖維和玻璃纖維預浸布，碳纖維的膠含量在35％～40％，玻璃纖維的膠含量在32％—36％。
step3、裁布：將預浸好的成卷碳纖維布和玻璃纖維布裁成小塊的纖維布，布的尺寸比後蓋的尺寸大150～200mm，以便留出餘量，方便後續機加。
step4、模具準備：先在模具行腔表面噴上洗模劑，在用軟質抹布把模具行腔表面擦洗乾淨，最後在模具行腔表面均勻的噴上適量的脫模劑。
step5、放布：將裁切好的碳纖維布和玻璃纖維布按照後蓋的厚度要求依次重疊放入碳纖維成型模具中，其中首層布為後蓋的外表面層；如果需要碳纖維的本色效果，先重疊放置2張0.167mm厚度的碳纖維布，再在碳纖維布上重疊放置3張0.20mm厚度的玻璃纖維布；如果是要白色、紅色、綠色、藍色等等其它顏色效果，先放置3張玻璃纖維布，再在玻璃纖維布上重疊放置2張碳纖維布(白色的玻璃纖維容易噴塗成白色、紅色、綠色、藍色等等顏色)。放布時布必須放置平整，否則會產生褶皺。
step6、合模加壓：模具能夠耐受200℃以上的高溫，同時要能夠承受5～6kg/cm2的壓力，確保注射環氧樹脂液體和固化劑時模具處於緊閉狀態。
step7、注射、固化：從澆口處向型腔中注射預先計量好的熱固性環氧樹脂液體和脂肪胺固化劑液體，加熱固化。
型環氧樹脂和脂肪胺固化劑的保存條件：密閉，低溫，溫度低於30℃；
型環氧樹脂和脂肪胺固化劑的添加比例：1:1.06～1:1.12；
注射壓力：2.4～2.8kgf/cm2；
模具溫度：140±5℃；
固化時間：15～20min
注射壓力、模具溫度、固化時間和型環氧樹脂和脂肪胺固化劑的添加比例必須按照上述要求，才能充分充填、反應、固化。確保環氧樹脂液體和固化劑的填充壓力和最佳的固化溫度和固化時間，使產品的強度高、外觀效果好、生產效率高。
step8、分模取件、機加：分開模具，取出零件，通過CNC加工去毛邊、開孔、槽等，並去除毛刺、毛邊。
step9、粘接結構件：由於碳纖維、玻璃纖維不易成型螺釘柱和卡扣等結構件，通過粘接鋁製螺釘柱和卡扣的方式來實現後蓋與電視的裝配，生產效率高、廢損率低。
step10、拋光：對外表面進行打磨、拋光，增加零件表面的光潔度，便於後面絲印和罩光。
step11、絲印：在後蓋外表面上絲印上所需的字符或圖案，絲印工序一定要在拋光工序後，UV噴塗工藝前，確保絲印的附著力和立體效果。
step12、噴塗：通過UV噴塗工藝對外表面進行噴塗，實現外觀的高光澤度和圖案的立體感。
本實施例方法得到的碳纖維/玻璃纖維複合材料的力學性能檢測數據如表1：
表1
本實施例方法得到的碳纖維/玻璃纖維複合材料的檢測環境結論如表2：
表2
從測試數據中可以看出，碳纖維/玻璃纖維複合材料的力學性能很高，能滿足使用要求，各種環境實驗都合格。通過本實施例方法生產的電視機後蓋的重量輕、強度高、模量高、抗蠕變性能好，而且具有良好的導熱、導電、屏蔽的性能。
在本說明書中所談到的「一個實施例」、「另一個實施例」、「實施例」等，指的是結合該實施例描述的具體特徵、結構或者特點包括在本申請概括性描述的至少一個實施例中。在說明書中多個地方出現同種表述不是一定指的是同一個實施例。進一步來說，結合任一個實施例描述一個具體特徵、結構或者特點時，所要主張的是結合其他實施例來實現這種特徵、結構或者特點也落在本發明的範圍內。
儘管這裡參照發明的多個解釋性實施例對本發明進行了描述，但是，應該理解，本領域技術人員可以設計出很多其他的修改和實施方式，這些修改和實施方式將落在本申請公開的原則範圍和精神之內。更具體地說，在本申請公開權利要求的範圍內，可以對主題組合布局的組成部件和/或布局進行多種變型和改進。除了對組成部件和/或布局進行的變型和改進外，對於本領域技術人員來說，其他的用途也將是明顯的。