一種電子產(chǎn)品外殼的成型方法
【專(zhuān)利摘要】為解決現(xiàn)有技術(shù)中采用兩步法制造電子產(chǎn)品機(jī)殼，導(dǎo)致難以保證產(chǎn)品一致性，影響良率的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種電子產(chǎn)品外殼的成型方法。包括如下步驟：將包括纖維和熱塑性塑料的復(fù)合材料組合物置于模具的型腔中，將模溫快速升溫，使熱塑性塑料和所述纖維融合，然后快速降低模溫，得到預(yù)固化外殼本體；然后向具有所述預(yù)固化外殼本體的所述模具型腔中注入熔融塑膠料，在預(yù)固化外殼本體的內(nèi)表面形成內(nèi)部結(jié)構(gòu)，經(jīng)保壓和冷卻，一體成型得到電子產(chǎn)品外殼。本發(fā)明不存在需對(duì)預(yù)固化外殼本體重新定位的問(wèn)題，保證了產(chǎn)品的一致性，良率得到進(jìn)一步提高。同時(shí)，可有效縮短成型周期，提高生產(chǎn)效率。且一體化成形后預(yù)固化外殼本體與各內(nèi)部結(jié)構(gòu)的結(jié)合力更好。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種電子產(chǎn)品外殼的成型方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子產(chǎn)品外殼領(lǐng)域，尤其指采用復(fù)合材料成型的電子產(chǎn)品外殼領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，如手機(jī)、平板電腦、個(gè)人電腦等等電子產(chǎn)品正處于飛速更新時(shí)期，各種新技術(shù)、新應(yīng)用等層出不窮，對(duì)這類(lèi)電子產(chǎn)品的外殼也有了更高的要求。
[0003]傳統(tǒng)的電子產(chǎn)品外殼的材料一般為金屬或塑料。傳統(tǒng)采用金屬的外殼偏重，而塑料外殼則較脆，且一般都較厚，隨著電子產(chǎn)品行業(yè)日新月異的結(jié)構(gòu)變化，又輕又薄的產(chǎn)品越來(lái)越受到大家的歡迎，因此，用強(qiáng)度更高，可以做得更薄的復(fù)合材料來(lái)制作電子產(chǎn)品外殼，成為廠家和個(gè)人用戶的更優(yōu)選擇。
[0004]采用復(fù)合材料制作外殼一般要通過(guò)兩個(gè)步驟:1、復(fù)合材料成型出殼體的外部結(jié)構(gòu)，在該步驟中，將纖維和熱固性材料或者熱塑性材料形成的復(fù)合材料組合物在第一模具中加熱融合，然后冷卻后成型出外部結(jié)構(gòu)，該外部結(jié)構(gòu)即外殼的主體。然后將其從第一模具中取出。2、將已成型好的外部結(jié)構(gòu)放入第二模具中塑料注塑成型出內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所謂的內(nèi)部結(jié)構(gòu)一般為卡扣或支撐框架，其結(jié)構(gòu)相對(duì)于外部結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，不能與內(nèi)部結(jié)構(gòu)一次性獲得。此種工藝方法因?yàn)榉謨刹竭M(jìn)行，在第二步時(shí)，需要將外部結(jié)構(gòu)置于該第二模具中完成注塑內(nèi)部結(jié)構(gòu)的動(dòng)作，這樣很難做到第一模具和第二模具中的型腔完全匹配，同時(shí)對(duì)外部結(jié)構(gòu)的定位也存在問(wèn)題，很難保證產(chǎn)品的一致性，影響良率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)中采用兩步法制造電子產(chǎn)品機(jī)殼，導(dǎo)致難以保證產(chǎn)品一致性，影響良率的問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電子產(chǎn)品外殼的成型方法。
[0006]本發(fā)明實(shí)施例提供的電子產(chǎn)品外殼的成型方法，包括如下步驟:
[0007]步驟S1、將包括纖維和熱塑性塑料的復(fù)合材料組合物置于模具的型腔中；
[0008]步驟S2、將模溫快速升溫，使所述熱塑性塑料和所述纖維融合；
[0009]步驟S3、然后快速降低模溫，得到預(yù)固化外殼本體；
[0010]步驟S4、然后向具有所述預(yù)固化外殼本體的所述模具型腔中注入熔融塑膠料，在所述預(yù)固化外殼本體的內(nèi)表面形成內(nèi)部結(jié)構(gòu)；
[0011]步驟S5、經(jīng)保壓和冷卻，一體成型得到所述電子產(chǎn)品外殼。
[0012]由于本發(fā)明實(shí)施例采用了上述成型方法，采用熱塑性塑料和纖維作為復(fù)合材料組合物，快速升溫使熱塑性塑料和所述纖維融合為一體，然后快速降溫獲得預(yù)固化外殼本體，然后在同一模具型腔中注塑成型內(nèi)部結(jié)構(gòu)，最終一體成型所述電子產(chǎn)品外殼。由于采用同一模具，因此不存在需對(duì)預(yù)固化外殼本體重新定位的問(wèn)題，保證了產(chǎn)品的一致性，良率得到進(jìn)一步提高。同時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例預(yù)固化外殼本體和內(nèi)部結(jié)構(gòu)一體成型，可有效縮短成型周期，提高生產(chǎn)效率。且一體化成形后預(yù)固化外殼本體與內(nèi)部結(jié)構(gòu)的結(jié)合力更好。
[0013]優(yōu)選地，復(fù)合材料組合物通過(guò)如下步驟獲得:將纖維經(jīng)編織形成纖維層后，將纖維層和熱塑性塑料通過(guò)預(yù)壓合、粉末噴涂或刷涂的方法制備得到所述復(fù)合材料組合物。通過(guò)采用編織工藝成型，得到了三維結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料組合物，從而使復(fù)合材料組合物在橫、縱向方向上都具有較高的剛度，極大地提高了復(fù)合材料組合物的剛度。
[0014]優(yōu)選地，熱塑性材料包括聚丙烯、聚乙烯、聚甲醛、熱塑性聚酯、聚酰胺、聚苯醚、聚醚醚酮和聚醚酮中的一種或多種。
[0015]優(yōu)選地，纖維包括碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維、玄武巖纖維、金屬纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯纖維、聚酰胺纖維、聚酯纖維和植物纖維中的一種或多種。
[0016]優(yōu)選地，所述將模溫快速升溫具體為在8-12秒內(nèi)升溫到180_220°C ;所述快速降低模溫具體為在10-15秒內(nèi)將模溫降低至100-120°C。
[0017]優(yōu)選地，所述塑膠料的熔點(diǎn)為280_320°C，該熔點(diǎn)范圍使殼體和內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有更好的結(jié)合力。
[0018]優(yōu)選地，所述塑膠料包括PC、PC/ABS、PA/GF、PC/GF中的一種。
[0019]優(yōu)選地,所述步驟S4持續(xù)I?2秒。
[0020]優(yōu)選地，所述“經(jīng)保壓和冷卻”的步驟S5具體為保持壓力大于20MPa，并持續(xù)降低模溫5?10秒。
[0021]優(yōu)選地，所述復(fù)合材料組合物內(nèi)疊加有2-5層纖維層。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中模具示意圖；
[0023]圖2本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中提供的電子產(chǎn)品外殼的成型流程圖；
[0024]圖3本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中將復(fù)合材料組合物至于型腔中示意圖；
[0025]圖4本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中形成預(yù)固化外殼本體示意圖；
[0026]圖5本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中在預(yù)固化外殼本體內(nèi)表面注入熔融塑膠料，形成內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖6本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中最終一體成型的電子產(chǎn)品外殼示意圖。
[0028]其中，1、凹模、2、凸模、3、型腔；4、流道；5、復(fù)合材料組合物；6、預(yù)固化外殼本體；7、熔融塑膠料；8、內(nèi)部結(jié)構(gòu)；10、電子產(chǎn)品外殼。

【具體實(shí)施方式】
[0029]為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0030]實(shí)施例
[0031]為使本領(lǐng)域技術(shù)人員能更好理解本發(fā)明，首先對(duì)本發(fā)明欲使用的模具做簡(jiǎn)單說(shuō)明，如圖1所示，該模具為一注塑模具，包括凹模1、凸模2 ;在凹模1、凸模2之間形成型腔3，同時(shí)在所述下部的凸模2上設(shè)有注入注塑料的流道4。同時(shí)，在模具內(nèi)設(shè)有加熱和冷卻裝置，比如加熱和冷卻水道，能根據(jù)需要快速升溫或快速降溫。主要保證復(fù)合材料組合物可以在住宿模具內(nèi)熔融，固化。
[0032]如流程圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的電子產(chǎn)品外殼的成型方法具體包括如下步驟:
[0033]如圖3所示，步驟S1、將包括纖維和熱塑性塑料的復(fù)合材料組合物置于模具的型腔中；所謂的復(fù)合材料組合物5包括纖維和熱塑性塑料(一般也將上述復(fù)合材料組合物稱(chēng)為纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料)。熱塑性塑料作為基體樹(shù)脂。現(xiàn)有復(fù)合材料目前基體樹(shù)脂大多數(shù)都是像環(huán)氧樹(shù)脂這樣的熱固性材料，固化時(shí)間長(zhǎng)，一般成型周期在10?25分鐘，相對(duì)于塑料外殼幾十秒的成型周期，難以在較短的時(shí)間內(nèi)滿足客戶訂單的需求，另外成本也會(huì)增加。因此，本例中優(yōu)選采用的是成型更快的熱塑性塑料。采用熱塑性塑料，其成型更快，成本也較低。
[0034]纖維的種類(lèi)并不特別限定，比如，所述纖維可以為碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維、玄武巖纖維、金屬纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯纖維、聚酰胺纖維、聚酯纖維和植物纖維中的一種或多種。該纖維可以是編織形式(平紋和斜紋)，也可以是單向，另，編織可以是同種纖維，也可以是不同纖維的組合。
[0035]熱塑性塑料在一定的溫度條件下，能軟化或熔融成任意形狀，冷卻后形狀不變；這種狀態(tài)可多次反復(fù)而始終具有可塑性，且這種反復(fù)只是一種物理變化。本例提供了一些選擇，所述熱塑性材料可以為聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚甲醛(Ρ0Μ)、熱塑性聚酯、聚酰胺(PA)、聚苯醚(ΡΡ0)、聚醚醚酮(PEEK)和聚醚酮(PEK)中的一種或多種。作為進(jìn)一步地優(yōu)選，本例優(yōu)選低熔點(diǎn)為180-220°C的熱塑性材料，像透明TPU (熱塑性聚氨酯彈性體)、長(zhǎng)鏈PA(聚酰胺)、PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯)等材料。
[0036]本發(fā)明并不對(duì)纖維和熱塑性塑料做出改進(jìn)，而只是利用上述兩種材料，因此不再對(duì)其做出更加具體的解釋說(shuō)明。
[0037]制備該種復(fù)合材料組合物5的工藝有多種，比如:手糊工藝、傳遞模塑、拉擠成型工藝。下面舉2個(gè)具體的例子進(jìn)行說(shuō)明，工藝一:將纖維在包括熱塑性樹(shù)脂的熔體中進(jìn)行浸潰，得到預(yù)浸帶；然后將所述預(yù)浸帶進(jìn)行編織，得到所述復(fù)合材料組合物。作為一種優(yōu)選方式，工藝二:將所述纖維經(jīng)編織形成纖維層后，將所述纖維層和熱塑性塑料通過(guò)預(yù)壓合、粉末噴涂或刷涂的方法制備得到所述復(fù)合材料組合物5。通過(guò)采用編織工藝成型，得到了三維結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料組合物5，從而使復(fù)合材料組合物5在橫、縱向方向上都具有較高的剛度，極大地提高了復(fù)合材料組合物5的剛度。另外，由于本發(fā)明將纖維與熱塑性塑料相結(jié)合，上述兩種材料均不會(huì)生銹，使纖維熱塑性復(fù)合材料耐老化性能好，因此避免了老化生銹，使用壽命短的問(wèn)題。
[0038]本步驟中，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以采用熱塑性塑料和纖維自行制作該復(fù)合材料組合物5，也可以通過(guò)購(gòu)買(mǎi)的方式直接購(gòu)買(mǎi)獲得該復(fù)合材料組合物5。
[0039]步驟S2、將模溫快速升溫，使所述熱塑性塑料和所述纖維融合；如圖3所示，在將包括纖維和熱塑性塑料的復(fù)合材料組合物5置于模具的型腔3中后，合模，加熱凹模I和凸模2里的加熱元件，將模溫快速升溫，其溫度并不具體限定，只要升溫到復(fù)合材料組合物里面熱塑性塑料的熔點(diǎn)Tm附近，保證熱塑性塑料和纖維能夠融合即可。作為優(yōu)選的實(shí)施方式，優(yōu)選在8?12s內(nèi)將溫度升高至180-220°C。此時(shí)，其內(nèi)部壓強(qiáng)為2_5MPa，使所述熱塑性塑料和所述纖維融合。本步驟的目的是通過(guò)高模溫使熱塑性塑料預(yù)先融化浸潤(rùn)該纖維。在此過(guò)程中，復(fù)合材料組合物5中的基體樹(shù)脂(即熱塑性塑料)熔融或軟化，此時(shí)，基體樹(shù)脂與纖維將會(huì)快速的融合，使得成型后的樣品具有良好的外觀和強(qiáng)度。
[0040]步驟S3、然后快速降低模溫，得到預(yù)固化外殼本體6 ;如圖4所示，快速降低模溫，該模溫并不特別限定，一般降低至復(fù)合材料組合物里面熱塑性塑料的熱變形溫度Tg附近即可，此時(shí)，能使融合變形后的纖維和熱塑性塑料預(yù)固化即可。比如，作為優(yōu)選的實(shí)施方式，優(yōu)選在10-15秒內(nèi)將模溫降低至100-120°C，得到預(yù)固化外殼本體6;這時(shí)，該預(yù)固化外殼本體6尚未完全固化成型，而僅處于預(yù)固化的狀態(tài)。
[0041]步驟S4、然后向具有所述預(yù)固化外殼本體6的所述模具型腔3中注入熔融塑膠料7，在所述預(yù)固化外殼本體6的內(nèi)表面形成內(nèi)部結(jié)構(gòu)8 ;該步驟具體為，如圖5所示，然后向具有所述預(yù)固化外殼本體6的所述模具型腔3中注入熔融塑膠料7，該過(guò)程一般持續(xù)I?2秒即可。所謂的注入熔融塑膠料7的過(guò)程即向流道4內(nèi)注入熔融塑膠料7，流道4與內(nèi)部型腔3相通，即可在所述預(yù)固化外殼本體6的內(nèi)表面形成內(nèi)部結(jié)構(gòu)8。該塑膠料采用工程塑料即可。比如可以采用PC (聚碳酸酯)、PC (聚碳酸酯)/ABS (丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物)、PA (聚酰胺)/GF (玻璃纖維)、PC (聚碳酸酯)/GF (玻璃纖維)等常用工程塑料中的一種，并無(wú)特別限定，前述PC/ABS、PA/GF、PC/GF表示兩種聚合物形成的工程塑料，此為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，不再贅述。作為優(yōu)選的方式，優(yōu)選其熔點(diǎn)大于等于上述復(fù)合材料組合物中的熱塑性塑料的熔點(diǎn)，優(yōu)選其熔點(diǎn)為280-320°C。由于上述預(yù)固化外殼本體并未完全固化，因此在注入熔融塑膠料后，該熔融塑膠料更易與所述預(yù)固化外殼本體結(jié)合，其結(jié)合力更強(qiáng)。
[0042]所謂的內(nèi)部結(jié)構(gòu)8即為卡扣或支撐框架。一般上述的預(yù)固化外殼本體6整體結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單；而內(nèi)部結(jié)構(gòu)8則相對(duì)較復(fù)雜，不合適通過(guò)復(fù)合材料組合物直接得到，因此需要單獨(dú)通過(guò)注塑的方式獲得該內(nèi)部結(jié)構(gòu)8。
[0043]步驟S5、經(jīng)保壓和冷卻，一體成型得到所述電子產(chǎn)品外殼10 ;該步驟具體為保持壓力為大于20MPa，并持續(xù)降低模溫，持續(xù)5?10秒。使內(nèi)部結(jié)構(gòu)8與預(yù)固化外殼本體6 —體固化成型，開(kāi)模取出，即得到如圖6所述的電子產(chǎn)品外殼10。
[0044]在形成電子產(chǎn)品外殼10時(shí),一般根據(jù)電子產(chǎn)品外殼的厚度,復(fù)合材料組合物5內(nèi)疊加有2-5層纖維層。以此根據(jù)纖維層的層數(shù)來(lái)決定電子產(chǎn)品外殼的厚度，比如可以采用2-3層的纖維層來(lái)獲得5毫米厚的電子產(chǎn)品外殼10，可采用4-5層的纖維層來(lái)獲得8毫米厚的電子產(chǎn)品外殼10。
[0045]由于本例采用了上述注塑成型方法，采用熱塑性塑料和纖維作為復(fù)合材料組合物，快速升溫使熱塑性塑料和所述纖維融合為一體，然后快速降溫獲得預(yù)固化外殼本體，然后在同一模具型腔3中注塑成型內(nèi)部結(jié)構(gòu)。最終一體成型所述電子產(chǎn)品外殼。由于采用同一模具，該過(guò)程不需要脫模另行注塑。因此不存在需對(duì)預(yù)固化外殼本體重新定位的問(wèn)題，保證了產(chǎn)品的一致性，良率得到進(jìn)一步提高。同時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例預(yù)固化外殼本體和內(nèi)部結(jié)構(gòu)一體成型，可有效縮短成型周期，提高生產(chǎn)效率。整個(gè)工藝周期只用了 24-39秒，其成型所用時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于現(xiàn)有采用熱固性塑料、分兩步驟制作外殼的成型方法所用的時(shí)間。且一體化成形后預(yù)固化外殼本體與內(nèi)部結(jié)構(gòu)的結(jié)合力更好。
[0046]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電子產(chǎn)品外殼的成型方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟S1、將包括纖維和熱塑性塑料的復(fù)合材料組合物置于模具的型腔中； 步驟S2、將模溫快速升溫，使所述熱塑性塑料和所述纖維融合； 步驟S3、然后快速降低模溫，得到預(yù)固化外殼本體； 步驟S4、然后向具有所述預(yù)固化外殼本體的所述模具型腔中注入熔融塑膠料，在所述預(yù)固化外殼本體的內(nèi)表面形成內(nèi)部結(jié)構(gòu)； 步驟S5、經(jīng)保壓和冷卻，一體成型得到所述電子產(chǎn)品外殼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子產(chǎn)品外殼的成型方法，其特征在于，所述復(fù)合材料組合物通過(guò)如下步驟獲得: 將所述纖維經(jīng)編織形成纖維層后，將所述纖維層和熱塑性塑料通過(guò)預(yù)壓合、粉末噴涂或刷涂的方法制備得到所述復(fù)合材料組合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子產(chǎn)品外殼的成型方法，其特征在于，其特征在于，所述纖維包括碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維、玄武巖纖維、金屬纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯纖維、聚酰胺纖維、聚酯纖維和植物纖維中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子產(chǎn)品外殼的成型方法，其特征在于，所述熱塑性材料包括聚丙烯、聚乙烯、聚甲醛、熱塑性聚酯、聚酰胺、聚苯醚、聚醚醚酮和聚醚酮中的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子產(chǎn)品外殼的成型方法，其特征在于，所述將模溫快速升溫具體為在8-12秒內(nèi)升溫到180-220°C ； 所述快速降低模溫具體為在10-15秒內(nèi)將模溫降低至100-120°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子產(chǎn)品外殼的成型方法，其特征在于，所述塑膠料的熔點(diǎn)為 280-320 °C。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子產(chǎn)品外殼的成型方法，其特征在于，所述塑膠料包括PC、PC/ABS、PA/GF、PC/GF 中的一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子產(chǎn)品外殼的成型方法，其特征在于，所述步驟S4持續(xù)I?2秒。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子產(chǎn)品外殼的成型方法，其特征在于，所述步驟S5具體為保持壓力大于20MPa，并持續(xù)降低模溫5?10秒。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子產(chǎn)品外殼的成型方法，其特征在于，所述復(fù)合材料組合物內(nèi)疊加有2-5層纖維層。
【文檔編號(hào)】B29C70/34GK104512036SQ201310452879
【公開(kāi)日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】李江輝 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司