CN103121319B - 电脑外壳的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电脑外壳的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：取含浸热塑性树脂材料的克维拉纤维和碳纤维复合材料交叉堆叠成层状结构，并放置于一具有抽真空结构的制作电脑外壳的热压模具中；热压模具加热至上述热塑性树脂材料的玻璃化转变温度以上，然后合模进行抽真空及热压成型；产品经热压成型后，热压模具降温，开模取出产品。相较于现有技术采用压铸镁合金制作电脑外壳的方法，本发明电脑外壳的制作方法有效减少了表面气孔，降低表面缺陷，制程短，能耗低，处理时间短，量产成本较低，可替代压铸镁合金制作强固型军工规格的电脑外壳。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种电脑外壳的制作方法，特别涉及一种克维拉纤维和碳纤维复合材料的电脑外壳的制作方法。
【背景技术】
由于复合材料具有高强度、高劲度、质量轻、耐腐蚀以及抗磨损等特性，已运用于航天工业、汽车工业、船舶工业、医疗以及运动器材上。复合材料种类繁多，其中使用最久应用最广者，当属纤维强化高分子复合材料。在航天工业中，由于飞机必须抗拒重力才能在空中飞翔，因此减轻重量一直是飞机制造者追求的目标。飞机在起飞与降落时承受复杂的应力变化，在数小时或长时间的飞行中，同时暴露于严苛的环境变化下，因此飞机所使用的材料必须能得起外界的冲击。而复合材料具有高比强度(specificstrength)和高比劲度(specificstiffness)，减重效果良好，所以愈来愈广泛地应用于飞机上。
复合材料是由两种以上的材质所组合而成，一般来讲，是由基材(matrix)及补强材(reinforcements)所构成。基材是材料组成里连续的材质，而补强材则为其中不连续的材质。通常补强材的机械强度要比基材高，才能够补强基材，使合成的复合材料得到较佳的机械强度。然而，复合材料的性质并不同于其构成的任一材料，而是呈现另一种新的材料性质。
复合材料增强纤维主要分为两大类：无机纤维和有机纤维。先进的无机纤维有碳纤维、碳化硅纤维、硼纤维和高性能的玻璃纤维等，具有高的比强度、比刚度、蠕变小、耐热性好等特点，然而他们饿断裂变形小以及韧性较低，不能满足高韧性的要求。作为复合材料增强体的高性能有机纤维主要有克维拉(Kevalr)纤维和超高模聚乙烯纤维两种，它们的拉伸强度、模量很高，密度很小，韧性和耐磨性能良好，为满足不同使用要求，特别是抗冲击应用，提供了广泛的选择。
克维拉纤维(Kevlar，又称凯芙拉纤维)，是杜邦公司于1965年所发明的芳香聚酰胺类合成纤维中的一项纤维商品名称，其化学式的重复单位为-[-CO-C6H4-CONH-C6H4-NH-]-，接在苯环上的酰胺基团为对位结构，化学构造为聚对苯二甲酰对苯二胺(polyp-phenyleneterephthalamide，PPTA)。克维拉纤维是20世纪70年代初商品化的，当时由美国杜邦公司独家生产，现已经系列化，主要有Kevlar-29、-49、-68、-100、-129、-149和KevlarM/S。80年代末北爱尔兰和90年代初日本等国也开始生产克维拉纤维。常用的有Kevlar-29及Kevlar-49。
克维拉纤维，属芳族聚酰胺类有机纤维，是继玻璃纤维、碳纤维、硼纤维之后被用作增强纤维的人造有机纤维，具低密度、高强度、及低成本的特点。首先，克维拉具有高强度-质量比，其强度为同等质量钢铁的五倍，而其密度仅为钢铁约五分之一(克维拉的密度为每立方厘米1.44克，钢铁的密度为每立方厘米7.859克)。其次，克维拉的弹性模量达131GPa，是现有军工规格常用的材料镁合金的弹性模量的3倍。此外，克维拉不会像钢铁般与氧气和水产生锈蚀，克维拉可用于船体、飞机、自行车轮胎、防弹背心等。
克维拉是理想的复合装甲用纤维材料，以其增强材料制成的复合装甲对穿甲弹和破甲弹有很好的防护作用，并由于其含氢量较高，克维拉增强复合材料还具有良好防中子弹辐射性能，可有效提供坦克装甲车辆的战场生存能力，这一点是匀质钢装甲无法达到的，其作为坦克装甲车辆内衬材料还具有防弹片穿透功能。
碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料，纤维含碳量在99％以上者称为石墨纤维，若纤维含量在93％-95％之间则称为碳纤维。一般是在高温下，以热分解的方式将预形体(precursor)碳化成碳纤维。预形体的材质有嫘萦(Rayon，又译人造丝)、聚丙烯睛(PAN)纤维及沥青(pitch)，而聚丙烯腈系列碳纤维为目前商业化的主流。
特殊行业产品的发展也越来越要求轻薄同时兼具高刚性强韧性的要求，目前军工规格电脑产品的发展趋势是向薄型化、轻量化、强韧化方向发展。军工规格的电脑因为其特殊的环境需求，要求电脑既要减震又要耐摔，目前其机构件常用的材质为压铸镁合金。因为现有压铸工艺水平的限制及镁合金易腐蚀的缺点，压铸后镁合金工件的强度因缩孔、夹杂等缺陷增加了其后续耐冲击使用中破损和氧化的风险。因此压铸镁合金作为军工规格的电脑机构件具有许多局限性。另外，采用镁合金压铸工艺制作电脑外壳的制程良率较低，能耗高，处理时间长，生产成本较高。
【发明内容】
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种克维拉纤维和碳纤维复合材料(KCcomposites)的电脑外壳的制作方法，采用该制作方法制作的电脑外壳既轻薄又兼具高刚性、强韧性和超强减震作用，可替代压铸镁合金制作强固型军工规格的电脑外壳。
为了达到上述目的，本发明提供一种电脑外壳的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取含浸热塑性树脂材料的克维拉纤维和碳纤维复合材料交叉堆叠成层状结构，并放置于一具有抽真空结构的制作电脑外壳的热压模具中；
(2)热压模具加热至上述热塑性树脂材料的玻璃化转变温度以上，然后合模进行抽真空及热压成型；
(3)产品经热压成型后，热压模具降温，开模取出产品。
较佳地，上述步骤(1)中，该热塑性树脂材料为PA、ABS、PC、PP、PBT、PPO、PPS等。
较佳地，上述步骤(1)中，复合材料交叉堆叠成层状结构后在最上层及最下层还分别覆盖一热塑性树脂材料薄膜。该热塑性树脂材料薄膜的厚度为0.1mm～2mm。
较佳地，上述步骤(3)中，热压模具加热后温度持续升高至上述热塑性树脂材料的熔融温度。
较佳地，上述步骤(3)中，热压模具加热温度为80℃～400℃。
较佳地，本发明电脑外壳的制作方法还包括步骤：(4)将上述步骤得到的产品进行表面外观处理，处理方式为打磨、喷漆、热转印、水转印或贴皮革等。
本发明电脑外壳的制作方法，采用含浸热塑性树脂材料的克维拉纤维和碳纤维复合材料，将其交叉堆叠成层状结构并覆盖热塑性树脂材料薄膜，通过热压成型制作得到既轻薄又兼具高刚性、强韧性和超强减震作用的电脑外壳。相较于现有技术采用压铸镁合金制作电脑外壳的方法，本发明电脑外壳的制作方法有效减少了表面气孔，降低表面缺陷，制程短，能耗低，处理时间短，量产成本较低，可替代压铸镁合金制作强固型军工规格的电脑外壳。
【附图说明】
图1为本发明电脑外壳的制作方法的方框流程图。
【具体实施方式】
下方结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
实施例1
步骤101：取含浸热塑性PA的克维拉纤维和碳纤维复合材料交叉堆叠成层状结构，并放置于一具有抽真空结构的制作10寸笔记本电脑外壳的热压模具中；
步骤103：热压模具加热至200℃，然后合模进行抽真空及热压成型；
步骤104：产品经热压成型后，热压模具降温至50℃，开模取出产品；
步骤105：将上述步骤得到的产品经过打磨、喷漆、热转印、水转印或贴皮革等表面外观处理，即可得到既轻薄又兼具高刚性、强韧性和超强减震作用的强固型军工规格的笔记本电脑外壳。
实施例2
步骤201：取含浸热塑性PA的克维拉纤维和碳纤维复合材料交叉堆叠成层状结构，并在其最上层和最下层分别覆盖一制作成笔记本外壳的设计形状的厚度为0.1mm的PA薄膜，放置于一具有抽真空结构的制作15寸笔记本电脑外壳的热压模具中；
步骤202：热压模具加热至280℃，然后合模进行抽真空及热压成型；
步骤203：产品经热压成型后，热压模具降温至45℃，开模取出产品；
步骤204：将上述步骤得到的产品经过打磨、喷漆、热转印、水转印或贴皮革等表面外观处理，即可得到既轻薄又兼具高刚性、强韧性和超强减震作用的强固型军工规格的笔记本电脑外壳。
实施例3
步骤301：取含浸热塑性ABS的克维拉纤维和碳纤维复合材料交叉堆叠成层状结构，并在其最上层和最下层分别覆盖一制作成笔记本外壳的设计形状的厚度为0.3mm的ABS/PMMA薄膜，放置于一具有抽真空结构的制作15寸笔记本电脑外壳的热压模具中；
步骤302：热压模具加热至110℃，然后合模进行抽真空及热压成型；
步骤303：产品经热压成型后，热压模具降温至50℃，开模取出产品；
步骤304：将上述步骤得到的产品经过打磨、喷漆、热转印、水转印或贴皮革等表面外观处理，即可得到既轻薄又兼具高刚性、强韧性和超强减震作用的强固型军工规格的笔记本电脑外壳。
实施例4
步骤401：取含浸热塑性PC的克维拉纤维和碳纤维复合材料交叉堆叠成层状结构，并在其最上层和最下层分别覆盖一制作成该笔记本外壳的设计形状的厚度为0.1mm的PC/PMMA薄膜，放置于一具有抽真空结构的制作15寸笔记本电脑外壳的热压模具中；
步骤402：热压模具加热至280℃，然后合模进行抽真空及热压成型；
步骤403：产品经热压成型后，热压模具降温至45℃，开模取出产品；
步骤404：将上述步骤得到的产品经过打磨、喷漆、热转印、水转印或贴皮革等表面外观处理，即可得到既轻薄又兼具高刚性、强韧性和超强减震作用的强固型军工规格的笔记本电脑外壳。
相较于现有技术采用压铸镁合金制作电脑外壳的方法，本发明电脑外壳的制作方法有效减少了表面气孔，降低表面缺陷，制程短，能耗低，处理时间短，量产成本较低，可替代压铸镁合金制作强固型军工规格的电脑外壳。
Claims (6)
1.一种电脑外壳的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取含浸热塑性树脂材料的克维拉纤维和碳纤维复合材料交叉堆叠成层状结构，在其最上层及最下层还分别覆盖一层热塑性材料薄膜，并放置于一具有抽真空结构的制作电脑外壳的热压模具中；
(2)热压模具加热至上述热塑性树脂材料的玻璃化转变温度以上，然后合模进行抽真空及热压成型；
(3)产品经热压成型后，热压模具降温至45℃或50℃，开模取出产品；
(4)将上述步骤得到的产品进行表面外观处理；
其中，上述步骤(3)中，热压模具加热后温度持续升高至上述热塑性树脂材料的熔融温度。
2.根据权利要求1所述的电脑外壳的制作方法，其特征在于，该热塑性树脂材料为PA、ABS、PC、PP、PBT、PPO或PPS的其中一种。
3.根据权利要求2所述的电脑外壳的制作方法，其特征在于，该热塑性树脂材料为PA或ABS或PC。
4.根据权利要求1所述的电脑外壳的制作方法，其特征在于，该热塑性树脂材料薄膜的厚度为0.1mm～2mm。
5.根据权利要求1所述的电脑外壳的制作方法，其特征在于，上述步骤(3)中，热压模具加热后温度升高至80℃～400℃。
6.根据权利要求1所述的电脑外壳的制作方法，其特征在于，表面外观处理方式为打磨、喷漆、热转印、水转印或贴皮革。
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