CN104626615A - 复合材料外壳的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种复合材料外壳的制造方法，是先于一备料步骤中准备一复合母材，再于一备置步骤中备置一模具。该模具包含一具有一压设部的第一模体、一受热膨胀的套体，及一第二模体。该套体具有一初接段，及一抵压段。接着，一前置步骤是将该复合母材置于第二模体上，而一成型步骤则以第一模体及套体共同将复合母材压入第二模体中，使该套体的抵压段因受热膨胀而推顶复合母材服帖于第二模体内，并借由一压制步骤成型出一成品，再经一脱模步骤将压设好的成品取出。利用该套体的材质特性，不但便于脱模，更借由该抵压段的设计而能更佳地复制预设的形状。

Description

复合材料外壳的制造方法

技术领域

本发明涉及一种制造方法，特别是涉及一种复合材料外壳的制造方法。

背景技术

随着各种电子通讯产品的普及，连带使得电子通讯产品外壳的制作也格外受到重视。在各种常见用以制作外壳的材料中，借由添加纤维而形成的复合材料由于有着质量轻、强度佳、可塑性强的特点，且还有很好的耐潮、抗腐蚀的能力，不但能大幅减轻整体重量，满足用户对电子产品薄型化的需求，也能防止外壳内的构件受潮而损坏，因此在实际生产应用上，以碳纤维或是玻璃纤维材质所形成的复合材料来作为电子通讯产品外壳的材料，相当受到业界及使用者的青睐。

参阅图1，为中国台湾公告第I327959号「具编织纤维纹路壳体之制造方法」发明专利案所揭露的一现有的壳体1的制造方法。该方法是使用热压成型的方式，先提供多个编织纤维布含浸热固性树脂材11，并将所述编织纤维布含浸热固性树脂材11堆栈成预定厚度后，裁切成预定形状尺寸。接着，选用一上模具21，及一可与该上模具21形状相配合的下模具22，并将堆叠且经裁切的所述编织纤维布含浸热固性树脂材11铺设于该上模具21及该下模具22间。其中，该上模具21具有一母槽211，而该下模具22则具有一可与该母槽211形状相配合的公块221，因此，当该公块221朝该母槽211挤压而形成一铸模状态时，所述编织纤维布含浸热固性树脂材11也会随着该公块221而被挤压入该母槽211中，并借由该公块221与该母槽211的形状配合，而被热压成型成具有多个边导角111的壳体1。

使用上述方式虽能通过该上模具21及该下模具22的设计成型出该壳体1，但是，在热压成型的过程中，由于该公块221往该母槽211挤压时会产生极大的阻力，使得所述编织纤维布含浸热固性树脂材11不易彻底被推入并服帖于该母槽211中，造成原先预定应该要依照该公块221及该母槽211的形状而成型的边导角111无法完全地被压制，甚至如图2所示般令所述编织纤维布含浸热固性树脂材11产生皱折或缺漏，而增加了产品的不合格率。

复参阅图1，若为了将所述边导角111压制好，则必需在所述边导角111成型处增加该公块221的外径长度，以使所述编织纤维布含浸热固性树脂材11在该导角及该边角成型处能更加服帖于该上模具21。然而，如此一来，当热压成型完成后，由于该公块221与该上模具21在该边导角成型处过于紧迫，会导致该上模具21及该下模具22不易脱模，使得制作过程更加不便。

为解决上述问题，参阅图3，为中国台湾公告第375568号「塑料内衬或内夹超素性合金的防电磁波干扰电器设备外壳及其制造方法」发明专利案所揭露的另一种成型方法，系利用一模具3对一塑料板材4进行压制成型作业。该模具3具有一成型空间31，及两个与该成型空间31相连通的通气管路32。首先，将该塑料板材4夹设于该模具3中并位于所述通气管路32的中间，再通过所述通气管路32分别对该成型空间31施以不同的气压，借此让该塑料板材4能依图3中箭头所示的方向，逐渐服帖于该模具3内，而如图4所示完成所述边导角41的塑形。此种方法虽解决了现有壳体1为完美成型而脱模不易的问题，但由于气体的施压方向及力道强度难以控制，因此使用模具3并辅以灌气成型的方式，仍会有边导角41成型不完全的问题，甚至使该塑料板材4在成型厚度上也会产生不均匀的现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制造程序简便，并能提升边导角成型合格率的复合材料外壳的制造方法。

本发明复合材料外壳的制造方法，包含：一个备料步骤、一个备置步骤、一个前置步骤、一个成型步骤、一个压制步骤，及一个脱模步骤。

该备料步骤是准备一个待成型的复合母材，该备置步骤则是备置一个模具。该模具包含一个第一模体、一个套设于该第一模体外缘的套体，及一个可与该第一模体相配合的第二模体，该第一模体具有一个头部，及一个延伸自该头部的压设部，该套体具有受热膨胀的特性，并包括一个基部，该基部具有一个与该压设部相连的初接段，及一个延伸自该初接段的抵压段，该第二模体具有一个可供该第一模体及该套体设置的塑形空间。

该前置步骤是将该复合母材置于该第二模体上，而该成型步骤，加热该第一模体及该第二模体，并同时以该第一模体及该套体共同将该复合母材压入该塑形空间中，使该套体的抵压段于该塑形空间中受热膨胀而推顶该复合母材服帖于该第二模体内。

该压制步骤是加压于该第一模体使该压设部脱离与该套体的初接段的连结关系并直接抵压于该复合母材，使该复合母材进一步被压设成型成一个成品。该脱模步骤是将该第一模体及该套体与该第二模体分离，并将压设成型后的成品自该塑形空间中取出。

较佳地，前述复合材料外壳的制造方法，其中在该备置步骤中，该套体的初接段具有一个向下倾斜的导面，且该导面与该第一模体的头部间保持一段距离，使该压制步骤中，该复合母材可依该导面的形状而于该头部及该导面间成型出一个侧翼。

较佳地，前述复合材料外壳的制造方法，其中在该备置步骤中，该套体还包括一个凸垣部，使该成型步骤中该第一模体的压设部抵压于该凸垣部上并与该初接段相邻，而在该压制步骤中，该第一模体的压设部会压过该凸垣部而向下抵压该复合母材。

较佳地，前述复合材料外壳的制造方法，其中在该备置步骤中，该模具还包含一个固定件，该固定件是设置于该第二模体上，并于该前置步骤中将该复合母材夹置于该第二模体与该固定件间。

较佳地，前述复合材料外壳的制造方法，其中在该备置步骤中，该套体的材质是高分子聚合物。

较佳地，前述复合材料外壳的制造方法，其中在该备置步骤中，该套体的材质是塑料或橡胶。

较佳地，前述复合材料外壳的制造方法，其中在该成型步骤中，该第一模体及该第二模体是以高周波加热的方式加热。

较佳地，前述复合材料外壳的制造方法，其中在该备料步骤中，该复合母材是由预浸有热固性树脂的基材堆叠固定并裁切而成。

较佳地，前述复合材料外壳的制造方法，其中所述基材是选自玻璃纤维、碳纤维和其组合。

较佳地，前述复合材料外壳的制造方法，其中在该成型步骤中，该第一模体及该第二模体是加热至135℃，使该复合母材与该热固性树脂在高温下反应而定型成该塑形空间与该压设部所界定的形状。

本发明的有益效果在于：利用该套体遇热膨胀的特性，不但使得该套体的抵压段能够于该塑形空间中推顶该复合母材，更解决了脱模不易的问题，而能够完美复制出预设的形状。

附图说明

图1是一示意图，说明中国台湾公告第I327959号「具编织纤维纹路壳体之制造方法」发明专利案所揭露之一壳体的制造方法；

图2是一剖面图，说明该现有壳体成形的缺点；

图3是一示意图，说明中国台湾公告第375568号「塑料内衬或内夹超素性合金的防电磁波干扰电器设备外壳及其制造方法」发明专利案所揭露的成型方法；

图4是一工艺示意图，用以辅助说明图3；

图5是一流程图，说明本发明复合材料外壳的制造方法的一较佳实施例；

图6是一工艺流程示意图，用以辅助说明图5；

图7是一剖面图，说明该较佳实施例的一第一模体及一套体组合的态样；及

图8是一工艺流程示意图，用以辅助说明图5。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。

参阅图5及图6，本发明复合材料外壳的制造方法，包含一备料步骤51、一备置步骤52、一前置步骤53、一成型步骤54，一压制步骤55，及一脱模步骤56。

首先，在该备料步骤51中，使用者先将多种基材61预浸于一热固性树脂(图未示)中，使基材61含浸热固性树脂，再将基材61堆叠固定并裁切成适当的尺寸及大小，而形成一待成型的复合母材6。在本较佳实施例中，所述基材61是选自玻璃纤维、碳纤维和其组合，而实际使用时，也可以是其它高分子聚合材料或适合的材料，并不以纤维类为限。

该备置步骤52是用以备置一模具7，该模具7包含一第一模体71、一套设于该第一模体71外缘的套体72、一可与该第一模体71形状相配合的第二模体73，及一可设置于该第二模体73上的固定件74。配合参阅图7，该第一模体71具有一头部711，及一延伸自该头部711的压设部712。该套体72包括一基部721，及一凸伸自该基部721的凸垣部722。该基部721具有一与该压设部712相连的初接段799，及一延伸自该初接段799的抵压段788，该初接段799远离该抵压段788的一侧具有一向下倾斜的导面777，该导面777与该第一模体71的头部711间保持一距离，而该第一模体71的压设部712是抵压于该凸垣部722上并与该初接段799相邻。在本较佳实施例中，该套体72是以具有受热膨胀特性的材质制成，其材质可选自于塑料、橡胶，及其它同性质的高分子聚合物所组成的群体。

参阅图6，该第二模体73具有一基座731，及一由该基座731围绕形成并可供该第一模体71及该套体72设置的塑形空间732。需特别说明的是，该基座731特别成型有一导弧766的态样，而该套体72的抵压段788也是呈现有弧度的设计，使该抵压段788与该基座731可于该复合母材6被压制时成型出预设的边导角62(见图8)。

参阅图5及图8，接着进行该前置步骤53，是将该复合母材6夹置于该固定件74与该第二模体73间，然后进行该成型步骤54。在该成型步骤54中，使用者先加热该第一模体71及该第二模体73，并同时以该第一模体71及该套体72共同将该复合母材6压入该塑形空间732中，使该套体72的抵压段788于该塑形空间732中受热膨胀而推顶该复合母材6服帖于该第二模体73内。

进一步说明，在该成型步骤54中，该第一模体71及该第二模体73是以高周波加热的方式加热至135℃，并借由该套体72热胀冷缩的特性，使该套体72的抵压段788能因膨胀而更进一步地推抵该复合母材6，让该复合母材6与该基座731的导弧766间不再有间隙，并使热固性树脂在高温下反应定型成该塑形空间732与该压设部712间所界定的形状。

接着再进行该压制步骤55，加压于该第一模体71，使该压设部712压过该凸垣部722而直接向下抵压该复合母材6，让该复合母材6能进一步被压设成型，此时，由于该抵压段788及该导弧766的形状设计，不但能使该复合母材6完美成型出预设的边导角62，并通过该第一模体71的头部711向下压设，而使该复合母材6挤入该套体72的导面777与该第一模体71的头部711间的间隙，令该复合母材6依该导面777的形状而成型出一侧翼63。

最后，进行该脱模步骤56，将该第一模体71及该套体72与该第二模体73分离，并将一压设成型后的成品6’自该塑形空间732中取出。需特别说明的是，由于该套体72的材质具有热塑性的特征，因此即便该套体72要抽出该塑形空间732时会与该侧翼63有相抵触的情形，但借由该成型步骤54所留下的余温，该套体72仍会呈现略带可塑性的弹性余裕，只要稍微加压，即可使该套体72稍稍形变而能与该成品6’相脱离。加上该套体72的导面777是向下倾斜的设计，因此更能提供一良好的角度使该套体72自该侧翼63的角度中抽出。

借由以上所述的结构设计，本发明复合材料外壳的制造方法的较佳实施例，于实际使用时具有以下所述优点：

（1）产制良好的边导角62：

本发明通过该套体72遇热会膨胀的特性，使得该套体72将该复合母材6压入该塑形空间732后能持续膨胀，并压抵该复合母材6使其能完整服帖于该第二模体73的基座731预设的导弧766形状，故能完美复制并产出良好的边导角62。

（2）简省工序：

借由该第一模体71及该套体72的配合，使该复合母材6于该塑形空间732中可一次成型出良好的侧翼63及边导角62，而不需要于该压制步骤55后另外加工，有效节省生产过程中的人力及时间成本。

（3）容易脱模：

由于该套体72是具有热胀冷缩的性质，因此当完成该压制步骤55后，该套体72只要经稍微冷却即可轻易地（不能从前述工艺中得知该套体72能随该第一模体71移出，因为没有元件能够连接该套体72与该第一模体71，但是该侧翼63会卡住该套体72）从该塑形空间732中移出，因此不会产生难以脱模的问题。加上该套体72的导面777是呈向下倾斜的设计，更提供了该套体72与该侧翼63间一个良好的错动方向，让脱模更加顺利。

（4）容易调整：

当使用者欲于该复合母材6上形成不同形态的边导角62及侧翼63时，使用者不需要再重新开模，而只要变换该套体72的抵压段788的形状，或是变更该初接段799的导面777的倾斜角度或态样，即可让该复合母材6最后定型的轮廓随之调整改变。

另外，需特别说明的是，在本较佳实施例中，该套体72与该第一模体71间是通过该凸垣部722而使该第一模体71可先抵于该套体72的凸垣部722上，但实际使用时，该套体72与该第一模体71间的连结方式也可以有其它选择，例如：在该备置步骤52中，该套体72是以黏着的方式让该初接段799与第一模体71的压制部712相连，而在该压制步骤55中，该第一模体71的压设部712会因受压而脱离与该初接段799的黏着关系，使该压设部712直接向下抵压该复合母材6。诸如此类能够让该第一模体71及该套体72间呈分段压设该复合母材6的设计，皆在本发明的范围中。

综上所述，本发明复合材料外壳的制造方法，利用该套体72遇热膨胀的特性，不但解决了脱模不易的问题，更使得该套体72的抵压段788能够于该塑形空间732中推顶该复合母材6，能够完美复制出预设的边导角62形状。另外，通过该套体72的导面777设计，让该复合母材6能随着该导面777的形状及角度而一次成型出预设的侧翼63。

Claims (10)

1.一种复合材料外壳的制造方法，其特征在于；包含：

一个备料步骤，是准备一个待成型的复合母材；

一个备置步骤，备置一个模具，该模具包含一个第一模体、一个套设于该第一模体外缘的套体，及一个可与该第一模体相配合的第二模体，该第一模体具有一个头部，及一个延伸自该头部的压设部，该套体具有受热膨胀的特性，并包括一个基部，该基部具有一个与该压设部相连的初接段，及一个延伸自该初接段的抵压段，该第二模体具有一个可供该第一模体及该套体设置的塑形空间；

一个前置步骤，将该复合母材置于该第二模体上；

一个成型步骤，加热该第一模体及该第二模体，并同时以该第一模体及该套体共同将该复合母材压入该塑形空间中，使该套体的抵压段于该塑形空间中受热膨胀而推顶该复合母材服帖于该第二模体内；

一个压制步骤，加压于该第一模体使该压设部脱离与该套体的初接段的连结关系并直接抵压于该复合母材，使该复合母材进一步被压设成型成一个成品；及

一个脱模步骤，将该第一模体及该套体与该第二模体分离，并将压设成型后的成品自该塑形空间中取出。

2.根据权利要求1所述复合材料外壳的制造方法，其特征在于：在该备置步骤中，该套体的初接段具有一个向下倾斜的导面，且该导面与该第一模体的头部间保持一段距离，使该压制步骤中，该复合母材可依该导面的形状而于该头部及该导面间成型出一个侧翼。

3.根据权利要求1或2所述复合材料外壳的制造方法，其特征在于：在该备置步骤中，该套体还包括一个凸垣部，使该成型步骤中该第一模体的压设部抵压于该凸垣部上并与该初接段相邻，而在该压制步骤中，该第一模体的压设部会压过该凸垣部而向下抵压该复合母材。

4.根据权利要求3所述复合材料外壳的制造方法，其特征在于：在该备置步骤中，该模具还包含一个固定件，该固定件是设置于该第二模体上，并于该前置步骤中将该复合母材夹置于该第二模体与该固定件间。

5.根据权利要求3所述复合材料外壳的制造方法，其特征在于：在该备置步骤中，该套体的材质是高分子聚合物。

6.根据权利要求5所述复合材料外壳的制造方法，其特征在于：在该备置步骤中，该套体的材质是塑料或橡胶。

7.根据权利要求3所述复合材料外壳的制造方法，其特征在于：在该成型步骤中，该第一模体及该第二模体是以高周波加热的方式加热。

8.根据权利要求3所述复合材料外壳的制造方法，其特征在于：在该备料步骤中，该复合母材是由预浸有热固性树脂的基材堆叠固定并裁切而成。

9.根据权利要求8所述复合材料外壳的制造方法，其特征在于：所述基材是选自玻璃纤维、碳纤维和其组合。

10.根据权利要求9所述复合材料外壳的制造方法，其特征在于：在该成型步骤中，该第一模体及该第二模体是加热至135℃，使该复合母材与该热固性树脂在高温下反应而定型成该塑形空间与该压设部所界定的形状。