CN106131255A - 一种不锈钢碳纤维复合材料手机框架及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

一种不锈钢碳纤维复合材料手机框架及其制作方法，该不锈钢碳纤维复合材料手机框架包括不锈钢边框和与所述不锈钢边框一体复合的碳纤维中框，所述碳纤维中框是由交错铺叠于所述不锈钢边框中间的多块碳纤维布经3D塑型和热压固化成型的结构。本发明的不锈钢碳纤维复合材料手机框架既具有金属质感特性，又具有质量轻和强度高的优点，加工方便，成本低。

Description

一种不锈钢碳纤维复合材料手机框架及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种不锈钢碳纤维复合材料手机框架及其制作方法。
背景技术
随着电子3C产品的多样化发展，市场对外观的需求变得越来越多样化，手机材质也经历了天翻地覆的变化，传统的金属材料在手机上的应用不仅能够增加质感，还能够提升手机档次。目前用金属来打造手机的框架，在机身强度和导热方面比塑胶更有优势，但是金属材料本身也有它的不足之处，比如金属的质量大会增加机身的重量，另外，金属的加工难度高，机身结构件的加工工序长，从而加工成本很高，导致手机价位也高。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种不锈钢碳纤维复合材料手机框架及其制作方法，既具有金属质感特性，又具有质量轻和强度高的优点，加工方便，成本低。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种不锈钢碳纤维复合材料手机框架，包括不锈钢边框和与所述不锈钢边框一体复合的碳纤维中框，所述碳纤维中框是由交错铺叠于所述不锈钢边框中间的多块碳纤维布经3D塑型和热压固化成型的结构。
进一步地：
所述不锈钢边框是由不锈钢合金粉末和聚合物粉末的混合料经3D打印得到不锈钢边框的坯体真空烧结而成。
所述混合料包括按重量份计90～100份的不锈钢粉末和1～3份的聚丙烯酸或聚乙烯醇。
一种不锈钢碳纤维复合材料手机框架的制作方法，其中将多块碳纤维布交错铺叠于所述不锈钢边框中间，并经3D塑型和热压固化成型，形成与所述不锈钢边框一体复合的碳纤维中框。
进一步地：
所述方法包括以下步骤：
S1、3D打印不锈钢边框：将不锈钢合金粉末和聚合物粉末混合均匀得到的混合料，以3D打印机微喷射方法打印出不锈钢边框的坯体，然后再进行真空烧结，得到不锈钢边框；
S2、不锈钢边框和碳纤维中框一体复合：将所述不锈钢边框置于模具中，将多块碳纤维布交错铺叠于所述不锈钢边框中间，然后进行3D塑型，接着再热压固化成型，得到所述不锈钢边框与碳纤维中框一体复合的不锈钢碳纤维复合材料手机框架。
所述混合料包括按重量份计90～100份的不锈钢粉末和1～3份的聚丙烯酸或聚乙烯醇。
还包括以下步骤：
S3、复合中框后加工处理：将不锈钢中框中的边框进行拉丝或者抛光，再进行电镀或者喷漆处理，即得到具有可装配和装饰效果的复合中框。
步骤S1包括：将98份不锈钢粉末和2份聚丙烯酸形成混合料，或将98.5份不锈钢粉末和1.5份聚乙烯醇形成混合料，然后放入到球磨罐中球磨均匀，倒出混合料，烘干除去水分，接着放入3D打印机内，以微喷射方法打印手机边框坯体，然后放入真空烧结炉内真空烧结，烧结温度600～1000度，烧结2～3h，得到不锈钢边框。
步骤S2包括：将不锈钢边框装入到3D塑型模具中，将裁切好的多块碳纤维预浸布铺叠于不锈钢边框内侧，进行内腔结构塑型，塑型时间为30～60s，然后转移到热压成型机中热压固化，固化温度为135～150℃，压力为40～60kg，固化时间为10～15min，冷却模具至室温，得到不锈钢碳纤维复合材料手机框架，优选地，还再进行内框结构精细打磨以去除热压成型时溢出的环氧树脂。
步骤S3包括：将步骤S2得到的不锈钢碳纤维复合材料手机框架装入到拉丝机夹具上，对不锈钢边框外缘进行拉丝处理，然后清洗干净烘干；接着将陶瓷底漆和陶瓷面漆喷涂到不锈钢边框表面，100℃烘烤15～30min，然后冷却到室温，将防指纹油喷涂到表面，80℃烘烤5～10min；或者
将步骤S2得到的不锈钢碳纤维复合材料手机框架装入到抛光机夹具上，对不锈钢边框外缘进行抛光处理，直到呈现镜面效果，然后清洗干净烘干；接着将产品放入真空镀膜室内，真空抽至2.0×10-2～5.0×10-2Pa，然后充入氩气，流量保持在800～1300sccm，然后在电压220～240V和电流60～65A下，将镀金靶材镀到产品表面，镀膜时间15～25s。
本发明的有益效果：
本发明将多块碳纤维布交错铺叠于不锈钢边框中间，并经3D塑型和热压固化成型，形成与不锈钢边框一体复合的碳纤维中框，所得到的不锈钢碳纤维复合材料手机框架既具有不锈钢的金属质感特性，又具有碳纤维质量轻和强度高的优点，显著了机身的重量。优选的方案中，采用3D打印技术一体成型不锈钢边框，尤其是不锈钢粉末和聚丙烯酸或聚乙烯醇按照选定配比，利用3D打印机微喷射方法打印出不锈钢边框的坯体，再进行真空烧结得到不锈钢边框，不仅显著减少了加工金属结构的工序，工艺简化，加工方便，降低了加工成本，同时也有效地提高了框体的品质，其质轻，强度高，可靠耐用，金属质感好。
附图说明
图1为本发明一种实施例中的不锈钢边框结构示意图；
图2为本发明一种实施例的不锈钢碳纤维复合材料手机框架结构示意图。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
参阅图1和图2，在一种实施例中，一种不锈钢碳纤维复合材料手机框架，包括不锈钢边框1和与所述不锈钢边框1一体复合的碳纤维中框2，所述碳纤维中框2是由交错铺叠于所述不锈钢边框1中间的多块碳纤维布经3D塑型和热压固化成型的结构。
在优选实施例中，所述不锈钢边框1是由不锈钢合金粉末和聚合物粉末的混合料经3D打印得到不锈钢边框的坯体真空烧结而成。
在更优选实施例中，所述混合料包括按重量份计90～100份的不锈钢粉末和1～3份的聚丙烯酸或聚乙烯醇。较佳例如98份不锈钢粉末和2份聚丙烯酸，或98.5份不锈钢粉末和1.5份聚乙烯醇。
在一些实施例中，不锈钢边框1的内侧形成有用于与手机内部组件相配合的多个卡扣结构3。
在一些实施例中，碳纤维中框2的上开设有用于与手机内部组件相配合的多个槽结构4。
在另一种实施例中，一种不锈钢碳纤维复合材料手机框架的制作方法，其中将多块碳纤维布交错铺叠于所述不锈钢边框1中间，并经3D塑型和热压固化成型，形成与所述不锈钢边框1一体复合的碳纤维中框2。
在优选实施例中，所述方法包括以下步骤：
S1、3D打印不锈钢边框1：将不锈钢合金粉末和聚合物粉末混合均匀得到的混合料，以3D打印机微喷射方法打印出不锈钢边框的坯体，然后再进行真空烧结，得到不锈钢边框1；
S2、不锈钢边框1和碳纤维中框2一体复合：将所述不锈钢边框1置于模具中，将多块碳纤维布交错铺叠于所述不锈钢边框1中间，然后进行3D塑型，接着再热压固化成型，得到所述不锈钢边框1与碳纤维中框2一体复合的不锈钢碳纤维复合材料手机框架。
在更优选实施例中，所述混合料包括按重量份计90～100份的不锈钢粉末和1～3份的聚丙烯酸或聚乙烯醇。
在更优选实施例中，所述方法还包括以下步骤：
S3、复合中框后加工处理：将不锈钢中框中的边框进行拉丝或者抛光，再进行电镀或者喷漆处理，即得到具有可装配和装饰效果的复合中框。
在更优选实施例中，步骤S1包括：将98份不锈钢粉末和2份聚丙烯酸形成混合料，或将98.5份不锈钢粉末和1.5份聚乙烯醇形成混合料，然后放入到球磨罐中球磨均匀，倒出混合料，烘干除去水分，接着放入3D打印机内，以微喷射方法打印手机边框坯体，然后放入真空烧结炉内真空烧结，烧结温度600～1000度，烧结2～3h，得到不锈钢边框1。
在更优选实施例中，步骤S2包括：将不锈钢边框1装入到3D塑型模具中，将裁切好的多块碳纤维预浸布铺叠于不锈钢边框1内侧，进行内腔结构塑型，塑型时间为30～60s，然后转移到热压成型机中热压固化，固化温度为135～150℃，压力为40～60kg，固化时间为10～15min，冷却模具至室温，得到不锈钢碳纤维复合材料手机框架，优选地，还再进行内框结构精细打磨以去除热压成型时溢出的环氧树脂。
在更优选实施例中，步骤S3包括：将步骤S2得到的不锈钢碳纤维复合材料手机框架装入到拉丝机夹具上，对不锈钢边框1外缘进行拉丝处理，然后清洗干净烘干；接着将陶瓷底漆和陶瓷面漆喷涂到不锈钢边框1表面，100℃烘烤15～30min，然后冷却到室温，将防指纹油喷涂到表面，80℃烘烤5～10min。
在更优选实施例中，步骤S3包括：将步骤S2得到的不锈钢碳纤维复合材料手机框架装入到抛光机夹具上，对不锈钢边框1外缘进行抛光处理，直到呈现镜面效果，然后清洗干净烘干；接着将产品放入真空镀膜室内，真空抽至2.0×10-2～5.0×10-2Pa，然后充入氩气，流量保持在800～1300sccm，然后在电压220～240V和电流60～65A下，将镀金靶材镀到产品表面，镀膜时间15～25s。
实施例1
不锈钢边框的制备
将98份不锈钢粉末和2份聚丙烯酸形成混合料，然后放入到球磨罐中球磨均匀，倒出混合料，烘干除去水分，接着放入3D打印机内，开启3D打印机采用微喷射技术打印手机边框坯体，然后放入真空烧结炉内真空烧结，烧结温度600～1000度，烧结2～3h，得到不锈钢边框制品。
不锈钢边框和碳纤维中框一体复合
将不锈钢边框装入到3D塑型模具中，定位固定，然后将碳纤维预浸布裁切成一定尺寸大小，根据需求铺叠于不锈钢边框内侧，并进行内腔结构塑型，塑型30～60s，然后转移到热压成型机中热压固化，固化温度为℃135～150℃，压力40～60kg，固化10～15min，冷却模具至室温，取出模具里面的产品就得到一体产品，然后再进行内框结构精细打磨去除成型溢出的环氧树脂，得到不锈钢碳纤维一体复合中框。
复合中框后处理加工
将复合中框装入到抛光机夹具上，固定好后对边框外缘进行抛光处理，直到呈现镜面效果，然后清洗干净烘干；接着将产品放入真空镀膜室内，真空抽至2.0×10-2～5.0×10-2Pa，然后充入氩气，流量保持在800～1300sccm，然后在电压220～240V和电流60～65A下，将镀金靶材镀到产品表面，镀膜时间15～25s，镀完后边框外缘表面具有很光亮的黄金装饰膜。
实施例2
不锈钢边框的制备
将98.5份不锈钢粉末和1.5份聚乙烯醇形成混合料，然后放入到球磨罐中球磨均匀，倒出混合料，烘干除去水分，接着放入3D打印机内，开启3D打印机采用微喷射技术打印手机边框坯体，然后放入真空烧结炉内真空烧结，烧结温度600～1000度，烧结2～3h，即可得到不锈钢边框制品。
不锈钢边框和碳纤维中框一体复合
将不锈钢边框装入到3D塑型模具中，定位固定，然后将碳纤维预浸布裁切成一定尺寸大小，根据需求铺叠于不锈钢边框内侧，并进行内腔结构塑型，塑型30～60s，然后转移到热压成型机中热压固化，固化温度为℃135～150℃，压力40～60kg，固化10～15min，冷却模具至室温，取出模具里面的产品就得到一体产品，然后再进行内框结构精细打磨去除成型溢出的环氧树脂，得到不锈钢碳纤维一体复合中框。
复合中框后处理加工
将复合中框装入到拉丝机夹具上，固定好后对边框外缘进行拉丝处理，处理完后表面丝痕均匀整齐，然后清洗干净烘干；接着将陶瓷底漆和陶瓷面漆喷涂到边框表面，烘烤100度，时间15～30min，然后冷却到室温，将防指纹油喷涂到表面，80度烘烤5～10min，边框外缘表面具有高品质的陶瓷装饰效果。
以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种不锈钢碳纤维复合材料手机框架，其特征在于,包括不锈钢边框和与所述不锈钢边框一体复合的碳纤维中框，所述碳纤维中框是由交错铺叠于所述不锈钢边框中间的多块碳纤维布经3D塑型和热压固化成型的结构。
2.如权利要求1所述的不锈钢碳纤维复合材料手机框架，其特征在于,所述不锈钢边框是由不锈钢合金粉末和聚合物粉末的混合料经3D打印得到不锈钢边框的坯体真空烧结而成。
3.如权利要求2所述的不锈钢碳纤维复合材料手机框架，其特征在于,所述混合料包括按重量份计90～100份的不锈钢粉末和1～3份的聚丙烯酸或聚乙烯醇。
4.一种不锈钢碳纤维复合材料手机框架的制作方法，其特征在于,将多块碳纤维布交错铺叠于所述不锈钢边框中间，并经3D塑型和热压固化成型，形成与所述不锈钢边框一体复合的碳纤维中框。
5.如权利要求4所述的不锈钢碳纤维复合材料手机框架，其特征在于,包括以下步骤：
S1、3D打印不锈钢边框：将不锈钢合金粉末和聚合物粉末混合均匀得到的混合料，以3D打印机微喷射方法打印出不锈钢边框的坯体，然后再进行真空烧结，得到不锈钢边框；
S2、不锈钢边框和碳纤维中框一体复合：将所述不锈钢边框置于模具中，将多块碳纤维布交错铺叠于所述不锈钢边框中间，然后进行3D塑型，接着再热压固化成型，得到所述不锈钢边框与碳纤维中框一体复合的不锈钢碳纤维复合材料手机框架。
6.如权利要求5所述的不锈钢碳纤维复合材料手机框架，其特征在于,所述混合料包括按重量份计90～100份的不锈钢粉末和1～3份的聚丙烯酸或聚乙烯醇。
7.如权利要求5所述的不锈钢碳纤维复合材料手机框架，其特征在于,还包括以下步骤：
S3、复合中框后加工处理：将不锈钢中框中的边框进行拉丝或者抛光，再进行电镀或者喷漆处理，即得到具有可装配和装饰效果的复合中框。
8.如权利要求5所述的不锈钢碳纤维复合材料手机框架，其特征在于,步骤S1包括：将98份不锈钢粉末和2份聚丙烯酸形成混合料，或将98.5份不锈钢粉末和1.5份聚乙烯醇形成混合料，然后放入到球磨罐中球磨均匀，倒出混合料，烘干除去水分，接着放入3D打印机内，以微喷射方法打印手机边框坯体，然后放入真空烧结炉内真空烧结，烧结温度600～1000度，烧结2～3h，得到不锈钢边框。
9.如权利要求5至8任一项所述的不锈钢碳纤维复合材料手机框架，其特征在于,步骤S2包括：将不锈钢边框装入到3D塑型模具中，将裁切好的多块碳纤维预浸布铺叠于不锈钢边框内侧，进行内腔结构塑型，塑型时间为30～60s，然后转移到热压成型机中热压固化，固化温度为135～150℃，压力为40～60kg，固化时间为10～15min，冷却模具至室温，得到不锈钢碳纤维复合材料手机框架，优选地，还再进行内框结构精细打磨以去除热压成型时溢出的环氧树脂。
10.如权利要求5至8任一项所述的不锈钢碳纤维复合材料手机框架，其特征在于,步骤S3包括：将步骤S2得到的不锈钢碳纤维复合材料手机框架装入到拉丝机夹具上，对不锈钢边框外缘进行拉丝处理，然后清洗干净烘干；接着将陶瓷底漆和陶瓷面漆喷涂到不锈钢边框表面，100℃烘烤15～30min，然后冷却到室温，将防指纹油喷涂到表面，80℃烘烤5～10min；或者
将步骤S2得到的不锈钢碳纤维复合材料手机框架装入到抛光机夹具上，对不锈钢边框外缘进行抛光处理，直到呈现镜面效果，然后清洗干净烘干；接着将产品放入真空镀膜室内，真空抽至2.0×10-2～5.0×10-2Pa，然后充入氩气，流量保持在800～1300sccm，然后在电压220～240V和电流60～65A下，将镀金靶材镀到产品表面，镀膜时间15～25s。
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