CN106626229A - 碳纤维/玻璃纤维复合材料电视后盖的制作方法 - Google Patents

碳纤维/玻璃纤维复合材料电视后盖的制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种碳纤维/玻璃纤维复合材料电视后盖的制作方法，所述的方法包括以下步骤：步骤一、选布；步骤二、涂胶；步骤三、裁布；步骤四、模具准备；步骤五、放布；步骤六、合模加压；步骤七、注射、固化；步骤八、分模取件、机加；步骤九、粘接结构件；步骤十、抛光；步骤十一、丝印。本发明充分利用了碳纤维的比重轻、高强度、高模量和玻璃纤维的低成本以及碳可塑性好的特点，该后盖的材料主题是碳纤维和玻璃纤维，实现了后盖的超薄、超轻、高强度、高光泽、清晰立体文理图案，是塑料后盖和钣金后盖无法实现的，同时碳纤维和玻璃纤维共同使用，降低了生产成本。

Description

碳纤维/玻璃纤维复合材料电视后盖的制作方法
技术领域
本发明涉及碳纤维成型技术领域，具体涉及一种碳纤维/玻璃纤维复合材料电视后盖的制作方法。该材料、工艺可广泛应用于家电、汽车、通讯设备等高端产品的结构件和外观装饰件。
背景技术
传统的平板电视后盖通常采用冲压成型的金属后盖或注塑成型的塑料后盖。平板电视的发展潮流是产品更加轻、薄、窄；而采用原来的加工方式和材料，要将平板产品继续做轻薄都存在难以克服的技术障碍。碳纤维的比重为1.5～1.9g/cm3，不足钢的1/4；碳纤维的抗张强度在4900Mpa以上，是钢的7～9倍；抗张弹性模量为247Gpa以上，优于钢材；碳纤维的比强度(强度与重量的之比)可达2000Mpa/(g/cm3)，是钢的33倍。另外碳纤维材料还具有良好的导热、导电性能和耐高低温、耐腐蚀、耐疲劳性能。因为碳纤维复合材料具备上述的重量轻、高强度、高模量，出色的比强度、抗蠕变性能和良好的导热、导电、屏蔽的性能，特别适合用于制造OLED(有机自发光)高端平板电视的后盖。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种碳纤维/玻璃纤维复合材料电视后盖的制作方法。
本发明率先采用了碳纤维+玻璃纤复合材料成型工艺，通过树脂传递模塑成型技术(RTM)和粘接卡扣、螺钉柱，很好地解决了结构装配问题，获得了多元化的、精致的外观效果、缩短了生产周期，提高了生产效率、大幅度降低了生产成本。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种碳纤维/玻璃纤维复合材料电视后盖的制作方法，所述的方法包括以下步骤：
步骤一、选布
选择所需编织图案和厚度的碳纤维布和玻璃纤维布；
步骤二、涂胶
将碳纤维布和玻璃纤维布通过涂胶机在碳纤维布上涂上热固性环氧树脂浆液，形成碳纤维和玻璃纤维预浸布，碳纤维的胶含量在35％～40％，玻璃纤维的胶含量在32％～36％；
步骤三、裁布
将所述碳纤维和玻璃纤维预浸布裁成小块的纤维布，所述纤维布的尺寸比后盖的尺寸大150～200mm；
步骤四、模具准备
模具表面清洗干净，并喷上脱模剂；
步骤五、放布
将裁切好的碳纤维和玻璃纤维布按照后盖的颜色要求依次重叠放入碳纤维成型模具中；
步骤六、合模加压
步骤七、注射、固化
从模具浇口处向型腔中注射预先计量好的热固性环氧树脂液体和脂肪胺固化剂液体，并加热固化；
步骤八、分模取件、机加
分开模具，取出零件，通过CNC加工去毛边、开孔、槽，并去除毛刺、毛边；
步骤九、粘接结构件
通过粘接螺钉柱和卡扣方式实现与电视整机的装配；
步骤十、抛光
步骤十一、丝印
在后盖外表面上丝印上所需的字符或图案。
更进一步的技术方案是所述步骤一中所述碳纤维布的厚度为0.117-0.217mm，玻璃纤维布的厚度为0.15-0.25mm。
更进一步的技术方案是所述步骤一中所述碳纤维布选择3K的碳纤维，玻璃纤维布选择断裂强度＞350N/10mm的无碱玻纤布。
更进一步的技术方案是所述步骤一中所述碳纤维布和玻璃纤维布均选择斜纹。
更进一步的技术方案是所述步骤五包括：若生产碳纤维本色效果的颜色，则先在模具表面放置两层碳纤维布，再在碳纤维布上面放置三层玻璃纤维布；
若生产非黑色碳纤维效果后盖，则先在模具表面放置三层玻璃纤维布，再在玻璃纤维布表面放置两层碳纤维布。
更进一步的技术方案是所述步骤七中所述环氧树脂液体和脂肪胺固化剂的添加比例为1:1.06～1:1.12。
更进一步的技术方案是所述步骤七中所述环氧树脂和脂肪胺固化剂的保存条件：密闭，低温，温度低于30℃。
更进一步的技术方案是所述的步骤七包括以下工艺要求：
注射压力：2.4～2.8kgf/cm2；
模具温度：135-145℃；
固化时间：15～20min。
更进一步的技术方案是还包括步骤十二、喷涂
通过UV喷涂工艺对外表面进行喷涂，实现外观的高光泽度和图案的立体感。
与现有技术相比，本发明实施例的有益效果之一是：本发明充分利用了碳纤维的比重轻、高强度、高模量和玻璃纤维的低成本以及碳可塑性好的特点，该后盖的材料主题是碳纤维和玻璃纤维，实现了后盖的超薄、超轻、高强度、高光泽、清晰立体文理图案，是塑料后盖和钣金后盖无法实现的，同时碳纤维和玻璃纤维共同使用，降低了生产成本。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式进行详细描述。
根据本发明的一个实施例，本实施例公开一种碳纤维/玻璃纤维复合材料电视后盖的制作方法。该方法采用了碳纤维+玻璃纤复合材料成型工艺，通过树脂传递模塑成型技术(RTM)和粘接卡扣、螺钉柱，很好地解决了结构装配问题，获得了多元化的、精致的外观效果、缩短了生产周期，提高了生产效率、大幅度降低了生产成本。
具体的，本实施例碳纤维/玻璃纤维复合材料电视后盖的制作方法包括以下步骤：
step1、选布：选择所需编织图案和厚度的碳纤维布和玻璃纤维布。碳纤维和玻璃纤维布的图案是斜纹图案，碳纤维布的厚度为0.167mm±0.05mm，玻璃纤维布的厚度为0.20mm±0.05mm，并选择强度合适的碳纤维和玻璃纤维，碳纤维布选择3K的碳纤维，玻璃纤维布选择断裂强度＞350N/10mm的无碱玻纤布，碳纤维布和玻璃纤维布均选择斜纹布。
step2、涂胶(预浸)：将碳纤维布和玻璃纤维布通过涂胶机在碳纤维布上涂上热固性环氧树脂浆液，形成碳纤维和玻璃纤维预浸布，碳纤维的胶含量在35％～40％，玻璃纤维的胶含量在32％—36％。
step3、裁布：将预浸好的成卷碳纤维布和玻璃纤维布裁成小块的纤维布，布的尺寸比后盖的尺寸大150～200mm，以便留出余量，方便后续机加。
step4、模具准备：先在模具行腔表面喷上洗模剂，在用软质抹布把模具行腔表面擦洗干净，最后在模具行腔表面均匀的喷上适量的脱模剂。
step5、放布：将裁切好的碳纤维布和玻璃纤维布按照后盖的厚度要求依次重叠放入碳纤维成型模具中，其中首层布为后盖的外表面层；如果需要碳纤维的本色效果，先重叠放置2张0.167mm厚度的碳纤维布，再在碳纤维布上重叠放置3张0.20mm厚度的玻璃纤维布；如果是要白色、红色、绿色、蓝色等等其它颜色效果，先放置3张玻璃纤维布，再在玻璃纤维布上重叠放置2张碳纤维布(白色的玻璃纤维容易喷涂成白色、红色、绿色、蓝色等等颜色)。放布时布必须放置平整，否则会产生褶皱。
step6、合模加压：模具能够耐受200℃以上的高温，同时要能够承受5～6kg/cm2的压力，确保注射环氧树脂液体和固化剂时模具处于紧闭状态。
step7、注射、固化：从浇口处向型腔中注射预先计量好的热固性环氧树脂液体和脂肪胺固化剂液体，加热固化。
型环氧树脂和脂肪胺固化剂的保存条件：密闭，低温，温度低于30℃；
型环氧树脂和脂肪胺固化剂的添加比例：1:1.06～1:1.12；
注射压力：2.4～2.8kgf/cm2；
模具温度：140±5℃；
固化时间：15～20min
注射压力、模具温度、固化时间和型环氧树脂和脂肪胺固化剂的添加比例必须按照上述要求，才能充分充填、反应、固化。确保环氧树脂液体和固化剂的填充压力和最佳的固化温度和固化时间，使产品的强度高、外观效果好、生产效率高。
step8、分模取件、机加：分开模具，取出零件，通过CNC加工去毛边、开孔、槽等，并去除毛刺、毛边。
step9、粘接结构件：由于碳纤维、玻璃纤维不易成型螺钉柱和卡扣等结构件，通过粘接铝制螺钉柱和卡扣的方式来实现后盖与电视的装配，生产效率高、废损率低。
step10、抛光：对外表面进行打磨、抛光，增加零件表面的光洁度，便于后面丝印和罩光。
step11、丝印：在后盖外表面上丝印上所需的字符或图案，丝印工序一定要在抛光工序后，UV喷涂工艺前，确保丝印的附着力和立体效果。
step12、喷涂：通过UV喷涂工艺对外表面进行喷涂，实现外观的高光泽度和图案的立体感。
本实施例方法得到的碳纤维/玻璃纤维复合材料的力学性能检测数据如表1：
表1
本实施例方法得到的碳纤维/玻璃纤维复合材料的检测环境结论如表2：
表2
从测试数据中可以看出，碳纤维/玻璃纤维复合材料的力学性能很高，能满足使用要求，各种环境实验都合格。通过本实施例方法生产的电视机后盖的重量轻、强度高、模量高、抗蠕变性能好，而且具有良好的导热、导电、屏蔽的性能。
在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一个实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
尽管这里参照发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (9)

1.一种碳纤维/玻璃纤维复合材料电视后盖的制作方法，其特征在于：所述的方法包括以下步骤：
步骤一、选布
选择所需编织图案和厚度的碳纤维布和玻璃纤维布；
步骤二、涂胶
将碳纤维布和玻璃纤维布通过涂胶机在碳纤维布上涂上热固性环氧树脂浆液，形成碳纤维和玻璃纤维预浸布，碳纤维的胶含量在35％～40％，玻璃纤维的胶含量在32％～36％；
步骤三、裁布
将所述碳纤维和玻璃纤维预浸布裁成小块的纤维布，所述纤维布的尺寸比后盖的尺寸大150～200mm；
步骤四、模具准备
模具表面清洗干净，并喷上脱模剂；
步骤五、放布
将裁切好的碳纤维和玻璃纤维布按照后盖的颜色要求依次重叠放入碳纤维成型模具中；
步骤六、合模加压
步骤七、注射、固化
从模具浇口处向型腔中注射预先计量好的热固性环氧树脂液体和脂肪胺固化剂液体，并加热固化；
步骤八、分模取件、机加
分开模具，取出零件，通过CNC加工去毛边、开孔、槽，并去除毛刺、毛边；
步骤九、粘接结构件
通过粘接螺钉柱和卡扣方式实现与电视整机的装配；
步骤十、抛光
步骤十一、丝印
在后盖外表面上丝印上所需的字符或图案。
2.根据权利要求1所述的碳纤维/玻璃纤维复合材料电视后盖的制作方法，其特征在于所述的步骤一中所述碳纤维布的厚度为0.117-0.217mm，玻璃纤维布的厚度为0.15-0.25mm。
3.根据权利要求1所述的碳纤维/玻璃纤维复合材料电视后盖的制作方法，其特征在于所述的步骤一中所述碳纤维布选择3K的碳纤维，玻璃纤维布选择断裂强度＞350N/10mm的无碱玻纤布。
4.根据权利要求1所述的碳纤维/玻璃纤维复合材料电视后盖的制作方法，其特征在于所述的步骤一中所述碳纤维布和玻璃纤维布均选择斜纹。
5.根据权利要求1所述的碳纤维/玻璃纤维复合材料电视后盖的制作方法，其特征在于所述的步骤五包括：若生产碳纤维本色效果的颜色，则先在模具表面放置两层碳纤维布，再在碳纤维布上面放置三层玻璃纤维布；
若生产非黑色碳纤维效果后盖，则先在模具表面放置三层玻璃纤维布，再在玻璃纤维布表面放置两层碳纤维布。
6.根据权利要求1所述的碳纤维/玻璃纤维复合材料电视后盖的制作方法，其特征在于所述的步骤七中所述环氧树脂液体和脂肪胺固化剂的添加比例为1:1.06～1:1.12。
7.根据权利要求1所述的碳纤维/玻璃纤维复合材料电视后盖的制作方法，其特征在于所述的步骤七中所述环氧树脂和脂肪胺固化剂的保存条件：密闭，低温，温度低于30℃。
8.根据权利要求1所述的碳纤维/玻璃纤维复合材料电视后盖的制作方法，其特征在于所述的步骤七包括以下工艺要求：
注射压力：2.4～2.8kgf/cm2；
模具温度：135-145℃；
固化时间：15～20min。
9.根据权利要求1所述的碳纤维/玻璃纤维复合材料电视后盖的制作方法，其特征在于还包括步骤十二、喷涂
通过UV喷涂工艺对外表面进行喷涂，实现外观的高光泽度和图案的立体感。
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