CN108724765A - 纤维复合材料的制备方法、振动板以及发声装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纤维复合材料的制备方法、振动板以及发声装置。该制备方法包括：提供纤维本体和可UV固化树脂材料；将所述纤维本体浸渍到所述可UV固化树脂材料中，以形成纤维预浸料；采用UV光照射所述纤维预浸料，以固化成型。该制备方法能够有效地避免在升温过程中由于树脂材料和纤维本体的热膨胀系数的差异而导致的纤维复合材料的形变。

Description

纤维复合材料的制备方法、振动板以及发声装置

技术领域

本发明涉及材料制备技术领域，更具体地，涉及一种用于振动板的纤维复合材料的制备方法、振动板以及发声装置。

背景技术

在现有技术中，用于振动板的纤维材料以纤维预浸料制作而成的复合材料为主。

目前，纤维预浸料采用的树脂材料主要为环氧树脂、双马树脂、酚醛树脂等热固性的树脂。纤维预浸料采用加热的方式进行固化成型。

在加热固化过程中，因树脂材料与纤维的热膨胀系数的差异，振动板极易产生形变，尤其是振动板为异型件、非对称铺层、或层数较少时。形变导致振膜的振动效果变差。在这种情况下，需要采用多层纤维层的对称结构对形变进行修正。这会导致纤维复合材料的质量偏重，限制了纤维复合材料在微型扬声器中的应用。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种纤维复合材料的制备方法的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种纤维复合材料的制备方法。该制备方法包括：提供纤维本体和可UV固化树脂材料；将所述纤维本体浸渍到所述可UV固化树脂材料中，以形成纤维预浸料；采用UV光照射所述纤维预浸料，以固化成型。

可选地，所述将所述纤维本体浸渍到所述可UV固化树脂材料中，以形成纤维预浸料的步骤，包括：将所述可UV固化树脂材料涂覆成膜；按照设定的幅宽和重量将纤维丝展纱成纤维层，所述纤维层为所述纤维本体；将所述纤维层与所述可UV固化树脂材料的膜层整体贴合，以形成所述纤维预浸料。

可选地，所述纤维层为一层或多层。

可选地，所述采用UV光照射所述纤维预浸料，以固化成型的步骤包括：采用模压成型方法将所述纤维预浸料进行成型，在成型过程中采用UV光照射所述纤维预浸料，以固化成型。

可选地，所述采用UV光照射所述纤维预浸料，以固化成型的步骤包括：采用真空袋成型方法将所述纤维预浸料进行成型，在成型过程中UV光透过真空袋照射所述纤维预浸料，以固化成型。

可选地，所述纤维本体由碳纤维、芳纶纤维和玻璃纤维中的至少一种制作而成。

可选地，所述可UV固化树脂材料包括聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯和聚醚丙烯酸酯中的至少一种。

可选地，所述纤维预浸料为单向延伸。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于发声装置的振动板。该振动板包括纤维复合材料层，所述纤维复合材料层根据本发明提供的所述制备方法制备而成。

可选地，所述振动板包括两层所述纤维复合材料层，以及位于两层所述纤维复合材料层之间的发泡体层。

根据本发明的又一个方面，提供了一种发声装置。该发声装置包括振膜，所述振膜包括振膜本体和本发明提供的所述振动板，所述振动板被粘接在所述振膜本体的中心部。

本发明的发明人发现，在现有技术中，纤维预浸料采用加热的方式固化成型，因树脂与纤维材料的热膨胀系数的差异，振动板极易产生形变。因此，本发明所要实现的技术任务或者所要解决的技术问题是本领域技术人员从未想到的或者没有预期到的，故本发明是一种新的技术方案。

在本发明实施例中，纤维复合材料的树脂材料为可UV固化树脂材料。该材料的固化过程采用UV光照射，而不需要加热进行固化。通过这种方式能够有效地避免在升温过程中由于树脂材料和纤维本体的热膨胀系数的差异而导致的纤维复合材料的形变。

此外，该制备方法提高了纤维复合材料的平整度、均一性以及良品率。

此外，该制备方法能够减少为避免固化变形而增加的纤维层的层数，提高了纤维复合材料的设计余量，扩大了纤维复合材料的应用范围。该纤维复合材料的质量轻，适用于微型扬声器中。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是根据本发明的一个实施例的纤维复合材料的制备方法的流程图。

图2是根据本发明的一个实施例的纤维复合材料成型时的示意图。

图3是根据本发明的一个实施例的具有弧面结构的纤维复合材料层的结构示意图。

图4是根据本发明的一个实施例的振膜的结构示意图。

图5是根据本发明的一个实施例的振动板的结构示意图。

附图标记说明：

1：UV光源；2：振膜本体；21：折环部；22：中心部；23：振动板；231：纤维复合材料层；232：发泡体层；3：纤维预浸料。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

根据本发明的一个实施例，提供了一种纤维复合材料的制备方法。该纤维复合材料可以用于制作纤维复合材料层231。纤维复合材料层231用于制作发声装置的振动板23。如图1所示，该制备方法包括：

S1、提供纤维本体和可UV固化树脂材料。

可选地，纤维本体由碳纤维、芳纶纤维和玻璃纤维中的至少一种制作而成。上述材料的纤维丝排列或者编织形成纤维层。一层或者多层纤维层构成纤维本体。

可UV固化树脂材料是指添加了光引发剂的树脂材料。可选地，可UV固化树脂材料的主体为丙烯酸类树脂。本领域技术人员可以选择本领域常用的光引发剂，并添加到丙烯酸类树脂中。经UV光照射，引发剂引发树脂材料固化成型。

具体地，可UV固化树脂材料包括聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯和聚醚丙烯酸酯中的至少一种。上述材料具有成型后结构强度高的特点。

S2、将纤维本体浸渍到可UV固化树脂材料中，以形成纤维预浸料。

S3、采用UV光照射纤维预浸料，以固化成型。

具体地，可UV固化树脂材料的固化由光引发剂引发，从而获得足够的强度和设定的形状，并使纤维本体与树脂材料紧密结合在一起。纤维本体能够增强成型后的树脂材料的强度和韧性。为了达到良好的固化效果，可以采用UV光源1对纤维预浸料3进行多次照射。

在本发明实施例中，纤维复合材料的树脂材料为可UV固化树脂材料。该材料的固化过程采用UV光照射，而不需要加热进行固化。通过这种方式能够有效地避免在升温过程中由于树脂材料和纤维本体的热膨胀系数的差异而导致的纤维复合材料的形变。

此外，该制备方法提高了纤维复合材料的平整度、均一性以及良品率。

此外，该制备方法能够减少为避免固化变形而增加的纤维层的层数，提高了纤维复合材料的设计余量，扩大了纤维复合材料的应用范围。该纤维复合材料的质量轻，适用于微型扬声器中。

在一个例子中，采用两步法制作纤维复合材料。在第一步中，形成纤维预浸料3。在第二步中，纤维预浸料3的树脂材料固化成型。

在第一步中，将纤维本体浸渍到可UV固化树脂材料中，以形成纤维预浸料3的步骤，包括：

S01、将可UV固化树脂材料涂覆成膜。

需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要设置膜的厚度。

S02、按照设定的幅宽和重量将纤维丝展纱成纤维层。纤维层为纤维本体。

可选地，纤维层为一层或多层，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置，以保证纤维复合材料层231具有足够的强度。

S03、将纤维层与可UV固化树脂材料的膜层整体贴合，以形成纤维预浸料3。

该方法能够形成厚度均匀的纤维预浸料3。

第二步可以采用多种方法。在一个例子中，其中，采用UV光照射纤维预浸料3，以固化成型的步骤包括：采用模压成型方法将纤维预浸料3进行成型。在成型过程中采用UV光照射纤维预浸料3，以固化成型。模压成型方法操作简单。形成的纤维复合材料层231的厚度均匀，成型效率高，适用于大规模生产。

在另一个例子中，其中，采用UV光照射纤维预浸料3，以固化成型的步骤包括：采用真空袋成型方法将纤维预浸料3进行成型。在成型过程中UV光透过真空袋照射纤维预浸料3，以固化成型。该方法形成的纤维预浸料3的厚度均匀，并且厚度较薄。

此外，真空袋对纤维预浸料3的两个表面的压力大小相等，这使得纤维复合材料层231的厚度、质量更加均一。

可选地，纤维预浸料为单向延伸。单向延伸是指纤维丝沿同一方向延伸。例如，纤维复合材料呈长方形(从俯视角度看)。纤维复合材料包括长边和短边。纤维丝的延伸方向平行于长边。相对于纤维丝的延伸方向与长边呈其他夹角，这种设置方式使得纤维本体的厚度能够有效地降低，并且纤维复合材料的强度和韧性更高。

在其他示例中，纤维丝的延伸方向也可以平行于短边。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种用于发声装置的振动板23。该振动板23包括纤维复合材料层231。该纤维复合材料层根据本发明提供的制备方法制备而成。

该振动板23具有平整度高，均一性良好的特点。

本领域技术人员可以根据实际需要设置纤维复合材料层231的层数，以及振动板23的整体尺寸。

可选地，振动板23为平板形或者弧面结构，以满足不同的振膜的振动要求。其中，如图3所示，当振动板23呈弧面结构时，在成型过程中可以采用弧形模具进行模压成型，以形成具有弧面结构的纤维复合材料层231。

优选地，如图5所示，振动板23包括两层纤维复合材料层231，以及位于两层纤维复合材料层231之间的发泡体层232。发泡体层232分别与两层纤维复合材料层231粘接在一起。发泡体层232能够有效地降低振动板23的重量，提高振动板23的结构强度。

此外，纤维复合材料层231位于振动板23的两个表面，这样既能够提高振动板23整体的强度，又能够起到良好的防水效果。

可选地，发泡体层232由PI发泡体或者PMI发泡体制作而成。该两种材料的密度小，抗撕裂强度高。优选地，发泡体层232的厚度为0.05mm至0.4mm。

纤维复合材料层231和发泡体层232的排布方式不限于上述形式，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置。

此外，还可以采用一步法制作纤维复合材料。一步法为本领域的公知常识，在此不做详细说明。

根据本发明的又一个实施例，提供了一种发声装置。该发声装置包括振膜。如图4所示，振膜包括振膜本体2和本发明提供的振动板23。振动板23被粘接在振膜本体2的中心部22。

在一个例子中，发声装置包括振动系统和磁路系统。振动系统包括振膜本体2、振动板23和音圈。磁路系统用于形成磁场。振膜本体2包括中心部22和围绕中心部22设置的折环部21。音圈的一端与振膜本体2的中心部22连接，另一端插入磁场中。振动系统和磁路系统的配合方式为本领域的公知常识，在此不做详细说明。

具体地，振膜本体2由工程塑料、弹性体材料和胶膜中的一种或多种材料复合组成。

可选地，工程塑料为PEEK或者PAR。弹性体材料为TPU、TPEE或者硅橡胶。胶膜由丙烯酸酯类胶或者有机硅类胶制作而成。

优选地，振膜本体2的厚度为0.02mm-0.5mm。该厚度使振膜具有足够强度以及良好的振动效果。

如图4所示，在该例子中，振动板23通过胶水或者胶带被粘接到在振膜的中心部22。振动板23能够提高振动系统的惯性。

此外，振动板23能够防止振膜本体2发生分割振动，进一步提高了发声装置的声音效果。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (11)

1.一种纤维复合材料的制备方法，其特征在于，包括：

提供纤维本体和可UV固化树脂材料；

将所述纤维本体浸渍到所述可UV固化树脂材料中，以形成纤维预浸料；

采用UV光照射所述纤维预浸料，以固化成型。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述将所述纤维本体浸渍到所述可UV固化树脂材料中，以形成纤维预浸料的步骤，包括：

将所述可UV固化树脂材料涂覆成膜；

按照设定的幅宽和重量将纤维丝展纱成纤维层，所述纤维层为所述纤维本体；

将所述纤维层与所述可UV固化树脂材料的膜层整体贴合，以形成所述纤维预浸料。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述纤维层为一层或多层。

4.根据权利要求2或者3所述的制备方法，其特征在于，所述采用UV光照射所述纤维预浸料，以固化成型的步骤包括：

采用模压成型方法将所述纤维预浸料进行成型，在成型过程中采用UV光照射所述纤维预浸料，以固化成型。

5.根据权利要求2或者3所述的制备方法，其特征在于，所述采用UV光照射所述纤维预浸料，以固化成型的步骤包括：

采用真空袋成型方法将所述纤维预浸料进行成型，在成型过程中UV光透过真空袋照射所述纤维预浸料，以固化成型。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纤维本体由碳纤维、芳纶纤维和玻璃纤维中的至少一种制作而成。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述可UV固化树脂材料包括聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯和聚醚丙烯酸酯中的至少一种。

8.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述纤维预浸料为单向延伸。

9.一种用于发声装置的振动板，其特征在于，包括纤维复合材料层，所述纤维复合材料层根据权利要求1-8中的任意一项所述的制备方法制备而成。

10.根据权利要求9所述的振动板，其特征在于，所述振动板包括两层所述纤维复合材料层，以及位于两层所述纤维复合材料层之间的发泡体层。

11.一种发声装置，其特征在于，包括振膜，所述振膜包括振膜本体和如权利要求9或者10所述的振动板，所述振动板被粘接在所述振膜本体的中心部。