CN114290790A - 壳体结构的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及结构材料的技术领域，具体公开了一种壳体结构的制备方法。步骤1、将碳纤维预浸料粘贴到金属原板上，组成整体部件；步骤2、对所述整体部件进行热压成型，同时在热压过程中，所述碳纤维预浸料里面的树脂会流动到金属板内侧面上，将碳纤维材质的碳纤维板和金属板紧密结合成外壳；步骤3、通过注塑工艺在所述碳纤维板的外侧面形成内壳，组成整体零件；步骤4、对所述整体零件进行表面处理。本发明通过将金属板与碳纤维板复合在一起，使得壳体结构既有碳纤维维材质的高强度，同时具有高颜值高质感的金属质感外观。
Description
技术领域
本发明涉及结构材料的技术领域，具体公开了一种壳体结构的制备方法。
背景技术
树脂基碳纤维复材是一种高强度低密度的材料，随着穿戴产品对重量和强度的需求，碳纤维复材被越来越广泛的使用，但由于其表面是树脂，外观呈现出一种塑胶质感，不能满足高颜值高质感的需求。
传统树脂基碳纤维复材常用的表面处理是喷涂，但喷涂无法呈现出高端的金属质感，无法做出产品的高端外观质感。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的上述技术问题。为此，本发明提出一种壳体结构的制备方法，解决上述至少一个技术问题。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种壳体结构的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、将碳纤维预浸料粘贴到金属原板上，组成整体部件；
步骤2、对所述整体部件进行热压成型，同时在热压过程中，所述碳纤维预浸料里面的树脂会流动到金属板内侧面上，将碳纤维材质的碳纤维板和金属板紧密结合成外壳；
步骤3、通过注塑工艺在所述碳纤维板的外侧面形成内壳，组成整体零件；
步骤4、对所述整体零件进行表面处理。
另外，本发明的壳体结构的制备方法还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一些实施例，在步骤1之前还包括：对所述金属原板进行化学腐蚀处理形成蜂窝状微孔。
根据本发明的一些实施例，所述微孔的直径在1-20um，深度0.05-0.2mm。
根据本发明的一些实施例，步骤2包括：对整体部件放到成型模具里，通过成型模具对所述整体部件进行热压处理。根据本发明的一些实施例，所述热压的温度120℃-160℃，压力：5-20Mpa。根据本发明的一些实施例，所述热压处理包括：热压开始阶段，所述金属原板和碳纤维预浸料同时受热，热压中间阶段，碳纤维预浸料中的环氧树脂开始熔融成液体，并流向和填充满所述金属原板和碳纤维预浸料之间的缝隙和微孔中，热压最后阶段，继续保持温度和压力，所述环氧树脂开始固化。根据本发明的一些实施例，步骤4中的表面处理包括以下步骤：对金属板进行喷砂、抛光或拉丝处理，最后进行阳极氧化或蒸镀处理。
根据本发明的一些实施例，在对金属板进行喷砂、抛光或拉丝处理之前还包括对所述碳纤维板的外侧面以及内壳进行喷涂保护。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过碳纤维预浸料里流出的树脂将金属板与碳纤维板复合在一起，使得壳体结构既有碳纤维维材质的高强度，同时具有高颜值的金属质感外观。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明一个实施例中的壳体结构的爆炸图；
图2为本发明一个实施例中的壳体结构的结构示意图；
图3为本发明一个实施例中整体部件的结构示意图；
图4为图3热压成型后的结构示意图；
图5为图4CNC加工和嵌件注塑后的结构示意图。
附图标记如下：
壳体结构100、内壳10、金属板11、碳纤维板12。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、元件、部件、和/或它们的组合。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“底”、“前”、“上”、“倾斜”、“下”、“顶”、“内”、“水平”、“外”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中机构的不同方位。例如，如果在图中的机构翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。
请参照图1-5所示，本发明的实施例提供了一种壳体结构100，包括外壳以及塑料内壳10，其中内壳10设置在外壳的内表面上，具体地，外壳包括叠层设置的金属板11、连接层和碳纤维板12，连接层连接金属板11与碳纤维板12，碳纤维板12的外侧面设置在远离金属板11的一侧，内壳10设置在碳纤维板12的外侧面，金属板11的内侧面设置在靠近碳纤维板12的一侧。
本实施例的金属板11和碳纤维板12通过连接层进行结合，从而使该壳体结构兼备金属板11和碳纤维板12的综合优势。并且，由金属板11可以保证该壳体结构100具有高颜值的金属质感外观。
在本实施例中，金属板11的内侧面形成有凹凸结构或者微孔结构。该结构类似蜂窝微孔状，微孔直径在1-20um，深度0.05-0.2mm；紧密排列在一起，用于提高金属板11与连接层的结合强度。
进一步地，金属板11上的凹凸结构可以是基于金属板11经过腐蚀工艺处理后形成的。
金属板11的厚度占外壳总厚度的10％～30％，碳纤维板12的厚度占外壳总厚度的60％～90％。连接层的厚度0.05-0.2mm；
本实施例中的外壳包括相对设置的两个侧部13以及将两个侧部13连接的连接部14，侧部13与连接部14连接构成倒U字形结构，内壳10包括两个条形板，每个侧部13上均对应设置一个条形板。
本实施例中的金属板11的厚度在0.05-0.5mm，金属板11的材料为不锈钢或者铝材，连接层的材料为环氧树脂胶水，通过环氧树脂胶水实现金属板11与碳纤维板12的紧密贴合。
本发明的另外一个实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括如上述实施例所述的壳体结构100，本发明中的电子设备可以是VR眼镜、手机、平板电脑等各种电子设备。
本发明的另外一个实施例还提供了一种制备壳体结构100的方法，参照图3-5，包括如下步骤：
准备金属原板以及碳纤维预浸料，其中，所述金属原板是金属板11成型前的原材，是平整的薄状板材，内侧面需要用药水做化学腐蚀，在其上面形成蜂窝微孔状，微孔直径在1-20um，深度0.05-0.2mm；碳纤维预浸料是碳纤维板12成型前的原材料，是树脂基碳纤维预浸料，内部是由碳纤维原丝和树脂构成；
将碳纤维预浸料粘贴到金属原板上，组成整体部件；
对整体部件放到成型模具里，通过模具对整体部件进行加热加压(温度120℃-160℃，压力：5-20Mpa)，并保持一段时间，热压开始阶段，金属板和碳纤维板同时受热，热压中间阶段，碳纤维板中的环氧树脂(靠近金属板侧)开始熔融成液体，并流向和填充满金属板和碳纤维板之间的缝隙和微孔中，热压最后阶段，随着温度和压力的继续保持，环氧树脂开始固化，由于环氧树脂本身就是超高强度的粘接剂，将碳纤维材质的碳纤维板12和金属板11紧密结合成外壳；
通过CNC加工和嵌件注塑在碳纤维板的外侧面形成内壳，做出最终形状壳体结构；
最后对整体零件进行表面处理，具体是：先对非外观面进行喷涂保护，然后对外观面的金属板进行喷砂，抛光或拉丝处理，最后将整体放到阳极池里进行阳极氧化，或放到蒸镀里进行PVD处理，完成表面处理，最终做出具有金属外观效果和外观质地的产品。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种壳体结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、将碳纤维预浸料粘贴到金属原板上，组成整体部件；
步骤2、对所述整体部件进行热压成型，同时在热压过程中，所述碳纤维预浸料里面的树脂会流动到金属板内侧面上，将碳纤维材质的碳纤维板和金属板紧密结合成外壳；
步骤3、通过注塑工艺在所述碳纤维板的外侧面形成内壳，组成整体零件；
步骤4、对所述整体零件进行表面处理。
2.根据权利要求1所述的壳体结构的制备方法，其特征在于，在步骤1之前还包括：对所述金属原板进行化学腐蚀处理形成蜂窝状微孔。
3.根据权利要求2所述的壳体结构的制备方法，其特征在于，所述微孔的直径在1-20um，深度0.05-0.2mm。
4.根据权利要求1所述的壳体结构的制备方法，其特征在于，步骤2包括：
对整体部件放到成型模具里，通过成型模具对所述整体部件进行热压处理。
5.根据权利要求4所述的壳体结构的制备方法，其特征在于，所述热压的温度120℃-160℃，压力：5-20Mpa。
6.根据权利要求4所述的壳体结构的制备方法，其特征在于，所述热压处理包括：热压开始阶段，所述金属原板和碳纤维预浸料同时受热，热压中间阶段，碳纤维预浸料中的环氧树脂开始熔融成液体，并流向和填充满所述金属原板和碳纤维预浸料之间的缝隙和微孔中，热压最后阶段，继续保持温度和压力，所述环氧树脂开始固化。
7.根据权利要求1所述的壳体结构的制备方法，其特征在于，步骤4中的表面处理包括以下步骤：对金属板进行喷砂、抛光或拉丝处理，最后进行阳极氧化或蒸镀处理。
8.根据权利要求7所述的壳体结构的制备方法，其特征在于，在对金属板进行喷砂、抛光或拉丝处理之前还包括对所述碳纤维板的外侧面以及内壳进行喷涂保护。
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