CN117082796B - 电子设备、复合材料壳体及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种电子设备、复合材料壳体及其制备方法，涉及智能电子设备技术领域，所述复合材料壳体应用于电子设备，所述电子设备包括通信模组；所述复合材料壳体包括复合材料基体和透波部，所述透波部与所述通信模组对应设置；其中，所述复合材料基体的密度小于或等于1.5g/cm3，所述复合材料基体的弯曲强度大于或等于1.5GPa；所述透波部在9KHz‑40GHz下的电磁屏蔽效能小于或等于10dB。本申请解决了相关技术中智能穿戴设备的壳体难以同时满足轻量化、高强度和信号传输良好的要求的技术问题。

Description

电子设备、复合材料壳体及其制备方法
技术领域
本申请涉及智能电子设备技术领域，尤其涉及一种电子设备、复合材料壳体及其制备方法。
背景技术
随着AR（Augmented Reality，增强现实）/VR（Virtual Reality，虚拟现实）技术的发展，元宇宙概念逐渐变得可能，在此基础上的产生的结构材料及成型工艺新需求具有巨大的想象空间。智能穿戴设备不仅需要具备普通穿戴设备重量轻、佩戴舒适等特性，也需要兼备通讯、信息传输等功能。目前，相关技术中智能穿戴设备的壳体大多数都是塑胶材质，塑胶材质的透波性良好，不影响信号传输，但是强度偏低，因此，为了满足强度需求，需要增加壳体厚度，但由此会带来重量上的增加，无法满足轻量化设计，不满足佩戴舒适性需求。就轻量化设计而言，碳纤维复合材料是目前较为理想的轻量化材料，且碳纤维复合材料自身的高强度和高模量还能提供同类产品相当的安全性和可靠性，实现功能集成与减重的双重目标。然而，碳纤维本身导电性好、介电系数高，从而导致碳纤维复合材料电磁屏蔽能力强，透波性差，干扰通讯。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种电子设备、复合材料壳体及其制备方法，旨在解决相关技术中智能穿戴设备的壳体难以同时满足轻量化、高强度和信号传输良好的要求的技术问题。
为实现上述目的，本申请提供一种复合材料壳体，所述复合材料壳体应用于电子设备，所述电子设备包括通信模组；所述复合材料壳体包括复合材料基体和透波部，所述透波部与所述通信模组对应设置；其中，所述复合材料基体的密度小于或等于1.5g/cm3，所述复合材料基体的弯曲强度大于或等于1.5GPa；所述透波部在9KHz-40GHz下的电磁屏蔽效能小于或等于10dB。
可选地，所述复合材料基体为热固性碳纤维复合材料；
和/或，所述透波部包括热固性玻璃纤维复合材料、热固性芳纶纤维复合材料以及塑胶中的一种。
可选地，所述热固性碳纤维复合材料中的纤维呈单层单向排列；
和/或，所述热固性玻璃纤维复合材料中的纤维呈单层单向排列；
和/或，所述热固性芳纶纤维复合材料中的纤维呈单层单向排列。
可选地，所述塑胶包括聚碳酸酯、聚丙烯、聚氨酯、聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料中的至少一种；
和/或，所述热固性玻璃纤维复合材料中的树脂包括环氧树脂；
和/或，所述热固性芳纶纤维复合材料中的树脂包括环氧树脂；
和/或，所述热固性碳纤维复合材料中的树脂包括环氧树脂。
可选地，所述复合材料壳体的厚度为0.2-0.6mm。
进一步地，本申请还提供一种复合材料壳体的制备方法，所述复合材料壳体的制备方法包括以下步骤：
将至少一层复合材料基体预浸料与至少一层透波部预浸料进行部分重叠交替铺层，形成第一预浸料块；
将所述第一预浸料块放置于模具中，合模，对所述第一预浸料块进行模压成型，得到所述复合材料壳体。
可选地，所述模压成型的模具温度为100-160℃，所述模压成型的压力为20-180kgf/cm2，所述模压成型的时间为0.5-5min。
进一步地，本申请还提供一种复合材料壳体的制备方法，所述复合材料壳体的制备方法包括以下步骤：
将至少一层复合材料基体预浸料进行铺层，形成第二预浸料块；
将所述第二预浸料块放置于模具中，合模，对所述第二预浸料块进行模压成型，得到复合材料基体；
在所述复合材料基体的连接区域涂覆底涂剂，将涂覆有底涂剂的复合材料基体放入注塑模具中，向所述注塑模具中注入塑胶原料，注塑成型所述透波部，得到所述复合材料壳体。
可选地，所述底涂剂包括环氧树脂类底涂剂、丙烯酸酯类底涂剂和聚氨酯类底涂剂中的至少一种；
和/或，所述注塑成型的螺杆温度为250-320℃，所述注塑成型的注射压力为50-200MPa，所述注塑成型的模具温度为80-120℃。
可选地，所述将涂覆有底涂剂的复合材料基体放入注塑模具中的步骤包括：
对涂覆有底涂剂的复合材料基体进行真空烘烤，将真空烘烤后的复合材料基体放入注塑模具中，其中，所述真空烘烤的烘烤温度为80-120℃，所述真空烘烤的烘烤时间为0.5-3h。
本申请还提供一种电子设备，所述电子设备包括如上所述的复合材料壳体。
本申请提供了一种电子设备、复合材料壳体及其制备方法，所述复合材料壳体应用于电子设备，所述电子设备包括通信模组；所述复合材料壳体包括复合材料基体和透波部，所述透波部与所述通信模组对应设置；其中，所述复合材料基体的密度小于或等于1.5g/cm3，所述复合材料基体的弯曲强度大于或等于1.5GPa；所述透波部在9KHz-40GHz下的电磁屏蔽效能小于或等于10dB。通过密度较小的复合材料基体，可以实现复合材料壳体的减重，实现轻量化的目的，并在与通信模组对应的位置设置电磁屏蔽效能较小的透波部，使得通信模组能够通过透波部流畅地与外界进行信号传输，避免复合材料基体的选材对通信模组造成电磁屏蔽，影响通信效果。这样，即使选用碳纤维加工复合材料基体，通信模组也能够通过透波部进行信号传输，故而不会影响电子设备的通信效果，因此克服了为了满足强度需求，需要增加壳体厚度，但由此会带来重量上的增加，无法满足轻量化设计，不满足佩戴舒适性需求，而碳纤维本身导电性好、介电系数高，从而导致碳纤维复合材料电磁屏蔽能力强，透波性差，从而存在干扰通讯的技术缺陷，本申请提供的复合材料壳体能够同时满足轻量化、高强度和信号传输良好的要求。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
为了更清楚地说明本申请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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请复合材料壳体的一实施例的结构示意图；
图2为本申请复合材料壳体的制备方法的一实施例的流程示意图；
图3为本申请实施例中部分重叠交替铺层的场景示意图；
图4为本申请复合材料壳体的制备方法的另一实施例的流程示意图。
标号说明
本申请目的实现、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
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本发明保护的范围。
随着AR（Augmented Reality，增强现实）/VR（Virtual Reality，虚拟现实）技术的发展，元宇宙概念逐渐变得可能，在此基础上的产生的结构材料及成型工艺新需求具有巨大的想象空间。智能穿戴设备不仅需要具备普通穿戴设备重量轻、佩戴舒适等特性，也需要兼备通讯、信息传输等功能。以AR眼镜为例，AR眼镜的外部结构主要由镜框、铰链、镜腿构成，而天线模组一般位于镜腿结构中，为了保证消费者舒适佩戴的同时，信号传输也无阻碍，AR眼镜镜腿结构材料需要满足重量、强度、透波等功能集成需求。
目前，相关技术中AR眼镜镜腿结构材料大多数都是塑胶材质，塑胶材质的透波性良好，不影响信号传输，但是强度偏低，因此，为了满足强度需求，需要增加壳体厚度，但由此会带来重量上的增加，无法满足轻量化设计，不满足佩戴舒适性需求。就轻量化设计而言，碳纤维复合材料是目前较为理想的轻量化材料，且碳纤维复合材料自身的高强度和高模量还能提供同类产品相当的安全性和可靠性，实现功能集成与减重的双重目标。然而，碳纤维本身导电性好、介电系数高，从而导致碳纤维复合材料电磁屏蔽能力强，透波性差，干扰通讯。
基于此，本申请提供了一种电子设备、复合材料壳体及其制备方法，所述复合材料壳体应用于电子设备，所述电子设备包括通信模组；所述复合材料壳体包括复合材料基体和透波部，所述透波部与所述通信模组对应设置；其中，所述复合材料基体的密度小于或等于1.5g/cm3，所述复合材料基体的弯曲强度大于或等于1.5GPa；所述透波部在9KHz-40GHz下的电磁屏蔽效能小于或等于10dB。通过密度较小的复合材料基体，可以实现复合材料壳体的减重，实现轻量化的目的，并在与通信模组对应的位置设置电磁屏蔽效能较小的透波部，使得通信模组能够通过透波部流畅地与外界进行信号传输，避免复合材料基体的选材对通信模组造成电磁屏蔽，影响通信效果。这样，即使选用碳纤维加工复合材料基体，通信模组也能够通过透波部进行信号传输，故而不会影响电子设备的通信效果，因此克服了为了满足强度需求，需要增加壳体厚度，但由此会带来重量上的增加，无法满足轻量化设计，不满足佩戴舒适性需求，而碳纤维本身导电性好、介电系数高，从而导致碳纤维复合材料电磁屏蔽能力强，透波性差，干扰通讯的技术缺陷，本申请提供的复合材料壳体能够同时满足轻量化、高强度和信号传输良好的要求。
本申请实施例提供一种复合材料壳体，在本申请复合材料壳体的一实施例中，参照图1，所述复合材料壳体应用于电子设备，所述电子设备包括通信模组；所述复合材料壳体包括复合材料基体10和透波部20，所述透波部20与通信模组30对应设置；其中，所述复合材料基体10的密度小于或等于1.5g/cm3，所述复合材料基体10的弯曲强度大于或等于1.5GPa；所述透波部20在9KHz-40GHz下的电磁屏蔽效能小于或等于10dB。
在本实施例中，需要说明的是，所述复合材料壳体应用于电子设备，示例性地，所述电子设备包括头戴显示设备、智能穿戴设备等，例如VR/AR眼镜、VR/AR头盔等。示例性地，所述复合材料壳体可以用于作为VR面罩、AR眼镜的镜腿等等。
所述电子设备还包括通信模组，所述复合材料壳体的主体为复合材料基体，可以采用密度较小且强度较高的复合材料加工成所述复合材料基体，使得所述复合材料基体的密度小于或等于1.5g/cm3，且弯曲强度大于或等于1.5GPa，实现复合材料壳体的减重和增强。同时，在所述复合材料壳体上与所述通信模组相对应的区域则不覆盖所述复合材料基体，而是采用电磁屏蔽效能较低的材料加工成透波部，使得所述透波部在9KHz-40GHz下的电磁屏蔽效能小于或等于10dB，这样可以使得透波部内的通信模组发出的信号可以顺利透过透波部发送给其他终端设备，也可以顺利接收到外部其他终端设备发送的信号，从而实现良好的通信传输。
可选地，所述复合材料基体为热固性碳纤维复合材料；
和/或，所述透波部包括热固性玻璃纤维复合材料、热固性芳纶纤维复合材料以及塑胶中的一种。
在本实施例中，所述热固性碳纤维复合材料是指碳纤维与热固性树脂复合而成的材料，热固性树脂的强度较高，碳纤维的密度较小、强度较高，因此，碳纤维与热固性树脂复合形成的热固性碳纤维复合材料，具有轻量化、高强度和高模量的优点。但碳纤维本身导电性好、介电系数高，从而导致碳纤维复合材料电磁屏蔽能力强，透波性差，从而存在干扰通讯的技术缺陷。
所述热固性玻璃纤维复合材料是指玻璃纤维与热固性树脂复合而成的材料。所述热固性芳纶纤维复合材料是指芳纶纤维与热固性树脂复合而成的材料。所述塑胶是指以高分子量的树脂为主要组分，加入适当添加剂，如增塑剂、稳定剂、阻燃剂、润滑剂、着色剂等，经加工成型的塑性柔韧性材料，或固化交联形成的刚性材料。热固性玻璃纤维复合材料、热固性芳纶纤维复合材料以及塑胶的透波性较好，加工的壳体不会对通讯造成干扰，因此可以用于加工透波部。
可选地，所述塑胶包括聚碳酸酯、聚丙烯、聚氨酯、聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料中的至少一种；
和/或，所述热固性玻璃纤维复合材料中的树脂包括环氧树脂；
和/或，所述热固性芳纶纤维复合材料中的树脂包括环氧树脂；
和/或，所述热固性碳纤维复合材料中的树脂包括环氧树脂。
在本实施例中，需要说明的是，环氧树脂强度较高，易于加工，且具有较高的粘接力，采用环氧树脂加工的热固性玻璃纤维复合材料、热固性芳纶纤维复合材料和热固性碳纤维复合材料的粘接性较好，可以提高复合材料基体和透波部之间的连接牢固性。
在一种可实施的方式中，所述热固性碳纤维复合材料中的纤维可以呈单层单向排列，也可以呈编织状，编织方式可以包括单向带、平纹、斜纹和缎纹中的至少一种。所述热固性芳纶纤维复合材料中的纤维可以呈单层单向排列，也可以呈编织状，编织方式可以包括单向带、平纹、斜纹和缎纹中的至少一种。所述热固性玻璃纤维复合材料中的纤维可以呈单层单向排列，也可以呈编织状，编织方式可以包括单向带、平纹、斜纹和缎纹中的至少一种。纤维在编织后相互制约，强度和韧性更高。
可选地，所述热固性碳纤维复合材料中的纤维呈单层单向排列；
和/或，所述热固性玻璃纤维复合材料中的纤维呈单层单向排列；
和/或，所述热固性芳纶纤维复合材料中的纤维呈单层单向排列。
在本实施例中，在所述复合材料基体和所述透波部均为纤维复合材料的情况下，可以通过部分重叠交替铺层的方式将各层纤维复合材料的预浸料铺层后，再一同进行模压成型。所述部分重叠交替铺层的方式是指所述复合材料基体的预浸料与所述透波部的预浸料部分重叠交替铺层时，部分区域发生重叠的铺层方式。示例性地，参照图3，所述复合材料基体为热固碳纤维复合材料，所述透波部为热固玻璃纤维复合材料，则可以将热固碳纤维复合材料预浸料11与热固玻璃纤维复合材料预浸料21部分重叠交替铺层，并使得所述热固碳纤维复合材料预浸料11的部分区域与所述热固玻璃纤维复合材料预浸料21的部分区域重叠，在一种可实施的方式中，在所述热固碳纤维复合材料预浸料11与所述热固玻璃纤维复合材料预浸料21重叠的区域的电磁屏蔽效能高于10dB的情况下，所述透波部不包括所述热固碳纤维复合材料预浸料11与所述热固玻璃纤维复合材料预浸料21重叠的区域，以保证所述透波部具有良好的透波性，所述通信模组具有较好的通讯效果。这样，一方面，通过部分重叠的方式可以实现复合材料基体与透波部的插接，重叠的部分可以实现各层之间相对位置的相互限制，从而提高复合材料基体与透波部之间的连接牢固性；一方面，铺层后统一进行固化，在固化之前，各层纤维复合材料中的树脂受热呈流动状态，可以相互融合，形成一个整体，也可以有效提高复合材料基体与透波部之间的连接牢固性；另一方面，可以通过铺层实现纤维方向的交叉，实现对各个方向强度的增强，从而可以节省编织纤维的工序，可以简化工艺，提高加工效率，降低成本。
可选地，所述复合材料壳体的厚度为0.2-0.6mm。
在本实施例中，若所述复合材料壳体的厚度过小，强度不足；而若所述复合材料壳体的厚度过大，不利于产品的轻薄化发展，因此，所述壳面的厚度应当在保证足够强度的前提下尽可能薄。因此确定所述壳面的厚度为0.2-0.6mm，例如0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm等。
在本实施例中，所述复合材料壳体应用于电子设备，所述电子设备包括通信模组；所述复合材料壳体包括复合材料基体和透波部，所述透波部与所述通信模组对应设置；其中，所述复合材料基体的密度小于或等于1.5g/cm3，所述复合材料基体的弯曲强度大于或等于1.5GPa；所述透波部在9KHz-40GHz下的电磁屏蔽效能小于或等于10dB。通过密度较小的复合材料基体，可以实现复合材料壳体的减重，实现轻量化的目的，并在与通信模组对应的位置设置电磁屏蔽效能较小的透波部，使得通信模组能够通过透波部流畅地与外界进行信号传输，避免复合材料基体的选材对通信模组造成电磁屏蔽，影响通信效果。这样，即使选用碳纤维加工复合材料基体，通信模组也能够通过透波部进行信号传输，故而不会影响电子设备的通信效果，因此克服了为了满足强度需求，需要增加壳体厚度，但由此会带来重量上的增加，无法满足轻量化设计，不满足佩戴舒适性需求，而碳纤维本身导电性好、介电系数高，从而导致碳纤维复合材料电磁屏蔽能力强，透波性差，从而存在干扰通讯的技术缺陷，本申请提供的复合材料壳体能够同时满足轻量化、高强度和信号传输良好的要求。
进一步地，本申请还提供一种复合材料壳体的制备方法，参照图2，所述复合材料壳体的制备方法包括：
步骤A10，将至少一层复合材料基体预浸料与至少一层透波部预浸料进行部分重叠交替铺层，形成第一预浸料块；
步骤A20，将所述第一预浸料块放置于模具中，合模，对所述第一预浸料块进行模压成型，得到所述复合材料壳体。
在本实施例中，需要说明的是，在所述复合材料基体和所述透波部均为纤维复合材料的情况下，可以通过部分重叠交替铺层的方式将各层纤维复合材料的预浸料铺层后，再一同进行模压成型。所述部分重叠交替铺层的方式是指所述复合材料基体的预浸料与所述透波部的预浸料部分重叠交替铺层时，部分区域发生重叠的铺层方式。示例性地，参照图3，所述复合材料基体为热固碳纤维复合材料，所述透波部为热固玻璃纤维复合材料，则可以将热固碳纤维复合材料预浸料11与热固玻璃纤维复合材料预浸料21部分重叠交替铺层，并使得所述热固碳纤维复合材料预浸料11的部分区域与所述热固玻璃纤维复合材料预浸料21的部分区域重叠，在一种可实施的方式中，在所述热固碳纤维复合材料预浸料11与所述热固玻璃纤维复合材料预浸料21重叠的区域的电磁屏蔽效能高于10dB的情况下，所述透波部不包括所述热固碳纤维复合材料预浸料11与所述热固玻璃纤维复合材料预浸料21重叠的区域，以保证所述透波部具有良好的透波性，所述通信模组具有较好的通讯效果。
示例性地，所述步骤A10-A20包括：获取预先制备好的或市售成品的复合材料基体预浸料和透波部预浸料，将各所述复合材料基体预浸料和各所述透波部预浸料进行部分重叠交替铺层，并使得所述复合材料基体预浸料的部分区域与所述透波部预浸料的部分区域重叠，铺层后形成由至少一层复合材料基体预浸料和至少一层透波部预浸料组合而成的第一预浸料块。将所述第一预浸料块放置于模具中，合模，使得所述第一预浸料块在压力作用下覆形于所述模具的型腔中，实现模压成型，得到所述复合材料壳体，其中，所述模压成型的工艺条件可以根据实际需要和实验测试结果等进行确定，本实施例对此不加以限制。
可选地，所述模压成型的模具温度为100-160℃，所述模压成型的压力为20-180kgf/cm2，所述模压成型的时间为0.5-5min。
在本实施例中，所述模压成型的工艺条件能够使得所述第一预浸料块中的树脂充分流动，可以填充纤维之间的空间，且复合材料基体预浸料中的树脂可以与透波部预浸料中的树脂充分混合，这样在固化后，可以将复合材料基体预浸料和透波部预浸料连接成一个整体。因此确定，所述模压成型的模具温度为100-160℃，例如，100℃、120℃、140℃、160℃等；所述模压成型的压力为20-180kgf/cm2，例如，20kgf/cm2、50kgf/cm2、100kgf/cm2、150kgf/cm2、180kgf/cm2等；所述模压成型的时间为0.5-5min，例如0.5min、1min、2min、3min、4min、5min等。
在本实施例中，在所述复合材料基体和所述透波部均为纤维复合材料的情况下，可以通过部分重叠交替铺层的方式将各层纤维复合材料的预浸料铺层后，再一同进行模压成型。这样，一方面，通过部分重叠交替铺层的方式可以实现复合材料基体与透波部的插接，重叠的部分可以实现各层之间相对位置的相互限制，从而提高复合材料基体与透波部之间的连接牢固性；一方面，铺层后统一进行固化，在固化之前，各层纤维复合材料中的树脂受热呈流动状态，可以相互融合，形成一个整体，也可以有效提高复合材料基体与透波部之间的连接牢固性；另一方面，可以通过铺层实现纤维方向的交叉，实现对各个方向强度的增强，从而可以节省编织纤维的工序，可以简化工艺，提高加工效率，降低成本。
进一步地，本申请还提供一种复合材料壳体的制备方法，参照图4，所述复合材料壳体的制备方法包括：
步骤B10，将至少一层复合材料基体预浸料进行铺层，形成第二预浸料块；
步骤B20，将所述第二预浸料块放置于模具中，合模，对所述第二预浸料块进行模压成型，得到复合材料基体；
步骤B30，在所述复合材料基体的连接区域涂覆底涂剂，将涂覆有底涂剂的复合材料基体放入注塑模具中，向所述注塑模具中注入塑胶原料，注塑成型所述透波部，得到所述复合材料壳体。
在本实施例中，需要说明的是，在所述透波部均不为纤维复合材料的情况下，可以先制备复合材料基体，进而将所述复合材料基体作为嵌件嵌入模具中，注塑成型所述透波部，并实现透波部与复合材料基体的连接。
示例性地，所述步骤B10-B30包括：获取预先制备好的或市售成品的复合材料基体预浸料，在选用多层复合材料基体预浸料进行复合的情况下，将多层复合材料基体预浸料进行铺层，形成第二预浸料块，将所述第二预浸料块放置于模具中，合模，使得所述第二预浸料块在压力作用下覆形于所述模具的型腔中，实现复合材料基体的模压成型，得到所述复合材料基体，其中，所述模压成型的工艺条件可以根据实际需要和实验测试结果等进行确定，本实施例对此不加以限制。进而，在所述复合材料基体的连接区域涂覆底涂剂，以提高复合材料基体与透波部之间的连接牢固性。进而，将涂覆有底涂剂的复合材料基体作为嵌件放入注塑模具中的对应位置，向所述注塑模具中的空腔注入塑胶原料，注塑成型所述透波部，同时可以实现透波部与复合材料基体的连接，得到所述复合材料壳体，其中，所述注塑成型的工艺条件可以根据实际需要和实验测试结果等进行确定，本实施例对此不加以限制。
可选地，所述底涂剂包括环氧树脂类底涂剂、丙烯酸酯类底涂剂和聚氨酯类底涂剂中的至少一种；
和/或，所述注塑成型的螺杆温度为250-320℃，所述注塑成型的注射压力为50-200MPa，所述注塑成型的模具温度为80-120℃。
在本实施例中，需要说明的是，所述注塑成型的工艺条件能够使得所述塑胶原料处于可流动的状态，且可以按照所述模具的形状而成型即可。因此确定，所述注塑成型的螺杆温度为250-320℃，例如250℃、280℃、300℃、320℃等，所述注塑成型的注射压力为50-200MPa，例如50MPa、100MPa、150MPa、200MPa等；所述注塑成型的模具温度为80-120℃，例如，80℃、100℃、120℃等。
可选地，所述将涂覆有底涂剂的复合材料基体放入注塑模具中的步骤包括：
对涂覆有底涂剂的复合材料基体进行真空烘烤，将真空烘烤后的复合材料基体放入注塑模具中，其中，所述真空烘烤的烘烤温度为80-120℃，所述真空烘烤的烘烤时间为0.5-3h。
在本实施例中，涂覆底涂剂之后可以先进行真空烘烤，温度的提高可以增进分子活跃度，并对附着力有增益效果。
示例性地，可以将涂覆有底涂剂的复合材料基体放入真空烘箱中进行真空烘烤，进而将真空烘烤后的复合材料基体作为嵌件放入注塑模具中的对应位置，向所述注塑模具中的空腔注入塑胶原料，注塑成型所述透波部，同时可以实现透波部与复合材料基体的连接，得到所述复合材料壳体。其中，所述真空烘烤的温度可以为80-120℃，例如80℃、100℃、120℃等，所述真空烘烤的烘烤时间为0.5-3h，例如0.5h、1h、2h、3h等。
在本实施例中，在所述透波部均不为纤维复合材料的情况下，可以先制备复合材料基体，进而将所述复合材料基体作为嵌件嵌入模具中，注塑成型所述透波部，并实现透波部与复合材料基体的连接，制备的复合材料壳体可以同时满足轻量化、高强度和信号传输良好的要求。
进一步地，本发明还提供了一种电子设备，所述电子设备包括如上所述的复合材料壳体。
在一种可实施的方式中，所述电子设备可以为头戴显示设备、智能穿戴设备等，例如VR/AR眼镜、VR/AR头盔等。
本申请提供的电子设备，解决了相关技术中智能穿戴设备的壳体难以同时满足轻量化、高强度和信号传输良好的要求的技术问题。与现有技术相比，本发明实施例提供的电子设备的有益效果与上述实施例的复合材料壳体的有益效果相同，在此不做赘述。
下面以具体的实施例和对比例详细描述本发明的复合材料壳体。值得理解的是，下面描述仅是示例性的，而不是对本发明的具体限制。
实施例1
选择2片纤维单向平行排列，厚度为0.11mm，密度为1.5g/cm3，弯曲强度为1.5GPa的热固性碳纤维预浸料作为复合材料基体的基材，选择2片纤维单向平行排列0.11mm的热固性玻璃纤维预浸料作为透波部的基材，所述热固性碳纤维预浸料以及所述热固性玻璃纤维预浸料中的热固相树脂为环氧树脂。将热固性碳纤维预浸料和热固性玻璃纤维预浸料交替层叠铺层，且纤维方向依次为0°/90°/90°/0°方向。
将热固复合材料预浸料块放入产品模具中，抽真空，模压成型，模具温度为130℃，抽真空时间为150s，热压成型压力30kgf/cm2，热压成型时间为1min，得到复合材料壳体。
实施例2
选择2片纤维单向平行排列，厚度为0.11mm，密度为1.5g/cm3，弯曲强度为1.5GPa的热固性碳纤维预浸料作为复合材料基体的基材，选择2片纤维单向平行排列0.11mm的热固性芳纶纤维预浸料作为透波部的基材，所述热固性碳纤维预浸料以及所述热固性芳纶纤维预浸料中的热固相树脂为环氧树脂。将热固性碳纤维预浸料和热固性芳纶纤维预浸料交替层叠铺层，且纤维方向依次为0°/90°/90°/0°方向。
将热固复合材料预浸料块放入产品模具中，抽真空，模压成型，模具温度为130℃，抽真空时间为150s，热压成型压力30kgf/cm2，热压成型时间为1min，得到复合材料壳体。
实施例3
选择3片纤维单向平行排列，厚度为0.11mm，密度为1.5g/cm3，弯曲强度为1.5GPa的热固性碳纤维预浸料作为复合材料基体的基材，所述热固性碳纤维预浸料中的热固相树脂为环氧树脂。将热固性碳纤维预浸料层叠铺层，且纤维方向依次为0°/90°/0°/90°方向。
将热固复合材料预浸料块放入产品模具中，抽真空，模压成型，模具温度为130℃，抽真空时间为150s，热压成型压力30kgf/cm2，热压成型时间为1min，得到复合材料基体。
选用聚氨酯改性环氧树脂底涂剂，对所述复合材料基体进行底涂，将涂胶完成的复合材料基体放入真空烘箱中抽真空烘烤，真空烘烤的温度为100℃，时间为0.5h。
将真空烘烤完成的复合材料基体放入注塑模具中，使用聚碳酸酯注塑成型透波部，脱模，得到复合材料壳体，注塑成型的螺杆温度为300℃，注射压力为150MPa，模具温度为80℃。
对比例1
根据产品结构及尺寸设计，选择4片单向平行排列，厚度为0.11mm，密度为1.5g/cm3，弯曲强度为1.5GPa的热固碳纤维复合材料预浸料，按照0°/90°/0°/90°方向进行铺层，得到热固碳纤维复合材料AR眼镜镜腿预浸料；将得到的预浸料放入产品模具中，抽真空，模压成型，得到复合材料壳体，模具温度为130℃，抽真空时间为150s，热压成型压力30kgf/cm2，热压成型时间为1min。
对比例2
根据产品结构及尺寸设计，选择4片单向平行排列，厚度为0.11mm的热固玻璃纤维复合材料预浸料，按照0°/90°/0°/90°方向进行铺层，得到热固玻璃纤维复合材料AR眼镜镜腿预浸料；将得到的预浸料放入产品模具中，抽真空，模压成型，得到复合材料壳体，模具温度为130℃，抽真空时间为150s，热压成型压力30kgf/cm2，热压成型时间为1min。
对比例3
使用聚碳酸酯注塑成型，得到复合材料壳体，产品厚度为1mm，螺杆温度为300℃，注射压力为150MPa，模具温度为80℃。
对实施例以及对比例加工的复合材料壳体进行产品表观状态记录以及理化参数检测，测试结果如表1所示。
表1
由此可知，实施例与对比例相比，密度更小，质量更轻，强度更高，且信号传输无阻碍，可以同时满足产品轻量化、高强度和信号传输良好的要求。
以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利处理范围内。

Claims (8)

1.一种复合材料壳体，其特征在于，所述复合材料壳体为AR眼镜的镜腿，所述复合材料壳体应用于电子设备，所述电子设备包括通信模组；所述复合材料壳体包括复合材料基体和透波部，所述透波部与所述通信模组对应设置，所述复合材料基体与所述透波部插接；所述复合材料基体为热固性碳纤维复合材料，所述透波部为塑胶；其中，所述复合材料基体的密度小于或等于1.5g/cm3，所述复合材料基体的弯曲强度大于或等于1.5GPa；所述透波部在9KHz-40GHz下的电磁屏蔽效能小于或等于10dB；
所述复合材料壳体的制备方法包括以下步骤：
将至少一层复合材料基体预浸料进行铺层，形成第二预浸料块；
将所述第二预浸料块放置于模具中，合模，对所述第二预浸料块进行模压成型，得到复合材料基体；
在所述复合材料基体的连接区域涂覆底涂剂，将涂覆有底涂剂的复合材料基体放入注塑模具中，向所述注塑模具中注入塑胶原料，注塑成型所述透波部，得到所述复合材料壳体，所述注塑成型的螺杆温度为250-320℃，所述注塑成型的注射压力为50-200MPa，所述注塑成型的模具温度为80-120℃，所述复合材料壳体的密度小于或等于1.35g/cm3。
2.如权利要求1所述的复合材料壳体，其特征在于，所述热固性碳纤维复合材料中的纤维呈单层单向排列。
3.如权利要求1所述的复合材料壳体，其特征在于，所述塑胶包括聚碳酸酯、聚丙烯、聚氨酯、聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料中的至少一种；
和/或，所述热固性碳纤维复合材料中的树脂包括环氧树脂。
4.如权利要求1-3中任一项所述的复合材料壳体，其特征在于，所述复合材料壳体的厚度为0.2-0.6mm。
5.一种复合材料壳体的制备方法，其特征在于，所述复合材料壳体为如权利要求1-4中任一项所述的复合材料壳体，包括以下步骤：
将至少一层复合材料基体预浸料进行铺层，形成第二预浸料块；
将所述第二预浸料块放置于模具中，合模，对所述第二预浸料块进行模压成型，得到复合材料基体；
在所述复合材料基体的连接区域涂覆底涂剂，将涂覆有底涂剂的复合材料基体放入注塑模具中，向所述注塑模具中注入塑胶原料，注塑成型所述透波部，得到所述复合材料壳体，所述注塑成型的螺杆温度为250-320℃，所述注塑成型的注射压力为50-200MPa，所述注塑成型的模具温度为80-120℃。
6.如权利要求5所述的复合材料壳体的制备方法，其特征在于，所述底涂剂包括环氧树脂类底涂剂、丙烯酸酯类底涂剂和聚氨酯类底涂剂中的至少一种。
7.如权利要求5所述的复合材料壳体的制备方法，其特征在于，所述将涂覆有底涂剂的复合材料基体放入注塑模具中的步骤包括：
对涂覆有底涂剂的复合材料基体进行真空烘烤，将真空烘烤后的复合材料基体放入注塑模具中，其中，所述真空烘烤的烘烤温度为80-120℃，所述真空烘烤的烘烤时间为0.5-3h。
8.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1-4中任一项所述的复合材料壳体。
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