CN1895877A - 复合材料亮面外壳制造方法及其产品 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于制造复合材料亮面外壳的方法，该方法包含下列步骤：(a)提供一未固化的复合材料于一金属模材的一表面层；(b)利用真空成型法(Vacuum Molding)固化该复合材料以形成一固化复合产品；以及(c)机加工该固化复合产品以形成该亮面外壳。通过该方法所制得的亮面外壳表面光滑且具立体感，不需再进行表面涂装喷漆，并可避免外壳表面气泡或针孔的产生，以符合高质量要求的需要。

Description

复合材料亮面外壳制造方法及其产品

技术领域

本发明涉及一种亮面外壳的制造方法及其产品，特别是一种复合材料亮面外壳的制造方法及其产品。

背景技术

一般而言，笔记本电脑、移动电话、鼠标或是个人数字助理装置(PDA)的外壳是由塑料材质或金属材质(例如：铝合金、镁合金)制成；其中，塑料外壳以射出成型方式制得，且为求精巧，还发展出所谓超薄射出成型方式，然而此方式涉及相当精密的制作过程技术，而使其制作成本较高，除此之外，其成型对象强度不足、易破裂、且须表面喷漆涂饰也为超薄射出成型方式的主要缺点之一。

至于以镁合金或铝合金为主的金属材质外壳除其制作过程复杂之外，还因金属具有相当的重量的原因，而使金属外壳难以符合轻质化的要求；此外，为防止金属外壳表面氧化以及为维持外壳表面美观，一般在制得金属外壳后，尚须通过表面涂装、喷漆的方式而在金属外壳表面形成保护层或形成所欲图案样式，然此方式相当费时费工，且所制得的外壳表面呈一平面型态而不具立体感，无法符合现代消费者对于产品外观的种种要求。

除上述两种方式之外，在台湾专利第529,326号中则揭露了另一种笔记本电脑、移动电话及PDA的外壳制造方法，其利用已知的复合材料层迭模压方式(Press Molding)而制造复合材料外壳，而获得一轻量化、不易变形、耐冲击的复合材料外壳；然而通过该方法所制得的外壳表面的光亮度不足，仍必须额外在其表面涂布一透明树脂，始能制得光滑的亮面外壳，因此在制作过程上仍存在复杂性。此外，所制得的外壳表面缺乏立体感觉，且利用该方式制造复合材料外壳并不能避免外壳表面气泡或针孔的产生，因此所制得的复合材料外壳无法应用于高质量要求的产品。

为改善现有技术中的上述缺陷，申请人经悉心试验与研究，提出本案复合材料亮面外壳制造方法及其产品；其利用真空成型模造方式(VacuumMolding)，辅以复合材料形式与积层迭堆的调整控制，制得不需表面涂装而表面光滑且具立体感的笔本本电脑、移动电话、鼠标与PDA的亮面外壳。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种用于制造亮面外壳的方法，该方法包含下列步骤：(a)提供一金属模材于未固化的一复合材料的一表面层；(b)利用真空成型法(Vacuum Molding)固化该复合材料以形成一固化复合产品；以及(c)机加工该固化复合产品以形成该亮面外壳。

根据上述构思，其中该复合材料的材质选自一碳纤维复合材料、一克拉(Kevler)纤维复合材料、一玻璃纤维复合材料、一染色纤维复合材料以及一混编(Hybrid)纤维复合材料其中之一。

根据上述构思，其中该复合材料包含一基材树脂(Matrix Resin)与一纤维(Fiber)，使用形式可为湿积层(Wet lay-up)及预浸布(Prepreg)方式。

根据上述构思，其中该基材树脂选自一热固性树脂(Thermosetting Resin)与一热塑性树脂(Thermoplastic Resin)其中之一。

根据上述构思，其中该预浸布的编织方式选自一单方向(Unidirectional)排列方式、一平织方式(Plain Weave)、一缎织方式(Satin Weave)、一斜纹织方式(Twill Weave)以及一多方向织方式(Multi-axial Weave)其中之一。

根据上述构思，其中该金属模材的该表面层经一表面处理。

根据上述构思，其中该表面处理包含一表面抛光处理，据以形成一表面抛光金属模材(Polished Mold)。

根据上述构思，其中，该表面抛光处理选自一机械研磨抛光方式(Mechanical Polishing)、一化学抛光方式(Chemical Polishing)与一化学/机械混合抛光方式(Chemical-Mechanical Polishing，CMP)其中之一。

根据上述构思，其中该表面处理包含一表面硬化处理。

根据上述构思，其中该表面硬化处理选自一表面镀铬膜处理、一表面镀钛膜处理、一表面渗碳处理以及一表面渗氮处理其中之一。

根据上述构思，其中，于步骤(b)中，使用一真空成型设备以固化该复合材料。

根据上述构思，其中该真空成型设备选自一压力釜(Autoclave)、一加热炉(Oven)以及一真空泵(Pump)其中之一。

根据上述构思，其中，于步骤(b)中，该复合材料于0℃～1600℃的温度范围中固化而形成该固化复合产品。

根据上述构思，其中，于步骤(b)中，该复合材料于0～100大气压的压力范围中固化而形成该固化复合材料产品。

根据上述构思，其中，于步骤(c)中，通过机械加工方式而切割该固化复合产品为所需大小，以形成该亮面外壳。

根据上述构思，其中该亮面外壳为一笔记本电脑外壳、一鼠标外壳、一手机外壳以及一个人数字助理装置(PDA)外壳其中之一。

本发明的第二个目的在于提供一种亮面外壳，其由含有一基材树脂与至少一纤维制品的一未固化复合材料经上述的构思的方法而制成。

本发明的有益效果和优点在于，利用真空成型模造方式(VacuumMolding)，辅以复合材料形式与积层迭堆的调整控制，制得的笔记本电脑、移动电话、鼠标与PDA的亮面外壳，不需表面涂装而表面光滑且具立体感，无须额外进行表面涂装或喷漆处理，工艺简单，成本低。

附图说明

图1，根据本发明方法的一较佳实施例的步骤流程图；

图2，根据本发明方法说明利用真空成型方式制造亮面外壳的示意图；

图3，根据本发明的第一较佳实施例，说明利用本发明方法所制成的亮面外壳；

图4，根据本发明的第二较佳实施例，说明利用本发明方法所制成的亮面外壳

其中，附图标记说明如下：

11～16      步骤

2           真空成型设备

21          金属模材

22          复合材料

23          真空包封材料

3         笔记本电脑亮面外壳

31        预浸布

4         PDA亮面外壳

具体实施方式

请参阅图1，根据本发明方法的一较佳实施例，以说明本发明方法的步骤流程图。

首先，提供一未固化的复合材料，如步骤11所示；其中该复合材料的材质视产品应用而定，而可使用碳纤维复合材料、克拉(Kevler)纤维复合材料、玻璃纤维复合材料、染色纤维复合材料、或混编(Hybrid)纤维复合材料；而该复合材料还包含一基材树脂(Matrix Resin)与一纤维，且该基材树脂一热固性树脂(Thermosetting Resin)或一热塑性树脂(Thermoplastic Resin)，而该纤维的编织方式则选自单方向排列(Unidirectional)方式、平织方式(Plain Weave)、缎织方式(Satin Weave)、斜纹织方式(Twill Weave)以及多方向织方式(Multi-axial Weave)等其中之一。

其次，提供一金属模材，如步骤12所示，并视需要而对该金属模材的一表面层进行一表面处理；如步骤13所示。

在步骤13中，该表面处理包含了表面抛光处理或表面硬化处理。常用的表面抛光处理包含了机械研磨抛光(Mechanical Polishing)、化学抛光(Chemical Polishing)或化学/机械混合抛光(Chemical-Mechanical Polishing，CMP)等方式，以抛光该金属模材的表面，以此来形成一表面抛光金属模材(Polished Mold)；至于表面硬化处理则可选自表面镀铬膜处理、表面镀钛膜处理、表面渗碳处理以及表面渗氮处理等方式之一，以强化该金属模材的强度与硬度。

接着，提供未固化的该复合材料于该金属模材的该表面层，如步骤14所示；并利用真空成型方式(Vacuum Molding)固化(Cured)该复合材料以形成一固化(Consolidated)复合产品，如步骤15所示。最后，依产品所需而以机械加工方式切割该固化复合产品为所需尺寸，以形成所要的该亮面外壳，如步骤16所示。

在本发明的方法中，搭配了真空成型设备的使用以及制作过程参数的调整而制得所要的亮面外壳产品；根据本发明，在步骤15中是利用压力釜(Autoclave)、加热炉(Oven)或真空泵(Pump)等真空成型设备来执行所述的真空成型制作过程。此外，该复合材料于0℃～1600℃的温度范围中以及0～100大气压的压力范围中固化而形成该固化复合产品。通过本发明方法所制得的亮面外壳可直接作为笔记本电脑外壳、鼠标外壳、手机外壳、或是个人数字助理装置(PDA)外壳等，其表面相当光滑，无须额外进行表面涂装或喷漆处理。

请参阅图2，其根据本发明方法说明利用真空成型方式制造亮面外壳的示意图；与本发明所使用的真空成型设备2搭配使用的金属模材21表面经表面抛光处理，而使该金属模材21具一光滑表面；此外，可于该光滑表面进行表面镀铬膜处理、镀硬钛处理、表面渗碳处理或表面渗氮处理等表面硬化处理方式，并喷涂表面离型剂，以利后续脱模步骤的进行。

含多层预浸布材质的复合材料22依序以一适当角度而迭积于该金属模材21上，并利用一真空包封材料23予以包覆后，则通过该真空成型设备2而进行抽真空处理，以及检测该真空包封材料23的包覆确实性。

将包覆完成的该金属模材21与该等预浸布材质的复合材料22送进一加热炉(Oven)或一压力釜(Autoclave)中内进行固化成型(Cure/Consolidation)，并配合所使用的预浸布材质的固化温度-压力-时间的条件与其真空成型条件以调整其于固化制作过程中所需的制作过程条件，使其固化成型；最后将已固化成型的复合材料(即胚件)脱模后，经机械加工而制得具所需形状尺寸的亮面外壳。

请参阅图3，其根据本发明的第一较佳实施例，说明利用本发明方法所制成的亮面外壳；在本实施例中，利用五层碳纤维平织布(Carbon Fiber Fabric，Plain Weave)预浸布31作为复合材料迭积内容，利用压力釜对其进行真空成型处理，使该等预浸布31固化成型；配合制作笔记本电脑外壳所需的制作过程条件而选择固化温度为110℃～150℃、固化压力为2～20大气压而制得笔记本电脑亮面外壳3，该笔记本电脑亮面外壳3的表面光亮平滑，因而无须额外施以表面涂装或喷漆，且其表面几无气泡或针孔生成，外观具有立体感，真正符合市场上对笔记本电脑外壳的优美典雅高质量需求。

请参阅图4，其根据本发明的第二较佳实施例，说明利用本发明方法所制成的亮面外壳。在本实施例中，利用四层克拉纤维/环氧树脂(Kevlar/Epoxy)缎织预浸布(Kevlar Fiber Fabric，Satin Weave)作为复合材料的迭积内容，利用本发明的真空成型方式，将金属模材/预浸布的包封组合置入加热炉后，配合制作PDA外壳所需的制作过程条件而选择固化温度为110～150℃、真空条件下加热2小时进行固化，而制得一PDA亮面外壳4；同样的，该PDA亮面外壳4的表面光亮平滑，因而无须额外施以表面涂装或喷漆，且其表面几无气泡或针孔生成，外观具有立体感。

综合上述实施例可知，本发明的复合材料亮面外壳制造方法适用于各种复合材料与预浸布材质，且所制得的亮面外壳适用于具有高质量要求的笔记本电脑外壳、移动电话外壳、PDA外壳与鼠标外壳等；利用本发明方法即可直接制得亮面外壳，而无需额外的表面涂装或喷漆处理，且该亮面外壳表面几无气泡或针孔生成，外观具有立体感。本发明方法除可大量节省成本的外，也可完全应用于目前工业技术中，具有产业上的可利用性。

本发明由本领域的技术人员所做的各种等同修饰，都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1、一种用于制造复合材料亮面外壳的方法，该方法包含下列步骤：

(a)提供一未固化的复合材料于一金属模材的一表面层；

(b)利用真空成型法固化该复合材料以形成一固化复合产品；以及

(c)机加工该固化复合产品以形成该亮面外壳。

2、如权利要求1所述的方法，其中该复合材料的材质选自一碳纤维复合材料、一克拉纤维复合材料、一玻璃纤维复合材料、一染色纤维复合材料以及一混编纤维复合材料其中之一。

3、如权利要求1所述的方法，其中该复合材料包含一基材树脂与一纤维，且其使用形式为一预浸布方式与一湿积层方式其中之一。

4、如权利要求3所述的方法，其中：

该基材树脂选自一热固性树脂与一热塑性树脂其中之一；及/或

该预浸布的编织方式选自一单方向排列方式、一平织方式、一缎织方式、一斜纹织方式以及一多方向织方式其中之一。

5、如权利要求1所述的方法，其中该金属模材的该表面层经一表面处理，其中：

该表面处理包含一表面抛光处理，以形成一表面抛光的金属模材；

该表面抛光处理选自一机械研磨抛光方式、一化学抛光方式与一化学/机械混合抛光方式其中之一；

该表面处理包含一表面硬化处理；及/或

该表面硬化处理选自一表面镀铬膜处理、一表面镀钛处理、一表面渗碳处理以及一表面渗氮处理其中之一。

6、如权利要求1所述的方法，其中于步骤(b)中，使用一真空成型设备以固化该复合材料，而该真空成型设备选自一压力釜、一加热炉以及一真空泵其中之一。

7、如权利要求1所述的方法，其中于步骤(b)中，该复合材料于0℃～1600℃的温度范围中固化而形成该固化复合产品。

8、如权利要求1所述的方法，其中于步骤(b)中，该复合材料于0～100大气压的压力范围中固化而形成该固化复合产品。

9、如权利要求1所述的方法，其中该亮面外壳为一笔记本电脑外壳、一鼠标外壳、一手机外壳以及一个人数字助理装置外壳其中之一。

10、一种亮面外壳，其由含有一基材树脂与至少一纤维的一未固化复合材料经如权利要求1至9所述的方法而制成。

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