DE102013104127A1

DE102013104127A1 - Verfahren zur Herstellung eines Glasfaserprodukts und eines tragbaren elektronischen Geräts

Info

Publication number: DE102013104127A1
Application number: DE102013104127.2A
Authority: DE
Inventors: Juei-Chi Chang; James Hwang
Original assignee: Getac Technology Corp
Current assignee: Getac Technology Corp
Priority date: 2013-01-10
Filing date: 2013-04-24
Publication date: 2014-07-10
Also published as: US20140193595A1; US20160039131A1; CN103921388A; US10093047B2; CN103921388B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für ein Glasfaserprodukt. Dabei wird ein Glasfaser-Harz verwendet. Das Glasfaser-Harz besteht im Wesentlichen aus einem thermoplastischen Harz, Glasfasern und einem Zusatz. Der Anteil des thermoplastischen Harzes beträgt zwischen 30 Gew% und 70 Gew%, der Anteil der Glasfasern liegt zwischen 40 Gew% und 70 Gew% und der Anteil des Zusatzes liegt 0,1 Gew% und 15 Gew%. In einem Gießverfahren wird das Glasfaser-Harz zu einem Halbfertigprodukt geformt. Bei dem Halbfertigprodukt wird ein mechanisches Bearbeitungsverfahren angewendet, bei dem mindestens eine Muldenstruktur geformt wird, so dass ein Fertigprodukt entsteht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für ein Kunststoffprodukt, insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines Glasfaserprodukts und eines tragbaren elektronischen Geräts.
Mit der Entwicklung neuer Technologien ist es möglich, elektronische Produkte immer leichter und dünner zu konstruieren. Gegenwärtig bestehen die Gehäuse von elektronischen Produkten im Allgemeinen aus Kunststoffen. Diese Materialien sind preiswert, können aber aufgrund ihrer mangelnden Steifigkeit nicht zu dünn verwendet werden. Hinzu kommt, dass die Form beim herkömmlichen. Kunststoffspritzgießverfahren einen komplizierten Aufbau hat und die Herstellung der Form entsprechend aufwändig ist. Eine Änderung des Innenaufbaus der Form ist zeitaufwändig und kompliziert. Aufgrund des komplizierten Aufbaus der Form kann ein Produkt mit dieser Form nicht in einem Stück geformt werden. Die Form hat also eine geringe Einsetzbarkeit.
Weiterhin muss beim herkömmlichen Kunststoffspritzgießverfahren geschmolzener Kunststoff mit einer Temperatur von ca. 40–50°C in die Form gegossen und nach dem Abkühlen aus der Form herausgenommen werden. Wenn jedoch ein halbkristallines Material verwendet wird, kann es passieren, dass das Material nicht über dessen Kristallisierungstemperatur hinaus abgekühlt werden kann, was wiederum zu ungleichmäßigen Verformungen des Endprodukts führen kann. Außerdem erfolgt die Erwärmung beim herkömmlichen Kunststoffspritzgießverfahren durch den Einsatz von Wasser oder Öl. Wenn die Herstellungstemperatur beim herkömmlichen Kunststoffspritzgießverfahren eine Temperatur von über 100°C erfordert, können beim Erwärmen des Wassers mit Wasser oder Öl Probleme auftreten. Wasser kann im Wasserrohr bei einer Temperatur von über 100°C sowohl flüssig als auch gasförmig vorliegen (also nicht als reine Flüssigkeit), was dazu führt, dass die Form nicht gleichmäßig erwärmt wird. Bei der Erwärmung mit Öl kann das Öl durch das Ölrohr lecken und die Form beschädigen. Wie oben beschrieben bedarf es der Lösung vieler Probleme, die bei der Herstellung auftreten.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Glasfaserprodukts, bei dem zunächst ein Halbfertigprodukt in einem Gießverfahrenhergestellt wird, welches dann durch ein mechanisches Bearbeitungsverfahren zum Endprodukt weiterverarbeitet wird.
Die Erfindung betrifft auch tragbare elektronische Geräte, die aus einem Glasfaserprodukt bestehen, welches im erfindungsgemässen Verfahren hergestellt wird.
Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für ein Glasfaserprodukt. Beim Herstellungsverfahren wird ein Glasfaser-Harz verwendet. Das Glasfaser-Harz besteht aus einem thermoplastischen Harz, Glasfasern und einem Zusatz. Das thermoplastische Harz hat einen Anteil zwischen 30 Gew% und 70 Gew%, die Glasfaser hat einen Anteil zwischen 40 Gew% und 70 Gew% und der Zusatz hat einen Anteil zwischen 0,1 Gew% und 15 Gew%. In einem Gießverfahren wird das Glasfaser-Harz zu einem Halbfertigprodukt geformt. Für das Halbfertigprodukt wird ein mechanisches Bearbeitungsverfahren angewendet, bei dem mindestens eine Muldenstruktur geformt wird, so dass ein Fertigprodukt entsteht.
Die Erfindung betrifft ferner ein tragbares elektronisches Gerät. Das tragbare elektronische Gerät besteht im Wesentlichen aus einem Gehäuse, einem thermoplastischen Elastomer und einem Anzeigegerät. Das Gehäuse verfügt über einen Hohlraum. Das thermoplastische Elastomer befindet sich an mindestens einer stark belasteten Stelle des Gehäuses. Das Anzeigegerät befindet sich im Hohlraum. Das Gehäuse besteht im Wesentlichen aus einem thermoplastischen Harz, Glasfasern und einem Zusatz. Das thermoplastische Harz hat einen Anteil zwischen 30 Gew% und 70 Gew%, die Glasfaser hat einen Anteil zwischen 40 Gew% und 70 Gew% und der Zusatz hat einen Anteil zwischen 0,1 Gew% und 15 Gew%.
Wie oben beschrieben, wird beim Herstellungsverfahren eines erfindungsgemäßen Glasfaserprodukts zunächst in einem Gießverfahren ein Halbfertigprodukt hergestellt, welches aus einem Glasfaser-Harz besteht, das ähnlich steif ist wie Metall. Dann wird in einem mechanischen Bearbeitungsverfahren ein Fertigprodukt hergestellt, so dass die Komplexität der Form effizient verringert werden kann, sich die Nutzungsdauer der Form verlängert, der Herstellungsprozess beschleunigt, die Herstellungskosten verringert und die Produktionsrendite erhöht werden
Diese und andere beispielhafte Ausführungsformen, Leistungsmerkmale, Aspekte und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend beschrieben. Sie werden anhand der ausführlichen Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen und den dazugehörigen Abbildungen leicht verständlich.
Die beigefügten Abbildungen dienen zu einem besseren Verständnis der Erfindung, und sie sind ein Bestandteil dieser Spezifikation. Die Abbildungen zeigen Ausführungsformen der Erfindung und dienen dazu, zusammen mit der Beschreibung das Prinzip der Erfindung besser zu verstehen.
1 ist das Flussdiagramm eines Herstellungsverfahrens eines Glasfaserprodukts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2A und 2B sind perspektivische Ansichten, aus denen das Herstellungsverfahren eines Glasfaserprodukts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ersichtlich ist.
3A und 3B sind perspektivische Schnittzeichnungen, aus denen das Herstellungsverfahren eines Glasfaserprodukts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ersichtlich ist.
4 ist eine perspektivische Ansicht eines Glasfaserprodukts entsprechend einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 bis 8 sind Flussdiagramme eines Herstellungsverfahrens eines Glasfaserprodukts gemäß anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
9 ist eine perspektivische Ansicht eines Glasfaserprodukts entsprechend einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
10 und 11 sind Flussdiagramme eines Herstellungsverfahrens eines Glasfaserprodukts gemäß anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
12 ist eine perspektivische Ansicht eines Glasfaserprodukts entsprechend einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
13 zeigt eine schematische Darstellung eines tragbaren elektronischen Geräts gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Im Folgenden werden die bevorzugten Ausführungsformen ausführlich anhand der angehängten Abbildungen beschrieben. Zur Beschreibung gleicher oder ähnlicher Teile wurden in den Abbildungen dieselben Referenznummern verwendet.
1 ist das Flussdiagramm eines Herstellungsverfahrens eines Glasfaserprodukts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2A und 2B sind perspektivische Ansichten, aus denen das Herstellungsverfahren eines Glasfaserprodukts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ersichtlich ist. 3A und 3B sind perspektivische Schnittzeichnungen, aus denen das Herstellungsverfahren eines Glasfaserprodukts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ersichtlich ist, 3A ist eine Schnittzeichnung des Glasfaserprodukts entlang der Linie A-A' in 2A und 3B ist eine Schnittzeichnung des Glasfaserprodukts entlang der Linie A-A' in 2B. Es sei zu beachten, dass 2A, 2B, 3A und 3B nur zur Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dienen, diese aber den Umfang der Erfindung in keiner Weise einschränken.
Gemäß 1 wird bei Schritt S200 ein Glasfaser-Harz verwendet. Das Glasfaser-Harz besteht aus einem thermoplastischen Harz, Glasfasern und einem Zusatz. Nachfolgend werden diese Komponenten des Glasfaser-Harzes im Einzelnen ausführlich beschrieben.
Der Anteil des thermoplastischen Harzes beträgt zwischen 30 Gew% und 70 Gew% bezogen auf das Gesamtgewicht des Glasfaser-Harzes. Bei einer anderen Ausführungsform beträgt der Anteil des thermoplastischen Harzes zwischen 35 Gew% und 50 Gew% bezogen auf das Gesamtgewicht des Glasfaser-Harzes. Das Material des thermoplastischen Harzes wird aus einer Gruppe gewählt, die aus Polycarbonat (PC), Polyamid (PA), Polypropylen (PP), Acrylnitrilbutadienstyrol (ABS), Polyphenylether (PPE), thermoplastischem Urethane (TPU) und Polyphenylensulfid (PPS) besteht. Dabei sind PP, ABS und TPU für Produkte geeignet, die mit langen Glasfasern verstärkt werden müssen. Im Allgemeinen haben die Glasfasern in einem mit langen Glasfasern verstärkten Material eine Länge zwischen 9 cm und 12 cm. Dagegen haben die Glasfasern in einem mit kurzen Glasfasern verstärkten Material eine Länge zwischen 3 cm und 5 cm.
Der Anteil der Glasfasern beträgt zwischen 40 Gew% und 70 Gew% bezogen auf das Gesamtgewicht des Glasfaser-Harzes. Bei einer anderen Ausführungsform beträgt der Anteil der Glasfasern zwischen 45 Gew% und 55 Gew% bezogen auf das Gesamtgewicht des Glasfaser-Harzes. Wenn der Anteil der Glasfasern unter 40 Gew% liegt, ist das Glasfaser-Harz nicht steif genug. Wenn der Anteil der Glasfasern über 70 Gew% liegt, verbinden sich die Glasfasern nicht gut mit dem thermoplastischen Harz. Dadurch lässt sich die Steifigkeit des Glasfaser-Harzes nicht effizient erhöhen, und das Glasfaser-Harz kann brüchig werden. Sollen Glasfasern eingesetzt werden, um die Steifigkeit des thermoplastischen Harzes zu erhöhen, kann das Glasfaser-Harz der vorliegenden Erfindung die gewünschten Eigenschaften nur erreichen, wenn sich das thermoplastische Harz gut mit den Glasfasern verbindet. Die Glasfasern können flach, rund oder eine Kombination der vorgenannten zwei Arten von Glasfasern sein. Hierbei sind flache Glasfasern geeignet für die Herstellung von dünnen Produkten wie großflächigen Flachbildschirmen.
Je nachdem, welches thermoplastische Harz verwendet wird, ergeben sich andere mechanische Eigenschaften (z. B. Flexibilität, Stoßfestigkeit oder Zugfestigkeit) des Glasfaser-Harzes, und wenn das Glasfaser-Harz kein thermoplastisches Harz enthält, kann es nicht für die Herstellung eines Glasfaserprodukts verwendet werden. Daher ist das thermoplastische Harz das Hauptmaterial, auch wenn der Anteil der Glasfasern bis zu 70 Gew% und der Anteil des thermoplastischen Harzes weniger als 50 Gew% beträgt.
Der Anteil des Zusatzes beträgt zwischen 0,1 Gew% und 15 Gew% bezogen auf das Gesamtgewicht des Glasfaser-Harzes. Der Zusatz wird aus einer Gruppe gewählt, die aus Flammenhemmern, Antioxidationsmitteln, Kupplungsmitteln, Verarbeitungshilfsstoffen, Verstärkern, Kompatibilisierern und Mineralfüllern besteht.
Bei einer Ausführungsform beträgt der Anteil von PPS im Glasfaser-Harz zwischen 5% und 60%, der Anteil von PPE zwischen 5% und 30%, der Anteil flacher Glasfasern zwischen 10% und 60%, der Anteil des Mineralfüllers zwischen 0 und 10%, der Anteil des Kupplungsmittels zwischen 0,1% und 3% und der Anteil des Verarbeitungshilfsstoffs zwischen 0,1% und 2%.
Bei Schritt S300 in 1, 2A und 3A wird das Glasfaser-Harz in einem Gießverfahren zu einem Halbfertigprodukt 100 geformt. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Gießverfahren das so genannte RHCM-Verfahren (Rapid Heat Cycle Molding), bei dem ein Variothermverfahren angewendet wird. Wenn die Gießtemperatur die hohe Temperatur erreicht, bei der das Glasfaser-Harz reagiert, wird das Glasfaser-Harz in die Form gespritzt und dann schnell auf Raumtemperatur abgekühlt. Dann kann das fertige Produkt aus der Form herausgenommen werden. Im Vergleich zum herkömmlichen Spritzgießverfahren kann das Glasfaser-Harz, das eine Spritzgießtemperatur zwischen 130°C und 140°C hat, beim RHCM-Verfahren effizient geformt werden. Es gibt keine Probleme mit Fasern oder Schweißnähten an der Oberfläche (d. h., es entsteht eine ganz glatte Oberfläche). Beim Halbfertigprodukt 100 beträgt der Herstellungsfortschritt zwischen 70% und 80% des Fertigprodukts (das im nachfolgenden Verfahren hergestellt wird). Bei der vorliegenden Erfindung wird dabei ein Glasfaser-Harz zunächst mit einer einfachen Form in einem Spritzgießverfahren vorgeformt. Bei der vorliegenden Ausführungsform (siehe 2A) werden dabei im Halbfertigprodukt 100 ein Hohlraum 103a und eine Öffnung 103b im Hohlraum 103a geformt. Sowohl der Hohlraum 103a als auch die Öffnung 103b sind großflächige und einfache Strukturen, die direkt beim Spritzgießen geformt werden können. Andere feine und komplizierte Strukturen werden im nachfolgenden Verfahren geformt. Deshalb ist die Form vereinfacht. Entsprechend verringern sich auch die Kosten für die Form, und die Nutzungsdauer derselben verlängert sich, während der Herstellungsprozess gleichzeitig beschleunigt wird. Die Steifigkeit des aus Glasfaser-Harz bestehenden Halbfertigprodukts 100 entspricht der von Metall.
Bei Schritt S500 in 1, 2B und 3B wird auf das Halbfertigprodukt 100 ein mechanisches Bearbeitungsverfahren angewendet, bei dem mindestens eine Muldenstruktur 104 im Halbfertigprodukt 100 geformt wird, so dass ein Fertigprodukt 102 entsteht. Das mechanische Bearbeitungsverfahren wird mittels einer CNC-Maschine (Computer Numerical Control) ausgeführt. Bei der Muldenstruktur 104 kann es sich um einen Schlitz, eine Rille, eine Sollbruchstelle oder eine Öffnung handeln. Gemäß 2B wird, nachdem das Halbfertigprodukt 100 geformt wurde, auf das Halbfertigprodukt 100 ein mechanisches Bearbeitungsverfahren angewendet, bei dem eine feinere und kompliziertere Muldenstruktur 104 geformt wird. Da das Halbfertigprodukt 100 ähnlich steif ist wie Metall, kann die Muldenstruktur 104, die während des Gießverfahrens nicht richtig oder gar nicht geformt werden kann, auf dem Halbfertigprodukt 100 mit einem mechanischen Bearbeitungsverfahren zum Fertigprodukt 102 geformt werden.
Wie in der vorgenannten Ausführungsform beschrieben wird ein Glasfaser-Harz, welches ähnlich steif ist wie Metall, in einem Gießverfahren grob geformt. Dann wird in einem mechanischen Bearbeitungsverfahren das Fertigprodukt hergestellt, so dass die Form effizient vereinfacht wird, sich deren Nutzungsdauer verlängert, der Herstellungsprozess sich beschleunigt, die Herstellungskosten verringert und die Produktionsrendite erhöht werden.
4 ist eine perspektivische Ansicht eines Glasfaserprodukts entsprechend einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Es sei zu beachten, dass 4 nur zur Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dient, sie aber den Umfang der Erfindung in keiner Weise einschränkt.
Bei 2B und 4 ist der Unterschied zwischen dem Fertigprodukt 102 von 2B und dem Fertigprodukt 102a von 4, dass das Fertigprodukt 102a zusätzlich ein thermoplastisches Elastomer 106 enthält, das die äußere Oberfläche des Fertigprodukts 102 bedeckt. Das thermoplastische Elastomer 106 wird aus einer Gruppe gewählt, die aus thermoplastischem PA-Elastomer, thermoplastischem Polyester-Elastomer, thermoplastischem Polyolefin-Elastomer und thermoplastischem Styrol-Elastomer besteht. Die Shore-Härte des thermoplastischen Elastomers 106 liegt zwischen 40 Shore D und 80 Shore D. In einem anderen Prüfmuster ausgedrückt, liegt die Shore-Härte des thermoplastischen Elastomers 106 zwischen 50 Shore A und 95 Shore A.
Bei der vorliegenden Ausführungsform bildet das Fertigprodukt 102 die Hauptstruktur. Das flexible thermoplastische Elastomer 106 befindet sich an den stark belasteten Stellen des Fertigprodukts 102, so dass das Fertigprodukt 102a sowohl die Steifigkeit des Fertigprodukts 102 als auch die Flexibilität des thermoplastischen Elastomers 106 hat. Durch die Einbringung des thermoplastischen Elastomers 106 an den stark belasteten Stellen des Produkts, kann die Auswirkung einer Stoßeinwirkung an den stark belasteten Stellen stark reduziert werden, wodurch das Fertigprodukt 102a stoßfester wird. Die stark belasteten Stellen können z. B. Ecken sein. Auch wenn das thermoplastische Elastomer 106 die gesamte äußere Oberfläche des Fertigprodukts 102 in 4 bedeckt, ist die Erfindung nicht auf diese Eigenschaft beschränkt. Das Produkt liegt im Rahmen der vorliegenden Erfindung, wenn ein thermoplastisches Elastomer 106 an den stark belasteten Stellen des Fertigprodukts 102 ausgebildet wird. Da das thermoplastische Elastomer 106 eine große Harte und das Fertigprodukt 102 eine hohe Steifigkeit aufweisen, können ähnliche Berührungsempfindungen an der Verbindungsstelle zwischen dem thermoplastischen Elastomer 106 und dem Fertigprodukt 102 erzeugt werden, nachdem das thermoplastische Elastomer 106 und das Fertigprodukt 102 miteinander verbunden wurden. Das thermoplastische Elastomer 106 und das Fertigprodukt 102 erscheinen, nachdem sie zusammen lackiert wurden, wie aus einem Stück bestehend.
Beim Verfahren zur Herstellung des Fertigprodukts 102a in 4 wird nur ein Schritt hinzugefügt, bei dem das thermoplastische Elastomer 106 bei der Herstellung des Fertigprodukts 102 in 1 geformt wird. Nachfolgend wird, bezugnehmend auf verschiedene Ausführungsformen der Erfindung, ausführlich beschrieben, wie das Fertigprodukt 102a der oben beschriebenen Ausführungsform mit dem thermoplastischen Elastomer 106 gemäß dem Herstellungsverfahren des Glasfaserprodukts hergestellt wird.
5 bis 8 sind Flussdiagramme eines Herstellungsverfahrens eines Glasfaserprodukts gemäß anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Solche Schritte in 5 bis 8, die mit denen von 1 übereinstimmen, werden mit denselben Referenzziffern bezeichnet und nachfolgend nicht weiter beschrieben.
Bei 1 und 5 ist der einzige Unterschied bei der Herstellung des Fertigprodukts 102 in 1 und der Herstellung des Fertigprodukts 102a in 5 der, dass beim Letzteren ein Schritt S400 zwischen den Schritte S300 und S500 eingefügt wird. Bei Schritt S400 wird das thermoplastische Elastomer 106 an einer stark belasteten Stelle des Halbfertigprodukts 100 in einem aktiven Bindungsverfahren eingespritzt und geformt. Beim aktiven Bindungsverfahren werden die Oberfläche des Halbfertigprodukts 100 und die Oberfläche des thermoplastischen Elastomers 106 verbunden, indem die Moleküle des Oberflächenmaterials des Halbfertigprodukts 100 und die des thermoplastischen Elastomers 106 dieselbe Aktivität haben oder indem ein Vernetzungsmittel oder ein Klebstoff auf die Verbindungsstelle zwischen dem Halbfertigprodukt 100 und dem thermoplastischen Elastomer 106 aufgetragen wird.
Bei 1 und 6 ist der einzige Unterschied bei der Herstellung des Fertigprodukts 102 in 1 und der Herstellung des Fertigprodukts 102a in 6 der, dass beim Letzteren ein Schritt S600 nach Schritt S500 eingefügt wird. Bei Schritt S600 wird das thermoplastische Elastomer 106 an den stark belasteten Stellen des Fertigprodukts 102 mit einem aktiven Bindungsverfahren ein- bzw. angespritzt und geformt, so dass das Fertigprodukt 102a entsteht. Beim aktiven Bindungsverfahren werden die Oberfläche des Fertigprodukts 102 und die Oberfläche des thermoplastischen Elastomers 106 verbunden, indem die Moleküle des Oberflächenmaterials des Fertigprodukts 102 und die des thermoplastischen Elastomers 106 dieselbe Aktivität haben oder indem ein Vernetzungsmittel oder ein Klebstoff auf die Verbindungsstelle zwischen dem Fertigprodukt 102 und dem thermoplastischen Elastomer 106 aufgetragen wird.
Gemäß 5 und 6 kann der Schritt, bei dem das thermoplastische Elastomer 106 geformt wird (Schritte S400 und S600) ausgeführt werden, nachdem das Halbfertigprodukt 100 oder auch nachdem das Fertigprodukt 102 geformt wurde. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Glasfaserprodukts kann also entsprechend dem tatsächlichen Verfahren oder den Produktanforderungen angepasst werden und ist somit vielseitiger einsetzbar.
Bei 1 und 7 ist der einzige Unterschied bei der Herstellung des Fertigprodukts 102 in 1 und der Herstellung des Fertigprodukts 102a in 7 der, dass beim Letzteren zwischen den Schritten S300 und S500 die folgenden Schritte eingefügt werden. Bei Schritt S402 wird ein Bindemittel an den stark belasteten Stellen des Halbfertigprodukts 100 eingefügt. Das Bindemittel ist eine niedrigmolekulare Substanz mit einer funktionellen Gruppe wie einer Epoxidgruppe, einer Anhydridgruppe, einer Amidgruppe, einer Carboxylgruppe, einer Acrylgruppe oder einer Polyurethangruppe. Beim nächsten Schritt S404 wird das thermoplastische Elastomer 106 an der stark belasteten Stelle des Halbfertigprodukts 100 ein- bzw. angespritzt und geformt (d. h. das thermoplastische Elastomer 106 und das Halbfertigprodukt 100 werden mit einem Bindemittel verbunden).
Bei 1 und 8 ist der einzige Unterschied bei der Herstellung des Fertigprodukts 102 in 1 und der Herstellung des Fertigprodukts 102a in 8 der, dass beim Letzteren nach Schritt 3500 noch die folgenden Schritte ausgeführt werden. Bei Schritt S602 wird ein Bindemittel an den stark belasteten Stellen des Halbfertigprodukts 102 eingefügt. Das Bindemittel ist eine niedrigmolekulare Substanz mit einer funktionellen Gruppe wie einer Epoxidgruppe, einer Anhydridgruppe, einer Amidgruppe, einer Carboxylgruppe, einer Acrylgruppe oder einer Polyurethangruppe. Beim nächsten Schritt S604 wird das thermoplastische Elastomer 106 an den stark belasteten Stellen des Fertigprodukts 102 eingespritzt bzw. angeformt (d. h. das thermoplastische Elastomer 106 und das Fertigprodukt 102 werden mit einem Bindemittel miteinander verbunden), wodurch das Fertigprodukt 102a entsteht.
Gemäß 7 und 8 kann der Schritt, bei dem das thermoplastische Elastomer 106 geformt wird (Schritte S402, S602 und S604) ausgeführt werden, nachdem das Halbfertigprodukt 100 oder auch nachdem das Fertigprodukt 102 geformt wurde. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Glasfaserprodukts kann also entsprechend dem tatsächlichen Verfahren oder den Produktanforderungen angepasst werden und ist somit vielseitiger einsetzbar.
9 ist eine perspektivische Ansicht eines Glasfaserprodukts entsprechend einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Komponenten aus 9, die mit denen aus 4 übereinstimmen, werden mit denselben Referenzziffern bezeichnet und nachfolgend nicht weiter beschrieben. Es sei zu beachten, dass 9 nur zur Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dient, sie aber den Umfang der Erfindung in keiner Weise einschränkt.
Bei 4 und 9 ist der Unterschied zwischen dem Fertigprodukt 102a von 4 und dem Fertigprodukt 102b von 9 die Art des thermoplastischen Elastomers 106. Bei 4 bedeckt das thermoplastische Elastomer 106 die gesamte äußere Oberfläche des Fertigprodukts 102a. Bei 9 werden die thermoplastischen Elastomere 106 von einander getrennt an den Ecken des Fertigprodukts 102 geformt, um das gesamte Fertigprodukt 102b auszubilden. Nachfolgend wird das Herstellungsverfahren des Fertigprodukts 102b beschrieben. Auch wenn die thermoplastischen Elastomere 106 an den Ecken des Fertigprodukts 102b von 9 angeformt sind, ist die Erfindung nicht auf diese Eigenschaft beschränkt. Das Produkt liegt im Rahmen der vorliegenden Erfindung, wenn thermoplastische Elastomere 106 an den stark belasteten Stellen des Fertigprodukts 102b ausgebildet werden.
10 und 11 sind Flussdiagramme eines Herstellungsverfahrens eines Glasfaserprodukts gemäß anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Solche Schritte in 10 und 11, die mit denen aus 1 übereinstimmen, werden mit denselben Referenzziffern bezeichnet und nachfolgend nicht weiter beschrieben.
Gemäß 1, 9 und 10 ist der einzige Unterschied bei der Herstellung des Fertigprodukts 102 in 1 und der Herstellung des Fertigprodukts 102b in 10 der, dass beim Letzteren eine Öffnung 107 und eine Verbindungsstruktur (nicht abgebildet) entsprechend der Öffnung 107 an den stark belasteten Stellen des Halbfertigprodukts 100 bei Schritt S300 geformt werden. Bei der Öffnung 107 kann es sich um einen Schlitz, eine Rille, eine Sollbruchstelle oder eine Öffnung handeln. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Öffnung 107 eine Sollbruchstelle an der Ecke. Die Verbindungsstruktur kann eine Halterung oder eine Hakenstruktur sein, durch die der Kontaktbereich zwischen dem Halbfertigprodukt 100 und dem thermoplastischen Elastomer 106 (welches im nachfolgenden Prozess geformt wird) vergrößert wird, so dass die Verbindung zwischen dem Halbfertigprodukt 100 und dem thermoplastischen Elastomer 106 verbessert wird. Das Muster der Verbindungsstruktur ist nicht hierauf beschränkt. Das Produkt liegt im Rahmen der vorliegenden Erfindung, wenn die Verbindungsstruktur effizient mit der Form geformt werden kann.
Ein weiterer Schritt S406 wird zwischen Schritt S300 und Schritt S500 eingefügt. Bei Schritt S406 wird das thermoplastische Elastomer 106 an der Verbindungsstruktur entsprechend der Öffnung 107 geformt. Die Öffnung 107 wird nämlich an der Ecke des Halbfertigprodukts 100 mit der Form gebildet, in der ein Raum für das thermoplastischen Elastomer 106 vorhanden ist, so dass das sehr steife Halbfertigprodukt 100 mit dem sehr flexiblen thermoplastischen Elastomer 106 verbunden wird. So kann jede Auswirkung von Stoßeinwirkungen auf das Fertigprodukt 102b reduziert werden, da es aus dem Halbfertigprodukt 100 und dem thermoplastischen Elastomer 106 besteht.
Gemäß 1, 9 und 1l ist der Unterschied bei der Herstellung des Fertigprodukts 102 in 1 und der Herstellung des Fertigprodukts 102b in 11 der, dass beim Letzteren eine Öffnung 107 und eine Verbindungsstruktur (nicht abgebildet) entsprechend der Öffnung 107 an den stark belasteten Stellen des Halbfertigprodukts 102 bei Schritt S500 angeformt werden. Bei der Öffnung 107 kann es sich um einen Schlitz, eine Rille, eine Sollbruchstelle oder eine Öffnung handeln. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Öffnung 107 eine Sollbruchstelle an der Ecke. Die Verbindungsstruktur kann eine Halterung oder eine Hakenstruktur sein. Die Verbindungsstruktur vergrößert den Kontaktbereich zwischen dem Fertigprodukt 102 und dem thermoplastischen Elastomer 106 (welches im nachfolgenden Prozess geformt wird), so dass die Verbindung zwischen dem Halbfertigprodukt 100 und dem thermoplastischen Elastomer 106 verbessert wird. Das Muster der Verbindungsstruktur nicht hierauf beschränkt. Das Produkt liegt im Rahmen der vorliegenden Erfindung, wenn die Verbindungsstruktur effizient mit der Form geformt werden kann.
Nach Schritt S500 wird ein zusätzlicher Schritt S606 eingefügt. Bei Schritt S606 wird das thermoplastische Elastomer 106 an der Verbindungsstruktur entsprechend der Öffnung 107 eingespritzt und geformt, so dass das Fertigprodukt 102b entsteht. Nachdem das Halbfertigprodukt 100 geformt wurde, wird nicht nur die Muldenstruktur 104 im Halbfertigprodukt 100 mit dem mechanischen Bearbeitungsverfahren geformt. Auch die Öffnung 107 an der Ecke wird geformt, um einen Raum für das thermoplastische Elastomer 106 zu bilden, so dass sich das sehr steife Fertigprodukt 102 mit dem sehr flexiblen thermoplastischen Elastomer 106 verbindet und so die Auswirkung von Stößen auf das Fertigprodukt 102b geringer sind.
Wie oben beschrieben können die Öffnung 107 und die Verbindungsstruktur entsprechend der Öffnung 107 während des Spritzgießverfahrens oder auch während des mechanischen Bearbeitungsverfahrens geformt werden. Das thermoplastische Elastomer 106 kann geformt werden, nachdem das Halbfertigprodukt 100 oder auch nachdem das Fertigprodukt 102 geformt wurde. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Glasfaserprodukts kann also entsprechend dem tatsächlichen Verfahren oder den Produktanforderungen angepasst werden und ist somit vielseitiger einsetzbar.
Gemäß 9 wird die Öffnung oder Aussparung 107 an der äußeren Oberfläche des Halbfertigprodukts 100 oder des Fertigprodukts 102 geformt. Auch das thermoplastische Elastomer 106 wird an der äußeren Oberfläche des Halbfertigprodukts 100 oder des Fertigprodukts 102 geformt. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
12 ist eine perspektivische Ansicht eines Glasfaserprodukts entsprechend einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Komponenten aus 12, die mit denen aus 9 übereinstimmen, werden mit denselben Referenzziffern bezeichnet und nachfolgend nicht weiter beschrieben. Es sei zu beachten, dass 12 nur zur Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dient, sie aber den Umfang der Erfindung in keiner Weise einschränkt.
Bei 9 und 12 ist der einzige Unterschied zwischen dem Fertigprodukt 102b von 9 und dem Fertigprodukt 102c von 12 die Art des thermoplastischen Elastomers 106. Bei 9 wird das thermoplastische Elastomer 106 an der äußeren Oberfläche des Fertigprodukts 102 gebildet, bei 12 das thermoplastische Elastomer 106 an der Innenseite des Fertigprodukt 102 gebildet wird. Bei 12 befindet sich das thermoplastische Elastomer 106 an der Ecke des Fertigprodukts 102c. Die Erfindung ist nicht auf diese Eigenschaft beschränkt. Das Produkt liegt im Rahmen der vorliegenden Erfindung, wenn ein thermoplastisches Elastomer 106 an den stark belasteten Stellen des Fertigprodukts 102c ausgebildet wird. Das Fertigprodukt 102c ohne die Öffnung 107 und die Verbindungsstruktur können auf dieselbe Weise hergestellt werden wie das Fertigprodukt 102b. Entsprechend den tatsächlichen Prozess- oder Produktanforderungen können die Öffnung 107 und die der Öffnung 107 entsprechende Verbindungsstruktur sowohl an der äußeren Oberfläche als auch im Halbfertigprodukt 100 oder im Fertigprodukt 102 geformt werden. Auch das thermoplastische Elastomer 106 kann sowohl an der externen Oberfläche als auch im Halbfertigprodukt 100 oder im Fertigprodukt 102 geformt werden.
Das Glasfaserprodukt, das entsprechend den oben beschriebenen Ausführungsformen hergestellt wird, hat eine Steifigkeit ähnlich wie Metall. Beim Herstellungsverfahren wird ein Halbfertigprodukt in einem Gießverfahren grob vorgeformt. Das Fertigprodukt wird dann mit einem mechanischen Bearbeitungsverfahren mit feineren Strukturen ausgestattet. Auf diese Weise können die Herstellungskosten effizient reduziert werden. Gleichzeitig verkürzt sich die Herstellungsdauer und erhöht sich die Produktionsrendite. Das Glasfaserprodukt kann für die Herstellung verschiedener tragbarer elektronischer Geräte wie Notebooks, Tablet-PCs und Handys genutzt werden.
13 zeigt eine schematische Darstellung eines tragbaren elektronischen Geräts gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Es sei zu beachten, dass 13 nur zur Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dient, sie aber den Umfang der Erfindung in keiner Weise einschränkt.
Gemäß 13 umfasst das tragbare elektronische Gerät 200 ein Gehäuse 202, einen thermoplastischen Elastomer 206 und ein Anzeigegerät 208. Das Gehäuse 202 verfügt über einen Hohlraum. Das Gehäuse 202 besteht im Wesentlichen aus einem thermoplastischen Harz, Glasfasern und einem Zusatz. Der Anteil des thermoplastischen Harzes beträgt zwischen 30 Gew% und 70 Gew%, der Anteil der Glasfasern liegt zwischen 40 Gew% und 70 Gew% und der Anteil des Zusatzes liegt 0,1 Gew% und 15 Gew%. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Gehäuse 202 das Fertigprodukt 102 der oben beschriebenen Ausführungsform, und der Hohlraum ist der Hohlraum 103a der oben beschriebenen Ausführungsform.
Das thermoplastische Elastomer 206 befindet sich an mindestens einer stark belasteten Stelle des Gehäuses 202. Das thermoplastische Elastomer 206 der vorliegenden Ausführungsform ist das thermoplastische Elastomer 106 der oben beschriebenen Ausführungsform und wird beschrieben mit Bezug auf 4. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Bei anderen Ausführungsformen kann das thermoplastische Elastomer 106, das in 8 und 11 abgebildet ist, auch auf die tragbaren elektronischen Geräte 200 aufgetragen werden. Entsprechend den tatsächlichen Anforderungen können geeignete Variationen hergestellt werden.
Das Anzeigegerät 208 befindet sich im Hohlraum. Das Anzeigegerät 208 kann ein berührungsempfindlicher Bildschirm oder ein Anzeigebildschirm sein. Der Hohlraum der vorliegenden Ausführungsform ist der Hohlraum 103a in der oben beschriebenen Ausführungsform und wird beschrieben mit Bezug auf 4. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Es wird Bezug genommen auf 4 und 13. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist 4 eine Schemazeichnung des tragbaren elektronischen Geräts, bevor das Anzeigegerät 208 in den Hohlraum 103a eingesetzt wird, und 13 zeigt das tragbare elektronische Gerät, nachdem das Anzeigegerät 208 in den Hohlraum 103a eingesetzt wurde.
Wie oben anhand der vorangehenden Ausführungsformen beschrieben, wird beim Herstellungsverfahren eines Glasfaserprodukts, zunächst in einem Spritzgießverfahren ein Halbfertigprodukt hergestellt, wobei das Glasfaser-Harz ähnlich steif ist wie Metall. Dann wird in einem mechanischen Bearbeitungsverfahren daraus ein Fertigprodukt hergestellt. Dadurch verringert sich die Komplexität der Form, verlängert sich ihre Nutzungsdauer, beschleunigt sich der Herstellungsprozess, verringern sich die Herstellungskosten und erhöht sich die Produktionsrendite. Hinzu kommt, dass das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren eines Glasfaserprodukts entsprechend den Anforderungen des tatsächlichen Verfahrens oder Produkts in geeigneter Weise variiert werden kann. Sowohl die Verfahrensflexibilität als auch die Einsatzmöglichkeiten verbessern sich.
Bezugszeichenliste

100: Halbfertigprodukt
102: Fertigprodukt
102a: Fertigprodukt
102b: Fertigprodukt
102c: Fertigprodukt
103a: Hohlraum
103b: Öffnung
104: Muldenstruktur
106: Thermoplastische Elastomer
107: Öffnung
200: Elektronisches Gerät
202: Gehäuse
206: Thermoplastische Elastomer
208: Anzeigegerät

Claims

Ein Herstellungsverfahren eines Glasfaserprodukts, bei welchem ein Glasfaser-Harzverwendet wird, das aufweist: • ein thermoplastisches Harz, dessen Anteil zwischen 30 Gew% und 70 Gew% liegt, • Glasfasern, deren Anteil zwischen 40 Gew% und 70 Gew% liegt und • einen Zusatz, dessen Anteil zwischen 0,1 Gew% und 15 Gew% liegt, wobei das Glasfaser-Harz in einem Gießverfahren zu einem Halbfertigprodukt (100) geformt wird und das Halbfertigprodukt (100) in einem mechanischen Bearbeitungsverfahren bearbeitet wird, so dass das das Halbfertigprodukt (100) mit mindestens einer Muldenstruktur (104) ausgestattet wird, wodurch das Fertigprodukt (102) entsteht.
Das Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 1, bei dem weiterhin ein thermoplastisches Elastomer (106) an mindestens einer stark belasteten Stelle des Halbfertigprodukts (100) oder des Fertigprodukts (102) angeformt wird.
Das Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 2, wobei das thermoplastische Elastomer (106) aus einer Gruppe ausgewählt wird, bestehend aus thermoplastischem Polyamid-Elastomer (PA), thermoplastischem Polyester-Elastomer, thermoplastischem Polyolefin-Elastomer und thermoplastischem Styrol-Elastomer.
Das Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 2, wobei die Shore-Härte des thermoplastischen Elastomers zwischen 40 Shore D und 80 Shore D liegt oder zwischen 50 Shore A und 95 Shore A liegt.
Das Herstellungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Schritt zur Formung des thermoplastischen Elastomers (106) folgendes umfasst: • Ein- oder Anspritzen des thermoplastischen Elastomers (106) oder dessen Aufbringen an mindestens einer stark belasteten Stelle des Halbfertigprodukts (100) oder des Fertigprodukts (102) mit einem aktiven Bindungsverfahren.
Das Herstellungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei der Schritt zur Formung des thermoplastischen Elastomers (106) folgendes umfasst: • Formen eines Bindemittels an mindestens einer stark belasteten Stelle des Halbfertigprodukts (100) oder des Fertigprodukts (102) und dann das Ein- oder Anspritzen des thermoplastischen Elastomers (106) oder dessen Aufbringen an mindestens einer stark belasteten Stelle des Halbfertigprodukts (100) oder des Fertigprodukts (102).
Das Herstellungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei • der Formprozess weiterhin die Formung einer Öffnung (107) und einer Verbindungsstruktur entsprechend der Öffnung (107) an mindestens einer stark belasteten Stelle des Halbfertigprodukts (100) oder des Fertigprodukts (102b) umfasst und • das thermoplastische Elastomer (106) an der Verbindungsstruktur entsprechend der Öffnung (107) mittels Einspritzen oder Anspritzen geformt wird.
Das Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 7, wobei die Öffnung (107) und die Verbindungsstruktur entsprechend der Öffnung (107) an einer äußeren Oberfläche des Halbfertigprodukts (100) oder des Fertigprodukts (102) geformt wird, und das thermoplastische Elastomer (106) an der äußeren Oberfläche des Halbfertigprodukts (100) oder des Fertigprodukts (102c) oder an der äußeren Oberfläche des Halbfertigprodukts und im Halbfertigprodukt oder im Fertigprodukt geformt wird.
Das Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 7, wobei die Öffnung (107) und die Verbindungsstruktur entsprechend der Öffnung (107) im Halbfertigprodukt oder im Fertigprodukt geformt werden, und das thermoplastische Elastomer (106) im Halbfertigprodukt oder im Fertigprodukt geformt wird.
Das Herstellungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei ein Material aus dem thermoplastischen Harz (106) aus der folgenden Gruppe von Stoffen gewählt wird: Polycarbonat (PC), Polyamid (PA), Polypropylen (PP), Acrylnitrilbutadienstyrol (ABS), Polyphenylether (PPE), thermoplastisches Urethan (TPU) und Polyphenylsulfide (PPS).
Das Herstellungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Glasfasern aus einer Kombination von glatten und runden Glasfasern bestehen.
Das Herstellungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Zusatz aus der folgenden Gruppe von Materialien gewählt wird: ein Flammenhemmer, ein Antioxidationsmittel, ein Kupplungsmittel, einem Verarbeitungshilfsstoff, einem Verstärker, einem Kompatibilisierer und einem Mineralfüller.
Das Herstellungsverfahren gemäß gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das mechanische Bearbeitungsverfahren mit einer CNC-Maschine (Computer Numerical Control) ausgeführt wird.
Ein tragbares elektronisches Gerät (200), aufweisend ein Gehäuse (202) mit einem Hohlraum (203), wobei das Gehäuse aus folgenden Materialien besteht: • ein thermoplastisches Harz, dessen Anteil zwischen 30 Gew% und 70 Gew% liegt, • Glasfasern, deren Anteil zwischen 40 Gew% und 70 Gew% liegt und • einen Zusatz, dessen Anteil zwischen 0,1 Gew% und 15 Gew% liegt, wobei sich weiter ein thermoplastisches Elastomer (206) an mindestens einer stark belasteten Stelle des Gehäuses befindet und ein Anzeigegerät (208) im Hohlraum (203) angeordnet ist.
Das elektronische Gerät gemäß Anspruch 14, wobei das thermoplastische Elastomer (206) aus einer Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus thermoplastischem Polyamid-Elastomer (PA), thermoplastischem Polyester-Elastomer, thermoplastischem Polyolefin-Elastomer und thermoplastischem Styrol-Elastomer.
Das elektronische Gerät gemäß Anspruch 14 oder 15, wobei ein Material des thermoplastischen Harzes des Gehäuses (202) aus einer Gruppe, bestehend aus PC, PA, PP, ABS, PPE, TPU und PPS, gewählt ist.
Das elektronische Gerät gemäß einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei die Glasfasern des Gehäuses (202) aus flachen oder runden Glasfasern oder einer Kombination daraus bestehen.
Das elektronische Gerät gemäß einen der Ansprüche 14 bis 17, wobei der Zusatz des Gehäuses (202) aus einer Gruppe, die aus einem Flammenhemmer, einem Antioxidationsmittel, einem Kupplungsmittel, einem Verarbeitungshilfsstoff, einem Verstärker, einem Kompatibilisierer und einem Mineralfüller besteht, gewählt ist.
Das elektronische Gerät gemäß einem der Ansprüche 14 bis 18, wobei das thermoplastische Elastomer (206) an einer äußeren Oberfläche des Gehäuses oder im Gehäuse befindet.