專利名稱：碳纖維材料加工工藝、移動終端外殼制造方法及移動終端的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種碳纖維材料的加工工藝，以及采用碳纖維材料外殼的移 動終端以及該種外殼的制造方法。
背景技術：
現有技術中，移動終端的外殼普遍采用工程塑料制作。用工程塑料制作 的外殼，其強度較低，容易折斷、開裂和磨損。現有技術中也有用金屬材料 制作移動終端的外殼的，但是，采用金屬材料制作外殼，其成本高，工藝處理復雜。例如采用不銹鋼作外殼，第一，不銹鋼的成本較高；第二，不銹鋼 外殼的表面處理難度大，如果采用電鍍等方式，容易留下指紋，影響美觀。另外，現有技術中，移動終端外殼上的花紋或圖案一般采用印刷的方式 加工上去，這種方式加工的花紋或圖案牢固性差，容易磨損掉色。碳纖維是一種性能優異的工程材料。碳纖維的軸向強度和模量高，無蠕 變，耐疲勞性好，比熱及導電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數小，耐 腐蝕性好。碳纖維的質量輕，比鋁的密度還小。現有技術中未見有采用碳纖 維材料的移動終端外殼。發明內容本發明要解決的技術問題是提供一種碳纖維材料的加工工藝，以及采用 碳纖維材料外殼的移動終端以及該種碳纖維移動終端外殼的制造方法，通過 該加工工藝制作出來的移動終端外殼具有成本低、強度大、耐腐蝕等優點。為了解決上述問題，本發明提供了 一種碳纖維材料加工工藝，包括以 下步驟預處理步驟將碳纖維編織成碳纖維布，然后將碳纖維布在樹脂中預浸； 成型步驟將預浸過樹脂的碳纖維布利用模具沖壓成所需要的形狀； 固化步驟將成型的^f友纖維布加熱固化，形成外殼。 進一步地，所述預處理步驟中還包括將多層所述預浸過樹脂的碳纖維布疊加在一起并施加壓力，使多層碳纖 維布通過樹脂粘結在一起，以增加碳纖維布的厚度。進一步地，完成所述預處理步驟后，將所述預浸過樹脂的碳纖維布冷凍 起來保存，在進行所述成型步驟前，先在常溫下放置解凍。進一步地，所述固化步驟之前還包括以下步驟采用熱塑性塑料利用注塑工藝注塑出外殼內部的功能部件；將所述熱塑性塑料的功能部件和所述碳纖維材料的外殼利用環氧膠粘結 在一起。進一步地，所述固化步驟中，加熱溫度為50~170°C,具加熱固化的過 程為先將所述成型的碳纖維布緩慢加熱到80。C或110°C，并保持30分鐘， 再將加熱溫度緩慢升高到13(TC或17(TC，并保持60分鐘，然后自然冷卻。進一步地，所述成型步驟中使用的設備為油壓機，所述模具為油壓模具。進一 步地，所述預處理步驟中使用的樹脂為環氧樹脂或酚醛樹脂。本發明還提供了 一種移動終端，所述移動終端的外殼使用碳纖維材料。進一步地，所述移動終端外殼內部還設有功能部件，所述功能部件采用 熱塑性塑料利用注塑工藝注塑獲得，并利用環氧膠將其粘結在所述碳纖維材 料的外殼上。本發明還提供了一種移動終端外殼的制造方法，該方法包括以下步驟 將碳纖維編織成碳纖維布，然后將碳纖維布在樹脂中預浸； 將預浸過樹脂的碳纖維布利用模具沖壓成所需要的形狀； 將成型的碳纖維布在50~ 17(TC溫度下加熱固化，形成所述外殼。進一步地，在所述將成型的碳纖維布加熱固化前，還包括步驟 采用熱塑性塑料利用注塑工藝注塑出外殼內部的功能部件；將所述熱塑性塑料的功能部件和所述碳纖維材料的外殼利用環氧膠粘結 在一起。進一步地，當需要加工的外殼的厚度大于單層碳纖維布的厚度時，將多 層所述預浸過樹脂的碳纖維布疊加在一起并施加壓力，使多層碳纖維布通過 樹脂粘結在一起，得到厚度大的^f友纖維布。利用本發明所提供的加工工藝及制造方法可以加工出碳纖維材料的移動 終端外殼，碳纖維材料的移動終端外殼具有成本低、質量輕、強度高、模量高、耐腐蝕等特點；通過不同的編織工藝，可以在外殼上形成不同的花紋圖 案，且形成的圖案牢固，不易磨損。


圖l是本發明的碳纖維通信終端外殼的加工工藝中，所編織成的碳纖維 布的示意圖；圖2是本發明中對預浸過樹脂的碳纖維布進行沖壓成型的過程示意圖；圖3是本發明中加熱固化過程的一實施例的加熱溫度曲線圖，該實施中， 預浸料為環氧樹脂；圖4是本發明中加熱固化過程的另一實施例的加熱溫度曲線圖，該實施 中，預浸料為酚搭樹脂；圖5是利用本發明的加工工藝生產出來的一手機外殼實施例的示意圖；圖6是圖5所示實施例的另一角度的視圖；圖7是利用本發明的加工工藝生產出來的與圖5所示實施例的手機外殼 相配合的功能部件的示意圖；圖8是將圖5所示手機外殼與圖7所示功能部件粘接過程的示意圖；圖9是利用本發明的加工工藝生產出來的帶有功能部件的手機外殼的實施例示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明，以使本領域的技術 人員可以更好的理解本發明并能予以實施，但所舉實施例不作為對本發明的 限定。本發明提供碳纖維材料的加工工藝，在該實施例中，該加工藝被用來制造移動終端的外殼，該加工工藝的步驟是第一步，用單根碳纖維或多根碳纖維組成的碳纖維束編織成碳纖維布， 編織過程中可以通過不同的編織方式形成不同的花紋或圖案，還可以采用不 同顏色的碳纖維來獲得相應顏色的圖案。第二步，將編織好的碳纖維布放入樹脂中預浸，預浸程度以樹脂完全滲 入到碳纖維布的纖維的縫隙中為宜，形成如圖1所示的預浸過樹脂的碳纖維 布。優選的樹脂為環氧樹脂或酚醛樹脂；預浸過樹脂的碳纖維布不具有很大 的剛性和強度，與普通編織布相似。 一層碳纖維布的厚度一般在 0.17mm 0.5mm,厚度隨編織方式(如平織，斜織)和碳絲(即碳纖維)型號 (如1K碳絲，3K碳絲)不同而不同。當需要制作的外殼的厚度較大時，單 層碳纖維布不能滿足需要，此時可以將多層預浸過樹脂的碳纖維布疊加在一 起，然后施加一定壓力，使多層碳纖維布之間通過樹脂粘結在一起，形成需 要厚度的碳纖維布。第三步，將預浸過樹脂的碳纖維布1放入模具2中進行沖壓，形成所需 要的形狀，同時將多余的材料切除，其過程如圖2所示。在沖壓過程中，可以采用現有的各種形式的沖壓設備和沖壓模具， 一種 優選的方案是采用油壓機和油壓^^莫具。第四步，將成型的碳纖維布加熱固化，加熱溫度為50~170°C。具體的 過程為先將加熱溫度緩慢升高到一定溫度，并在該溫度下保持30分鐘；再將加熱溫度緩慢升高到一更高溫度，并在該更高的溫度下保持60分鐘，然后 自然冷卻到常溫。所述緩慢升高是指以1~3匸/分鐘的速度升高。如圖3所示，為加熱固化過程的一實施例的加熱溫度曲線，該加熱溫度 曲線適用于以環氧樹脂作預浸料的外殼的固化。該實施例中，從常溫升高到 80。C用了40分鐘，然后在80。C的溫度下保持了 30分鐘，之后又經過30分 鐘從80。C升高到130°C，并在130。C的溫度下保持了 60分鐘，最后自然冷卻 到常溫，形成了圖5和圖6所示的外殼3。如圖4所示，為加熱固化過程的另一實施例的加熱溫度曲線，該加熱溫 度曲線適用于以酚醛樹脂作預浸料的外殼的固化。該實施例中，從常溫升高 到110。C用了 40分鐘，然后在110。C的溫度下保持了 30分鐘，之后又經過 30分鐘從110。C升高到17(TC,并在170。C的溫度下保持了 60分鐘，最后自 然冷卻到常溫，形成了圖5和圖6所示的外殼3。在其它實施例中，可以根據碳纖維布的厚度和預浸料等參數適當調節加 熱溫度禾口時間。在完成上述第二步驟后，如果不接著進行第三步驟的成型工藝，可以先 將預浸過樹脂的碳纖維布貯存起來。貯存溫度與貯存期如下22°C (常溫)條件下，貯存期為l個月；0。C條件下，貯存期為3個月； -18°0!條件下，貯存期為6個月。由于冷凍的預浸過樹脂的碳纖維布性質舉支脆， 容易折斷，因此在對冷凍保存的碳纖維布進行成型工藝操作前，應先將其在 常溫下放置一段時間，使碳纖維布解凍。由于受油壓工藝的特點以及樹脂的流動性所限制，碳纖維外殼部分無法 完成復雜的內部結構，只能成型出一層剛性很好的殼狀結構。為了便于在外 殼內安裝其它配件，需要在碳纖維制成的外殼內設置功能部件4，例如卡扣、 螺釘柱等。在外殼內設置功能部件4的方法為采用熱塑性塑料通過注塑工藝成型功能部件4,如圖7所示；然后，將 熱塑性塑料的功能部件4與碳纖維材料的外殼3通過環氧膠粘結在一起，其 過程圖8所示；最后，形成了內部有功能部件的移動通信設備外殼，其成品 的一實施例如圖9所示。 一般來說，應在碳纖維外殼加熱固化前將功能部件與石友纖維外殼粘結在一起。本發明適用于手機、PDA等電子設備的外殼的加工制作。以上所述實施例僅是為充分說明本發明而所舉的較佳的實施例，本發明 的保護范圍不限于此。本技術領域的技術人員在本發明基礎上所作的等同替 代或變換，均在本發明的保護范圍之內。本發明的保護范圍以權利要求書為準。
權利要求
1、一種碳纖維材料加工工藝，其特征在于，包括以下步驟預處理步驟將碳纖維編織成碳纖維布，然后將碳纖維布在樹脂中預浸；成型步驟將預浸過樹脂的碳纖維布利用模具沖壓成所需要的形狀；固化步驟將成型的碳纖維布加熱固化，形成外殼。
2、 如權利要求1所述的加工工藝，其特征在于，所述預處理步驟中 還包括將多層所述預浸過樹脂的碳纖維布疊加在一起并施加壓力，使多層碳纖 維布通過樹脂粘結在一起，以增加碳纖維布的厚度。
3、 如權利要求2所述的加工工藝，其特征在于，完成所述預處理步 驟后，將所述預浸過樹脂的碳纖維布冷凍起來保存，在進行所述成型步驟前， 先在常溫下》文置解凍。
4、 權利要求3所述的加工工藝，其特征在于，所述固化步驟之前還 包括以下步驟采用熱塑性塑料利用注塑工藝注塑出外殼內部的功能部件；將所述熱塑性塑料的功能部件和所述碳纖維材料的外殼利用環氧膠粘結 在一起。
5、 如權利要求4所述的加工工藝，其特征在于，所述固化步驟中， 加熱溫度為50~170°C,具加熱固化的過程為先將所述成型的碳纖維布緩 慢加熱到80。C或ll(TC，并保持30分鐘，再將加熱溫度緩慢升高到13(TC或 170°C,并保持60分鐘，然后自然冷卻。
6、 如權利要求1所述的加工工藝，其特征在于，所述成型步驟中使 用的設備為油壓機，所述模具為油壓模具。
7、 如權利要求1至6中任意一項所述的加工工藝，其特征在于，所述 預處理步驟中使用的樹脂為環氧樹脂或酚醛樹脂。
8、 一種移動終端，其特征在于，所述移動終端的外殼使用^ 友纖維材料。
9、 如權利要求8所述的移動終端，其特征在于，所述移動終端外殼 內部還設有功能部件，所述功能部件采用熱塑性塑料利用注塑工藝注塑獲得， 并利用環氧膠將其粘結在所述碳纖維材料的外殼上。
10、 一種移動終端外殼的制造方法，其特征在于，該方法包括以下步驟將碳纖維編織成碳纖維布，然后將碳纖維布在樹脂中預浸； 將預浸過樹脂的碳纖維布利用模具沖壓成所需要的形狀； 將成型的碳纖維布在50~ 170。C溫度下加熱固化，形成所述外殼。
11、 如權利要求IO所述的移動終端外殼的制造方法，其特征在于，在 所述將成型的碳纖維布加熱固化前，還包括步驟采用熱塑性塑料利用注塑工藝注塑出外殼內部的功能部件；將所述熱塑性塑料的功能部件和所述碳纖維材料的外殼利用環氧膠粘結 在一起。
12、 如權利要求10或11所述的移動終端外殼的制造方法，其特征在 于，當需要加工的外殼的厚度大于單層碳纖維布的厚度時，將多層所述預浸 過樹脂的碳纖維布疊加在一起并施加壓力，使多層碳纖維布通過樹脂粘結在 一起，得到厚度大的碳纖維布。
全文摘要
本發明公開了一種碳纖維材料的加工工藝，以及采用碳纖維材料外殼的移動終端以及該種外殼的制造方法。該加工工藝包括預處理步驟將碳纖維編織成碳纖維布，然后將碳纖維布在樹脂中預浸；成型步驟將預浸過樹脂的碳纖維布利用模具沖壓成所需要的形狀；固化步驟將成型的碳纖維布加熱固化，形成外殼。利用本發明所提供的加工工藝可以加工出碳纖維材料的移動終端外殼，碳纖維材料的移動終端外殼具有成本低、質量輕、強度高、模量高、耐腐蝕等特點；通過不同的編織工藝，可以在外殼上形成不同的花紋圖案，且形成的圖案牢固，不易磨損。
文檔編號B29C70/54GK101254654SQ200810093719
公開日2008年9月3日 申請日期2008年4月16日 優先權日2008年4月16日
發明者吳軍濤, 孫衛山 申請人:中興通訊股份有限公司