一種碳纖維金屬復(fù)合電子產(chǎn)品機身結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種碳纖維金屬復(fù)合電子產(chǎn)品機身結(jié)構(gòu)，包括鋁合金邊框與位于鋁合金邊框內(nèi)側(cè)、與鋁合金邊框一體復(fù)合的碳纖維中框板，鋁合金邊框具有經(jīng)表面腐蝕處理形成的微孔結(jié)構(gòu)，碳纖維中框板與鋁合金邊框的具有微孔結(jié)構(gòu)的表面相結(jié)合，經(jīng)熱壓固化成型為一體。該碳纖維金屬復(fù)合電子產(chǎn)品機身結(jié)構(gòu)重量較輕，強度高，抗壓能力強。
【專利說明】
一種碳纖維金屬復(fù)合電子產(chǎn)品機身結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種碳纖維金屬復(fù)合電子產(chǎn)品機身結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前隨著碳纖維材料的廣泛應(yīng)用，在國內(nèi)電子行業(yè)將碳纖維應(yīng)用到電子產(chǎn)品中是一種趨勢。碳纖維材料既擁有鋁鎂合金高雅堅固的特性，又有ABS工程塑料的可塑性，強度和導(dǎo)熱能力又優(yōu)于普通的ABS塑料，在電子產(chǎn)品上的應(yīng)用越來越多，包括平板電腦、手機外殼等電子產(chǎn)品外殼，外觀造型要求也越來越豐富多彩。
[0003]目前在手機上應(yīng)用金屬材料是手機行業(yè)的熱點和趨勢，因為金屬材料可以很好的提升手機的質(zhì)感。由于金屬的密度高和重量高特性，目前選擇使用的金屬材料最多的是鋁合金，材質(zhì)輕，易加工。而鑒于鋁材金屬特性，雖然輕質(zhì)，但是強度不高，大大降低了機身的硬度，出現(xiàn)了機身抗壓能力差，很容易被壓彎等問題。因此，亟待提供一種能滿足高硬度、優(yōu)異的強度重量比、抗腐蝕、耐磨等性能要求的機身結(jié)構(gòu)。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種碳纖維金屬復(fù)合電子產(chǎn)品機身結(jié)構(gòu)，解決現(xiàn)有鋁合金機身的重量較大但硬度不高，機身抗壓能力差，很容易被壓彎等問題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案:
[0006]—種碳纖維金屬復(fù)合電子產(chǎn)品機身結(jié)構(gòu)，包括鋁合金邊框與位于所述鋁合金邊框內(nèi)側(cè)、與所述鋁合金邊框一體復(fù)合的碳纖維中框板，所述鋁合金邊框具有經(jīng)表面腐蝕處理形成的微孔結(jié)構(gòu)，所述碳纖維中框板與所述鋁合金邊框的具有所述微孔結(jié)構(gòu)的表面相結(jié)合而成型為一體。
[0007]進一步地:
[0008]所述微孔的孔徑為20?100納米，所述微孔均勻分布在所述鋁合金邊框的表面。
[0009]所述碳纖維中框板是由交錯鋪疊于所述鋁合金邊框內(nèi)側(cè)的碳纖維布經(jīng)3D塑型和熱壓固化處理而形成的碳纖維結(jié)構(gòu)。
[0010]所述碳纖維中框板的厚度為0.5mm。
[0011 ]本實用新型的有益效果:
[0012]本實用新型采用鋁合金邊框和碳纖維中框板復(fù)合成型的機身結(jié)構(gòu)，解決了現(xiàn)有的鋁合金中框硬度不高，抗壓能力差和容易被壓彎等問題，還減輕了鋁合金機身的重量，而且不會破壞手機整機的金屬質(zhì)感。為了使鋁合金邊框和碳纖維中框板成型為一體，本實用新型中鋁合金邊框具有經(jīng)表面腐蝕處理形成的微孔結(jié)構(gòu)，鋁合金邊框通過其具有微孔結(jié)構(gòu)的表面與碳纖維中框板形成結(jié)合界面，經(jīng)熱壓固化成型為一體，鋁合金邊框上的微孔結(jié)構(gòu)有效增強兩者界面之間的結(jié)合力，提高碳纖維與鋁合金結(jié)合的附著強度。碳纖維復(fù)合材料質(zhì)量輕、強度大，重量僅相當(dāng)于鋼材的20%到30%，硬度卻是鋼材的10倍以上。本實用新型提供的碳纖維金屬復(fù)合機身結(jié)構(gòu)充分利用了碳纖維復(fù)合材料輕質(zhì)，高強，高模，耐化學(xué)腐蝕，熱膨脹系數(shù)小等特性，相對于現(xiàn)有的鋁合金中框，本實用新型使得整個機身中框結(jié)構(gòu)強度可增強1/3，質(zhì)量可減少1/3。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型一種實施例中的鋁合金邊框結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本實用新型一種實施例的碳纖維金屬復(fù)合機身結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0015]以下對本實用新型的實施方式作詳細說明。應(yīng)該強調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本實用新型的范圍及其應(yīng)用。
[0016]參閱圖1和圖2，在一種實施例中，一種碳纖維金屬復(fù)合電子產(chǎn)品機身結(jié)構(gòu)，包括招合金邊框I與位于所述鋁合金邊框I內(nèi)側(cè)、與所述鋁合金邊框I一體復(fù)合的碳纖維中框板2，所述鋁合金邊框I具有經(jīng)表面腐蝕處理形成的微孔結(jié)構(gòu)(未圖示)，所述碳纖維中框板2與所述鋁合金邊框I的具有所述微孔結(jié)構(gòu)的表面相結(jié)合，經(jīng)熱壓固化成型為一體。
[0017]在優(yōu)選的實施例中，鋁合金邊框I上的微孔的孔徑為20?100納米，所述微孔均勻分布在招合金邊框I的表面。
[0018]在優(yōu)選的實施例中，所述碳纖維中框板2是由交錯鋪疊于所述鋁合金邊框I內(nèi)側(cè)的碳纖維布經(jīng)3D塑型和熱壓固化處理而形成的碳纖維結(jié)構(gòu)。
[0019]在一種較佳實施例中，碳纖維中框板2的厚度為0.5mm。
[0020]參閱圖1和圖2，還提供了一種碳纖維金屬復(fù)合電子產(chǎn)品機身結(jié)構(gòu)的制作方法，包括以下步驟:
[0021]S1、準備鋁合金邊框I;
[0022]S2、對所述鋁合金邊框I進行表面腐蝕處理從而在所述鋁合金邊框I的表面形成微孔結(jié)構(gòu)；
[0023]S3、將碳纖維布放置在所述鋁合金邊框I內(nèi)側(cè)，對所述碳纖維布進行3D塑型和熱壓固化處理，處理后形成與所述鋁合金邊框I結(jié)合為一體的碳纖維中框板2，其中所述鋁合金邊框I通過具有所述微孔結(jié)構(gòu)的表面與所述碳纖維中框板2結(jié)合。
[0024]在優(yōu)選的實施例中，步驟S2中，所述表面腐蝕處理包括電化學(xué)腐蝕處理。在更優(yōu)選的實施例中，所述電化學(xué)腐蝕處理米用0.5?2mol/L的鹽酸、0.5?1.011101凡的硫酸、0.5?1.0mol/L的磷酸混合液作為電解液。
[0025]在更優(yōu)選的實施例中，步驟S2包括:將所述鋁合金邊框I放入質(zhì)量濃度為2%?10%的氫氧化鈉溶液中，水浴加熱2?5分鐘，清洗后，放入I %?10%硝酸溶液中，浸泡3?1分鐘，再次清洗后，放入到電解槽中，槽中盛入0.5?2mo I /L的鹽酸、0.5?1.0mo I /L的硫酸、0.5?1.0mol/L的磷酸混合液作為電解液，并加入了適量的緩蝕劑，以所述鋁合金邊框I作為陽極，以電解槽中石墨作為陰極，直流電解20?40 s，電流密度控制在0.1O?0.30A/cm2，槽液溫度控制在30?50°C;處理完之后浸入丙酮液5?10s，之后洗凈并烘干。
[0026]在優(yōu)選的實施例中，步驟S3包括:將碳纖維預(yù)浸布裁切成預(yù)定尺寸，再將裁切好的碳纖維布鋪疊于所述鋁合金邊框I內(nèi)側(cè)，以用于形成所述碳纖維中框板2。
[0027]在優(yōu)選的實施例中，步驟S3還包括:將鋪疊好的碳纖維布與所述鋁合金邊框I放入3D塑型模具內(nèi)，塑型30?60s，然后轉(zhuǎn)換到熱壓成型機中進行熱壓固化，固化溫度為135?150°C，壓力40?60kg，固化10?15min，然后冷卻，得到鋁合金邊框I與碳纖維中框板2—體成型的復(fù)合結(jié)構(gòu)。
[0028]在優(yōu)選的實施例中，步驟S3之后還包括:對成型結(jié)構(gòu)進行打磨去除碳纖維預(yù)浸布成型后溢出的環(huán)氧樹脂。
[0029]在具體實施例中，鋁合金邊框I制備時，可先將鋁擠材料線切割固定尺寸的鋁板，再使用CNC機床銑削內(nèi)腔，然后經(jīng)過精加工處理，得到鋁合金邊框產(chǎn)品。在鋁合金邊框I上進行微孔處理時，可將鋁合金邊框I產(chǎn)品先置于清洗液中處理，再經(jīng)過酸液和堿液中進行化學(xué)表面處理，然后置于化學(xué)腐蝕液中進行微孔處理，從而得到具有一定微孔結(jié)構(gòu)的鋁合金邊框1，微孔的孔徑為20?100納米，均勻分布在鋁合金邊框I表面。在鋁合金邊框I與碳纖維中框板2—體復(fù)合時，可將具有微孔結(jié)構(gòu)的鋁合金邊框I置于3D塑型模具中，將準備好的碳纖維布交錯鋪疊與鋁合金邊框中間，然后進行3D塑型，接著再放入熱壓固化中進行熱壓固化成型，取出后，進行相應(yīng)的表面處理即得到鋁合金碳纖維復(fù)合中框產(chǎn)品。
[0030]將鋁合金邊框I與碳纖維復(fù)合成一個整體的中框，利用碳纖維復(fù)合材料具有輕而強、輕而剛、耐腐蝕、耐疲勞、結(jié)構(gòu)尺寸穩(wěn)定性好，不僅能增加中框的硬度，提高中框結(jié)構(gòu)的抗壓能力，還降低了中框的重量，且不會影響中框的整體性能和金屬質(zhì)感效果，其質(zhì)量相比全鋁合金中框可減輕10%，強度可增加30%，抗壓能力可增加20%，而且中框板2的抗壓性對于非破壞性的壓力可以起自我修復(fù)作用。
[0031 ] 制作實例
[0032]鋁合金邊框的制備
[0033]將鋁或鋁合金鋁擠固定在夾具上，用線切割切割出160mm*80mm*10mm的鋁合金板，然后將該鋁合金板裝入CNC機臺中粗銑內(nèi)腔和定位柱，然后用夾具固定住邊框，精加工內(nèi)腔結(jié)構(gòu)。加工完之后取出用油污清洗機清洗鋁合金邊框，去除油污，然后用去離子水清洗干凈，在烤箱中烘干即可。
[0034]鋁合金邊框微孔處理
[0035]先將上述鋁合金邊框放入2%?10%氫氧化鈉溶液中，40°C水浴加熱2?5分鐘中，然后用去離子水清洗干凈;然后將放入1%?10%硝酸溶液中，浸泡3?10分鐘，浸泡完之后同樣用去離子水清洗;接著將邊框放入到電解槽中，槽中盛入0.5?2mo I/L的鹽酸、0.5?
1.0 m OI / L的硫酸、0.5?1.0 m OI / L的磷酸混合液作為電解液，并加入了一定的緩蝕劑，以邊框作為陽極，電解槽中石墨作為陰極，直流電解20?40 s，電流密度控制在0.1O?0.30A/cm2，槽液溫度控制在40°C;然后取出浸入丙酮5?10s，接著用去離子水洗凈并烘干即可。
[0036]鋁合金邊框和碳纖維一體復(fù)合
[0037]將微孔處理的邊框裝入到3D塑型模具中，定位固定，然后將的碳纖維預(yù)浸布裁切成140mm*80mm，再將裁切好的碳纖維布根據(jù)需求鋪疊于邊框內(nèi)側(cè)，并放入3D塑型模具內(nèi)進行內(nèi)腔結(jié)構(gòu)塑型，塑型30?60s，然后轉(zhuǎn)換到熱壓成型機中熱壓固化，固化溫度為135?150°C，壓力40?60kg，固化1?15mi η，冷卻模具至室溫，取出模具里面的產(chǎn)品就得到一體產(chǎn)品，然后再進行內(nèi)框結(jié)構(gòu)精細打磨去除成型溢出的環(huán)氧樹脂，即可得到鋁合金邊框和碳纖維一體復(fù)合邊框。
[0038]經(jīng)過實測，由上述實例得到的碳纖維金屬復(fù)合機身結(jié)構(gòu)重量為63g，比起同種規(guī)格但整體采用鋁合金中框的機身結(jié)構(gòu)重量(70g)大約減輕7g，其中碳纖維中框板的抗壓強度比鋁合金中框的抗壓強度(6.5MP力)增大2MP。
[0039]以上內(nèi)容是結(jié)合具體/優(yōu)選的實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，其還可以對這些已描述的實施方式做出若干替代或變型，而這些替代或變型方式都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種碳纖維金屬復(fù)合電子產(chǎn)品機身結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括鋁合金邊框與位于所述鋁合金邊框內(nèi)側(cè)、與所述鋁合金邊框一體復(fù)合的碳纖維中框板，所述鋁合金邊框具有經(jīng)表面腐蝕處理形成的微孔結(jié)構(gòu)，所述碳纖維中框板與所述鋁合金邊框的具有所述微孔結(jié)構(gòu)的表面相結(jié)合而成型為一體。2.如權(quán)利要求1所述的碳纖維金屬復(fù)合電子產(chǎn)品機身結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述微孔的孔徑為20?100納米，所述微孔均勻分布在所述鋁合金邊框的表面。3.如權(quán)利要求1或2所述的碳纖維金屬復(fù)合電子產(chǎn)品機身結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述碳纖維中框板是由交錯鋪疊于所述鋁合金邊框內(nèi)側(cè)的碳纖維布經(jīng)3D塑型和熱壓固化處理而形成的碳纖維結(jié)構(gòu)。4.如權(quán)利要求1或2所述的碳纖維金屬復(fù)合電子產(chǎn)品機身結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述碳纖維中框板的厚度為0.5mm。
【文檔編號】C25F3/04GK205529133SQ201620078219
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月26日
【發(fā)明人】韓靜, 黃啟忠, 杜勇, 雷霆, 謝志勇, 陳建勛, 王長明, 謝守德
【申請人】東莞勁勝精密組件股份有限公司