一种手机模型产品的具有碳纤维效果的部件的加工方法
【专利摘要】本发明公开了一种手机模型产品的具有碳纤维效果的部件的加工方法，所述部件的第一侧部为外观面；加工方法包括：加工碳纤维片材；加工内芯；将碳纤维片材粘结在内芯的第一侧部，使碳纤维片材与内芯的第一侧部完全贴合，得到一次加工部件；将一次加工部件固定于一定位治具的型腔内，在定位治具的型腔内、在一次加工部件的周围保留一空间，向空间内注入环氧树脂，注塑成型一包覆一次加工部件的环氧树脂层，从而得到二次加工部件；利用所述机床加工，使所述二次加工部件的第一侧部与所述外观面完全一致，从而得到所述部件。本发明实现了碳纤维的外观效果，达到设计师验证外观效果及材料的目的，降低了生产成本，加快了生产周期。
【专利说明】一种手机模型产品的具有碳纤维效果的部件的加工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及手机模型产品的加工方法，一种手机模型产品的具有碳纤维效果的部件的加工方法。
【背景技术】
[0002]在工业设计图纸完成后，设计师都会制作相应的模型产品来验证他们的设计方案，随着现代纤维复合材料的发展，设计师经常采用碳纤维材料效果设计。碳纤维具有碳材料的固有本质特性，又兼具纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。在工业产品实际量产中，经常会采用真正的碳纤维材料来制作。现代工业发展非常迅速，产品更新换代也特别快，这就要求工业产品设计周期非常短，且产品设计需要更多创新，因而，模型验证阶段的生产速度也要快速，并且要保证设计师的设计方案实现。但是，碳纤维材料的加工设备成本非常高，同时工艺也非常复杂且生产周期长，所以量产的生产工艺是不能满足模型阶段的生产的。
[0003]目前，在工业模型产品的实际生产中，没有用真正的碳纤维材料来制作的，大多数都是通过丝印模拟碳纤维纹理来实现外观效果，或者通过在模型产品表面粘贴碳纤维贴纸来实现外观效果。
[0004]设计出仿碳纤维纹理图案，通过油墨印刷来模拟碳纤维纹理，即通过丝印模拟碳纤维材料的外观效果，更多是体现在模拟碳纤维材料的纹理上，而产品质感是完全没有考虑的。这种工艺方法，首先碳纤维纹理图案与真正的碳纤维材料纹理有一定差异，同时在具有的曲面的模型产品上印刷时，由于印刷工艺的缺陷，也会导致模型产品的外观效果更差。
[0005]运用碳纤维贴纸来粘贴在产品表面的工艺方法，首先将碳纤维图案印刷在平面的纸张上面，制成碳纤维贴纸，再将该碳纤维贴纸粘贴在模型产品的表面。但是如果模型产品是平面产品，其模拟的外观效果会比直接用油墨丝印在模型产品表面要好一些；如果模型产品是曲面产品，那么粘贴时就会在曲面部分出现褶皱，导致模型产品的外观效果不好。
[0006]对于工业设计师，当然希望在模型生产阶段，也能采用真正的碳纤维材料，这样能够更真实的验证他们的设计成果方案。因此这就需要一种工艺制作方法，能够真实的体现碳纤维材料的外观效果，同时，还能够保证极低的生产成本。
【发明内容】
[0007]针对上述技术问题，本发明提供了一种手机模型产品的具有碳纤维效果的部件的加工方法。
[0008]本发明提供的技术方案为:
[0009]一种手机模型产品的具有碳纤维效果的部件的加工方法，所述部件的第一侧部为外观面；
[0010]所述加工方法包括:
[0011]步骤一、加工碳纤维片材，所述碳纤维片材具有与所述外观面一致的形状；[0012]步骤二、加工内芯，所述内芯的第一侧部对应于所述外观面，所述内芯的第一侧部具有与所述外观面一致的形状；
[0013]步骤三、将所述碳纤维片材粘结在所述内芯的第一侧部，使所述碳纤维片材与所述内芯的第一侧部完全贴合，得到一次加工部件；
[0014]步骤四、将所述一次加工部件固定于一定位治具的型腔内，在所述定位治具的型腔内、在所述一次加工部件的周围保留一空间，将所述定位治具置于注塑机内，向所述空间内注入环氧树脂，注塑成型一至少包覆所述一次加工部件的碳纤维片材的环氧树脂层，从而得到二次加工部件；
[0015]步骤五、所述步骤四得到的二次加工部件包括一次加工部件、环氧树脂层以及定位治具，其中，所述二次加工部件的第一侧部对应于所述内芯的第一侧部，利用所述机床加工掉所述二次加工部件中的定位治具，并加工环氧树脂层，使所述二次加工部件的第一侧部与所述外观面完全一致，从而得到所述部件。
[0016]优选的是，所述的手机模型产品的具有碳纤维效果的部件的加工方法中，所述步骤二中，所述内芯的与所述内芯的第一侧部相对的第二侧部具有四个定位柱；所述步骤四中，所述定位治具的底部具有四个定位孔，当所述一次加工部件固定于所述定位治具的型腔内时，各定位柱进入至一个定位孔内。
[0017]优选的是，所述的手机模型产品的具有碳纤维效果的部件的加工方法中，所述四个定位柱相对于所述内芯的几何中心均匀分布；所述定位治具呈方形，所述定位治具的型腔也呈方形，所述四个定位孔相对于所述定位治具的几何中心均匀分布。
[0018]优选的是，所述的手机模型产品的具有碳纤维效果的部件的加工方法中，所述部件的与所述部件的第一侧部相对的第二侧部为结构面；所述步骤二中，所述内芯的第二侧部对应于所述结构面；所述步骤四中，所述二次加工部件的与所述二次加工部件的第一侧部相对的第二侧部对应于所述内芯的第二侧部；所述步骤五中，利用所述机床加工环氧树脂层，使所述二次加工部件的第二侧部与所述结构面完全一致，
[0019]优选的是，所述的手机模型产品的具有碳纤维效果的部件的加工方法中，所述步骤一中，所述碳纤维片材的厚度为0.5mm;所述步骤二中，所述内芯的厚度比所述部件小Imm0
[0020]优选的是，所述的手机模型产品的具有碳纤维效果的部件的加工方法中，所述步骤五加工得到的所述部件上的环氧树脂层的厚度为0.5mm。
[0021]优选的是，所述的手机模型产品的具有碳纤维效果的部件的加工方法中，所述步骤一中，将碳纤维布置于一模具的型腔内，并向所述模具的型腔内加入环氧树脂，使环氧树脂完全浸溃碳纤维布，所述模具的型腔的厚度为0.5mm，对模具进行加热至环氧树脂干透，得到厚度为0.5mm的碳纤维片材。
[0022]优选的是，所述的手机模型产品的具有碳纤维效果的部件的加工方法中，所述步骤四中，将型腔内固定有一次加工部件的定位治具置于真空注塑机内，向所述空间内注入环氧树脂后，并进行抽真空处理20分钟，待抽真空处理完成后，将所述定位治具放入烤箱内加热至环氧树脂干透，从而注塑成型一包覆所述一次加工部件的环氧树脂层。
[0023]优选的是，所述的手机模型产品的具有碳纤维效果的部件的加工方法中，所述内芯为亚克力材料；所述定位治具也由亚克力材料制成。[0024]优选的是，所述的手机模型产品的具有碳纤维效果的部件的加工方法中，所述部件为手机后盖。
[0025]本发明所述的加工方法具有以下有益效果:
[0026]本发明首先加工具有碳纤维片材，该碳纤维片材具有与外观面一致的形状；其次，本发明加工了内芯，该内芯的第一侧部也具有与外观面一致的形状；将碳纤维片材粘贴在内芯的第一侧部，得到一次加工部件；将一次加工部件固定于一定位治具的型腔内，并在该一次加工部件周围注塑成型一环氧树脂层，从而得到二次加工部件；利用机床再加工上述二次加工部件，尤其是加工环氧树脂层，使二次加工部件的第一侧部与所述外观面完全一致，从而就实现了手机模型产品的一个部件的加工，该部件在外观面具有碳纤维材料的外观效果。
[0027]具体来说，本发明还具有以下优点:
[0028](I)在工业设计模型产品的验证研发阶段，用真正的碳纤维材料来制作模型产品，达到设计师验证外观效果及材料的目的，通过印刷模拟或者通过粘贴贴纸是完全不可能达到本发明的外观效果的。
[0029](2)采用本发明生产具有碳纤维效果的模型产品的制作周期为17-19天，而采用量产的生产方法则最少需要3-6个月。
[0030](3)量产的生产方法的成本至少是本发明的成本80倍以上，本发明的生产成本平均为1.5方。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1为本发明所述的加工方法的流程图；
[0032]图2为本发明所述的一次加工部件的结构示意图；
[0033]图3为本发明所述的二次加工部件的结构示意图；
[0034]图4为本发明加工得到的部件的结构示意图。
【具体实施方式】
[0035]下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0036]本发明要加工的部件具有两个相对的第一侧部和第二侧部，分别为外观面和结构面。其中，对于一个手机模型产品的后壳而言，其外观面为凸面，是需要实现碳纤维效果的一面，其结构面为凹面，是位于手机模型产品的内部的一面。
[0037]如图1所示，本发明提供一种手机模型产品的具有碳纤维效果的部件的加工方法包括:
[0038]步骤一、加工碳纤维片材，所述碳纤维片材具有与所述外观面一致的形状。
[0039]步骤二、加工内芯3，所述内芯3的第一侧部4对应于所述外观面，所述内芯的第一侧部具有与所述外观面一致的形状。内芯的第二侧部5对应于部件的结构面。
[0040]步骤三、将所述碳纤维片材2粘结在所述内芯的第一侧部4，使所述碳纤维片材与所述内芯的第一侧部完全贴合，得到一次加工部件I (如图2所示)。
[0041]步骤四、将所述一次加工部件I固定于一定位治具7的型腔内，在所述定位治具7的型腔内、在所述一次加工部件I的周围保留一空间，将所述定位治具置于注塑机内，向所述空间内注入环氧树脂，注塑成型一至少包覆所述一次加工部件的碳纤维片材的环氧树脂层8，从而得到二次加工部件6 (如图3所示)，即二次加工部件6实际上包括了一次加工部件、包覆在一次加工部件外侧的环氧树脂层以及位于环氧树脂层的外侧的定位治具。
[0042]步骤五、所述步骤四得到的二次加工部件包括一次加工部件、环氧树脂层以及定位治具，其中，所述二次加工部件的第一侧部9对应于所述内芯的第一侧部4，利用所述机床加工掉所述二次加工部件中的定位治具，并加工环氧树脂层，使所述二次加工部件的第一侧部与所述外观面完全一致，从而得到所述部件10 (如图4所示)。
[0043]本发明中，每加工一个手机模型产品的部件，就需要制作一个定位治具。定位治具用于实现在一次加工部件的周围制作环氧树脂层，也用于在机床加工过程中实现定位。本发明中，所述步骤二加工的内芯的与所述内芯的第一侧部相对的第二侧部具有四个定位柱11 ;而所述步骤四中，所述定位治具7的底部具有四个定位孔，当所述一次加工部件I固定于所述定位治具7的型腔内时，一次加工部件I的内芯的第二侧部5粘贴在定位治具的型腔的底部，各定位柱11进入至一个定位孔内。更进一步的，所述四个定位柱11相对于所述内芯的几何中心均匀分布；所述定位治具7呈方形，所述定位治具的型腔也呈方形，所述四个定位孔相对于所述定位治具的几何中心均匀分布。这样，当一次加工部件固定在定位治具的型腔内时，该一次加工部件也是位于定位治具的型腔的中心的，这是为了便于数控机床的加工。
[0044]所述步骤四中环氧树脂层的加工方法为，将型腔内固定有一次加工部件的定位治具置于真空注塑机内，向所述空间内注入环氧树脂后，并进行抽真空处理20分钟，待抽真空处理完成后，将所述定位治具放入烤箱内加热至环氧树脂干透，从而注塑成型一包覆所述一次加工部件的环氧树脂层。
[0045]本发明中，所述内芯为亚克力材料；所述定位治具也由亚克力材料制成，这是为了便于实现数控机床对二次加工部件的加工。
[0046]本发明的加工方法中，所述部件的与所述部件的第一侧部相对的第二侧部为结构面；所述步骤二中，所述内芯的第二侧部对应于所述结构面；所述步骤四中，所述二次加工部件的与所述二次加工部件的第一侧部相对的第二侧部对应于所述内芯的第二侧部；所述步骤五中，利用所述机床加工环氧树脂层，使所述二次加工部件的第二侧部与所述结构面
完全一致。
[0047]具体来说，本发明采用数控机床依据部件的3D图档进行加工。数控机床在对二次加工部件加工时，会把定位治具破坏掉，并进一步加工环氧树脂层，使得整个环氧树脂层的厚度达到一定距离，且厚度均匀；还会加工掉多余的碳纤维片材，比如，在步骤三中粘贴碳纤维片材时，碳纤维片材可能会比内芯长，在步骤五中，就要把多余的碳纤维片材的部分加工掉。如果在部件上还有摄像头孔等附加结构，则也可以由数控机床加工出来。
[0048]本发明中，所述步骤一中，所述碳纤维片材的厚度为0.5mm;所述步骤二中，所述内芯的厚度比所述部件小Imm ;所述步骤五加工得到的所述部件上的环氧树脂层的厚度为
0.5mm。上述尺寸是基于以下考虑:内芯的厚度应该比手机模型产品的部件的设计尺寸小Imm,这样,在内芯的第一侧部粘贴上0.5mm厚的碳纤维片材，以及再在碳纤维片材的外侧再形成一 0.5mm厚的环氧树脂层后，最终得到的部件的尺寸就会与设计尺寸相等。[0049]本发明中，所述步骤一中的碳纤维片材的加工方法为:将碳纤维布置于一模具的型腔内，并向所述模具的型腔内加入环氧树脂，使环氧树脂完全浸溃碳纤维布，所述模具的型腔的厚度为0.5mm，对模具进行加热至环氧树脂干透，得到厚度为0.5mm的碳纤维片材。由于碳纤维片材要表现出部件的外观面的形状，因此，上述模具的型腔也应具有相应的形状。
[0050]本发明所述部件为手机后盖，也可以是手机模型产品中的其他部件。本发明所述的部件不一定是整个手机后盖，比如一些手机后盖包括主体部分和可相对主体部分打开的手机电池盖，主体部分与手机的显示屏部分连接，手机电池盖具有碳纤维效果，则在本发明中也可以手机电池盖作为所述部件，进行加工。
[0051]实施例一至实施例五加工具有碳纤维效果的手机后盖。以下给出实施例一至实施例五的加工过程:
[0052]一、根据客户的手机后盖的3D图档，设计出一用于碳纤维片材热压成型的透明亚克力模具，该模具型腔空间厚度为0.5mm，模具型腔具有与手机后盖的外观面一致的形状;该模具包括上模和下模，上模具有上模型腔，下模具有下模型腔，合模后，上模型腔和下模型腔形成一个完整的模具型腔。经过数控编程加工出上述模具，模具型腔内部经人工研磨抛光，并在其模具型腔内喷涂蜡性的脱模剂，待自然晾干即可操作碳纤维片材的热压成型工艺。
[0053]二、用剪刀剪一张碳纤维布平铺在下模型腔的底部，一端用双面胶带固定，然后在模具型腔内加入适量的液体环氧树脂材料，用毛笔轻轻涂抹在碳纤维布的表面，使碳纤维布浸透，再合上上模，并用钳子固定上模和下模，放入烤箱用70°C温度烘烤，6小时后，待环氧树脂完全干透后，取下上模，取出成型好的手机后壳碳纤维布片材。
[0054]三、根据客户手机后盖的3D图档，设计加工出厚度比图档中的设计尺寸小于Imm的内芯，将成型好的碳纤维布片材用3m-70型号的喷胶固定在内芯的第一侧部；并且加工出用于二次加工的定位治具，再用胶水将一次加工部件粘接固定在定位治具内。
[0055]四、将定位治具放入真空注塑机，加满环氧树脂材料，并抽真空，20分钟以后关闭真空注塑机，取出后，放入烤箱烘烤55度4小时，直至环氧树脂干透，取出二次加工部件。
[0056]五、将二次加工部件固定在CNC数控加工机床台面，按照手机后盖的3D图档编程加工，加工完成后，研磨喷漆，就得到达到具有碳纤维效果的手机后盖。
[0057]本实施一至实施例五的手机后盖的碳纤维效果均良好，制作周期平均为18天。
[0058]实施例六和实施例十加工具有碳纤维效果的手机电池盖，其中，除以下给出的条件，实施例六至实施例十的加工过程与实施例一一致。实施例六至实施例十包括以下加工过程:
[0059]根据客户的手机电池盖的3D图档，设计出一用于碳纤维片材热压成型的透明亚克力模具，模具型腔具有与手机电池盖的外观面一致的形状；根据客户手机电池盖的3D图档，设计加工出厚度比图档中的设计尺寸小于Imm的内芯。
[0060]本实施六至实施例十的手机电池盖的碳纤维效果均良好，制作周期平均为17天。
[0061]尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
【权利要求】
1.一种手机模型产品的具有碳纤维效果的部件的加工方法，其特征在于，所述部件的第一侧部为外观面；所述加工方法包括:步骤一、加工碳纤维片材，所述碳纤维片材具有与所述外观面一致的形状；步骤二、加工内芯，所述内芯的第一侧部对应于所述外观面，所述内芯的第一侧部具有与所述外观面一致的形状；步骤三、将所述碳纤维片材粘结在所述内芯的第一侧部，使所述碳纤维片材与所述内芯的第一侧部完全贴合，得到一次加工部件；步骤四、将所述一次加工部件固定于一定位治具的型腔内，在所述定位治具的型腔内、在所述一次加工部件的周围保留一空间，将所述定位治具置于注塑机内，向所述空间内注入环氧树脂，注塑成型一至少包覆所述一次加工部件的碳纤维片材的环氧树脂层，从而得到二次加工部件；步骤五、所述步骤四得到的二次加工部件包括一次加工部件、环氧树脂层以及定位治具，其中，所述二次加工部件的第一侧部对应于所述内芯的第一侧部，利用所述机床加工掉所述二次加工部件中的定位治具，并加工环氧树脂层，使所述二次加工部件的第一侧部与所述外观面完全一致，从而得到所述部件。
2.如权利要求1所述的手机模型产品的具有碳纤维效果的部件的加工方法，其特征在于，所述步骤二中，所述内芯的与所述内芯的第一侧部相对的第二侧部具有四个定位柱；所述步骤四中，所述定位治具的底部具有四个定位孔，当所述一次加工部件固定于所述定位治具的型腔内时，各定位柱进入至一个定位孔内。
3.如权利要求2所述的手机模型产品的具有碳纤维效果的部件的加工方法，其特征在于，所述四个定位柱相对于所述内芯的几何中心均匀分布；所述定位治具呈方形，所述定位治具的型腔也呈方形，所述四 个定位孔相对于所述定位治具的几何中心均匀分布。
4.如权利要求1所述的手机模型产品的具有碳纤维效果的部件的加工方法，其特征在于，所述部件的与所述部件的第一侧部相对的第二侧部为结构面；所述步骤二中，所述内芯的第二侧部对应于所述结构面；所述步骤四中，所述二次加工部件的与所述二次加工部件的第一侧部相对的第二侧部对应于所述内芯的第二侧部；所述步骤五中，利用所述机床加工环氧树脂层，使所述二次加工部件的第二侧部与所述结构面完全一致。
5.如权利要求1所述的手机模型产品的具有碳纤维效果的部件的加工方法，其特征在于，所述步骤一中，所述碳纤维片材的厚度为0.5mm;所述步骤二中，所述内芯的厚度比所述部件小1mm。
6.如权利要求5所述的手机模型产品的具有碳纤维效果的部件的加工方法，其特征在于，所述步骤五加工得到的所述部件上的环氧树脂层的厚度为0.5mm。
7.如权利要求5所述的手机模型产品的具有碳纤维效果的部件的加工方法，其特征在于，所述步骤一中，将碳纤维布置于一模具的型腔内，并向所述模具的型腔内加入环氧树脂，使环氧树脂完全浸溃碳纤维布，所述模具的型腔的厚度为0.5mm，对模具进行加热至环氧树脂干透，得到厚度为0.5mm的碳纤维片材。
8.如权利要求1所述的手机模型产品的具有碳纤维效果的部件的加工方法，其特征在于，所述步骤四中，将型腔内固定有一次加工部件的定位治具置于真空注塑机内，向所述空间内注入环氧树脂后，并进行抽真空处理20分钟，待抽真空处理完成后，将所述定位治具放入烤箱内加热至环氧树脂干透，从而注塑成型一包覆所述一次加工部件的环氧树脂层。
9.如权利要求1所述的手机模型产品的具有碳纤维效果的部件的加工方法，其特征在于,所述内芯为亚克力材料；所述定位治具也由亚克力材料制成。
10.如权利要求1所述的手机模型产品的具有碳纤维效果的部件的加工方法，其特征在于，所述部件为手机后盖。.
【文档编号】B29C70/42GK103434079SQ201310369556
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月22日 优先权日:2013年8月22日
【发明者】姚治刚 申请人:北京亿海腾模型工业有限公司