专利名称：碳纤维材料加工工艺、移动终端外壳制造方法及移动终端的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种碳纤维材料的加工工艺，以及采用碳纤维材料外壳的移 动终端以及该种外壳的制造方法。
背景技术：
现有技术中，移动终端的外壳普遍采用工程塑料制作。用工程塑料制作 的外壳，其强度较低，容易折断、开裂和磨损。现有技术中也有用金属材料 制作移动终端的外壳的，但是，采用金属材料制作外壳，其成本高，工艺处理复杂。例如采用不锈钢作外壳，第一，不锈钢的成本较高；第二，不锈钢 外壳的表面处理难度大，如果采用电镀等方式，容易留下指紋，影响美观。另外，现有技术中，移动终端外壳上的花紋或图案一般采用印刷的方式 加工上去，这种方式加工的花紋或图案牢固性差，容易磨损掉色。碳纤维是一种性能优异的工程材料。碳纤维的轴向强度和模量高，无蠕 变，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小，耐 腐蚀性好。碳纤维的质量轻，比铝的密度还小。现有技术中未见有采用碳纤 维材料的移动终端外壳。发明内容本发明要解决的技术问题是提供一种碳纤维材料的加工工艺，以及采用 碳纤维材料外壳的移动终端以及该种碳纤维移动终端外壳的制造方法，通过 该加工工艺制作出来的移动终端外壳具有成本低、强度大、耐腐蚀等优点。为了解决上述问题，本发明提供了 一种碳纤维材料加工工艺，包括以 下步骤预处理步骤将碳纤维编织成碳纤维布，然后将碳纤维布在树脂中预浸； 成型步骤将预浸过树脂的碳纤维布利用模具冲压成所需要的形状； 固化步骤将成型的^f友纤维布加热固化，形成外壳。 进一步地，所述预处理步骤中还包括将多层所述预浸过树脂的碳纤维布叠加在一起并施加压力，使多层碳纤 维布通过树脂粘结在一起，以增加碳纤维布的厚度。进一步地，完成所述预处理步骤后，将所述预浸过树脂的碳纤维布冷冻 起来保存，在进行所述成型步骤前，先在常温下放置解冻。进一步地，所述固化步骤之前还包括以下步骤采用热塑性塑料利用注塑工艺注塑出外壳内部的功能部件；将所述热塑性塑料的功能部件和所述碳纤维材料的外壳利用环氧胶粘结 在一起。进一步地，所述固化步骤中，加热温度为50~170°C,具加热固化的过 程为先将所述成型的碳纤维布緩慢加热到80。C或110°C，并保持30分钟， 再将加热温度緩慢升高到13(TC或17(TC，并保持60分钟，然后自然冷却。进一步地，所述成型步骤中使用的设备为油压机，所述模具为油压模具。进一 步地，所述预处理步骤中使用的树脂为环氧树脂或酚醛树脂。本发明还提供了 一种移动终端，所述移动终端的外壳使用碳纤维材料。进一步地，所述移动终端外壳内部还设有功能部件，所述功能部件采用 热塑性塑料利用注塑工艺注塑获得，并利用环氧胶将其粘结在所述碳纤维材 料的外壳上。本发明还提供了一种移动终端外壳的制造方法，该方法包括以下步骤 将碳纤维编织成碳纤维布，然后将碳纤维布在树脂中预浸； 将预浸过树脂的碳纤维布利用模具冲压成所需要的形状； 将成型的碳纤维布在50~ 17(TC温度下加热固化，形成所述外壳。进一步地，在所述将成型的碳纤维布加热固化前，还包括步骤 采用热塑性塑料利用注塑工艺注塑出外壳内部的功能部件；将所述热塑性塑料的功能部件和所述碳纤维材料的外壳利用环氧胶粘结 在一起。进一步地，当需要加工的外壳的厚度大于单层碳纤维布的厚度时，将多 层所述预浸过树脂的碳纤维布叠加在一起并施加压力，使多层碳纤维布通过 树脂粘结在一起，得到厚度大的^f友纤维布。利用本发明所提供的加工工艺及制造方法可以加工出碳纤维材料的移动 终端外壳，碳纤维材料的移动终端外壳具有成本低、质量轻、强度高、模量高、耐腐蚀等特点；通过不同的编织工艺，可以在外壳上形成不同的花紋图 案，且形成的图案牢固，不易磨损。
图l是本发明的碳纤维通信终端外壳的加工工艺中，所编织成的碳纤维 布的示意图；图2是本发明中对预浸过树脂的碳纤维布进行冲压成型的过程示意图；图3是本发明中加热固化过程的一实施例的加热温度曲线图，该实施中， 预浸料为环氧树脂；图4是本发明中加热固化过程的另一实施例的加热温度曲线图，该实施 中，预浸料为酚搭树脂；图5是利用本发明的加工工艺生产出来的一手机外壳实施例的示意图；图6是图5所示实施例的另一角度的视图；图7是利用本发明的加工工艺生产出来的与图5所示实施例的手机外壳 相配合的功能部件的示意图；图8是将图5所示手机外壳与图7所示功能部件粘接过程的示意图；图9是利用本发明的加工工艺生产出来的带有功能部件的手机外壳的实施例示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术 人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的 限定。本发明提供碳纤维材料的加工工艺，在该实施例中，该加工艺被用来制造移动终端的外壳，该加工工艺的步骤是第一步，用单根碳纤维或多根碳纤维组成的碳纤维束编织成碳纤维布， 编织过程中可以通过不同的编织方式形成不同的花紋或图案，还可以采用不 同颜色的碳纤维来获得相应颜色的图案。第二步，将编织好的碳纤维布放入树脂中预浸，预浸程度以树脂完全渗 入到碳纤维布的纤维的缝隙中为宜，形成如图1所示的预浸过树脂的碳纤维 布。优选的树脂为环氧树脂或酚醛树脂；预浸过树脂的碳纤维布不具有很大 的刚性和强度，与普通编织布相似。 一层碳纤维布的厚度一般在 0.17mm 0.5mm,厚度随编织方式(如平织，斜织)和碳丝(即碳纤维)型号 (如1K碳丝，3K碳丝)不同而不同。当需要制作的外壳的厚度较大时，单 层碳纤维布不能满足需要，此时可以将多层预浸过树脂的碳纤维布叠加在一 起，然后施加一定压力，使多层碳纤维布之间通过树脂粘结在一起，形成需 要厚度的碳纤维布。第三步，将预浸过树脂的碳纤维布1放入模具2中进行沖压，形成所需 要的形状，同时将多余的材料切除，其过程如图2所示。在冲压过程中，可以采用现有的各种形式的沖压设备和沖压模具， 一种 优选的方案是采用油压机和油压^^莫具。第四步，将成型的碳纤维布加热固化，加热温度为50~170°C。具体的 过程为先将加热温度緩慢升高到一定温度，并在该温度下保持30分钟；再将加热温度緩慢升高到一更高温度，并在该更高的温度下保持60分钟，然后 自然冷却到常温。所述緩慢升高是指以1~3匸/分钟的速度升高。如图3所示，为加热固化过程的一实施例的加热温度曲线，该加热温度 曲线适用于以环氧树脂作预浸料的外壳的固化。该实施例中，从常温升高到 80。C用了40分钟，然后在80。C的温度下保持了 30分钟，之后又经过30分 钟从80。C升高到130°C，并在130。C的温度下保持了 60分钟，最后自然冷却 到常温，形成了图5和图6所示的外壳3。如图4所示，为加热固化过程的另一实施例的加热温度曲线，该加热温 度曲线适用于以酚醛树脂作预浸料的外壳的固化。该实施例中，从常温升高 到110。C用了 40分钟，然后在110。C的温度下保持了 30分钟，之后又经过 30分钟从110。C升高到17(TC,并在170。C的温度下保持了 60分钟，最后自 然冷却到常温，形成了图5和图6所示的外壳3。在其它实施例中，可以根据碳纤维布的厚度和预浸料等参数适当调节加 热温度禾口时间。在完成上述第二步骤后，如果不接着进行第三步骤的成型工艺，可以先 将预浸过树脂的碳纤维布贮存起来。贮存温度与贮存期如下22°C (常温)条件下，贮存期为l个月；0。C条件下，贮存期为3个月； -18°0!条件下，贮存期为6个月。由于冷冻的预浸过树脂的碳纤维布性质举支脆， 容易折断，因此在对冷冻保存的碳纤维布进行成型工艺操作前，应先将其在 常温下放置一段时间，使碳纤维布解冻。由于受油压工艺的特点以及树脂的流动性所限制，碳纤维外壳部分无法 完成复杂的内部结构，只能成型出一层刚性很好的壳状结构。为了便于在外 壳内安装其它配件，需要在碳纤维制成的外壳内设置功能部件4，例如卡扣、 螺钉柱等。在外壳内设置功能部件4的方法为采用热塑性塑料通过注塑工艺成型功能部件4,如图7所示；然后，将 热塑性塑料的功能部件4与碳纤维材料的外壳3通过环氧胶粘结在一起，其 过程图8所示；最后，形成了内部有功能部件的移动通信设备外壳，其成品 的一实施例如图9所示。 一般来说，应在碳纤维外壳加热固化前将功能部件与石友纤维外壳粘结在一起。本发明适用于手机、PDA等电子设备的外壳的加工制作。以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明 的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替 代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
权利要求
1、一种碳纤维材料加工工艺，其特征在于，包括以下步骤预处理步骤将碳纤维编织成碳纤维布，然后将碳纤维布在树脂中预浸；成型步骤将预浸过树脂的碳纤维布利用模具冲压成所需要的形状；固化步骤将成型的碳纤维布加热固化，形成外壳。
2、 如权利要求1所述的加工工艺，其特征在于，所述预处理步骤中 还包括将多层所述预浸过树脂的碳纤维布叠加在一起并施加压力，使多层碳纤 维布通过树脂粘结在一起，以增加碳纤维布的厚度。
3、 如权利要求2所述的加工工艺，其特征在于，完成所述预处理步 骤后，将所述预浸过树脂的碳纤维布冷冻起来保存，在进行所述成型步骤前， 先在常温下》文置解冻。
4、 权利要求3所述的加工工艺，其特征在于，所述固化步骤之前还 包括以下步骤采用热塑性塑料利用注塑工艺注塑出外壳内部的功能部件；将所述热塑性塑料的功能部件和所述碳纤维材料的外壳利用环氧胶粘结 在一起。
5、 如权利要求4所述的加工工艺，其特征在于，所述固化步骤中， 加热温度为50~170°C,具加热固化的过程为先将所述成型的碳纤维布緩 慢加热到80。C或ll(TC，并保持30分钟，再将加热温度緩慢升高到13(TC或 170°C,并保持60分钟，然后自然冷却。
6、 如权利要求1所述的加工工艺，其特征在于，所述成型步骤中使 用的设备为油压机，所述模具为油压模具。
7、 如权利要求1至6中任意一项所述的加工工艺，其特征在于，所述 预处理步骤中使用的树脂为环氧树脂或酚醛树脂。
8、 一种移动终端，其特征在于，所述移动终端的外壳使用^ 友纤维材料。
9、 如权利要求8所述的移动终端，其特征在于，所述移动终端外壳 内部还设有功能部件，所述功能部件采用热塑性塑料利用注塑工艺注塑获得， 并利用环氧胶将其粘结在所述碳纤维材料的外壳上。
10、 一种移动终端外壳的制造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤将碳纤维编织成碳纤维布，然后将碳纤维布在树脂中预浸； 将预浸过树脂的碳纤维布利用模具沖压成所需要的形状； 将成型的碳纤维布在50~ 170。C温度下加热固化，形成所述外壳。
11、 如权利要求IO所述的移动终端外壳的制造方法，其特征在于，在 所述将成型的碳纤维布加热固化前，还包括步骤采用热塑性塑料利用注塑工艺注塑出外壳内部的功能部件；将所述热塑性塑料的功能部件和所述碳纤维材料的外壳利用环氧胶粘结 在一起。
12、 如权利要求10或11所述的移动终端外壳的制造方法，其特征在 于，当需要加工的外壳的厚度大于单层碳纤维布的厚度时，将多层所述预浸 过树脂的碳纤维布叠加在一起并施加压力，使多层碳纤维布通过树脂粘结在 一起，得到厚度大的碳纤维布。
全文摘要
本发明公开了一种碳纤维材料的加工工艺，以及采用碳纤维材料外壳的移动终端以及该种外壳的制造方法。该加工工艺包括预处理步骤将碳纤维编织成碳纤维布，然后将碳纤维布在树脂中预浸；成型步骤将预浸过树脂的碳纤维布利用模具冲压成所需要的形状；固化步骤将成型的碳纤维布加热固化，形成外壳。利用本发明所提供的加工工艺可以加工出碳纤维材料的移动终端外壳，碳纤维材料的移动终端外壳具有成本低、质量轻、强度高、模量高、耐腐蚀等特点；通过不同的编织工艺，可以在外壳上形成不同的花纹图案，且形成的图案牢固，不易磨损。
文档编号B29C70/54GK101254654SQ200810093719
公开日2008年9月3日 申请日期2008年4月16日 优先权日2008年4月16日
发明者吴军涛, 孙卫山 申请人:中兴通讯股份有限公司