专利名称：结构体的成型方法
技术领域：
本发明涉及一种结构体的成型方法，特别涉及利用以一体结合纤维材料与金属材
料的结构体的成型方法。
背景技术：
以往各种电子装置的外壳皆以光滑外表为主要的设计方向，近年逐渐发展出一些 具高级触感的电子装置外壳，如皮、竹等材料为外表的笔记本电脑外壳，以此提升电子装置 的商品价值与消费者的购买意愿。 玻璃纤维树脂布(FRP)是一种被大幅利用于印刷电路板的绝缘材料，属于一种复 合纤维的材料。经本申请技术人员研究，其纤维的结构除了能承受更大的张力，以及树脂材 料能承受很大的剪力以外，于外壳表面会呈现出一种特殊的触感，彷佛精装古书一般，能大 幅提升电子产品的质感。 因此，举例来说，使用此种复合纤维材料作为壳件来组成外壳，其承受更大外部应 力的能力会使壳体利于薄型化设计，并且这种复合纤维材料的质地较轻，更有利于电子产 品的轻薄短小设计。此外，若突破传统将玻璃纤维改为碳纤维，于壳体上更兼具有电磁防护 的功效。当然，其它复合纤维材料诸如克维拉纤维，均可视其性质增添电子装置外壳件的 功能性。 但是，复合纤维材料的特性与塑料以及铁(金属)截然不同，当壳件内侧要装设一 金属件时，不像塑料可以以塑料包覆固定之，或是由塑料上成型定位肋来辅助安装之，也不 像铁可以冲孔或直接铆合之。若要将金属件装在复合纤维材料的壳件表面，以现有的方法 仅能以胶水或双面胶接合，为当前技术者所能联想的方式。 然而，以胶水或双面胶接合的工序较多，材料与人力成本较高，更有问题的是结合 后的强度与可靠度也较低，对商品化生产来说，有许多负面的影响。
发明内容
因此，本发明的主要目的在于提供一种能一体结合纤维材料与金属材料的结构体 的成型方法，以改善上述问题。 本发明的目的在提供一种结构体的成型方法，此结构体为纤维材料与金属材料的 一体结合。所述成型方法配合一模具完成，该模具包含一第一模以及一第二模，该第二模具 有一型腔。该成型方法包含下列步骤 首先，先以复合纤维材料热固制成一复合纤维件；接着，将该复合纤维件置于该第 一模中；闭合该第一模与该第二模，使该型腔的开口正对于该复合纤维件；最后，导入金属 至该第二模的该型腔中，以形成一金属件于该复合纤维件上。如此，就形成纤维材料与金属 材料一体结合的结构体。 因此，利用本发明一体结合了纤维材料与金属材料，使结构体具有特殊触感的表 面，并具有强大的抗剪力、抗张力的能力，其质轻、体壁较薄，适于轻薄短小的设计，可利用于电子产品壳件；最重要的，本发明的成型方法使金属件与复合纤维件的结合具有适当的 强度与可靠度，并使结合的工序简化，且能减少附属原料的消耗。 关于本发明的优点与精神可以利用以下的发明详述及附图得到进一步的了解。
图1是笔记本电脑部分结构的分解示意图； 图2是本发明结构体的侧剖示意图； 图3是本发明成型方法的流程图； 图4是本发明复合纤维件的示意图； 图5是本发明成型复合纤维件的流程图； 图6是本发明图3步骤S04至步骤S08的状态示意图；以及 图7是本发明另一实施例结构体的侧剖示意图。
具体实施例方式
请参阅图1，图1是笔记本电脑IO部分结构的分解示意图。以一较佳实施例来说， 本发明所制造的结构体30可应用于商品的壳件20，所述商品例如为笔记本电脑10、液晶显 示器、智能移动电话等电子商品，或是包装盒、家具等非电子商品。图1以笔记本电脑10具 液晶面板22的上盖为例，说明结构体30的利用，结构体30包含一体成型的复合纤维件32 与金属件34，复合纤维件32的与金属件34所在一侧相对的另一侧(壳件20外侧)适于作 为壳件20的表面，外观上呈现出一种特殊的质感与触感，仿佛精装古书一般，金属件34于 壳件20内侧便于固定液晶面板22。 请参阅图2，图2是本发明结构体30的侧剖示意图。由图中可见，金属件34 —体 成型于复合纤维件32的表面，因为采用本发明所述的成型方法，所以有良好的固着强度。 此外，复合纤维件32具有强大的抗剪力、抗张力的能力，其质轻，所以成型的壳件20体壁较 薄，适于商品轻薄短小的设计。 请参阅图3(结构上可配合图6，后续将于图6再详细说明)，图3是本发明成型方 法的流程图。本发明是关于上述结构体30的成型方法，所述成型方法利用一模具40成型 制成，模具40包含一第一模42以及一第二模44，第二模44具有一型腔4402。该成型方法 包含下列步骤 步骤S02 :首先，先制成一复合纤维件32。关于制成复合纤维件32的详细说明，将 于图5以及相关描述中进行说明。 步骤S04 :接着，将复合纤维件32置于第一模42中，第一模42具有一个收容室， 该收容室正好可收容放置复合纤维件32。复合纤维件32的欲作为壳件20外表的一面位于 该收容室底面，而向上露出的一面为复合纤维件32的欲作为壳件20内部的表面，也就是要 结合金属件34的表面。 步骤S06 :闭合第一模42与第二模44，使型腔4402的开口正对于且贴附在复合纤 维件32的表面。 步骤S08 :最后，导入金属至第二模44的型腔4402中，以形成一金属件34于复合 纤维件32上。其中，金属件34的材料可以采用铝、镁铝合金、锌、或钛等材料，其中考虑成本与效能，以铝为佳。 针对金属件34的金属材料特性补充说明，铝(温度略低于镁铝合金)；镁铝合金 (锅炉温度约60(TC，此时镁铝合金为全液态。若是采用半固液的状态制作，温度可再调降 IO(TC左右。模内温度约20(TC，出浇口温度约52(TC );锌(锅炉温度约400°C，此时锌合金 为全液态)。 针对成型金属件34结合于复合纤维件32表面时的制造环境说明，当金属件34的 金属材料为铝，复合纤维件32的纤维材料为玻璃纤维时，其制造环境条件的预计温度约为 200°C至600°C之间，压力约为100kg/cm2至500kg/cm2之间，而工艺时间则视成品的大小形 状进行调整。在此制造环境下制成的结构体30，金属件34与复合纤维件32具有良好的结 合效果。 补充说明，在导入金属至第二模44的型腔4402并形成金属件34的步骤中，可以 以压铸方式成型金属件34，或是以半固态射出的方式成型金属件34，因此在该导入金属的 步骤中，该导入的金属为熔融金属。值得一提的是，该成型金属件的步骤也可通过冷轧工艺 来完成，并不限于上述任一方式。 此外，请参阅图4，图4是本发明复合纤维件32的示意图。复合纤维件32是由树 脂3202与至少一层纤维布3204所组合，图例为了强化抗张力与抗剪力的能力，所以设置 有六层纤维布3204 ;其中纤维布3204的材料可以是碳纤维(Carbon Fiber ;CF)、玻璃纤维 (Glass Fiber)或是克维拉纤维(Kevlar Fiber)等材料。若复合纤维件32的材料采用碳 纤维，壳件20兼具有防止电磁干扰(EMI)的效果，且碳纤维耐温达100(TC以上，使工艺更加 容易。 树脂的选用上，其耐热温度为一考虑要点，举例而言环氧树脂(Epoxy)的耐热温 度约为25(TC。因此在树脂的选用上，可进一步研究搭配选用其它种类以及成分配方，来提 升其耐热温度。 配合图3步骤S02以及图4，请参阅图5，图5是本发明成型复合纤维件32的流程 图。所述制成复合纤维件32，进一步包含下列步骤 步骤S0202 :根据所需的厚度与强度，叠合多层已裁切成形的纤维布3204。 步骤S0204 :将这些纤维布3204浸入一树脂3202中，利用已浸入纤维布3204的
树脂作为各层纤维布3204间的结合剂。 步骤S0206 :执行一热固工艺，使浸入树脂3202的该些纤维布3204形成一复合纤
维件32。由此，置入第一模42中的复合纤维件32为已热固化的复合纤维件。 配合图3请参阅图6，图6是本发明图3步骤S04至步骤S08的状态示意图。图例
中可见模具40由第二模44与第一模42上、下叠合而成，第二模44中具有型腔4402，型腔
4402通过浇道4404连通到外部，后续金属通过浇道4404自外部流到型腔4402中。以较佳
实施例来说，若金属成型是通过半固态成型或是压铸成型的方式来完成，则由浇道4404流
入型腔4402的金属为熔融态金属。 综上所述，复合纤维件32则置于第一模42中。由于复合纤维件32是以热固工 艺来制作成型，所以当高热的熔融态金属由型腔4402接触复合纤维件32表面的树脂3202 时，已热固的树脂3202会有如爆炸般的破坏，以放大可见表面形成凹凸结构3202A的表面， 使得金属得以略微向下侵入；此表面凹凸结构3202A的几何形状特别有利于金属件34牢牢
5抓住复合纤维件32的表面，产生良好连接，并且于外观不会见到，不至于有碍观瞻。 所成型的结构体30是装置(前述的商品)的部分壳件20，复合纤维件32的与结
合上述金属件34的一面相对的另一面，为该装置的外部表面，其特殊的触感能提升装置的
商品价值与消费者的购买意愿。 进一步请参阅图7，图7是本发明另一实施例结构体30的侧剖示意图。针对有些 工艺或产品，为防止金属件34结合复合纤维件32的表面被金属件34成型时过度破坏了树 脂3202，如前述的成型方法，该成型方法可于金属件34成型结合前进一步下列步骤将一 缓冲材36设于金属件34欲成型结合的复合纤维件32表面，随后，缓冲材36可以减缓金属 件34成型的高热与压力，使成型后的复合纤维件32部分不致发生过度严重的破坏。
其中，缓冲材36的材料以金属薄膜(film)为佳，可以是铝箔、铜箔或是耐高温的 麦拉片(Mylar)等材料。现计划使用的缓冲材36厚度约为0. 1 0. 2mm ;—般选用标准为 可直接贴合于复合纤维件32上的材料，最好是受热后可局部熔融，用以抓住复合纤维件32 上树脂3202的材料，如本身也为树脂类的材料。 在无缓冲材36的状况下，如果装置壳件20成品拉伸强度不足时，也可在树脂3202
的表面故意制作粗糙面或是凹、凸小结构，使其增强与金属件34之间的附着力。 因此，利用本发明一体结合了纤维材料与金属材料，使此结构体30具有特殊触感
的表面，并具有强大的抗剪力、抗张力的能力，其质轻、体壁较薄，适于轻薄短小的设计，可
应用于电子产品的外壳件；最重要的，本发明的成型方法使金属件34与复合纤维件32的结
合具有适当的强度与可信赖度，并使结合的工序简化，且能减少附属原料的消耗。 利用以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而
并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的保护范围加以限制。相反地，其目的是
希望能涵盖各种等同性的改变及修饰于本发明所附权利要求书所限定的范围内。
权利要求
一种结构体的成型方法，配合模具完成，上述模具包含第一模以及第二模，上述第二模具有型腔，其特征是，上述成型方法包含下列步骤制成复合纤维件；将上述复合纤维件置于上述第一模中；闭合上述第一模与上述第二模，使上述型腔的开口正对于上述复合纤维件；以及导入金属至上述第二模的上述型腔中，以形成金属件于上述复合纤维件上。
2. 根据权利要求1所述的成型方法，其特征是，上述复合纤维件是树脂与至少一纤维 布的组合。
3. 根据权利要求2所述的成型方法，其特征是，所述制成上述复合纤维件的步骤，还包 含下列步骤叠合多层已裁切成形的纤维布； 将上述纤维布浸入树脂；以及执行热固工艺使浸入上述树脂的上述纤维布形成复合纤维件。
4. 根据权利要求1所述的成型方法，其特征是，在导入金属至上述第二模的型腔并形 成上述金属件的步骤前还包含下列步骤将缓冲材设于上述金属件欲成型结合的上述复合纤维件表面。
5. 根据权利要求1所述的成型方法，其特征是，在导入金属至上述第二模的型腔并形 成上述金属件的步骤中以压铸方式成型。
6. 根据权利要求1所述的成型方法，其特征是，在导入金属至上述第二模的型腔并形 成上述金属件的步骤中以半固态射出的方式成型。
7. 根据权利要求1所述的成型方法，其特征是，在上述导入金属的步骤中，上述导入的 金属为熔融金属。
8. 根据权利要求2所述的成型方法，其特征是，上述纤维布的材料是选自于由碳纤维、 玻璃纤维以及克维拉纤维所组成的组群中的材料。
9. 根据权利要求1所述的成型方法，其特征是，上述结构体是一装置的部分壳件，上述 复合纤维件的与结合上述金属件的一面相对的另一面为上述装置的外部表面。
10. 根据权利要求1所述的成型方法，其特征是，上述金属的材料是选自于由铝、镁铝 合金、锌以及钛所组成的组群中的材料。
11. 根据权利要求4所述的成型方法，其特征是，上述缓冲材的材料选自于由铝箔、铜 箔、聚碳酸酯薄膜以及麦拉片所组成的组群中的材料。
全文摘要
一种一体结合纤维材料与金属材料的结构体的成型方法，此结构体是利用一个模具以一体成型制成首先，先制成一复合纤维件；接着，将复合纤维件置于模具的第一模中；闭合第一模与模具的第二模，使第二模的型腔的开口正对且贴附于复合纤维件；最后，导入金属至型腔中，以形成一金属件于复合纤维件上。由此，使结构体具有特殊触感的表面，并具有强大的抗剪力、抗张力的能力，其质轻、体壁较薄，适于轻薄短小的设计，可利用于电子产品壳件；最重要的，本发明的成型方法使金属件与复合纤维件的结合具有适当的强度与可靠度，并使结合的工序简化，且能减少附属原料的消耗。
文档编号B29K307/04GK101722297SQ20081017043
公开日2010年6月9日 申请日期2008年11月3日 优先权日2008年11月3日
发明者李柏纬, 蔡佳明 申请人:和硕联合科技股份有限公司