一种碳纤维手板及其制备方法与流程

本发明涉及手板加工技术领域，具体而言，涉及一种碳纤维手板及其制备方法。

背景技术：

传统碳纤维手板产品制造技术中，无论制样、量产，均需要设计、制造相应模具，用以成型产品，不仅模具制造的时间成本高，及产品开发周期长，成本高，而且采用模具生产的碳纤维手板产品尺寸精度可控性差，稳定性差。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供的一种碳纤维手板及其制备方法，更好的克服了上述现有技术存在的问题和缺陷，该碳纤维手板的制备方法。

一种碳纤维手板的制备方法，包括：

将碳纤维块料或耐高温塑胶块料经cnc加工得到手板毛坯件；

对所述手板毛坯件表面用碳纤维料进行强化处理。

进一步地，所述手板毛坯件的制备过程包括：按照碳纤维手板的设计图纸，采用多轴数控加工设备，通过钻、削、铣、切和车加工方式中的一种或几种，直接将碳纤维块料或耐高温塑胶块料加工得到手板毛坯件。

进一步地，所述手板毛坯件的制备过程包括：

将碳纤维手板的设计图中的装配结构进行充分拆分后相应地设计成若干零件图，然后根据零件不同的受力状态预先设计好相邻零件间的连接方案，并相应地设计好各连接结构图；

根据若干零件图和连接结构图，以碳纤维块料或耐高温塑胶块料为原料，通过数控加工设备将若干零件坯件和连接结构坯件加工出来；

将若干零件坯件的连接部位处理平顺整齐，根据手板的设计图及预先设计好连接方式，将各相邻零件坯件的接触面间涂抹低温固化环氧树脂胶，然后采用定位治具固定，再低温烘烤；

将经低温烘烤得到的手板毛坯件表面打磨光滑，接缝处补低温固化环氧树脂胶，再低温烘烤固化。

进一步地，所述碳纤维块料通过以下方法制备得到：

根据力学结构设计要求，将裁切得到的若干相同规格碳纤维预浸料进行逐层铺贴，然后将经逐层铺贴好的若干层碳纤维预浸料经冷压机进行加压处理，得到预成型坯体；

将若干件所述预成型坯体由下至上逐件对应铺贴，然后将经铺贴好的若干件预成型坯体经热压机进行热压固化处理，所述热压固化处理过程包括：先将热压机温度以升温至75～85℃对若干层预成型坯体恒温热压18～37min；然后将热压机升温至145～155℃若干层预成型坯体进行恒温固化，整个升温过程中保持热压机的压力为30～50kgf/cm²，升温速率为1～6℃/min，得到碳纤维块料；

将所述碳纤维块料置于180～200℃的烘箱中烘烤50～70min。

进一步地，所述热压固化处理过程中：在将热压机升温前，先对若干层预成型坯体进行常温加压预处理5～10min，所述预处理过程中的压力为50～100kgf/cm²。

进一步地，所述强化处理过程包括：在所述手板毛坯件表面刷涂0.1～0.5mm厚度的低温固化环氧树脂胶层，先在60～100℃温度下进行半固化，然后在低温固化环氧树脂胶层表面铺贴碳纤维预浸料，再将表面铺贴好碳纤维预浸料的手板毛坯件置于真空袋中抽真空密封，放入145～200℃的烘箱中烘烤30～60min。

进一步地，所述强化处理过程包括：在所述手板毛坯件表面喷涂0.1～0.25mm厚度的胶黏剂层，先在60～100℃温度下进行半固化，然后在胶黏剂层表面铺贴碳纤维编织布，再在碳纤维编织布表面刷涂低温固化环氧树脂胶，使其浸润碳纤维编织布，室温静置固化10～18min，再刷涂一层所述低温环氧树脂胶层，并在室温静置固化或在60～80℃温度下固化。

进一步地，所述强化处理过程包括：在所述手板毛坯件表面喷涂胶黏剂层，先在60～80℃温度下进行半固化，然后在胶黏剂层表面铺贴碳纤维干布，再在碳纤维干布表面逐层铺设脱模布、导流网、若干根导流管、透气毡及真空薄膜，将铺设完成后的产品置于真空袋密封，在产品两端预留环氧树脂入口和出口，并在入口接上一导管，所述导管插入低温固化环氧树脂胶中，出口接真空泵，使用真空泵抽真空，在真空压力作用下，低温固化环氧树脂胶进入产品内部，待浸润碳纤维干布后，将入口和出口密封，常温静置固化。

进一步地，所述强化处理过程包括：在所述手板毛坯件表面喷涂一层胶黏剂层，然后在所述胶黏剂层表面铺设一层短碳纤维丝层，再在短碳纤维丝层表面刷涂刷涂低温固化环氧树脂胶，使其浸润短碳纤维丝层，再室温静置固化或在60～80℃温度下固化。

进一步地，所述耐高温塑胶块料采用聚苯硫醚、聚醚醚酮、加纤聚对苯二甲酸丁二醇酯或尼龙加纤。

本发明还提供了一种手板，由上述的碳纤维手板的制备方法制备得到。

与现有技术相比，本发明的一种碳纤维手板及其制备方法的有益效果是：

本发明通过将碳纤维块料或耐高温塑胶块料经cnc加工得到手板毛坯件，然后对手板毛坯件表面用碳纤维料进行强化处理得到手板产品；一方面该制备方法中无需相应的模具用以成型，有效省去了模具成本和设计制造模具的时间成本，缩短了手板产品开发周期；另一方面，得到的手板产品的精度可控性及稳定性高，且其相比传统采用模具制备得到的手板产品具有较高的拉伸强度、拉伸模量及剪切强度，以及刚性大。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明实施例的一种碳纤维手板的结构示意图；

图2为本发明实施例的一种碳纤维手板的分解结构示意图。

主要元件符号说明：

1-第一零件；

2-连接结构；

3-第二零件。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合实施例的方式对本发明的技术方案做详细说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。

但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。

如本文所用之术语：

本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。

连接词“由……组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由……组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。

当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1～5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1～4”、“1～3”、“1～2”、“1～2和4～5”、“1～3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。

“和/或”用于表示所说明的情况的一者或两者均可能发生，例如，a和/或b包括(a和b)和(a或b)；

此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，井且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。

一种碳纤维手板的制备方法，包括：

将碳纤维块料或耐高温塑胶块料经cnc加工得到手板毛坯件；

对所述手板毛坯件表面用碳纤维料进行强化处理。

优选地，所述耐高温塑胶块料可采用市售的聚苯硫醚(pps)块料、聚醚醚酮(peek)块料、加纤聚对苯二甲酸丁二醇酯(加纤pbt)块料或尼龙加纤块料。

优选地，所述碳纤维块料通过以下方法制备得到：

(1)根据力学结构设计要求，将裁切得到的若干相同规格碳纤维预浸料进行逐层铺贴，然后将经逐层铺贴好的若干层碳纤维预浸料经冷压机进行加压处理，得到预成型坯体。

需要说明的是，碳纤维预浸料由碳纤维纱、环氧树脂、离型纸等材料，经过涂膜、热压、冷却、覆膜、卷取等工艺加工而成的复合材料称为碳纤维预浸料，又名碳纤维预浸布。碳纤维预浸料具有强度高、密度小、可塑性好、耐腐蚀及寿命长的特点。

上述经冷压机加压处理过程中采用的压力为90～110kgf/cm²如90kgf/cm²、100kgf/cm²或110kgf/cm²等，处理时间为5～10min如5min、8min或10min等，使若干层碳纤维预浸料层与层之间充分贴合紧实，得到预成型坯体待用。

(2)将若干件所述预成型坯体由下至上逐件对应铺贴，然后将经铺贴好的若干件预成型坯体经热压机进行热压固化处理。

上述热压固化处理过程包括：先对铺贴好的若干件预成型坯体进行常温加压预处理，然后将热压机温度以升温至75～85℃对铺贴好的若干件预成型坯体恒温热压18～37min；然后将热压机升温至145～155℃对铺贴好的若干件预成型坯体进行恒温固化30～45min，得到碳纤维块料。

上述预处理过程中采用的压力为50～100kgf/cm²如50kgf/cm²、60kgf/cm²、70kgf/cm²、80kgf/cm²、90kgf/cm²或110kgf/cm²等，预处理时间为5～10min如5min、8min或10min等。上述整个升温过程中保持热压机的压力为30～50kgf/cm²如30kgf/cm²、40kgf/cm²或50kgf/cm²等，升温速率为1～6℃/min如1℃/min、2℃/min、3℃/min、4℃/min、5℃/min或6℃/min等。

(3)将上述得到的碳纤维块料置于180～200℃如180℃、190℃或200℃的烘箱中烘烤50～70min如50min、60min或70min等，使碳纤维块料充分释放内应力。

优选地，在一种实施方式中，上述手板毛坯件的制备过程具体包括：按照碳纤维手板的设计图纸，采用多轴数控加工设备(多轴cnc)，通过钻、削、铣、切和车等加工方式中的一种或几种，直接将碳纤维块料或耐高温塑胶块料加工得到手板毛坯件。

优选地，在另一种实施方式中，所述手板毛坯件的制备过程具体包括：

s1、将碳纤维手板的设计图中的装配结构进行充分拆分呈若干零件后相应地设计成若干零件图，然后根据各零件不同的受力状态预先设计好相邻零件间的连接方案，并相应地设计好各连接结构图；

s2、根据若干零件图和连接结构图，以碳纤维块料或耐高温塑胶块料为加工原料，通过数控加工设备将若干零件坯件和连接结构坯件加工出来；

s3、将若干零件坯件的连接部位处理平顺整齐，根据手板的设计图及预先设计好连接方式，将各相邻零件坯件的接触面间涂抹低温固化环氧树脂胶，然后采用定位治具固定，再低温烘烤，使胶层厚度为0.1～0.25mm，保证手板毛坯件的基本强度和结构；

s4、将经低温烘烤得到的手板毛坯件表面打磨光滑，接缝处补低温固化环氧树脂胶，再低温烘烤固化。

需要说明的是，上述低温固化环氧树脂胶通过将环氧树脂和固化剂按质量比为(3～2)：1如3：1、2.5：1或2：1混合得到，上述低温烘烤温度为60～100℃，烘烤时间为50～80min。

优选地，在第一种实施方式中，上述强化处理过程包括：在所述手板毛坯件表面刷涂0.1～0.5mm厚度的低温固化环氧树脂胶层，该低温固化环氧树脂胶通过将环氧树脂和固化剂按(3～2)：1混合得到，先在60～100℃温度下进行半固化，以手指接触胶层有粘黏感及不拉丝即可，然后在半固化的低温固化环氧树脂胶层表面铺贴碳纤维预浸料，再将表面铺贴好碳纤维预浸料的手板毛坯件置于真空袋中抽真空密封，最后放入145～200℃的烘箱中烘烤30～60min。

优选地，在第二种实施方式中，上述强化处理过程包括：在所述手板毛坯件表面喷涂0.1～0.25mm厚度的胶黏剂层，先在60～100℃温度下进行半固化，以手指接触胶层有粘黏感及不拉丝即可，然后在胶黏剂层表面铺贴碳纤维编织布，充分贴合紧实之后，再在碳纤维编织布表面刷涂低温固化环氧树脂胶，以该低温固化环氧树脂胶流平不垂流为宜，使其浸润碳纤维编织布，室温静置固化10～18min，再刷涂一层所述低温环氧树脂胶层，使该层温环氧树脂胶层流动平滑，最后在室温静置固化或在60～80℃温度下固化。

需要说明的是，上述胶黏剂选用3m公司生产的super77多用途喷雾胶黏剂，也可以采用低温固化环氧树脂胶。上述碳纤维编织布可采用3k平纹斜纹、1k斜纹平纹、1.5k平纹斜纹、玻璃纤维布料或芳纶碳纤维混编布等材料。上述低温环氧树脂胶采用璃化转变温度tg在60℃～80℃之间的低温环氧树脂胶，其中，环氧树脂和固化剂的质量比为(3～1)：1。

优选地，在第三种实施方式中，上述强化处理过程包括：在所述手板毛坯件表面喷涂胶黏剂层，先在60～80℃温度下进行半固化，以手指接触胶层有粘黏感及不拉丝即可，然后在胶黏剂层表面铺贴碳纤维干布，充分贴合紧实之后，利用树脂转注技术，在碳纤维干布表面逐层铺设脱模布、导流网、若干根导流管、透气毡及真空薄膜，将铺设完成后的产品置于真空袋密封，在产品两端预留环氧树脂入口和出口，并在入口接上一导管，所述导管插入低温固化环氧树脂胶中，出口接真空泵，使用真空泵抽真空，在真空压力作用下，低温固化环氧树脂胶进入产品内部，待浸润碳纤维干布后，将入口和出口密封，常温静置固化。

需要说明的是，上述胶黏剂层采用3m公司生产的super77多用途喷雾胶黏剂，也可以采用璃化转变温度tg在60℃～80℃之间的低温环氧树脂胶，其中，环氧树脂和固化剂的质量比为(3～1)：1。上述导流管的数量根据实际产品大小进行铺设，可以为2根、3根、4根或5根等。

优选地，在第四种实施方式中，上述强化处理过程包括：在所述手板毛坯件表面喷涂一层胶黏剂层，然后在所述胶黏剂层表面均匀铺撒一层短碳纤维丝层，用手充分压紧实之后，再在短碳纤维丝层表面刷涂刷涂低温固化环氧树脂胶，使其浸润短碳纤维丝层，再室温静置固化或在60～80℃温度下固化，最后修剪多余树脂毛边。

需要说明的是，上述胶黏剂层采用3m公司生产的super77多用途喷雾胶黏剂，用来固定铺设的短碳纤维丝。上述低温固化环氧树脂胶亦采用璃化转变温度tg在60℃～80℃之间的低温环氧树脂胶，其中，环氧树脂和固化剂的质量比为(3～1)：1。

优选地，本发明的碳纤维碳纤维手板的制备方法还包括：对经上述强化处理后的碳纤维手板粗坯进行表面粗化处理及超声波清洗，然后烘干、喷漆处理。

所述表面粗化处理过程包括：先采用用60～80目的棕刚玉砂对经所述强化处理后的碳纤维手板粗坯进行喷砂处理，所述喷砂气压控制为3～6个大气压；然后依次用800号粗砂纸打磨处理平顺及1000号细砂纸进行精细处理。

需要说明的是，上述低温固化环氧树脂胶配制好后都需在30min之内使用，超过30min之后的低温固化环氧树脂胶需要报废重新按比例调配。

本发明还提供了一种碳纤维手板，由上述的碳纤维手板的制备方法制备得到。

本发明通过将碳纤维块料或耐高温塑胶块料经cnc加工得到手板毛坯件，然后对手板毛坯件进行强化处理得到手板产品；一方面该制备方法中无需相应的模具用以成型，有效省去了模具成本和设计制造模具的时间成本，缩短了手板产品开发周期；另一方面，得到的手板产品的精度可控性及稳定性高，且其相比传统采用模具制备得到的手板产品具有较高的拉伸强度、拉伸模量及剪切强度，以及刚性大。

为了便于理解本发明，下面结合实施例来进一步说明本发明的技术方案。申请人声明，本发明通过以下实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于下述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明应依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

实施例1

以图1所示结构的碳纤维手板为例，其制备方法，包括：

步骤一、制备碳纤维块料：

(1)根据力学结构设计要求，将裁切得到的10块相同规格碳纤维预浸料进行逐层铺贴，然后将经逐层铺贴好的10层碳纤维预浸料放在冷压机台上加压至90kgf/cm²压力下处理10min，得到预成型坯体；重复该步骤10次，得到10件预成型坯体。

(2)将上述10件预成型坯体由下至上逐件对应铺贴，然后将经铺贴好的10件预成型坯体置于热压机栈板上先常温加压至50kgf/cm2预处理10min，，使预型坯体之间充分压合紧实；然后将热压机以2℃/min的速率升温至75℃对铺贴好的10件预成型坯体恒温热压37min；再继续以2℃/min的速率升温至145℃对铺贴好的10件预成型坯体进行恒温45min使预成型坯体中的碳纤维预浸料完全固化，整个升温过程中保持热压机的压力为30kgf/cm2，得到碳纤维块料。

(3)将上述得到的碳纤维块料去除边角料和溢出的树脂，置于180℃的烘箱中烘烤70min，然后取出自然冷却，使碳纤维块料充分释放内应力。

步骤二、制备手板毛坯件：

(1)如图1和图2所示，根据图1碳纤维手板的设计图的装配结构进行充分拆分成第一零件1和第二零件3，并相应地设计第一零件1和第二零件3的零件图，然后根据两个零件不同的受力状态预先设计好两个零件间的连接方案，并相应地设计好对应的连接结构2的图；

(2)根据上述零件图和连接结构图，以上述碳纤维块料为原料，通过数控加工设备(cnc)将第一零件1和第二零件3的坯件和连接结构2的坯件加工出来；

(3)将第一零件1和第二零件3的坯件和连接结构2的坯件的连接部位处理平顺整齐，根据手板的设计图及预先设计好连接方式，将第一零件1和第二零件3的坯件和连接结构2的坯件的接触面间涂抹低温固化环氧树脂胶(环氧树脂和固化剂的质量比为3：1)，然后采用定位治具固定，再在60℃下烘烤固化80min，使胶层厚度为0.1mm，得到手板毛坯件。

(4)将上述手板毛坯件表面打磨光滑，接缝处补低温固化环氧树脂胶(环氧树脂和固化剂的质量比为3：1)，先在60℃下烘烤固化60min，然后将接缝处理平整，用80目的棕刚玉砂进行喷砂处理(喷砂气压控制在5个大气压)，再在经喷砂处理后的表面依次用800号砂纸打磨处理平顺及1200号砂纸精细处理，最后超声清洗，烘干待用。

步骤三、强化处理：

在上述得到的手板毛坯件表面刷涂0.3mm厚度的低温固化环氧树脂胶(环氧树脂和固化剂的质量比为3：1)层，先在80℃温度下进行半固化，以手指接触胶层有粘黏感及不拉丝即可，然后在半固化的低温固化环氧树脂胶层表面铺贴碳纤维预浸料，再将表面铺贴好碳纤维预浸料的手板毛坯件置于真空袋中抽真空密封，最后放入160℃的烘箱中烘烤40min。

步骤四、外观处理：

对经上述强化处理得到的手板产品先进行毛边清理和采用棕刚玉砂喷砂处理(喷砂气压控制在5个大气压)，然后将表面用800号砂纸打磨处理平顺及用1200号砂纸精细处理，再超声波清洗，80℃烘干后喷涂碳纤维专用环氧树脂油漆，得到碳纤维手板成品。

实施例2

以图1所示结构的碳纤维手板为例，其制备方法，包括：

步骤一、制备碳纤维块料：

(1)根据力学结构设计要求，将裁切得到的10块相同规格碳纤维预浸料进行逐层铺贴，然后将经逐层铺贴好的10层碳纤维预浸料放在冷压机台上加压至100kgf/cm²压力下处理8min，得到预成型坯体；重复该步骤10次，得到10件预成型坯体。

(2)将上述10件预成型坯体由下至上逐件对应铺贴，然后将经铺贴好的10件预成型坯体置于热压机栈板上先常温加压至80kgf/cm2预处理8min，使预型坯体之间充分压合紧实；然后将热压机以4℃/min的速率升温至80℃对铺贴好的10件预成型坯体恒温热压28min；再继续以4℃/min的速率升温至150℃对铺贴好的10件预成型坯体进行恒温40min使预成型坯体中的碳纤维预浸料完全固化，整个升温过程中保持热压机的压力为40kgf/cm2，得到碳纤维块料。

(3)将上述得到的碳纤维块料去除边角料和溢出的树脂，置于190℃的烘箱中烘烤60min，然后取出自然冷却，使碳纤维块料充分释放内应力。

步骤二、制备手板毛坯件：

(1)如图1和图2所示，根据图1碳纤维手板的设计图的装配结构进行充分拆分成第一零件1和第二零件3，并相应地设计第一零件1和第二零件3的零件图，然后根据两个零件不同的受力状态预先设计好两个零件间的连接方案，并相应地设计好对应的连接结构2的图；

(2)根据上述零件图和连接结构图，以上述碳纤维块料为原料，通过数控加工设备(cnc)将第一零件1和第二零件3的坯件和连接结构2的坯件加工出来；

(3)将第一零件1和第二零件3的坯件和连接结构2的坯件的连接部位处理平顺整齐，根据手板的设计图及预先设计好连接方式，将第一零件1和第二零件3的坯件和连接结构2的坯件的接触面间涂抹低温固化环氧树脂胶(环氧树脂和固化剂的质量比为2：1)，然后采用定位治具固定，再在80℃下烘烤固化70min，使胶层厚度为0.2mm，得到手板毛坯件。

(4)将上述手板毛坯件表面打磨光滑，接缝处补低温固化环氧树脂胶(环氧树脂和固化剂的质量比为2：1)，先在60℃下烘烤固化60min，然后将接缝处理平整，用60目的棕刚玉砂进行喷砂处理(喷砂气压控制在3个大气压)，再在经喷砂处理后的表面依次用800号砂纸打磨处理平顺及1200号砂纸精细处理，最后超声清洗，烘干待用。

步骤三、强化处理：

在所述手板毛坯件表面喷涂0.2mm厚度的低温固化环氧树脂胶(环氧树脂和固化剂的质量比为2：1)层，先在80℃温度下进行半固化，以手指接触胶层有粘黏感及不拉丝即可，然后在低温固化环氧树脂胶层表面铺贴碳纤维编织布，充分贴合紧实之后，再在碳纤维编织布表面刷涂低温固化环氧树脂胶(环氧树脂和固化剂的质量比为2：1)，以该低温固化环氧树脂胶流平不垂流为宜，使其浸润碳纤维编织布，室温静置固化15min，再刷涂一层低温环氧树脂胶(环氧树脂和固化剂的质量比为2：1)层，使该层温环氧树脂胶层流动平滑，最后在室温下静置固化。

步骤四、外观处理：

对经上述强化处理得到的手板产品先进行毛边清理和采用棕刚玉砂喷砂处理(喷砂气压控制在3个大气压)，然后将表面用800号砂纸打磨处理平顺及用1200号砂纸精细处理，再超声波清洗，80℃烘干后喷涂碳纤维专用环氧树脂油漆，得到碳纤维手板成品。

实施例3

以图1所示结构的碳纤维手板为例，其制备方法，包括：：

步骤一、制备碳纤维块料：

(1)根据力学结构设计要求，将裁切得到的10块相同规格碳纤维预浸料进行逐层铺贴，然后将经逐层铺贴好的10层碳纤维预浸料放在冷压机台上加压至110kgf/cm²压力下处理5min，得到预成型坯体；重复该步骤10次，得到10件预成型坯体。

(2)将上述10件预成型坯体由下至上逐件对应铺贴，然后将经铺贴好的10件预成型坯体置于热压机栈板上先常温加压至100kgf/cm²预处理5min，使预型坯体之间充分压合紧实；然后将热压机以6℃/min的速率升温至75℃对铺贴好的10件预成型坯体恒温热压37min；再继续以6℃/min的速率升温至155℃对铺贴好的10件预成型坯体进行恒温30min使预成型坯体中的碳纤维预浸料完全固化，整个升温过程中保持热压机的压力为50kgf/cm²，得到碳纤维块料。

(4)将上述得到的碳纤维块料去除边角料和溢出的树脂，置于200℃的烘箱中烘烤60min，然后取出自然冷却，使碳纤维块料充分释放内应力。

步骤二、制备手板毛坯件：

(1)如图1和图2所示，根据图1碳纤维手板的设计图的装配结构进行充分拆分成第一零件1和第二零件3，并相应地设计第一零件1和第二零件3的零件图，然后根据两个零件不同的受力状态预先设计好两个零件间的连接方案，并相应地设计好对应的连接结构2的图；

(2)根据上述零件图和连接结构图，以上述碳纤维块料为原料，通过数控加工设备(cnc)将第一零件1和第二零件3的坯件和连接结构2的坯件加工出来；

(3)将第一零件1和第二零件3的坯件和连接结构2的坯件的连接部位处理平顺整齐，根据手板的设计图及预先设计好连接方式，将第一零件1和第二零件3的坯件和连接结构2的坯件的接触面间涂抹低温固化环氧树脂胶(环氧树脂和固化剂的质量比为2.5：1)，然后采用定位治具固定，再在80℃下烘烤固化60min，使胶层厚度为0.25mm，得到手板毛坯件。

(4)将上述手板毛坯件表面打磨光滑，接缝处补低温固化环氧树脂胶(环氧树脂和固化剂的质量比为2.5：1)，先在60℃下烘烤固化60min，然后将接缝处理平整，用80目的棕刚玉砂进行喷砂处理(喷砂气压控制在4个大气压)，再在经喷砂处理后的表面依次用800号砂纸打磨处理平顺及1200号砂纸精细处理，最后超声清洗，烘干待用。

步骤三、强化处理：

在所述手板毛坯件表面喷涂低温固化环氧树脂胶(环氧树脂和固化剂的质量比为1：1)层，先在60℃温度下进行半固化，以手指接触胶层有粘黏感及不拉丝即可，然后在低温固化环氧树脂胶层表面铺贴碳纤维干布，充分贴合紧实之后，利用树脂转注技术，在碳纤维干布表面逐层铺设脱模布、导流网、4根导流管、透气毡及真空薄膜，将铺设完成后的产品置于真空袋密封，在产品两端预留环氧树脂入口和出口，并在入口接上一导管，所述导管插入低温固化环氧树脂胶(环氧树脂和固化剂的质量比为1：1)中，出口接真空泵，使用真空泵抽真空，在真空压力作用下，低温固化环氧树脂胶进入产品内部，待浸润碳纤维干布后，将入口和出口密封，常温静置固化。

步骤四、外观处理：

对经上述强化处理得到的手板产品先进行毛边清理和采用棕刚玉砂喷砂处理(喷砂气压控制在4个大气压)，然后将表面用800号砂纸打磨处理平顺及用1200号砂纸精细处理，再超声波清洗，80℃烘干后喷涂碳纤维专用环氧树脂油漆，得到碳纤维手板成品。

实施例4

同实施例3的区别在于：将步骤三的强化处理替换为：在上述手板毛坯件表面喷涂一层3m公司生产的super77多用途喷雾胶黏剂层，然后在该胶黏剂层表面均匀铺撒一层短碳纤维丝层，用手充分压紧实之后，再在短碳纤维丝层表面刷涂刷涂低温固化环氧树脂胶(环氧树脂和固化剂的质量比为1：1)，使其浸润短碳纤维丝层，再室温静置固化，最后修剪多余树脂毛边；其它同实施例3。

实施例5

同实施例3的区别在于：将步骤二的制备手板毛坯件的过程替换为：按照碳纤维手板的设计图纸，采用多轴数控加工设备，通过钻、削、铣、切和车的加工方式，直接将碳纤维块料加工得到手板毛坯件；其它同实施例3。

实施例6

同实施例3的区别在于：将原料碳纤维块料替换为市售的聚苯硫醚(pps)块料；其它同实施例3。

实施例7

同实施例3的区别在于：将原料碳纤维块料替换为市售的尼龙加纤块料；其它同实施例3。

实施例8

同实施例3的区别在于：将原料碳纤维块料替换为市售的加纤pbt块料；其它同实施例3。

对本发明实施例1～8制得的碳纤维手板成品进行性能检测，检测结果如下表1所示。

其中，拉伸强度和拉伸模量：按照gb/t3354-2014标准进行检测；

比强度和比模量：按照gb/t3354标准进行检测。

剪切强度：按照gb/t3355-2005标准进行检测。

表1

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明配方及制备工艺可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。