纤维模制品的制作方法
【专利摘要】根据一个实施例，纤维模制品(1)包括浸渍有热塑性树脂的纤维、从纤维模制的平面基部(11)和从纤维模制的壁部(12)，并且该壁部延伸至基部的表面之外以形成基部的外缘。壁部(12)包括通孔(13)。通孔(13)的内周表面(14)的整个周边覆盖有膜(15)。通过在内周表面(14)上使渗透到纤维中的所述热塑性树脂熔化来形成所述膜(15)。
【专利说明】纤维模制品
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2015年4月24日提交的美国临时申请N0.62/152，638的权益，其全部内容通过引用被结合与此。
技术领域
[0003]本文描述的实施例大体涉及一种纤维模制品。
【背景技术】
[0004]已知通过将碳或玻璃纤维注入树脂而形成纤维增强树脂。纤维增强树脂具有轻质和高强度的特殊的特性。
[0005]在通过如冲压加工从纤维增强树脂模制的模制品中，横截面经常在边缘或末端露出。在这种情况下，纤维有可能在模制品的横截面上被暴露并且暴露的纤维有可能掉出横截面。例如，从形成于模制品中的通孔的内周面中掉出来并接触皮肤的碳纤维可能引起瘙痒。
【发明内容】
[0006]出于这一原因，需要对纤维增强树脂的模制品的横截面进行处理以阻止纤维露出横截面。例如，模制品必须经受如插入模制来覆盖树脂的横截面。因此，在模制纤维增强树脂时，需要对模制品的横截面进行更有效的处理。
[0007]下文将参考附图描述各种实施例。在一般情况下，根据实施例，浸渍有热塑性树脂的纤维;从纤维模制的平面基部；以及从纤维模制的壁部，并且该壁部扩展至基部的表面外侧以形成基部的外缘。壁部包括通孔。通孔的内周表面的整个边缘覆盖有膜。通过在内周表面上使渗透到纤维中的热塑性树脂融化来形成膜。
[0008]根据实施例，通孔的内周表面因而被膜覆盖，能够阻止纤维从内周表面露出(暴露)。
【附图说明】
[0009]现参照附图描述实现实施例的各特征的一般结构。附图和相关描述用于说明实施例而不用于限制本发明的范围。
[0010]图1是实施例的模制品的示例性的透视图。
[0011]图2是图1的模制品的通孔的示例性的放大透视图。
[0012]图3是将模制成图1的模制品的板材的示例性平面图。
[0013]图4是图3中的板材的通孔的示例性的放大平面图。
[0014]图5是由图3的板材模制的初级模制的材料的示例性透视图。
[0015]图6是从与图5的视角不同的图5中的初级模制的材料示例性透视图。
[0016]图7是示例性横截面视图，示出了图3的板材从图3中的箭头A3指示的方向被放置在模具上，以将板材模制成初级模制的材料的状态。
[0017]图8是示例性横截面视图，示出了图7中的板材从图6中的箭头A6表示的方向被按压和模制成初级模制的材料的状态。
[0018]图9是示例性横截面视图，示出了从图6中箭头A6指示的方向，将图8的初级模制的材料放置在模具上，以在初级模制的材料的通孔上形成膜的状态。
[0019]图10是示例性横截面视图，示出了从图6中箭头A6指示的方向，将模具的滑块插入图9的初级模制的材料的通孔的状态。
[0020 ]图11是示例性横截面视图，从图1O中箭头Al O指示的方向，示出了图1O的初级模制的材料的通孔与模具的滑块之间的间隙。
[0021]图12是示例性横截面视图，示出了从图6中箭头A6指示的方向，将图10的初级模制的材料按压形成通孔的膜的状态。
[0022]图13是图12的初级模制的材料的通孔和模具的滑块之间的间隙的示例性的放大横截面图。
[0023]图14是示例性横截面视图，示出了从图12中箭头A12指示的方向，利用熔化图13中所示的间隙从初级模制的材料的通孔被填充熔化树脂的状态。
[0024]图15是图2中的箭头A2表示的方向的通孔的膜的示例性的横截面视图。
[0025]图16是从图2中的箭头A2指示的方向，在其他实施例中的通孔的形式的示例性横截面的视图。
[0026]图17是从图2中的箭头A2指示的方向，在其他实施例中的通孔的形式的示例性横截面的视图。
【具体实施方式】
[0027]实施例的纤维模制品在下文中参考图1至15，通过包含该模制品并以该模制品为壳的电子设备进行描述。模制品I从浸渍有热塑性树脂的纤维被模制。在本实施例中，使用碳纤维作为纤维。然而，也可以使用其他类型的纤维，例如玻璃纤维。使用如聚醚酰亚胺，聚醚或聚酯作为热塑性纤维。然而，还可以使用其他类型的树脂，只要该树脂可通过加热被反复塑化。
[0028]如图1所示，模制品I包括基部11和壁部12。图1示例性示出具有形状为矩形平板的平面的基部11的形式。然而，基部11的形状并不限于此，可依据模制品I的应用而改变。壁部12延伸到基部11的表面之外，并形成基部11的外缘。图1示例性示出了壁部12的一种形式，该壁部12在一个方向上从基部11垂直延伸并形成围绕基部11的框架。然而，该壁部12不必成形为框架，并且可以是部分被切掉的。基部11和壁部12形成模制品I的盒状。
[0029]因此，模制品I可以被配置为容纳各个部件的外壳，各个部件诸如是安装在电子设备上的控制单元、显示单元和存储单元，该电子设备位于由基部11和壁部12围成的空间SI中。例如，塑模制品可以被用做诸如平板电脑或笔记本电脑的电子设备的外壳。
[0030]如图1和图2所示，壁部12具有通孔13，空间SI通过该通孔13与外界通信。例如，通孔13露出可与外部设备连接的连接部分。更具体地，通孔13可以用做通用串行总线(USB)和高清晰度数字多媒体接口(HDMI)端、存储卡插槽等。通孔13的尺寸和数量可以随意设置。
[0031]膜15形成在每个通孔13的内周表面14的整个周边上。换句话说，每个通孔13的内周表面14的整个周边被膜15覆盖。膜15由渗透到作为模制品I基本材料的纤维(碳纤维)中的热塑性树脂形成。在这种情况下，渗透到纤维中的热塑性树脂在通孔13的内周表面14上被熔化，并且熔化的热塑性树脂在内周表面14上被固化。固化的热塑性树脂与内周表面14结合(一体化)并变成覆盖内周表面14的膜15。即，通过加热和再熔化渗透到纤维中的热塑性树脂而形成膜15。
[0032]因而，通孔13的内周表面14由膜15覆盖，该膜15能够防止纤维在内周表面14上暴露(露出)。由于能够防止纤维从通孔13的内周表面14掉出，所以例如，可以避免皮肤接触碳纤维所引起的问题。
[0033]如上所述，本实施例的模制品I的特征在于，每个通孔13的内周表面14被由渗透到纤维中的热塑性树脂所形成的膜15覆盖。下文参考图3至图15描述模制品I的模制方法的一个例子，该模制方法包括在每个通孔13的内周表面14上模制膜15的方法。如图3至图15所示，通过冲压和按压浸渍有热塑性树脂的树脂板材20来模制该模制品I。
[0034]如图3和图4所示，在模制该模制品I时，通孔13被形成在矩形板材20上。通过利用例如计算机数控(CNC)设备，冲压靠近板材20的每侧边缘区域(在图3中，夹在板材料20的每侧和虚线之间的区域21)来形成通孔13。形成通孔13的靠近板材20的边缘的区域对应于成为模制品I的壁部12的区域。
[0035]考虑到膜15形成在每个内周表面14上，每个通孔13以一尺寸形成在板材20(壁部12)上，该尺寸通过将模制品I所必需的孔13a的尺寸(开口面积)放大膜15的厚度至类似图形。即，通孔13的开口面积算上最小所需开口面积和膜15的厚度。因此，通孔13的开口面积减小膜15的厚度，并且通过在整个内周表面14上形成膜15，可在模制品I上形成所必需尺寸的孔13a。模制品I所必需的孔13a的尺寸为，例如，在壁部12上需要将符合各种标准的连接器插入到电子设备的连接部分的开口面积，符合各种标准的连接器将另一设备连接到该电子设备。
[0036]如图5和图6所示，其上形成有通孔13的板材20在靠近每侧的边缘的区域(S卩，通孔13形成的区域)和其内侧之间是弯曲的。因而，靠近板材20的边缘的区域形成壁部12，并且其内侧形成基部11。
[0037]图7和图8示出了模制对应于模具组件30中的模制品I的侧面的壁部12的方法的实例。模具组件30具有静止的第一模具31和可移动的第二模具32。第一模具31具有被缩进以对应于弯曲的板材20的形态(S卩，基部11和壁部12的形态)的空腔部31a。第二模具32被配置为移动进入或离开空腔部31a。
[0038]如图7所示，在模制壁部12时，将板材20放置在第一模具31上横过空腔部31a。在这种状态下，第二模具2被移动进入空腔部31a，并且通过移动的第二模具32将板材20按压到空腔部31a中。根据如板材20的质量，任意设置将板材20按压到空腔部31a中的压力、温度和时间。从而，板材20被模制在外边缘上的框架壁部12和由壁部12围绕的基部11。通孔13形成在壁部12上。因此，在下文中，被模制的板材20被称为初级模制的材料40。通过13形成于初级模制的材料40中的壁部12上。
[0039 ]如图9至图15所示，通过在初级模制的材料40中进行冲压加工，在每个通孔13的内周表面14上形成膜15。图9至15示出了将模具组件50中的膜15模制在对应于模制品I的侧面的壁部12的每个通孔13上的方法。模具组件50包括静止的第三模具51和可移动的第四模具52。第三模具51具有被缩进为对应于初级模制的材料40的基部11和壁部12的形态的空腔部51a。第三模具51具有相对于静止模具体51b可移动的滑块51c。滑块51c包括突起部51d，该突起部51d具有比通孔13的开口面积小的类似图形的横截面面积。突起部51d的突起长度等于通孔13的孔深度(对应于板材20的厚度)。第四模具52被配置为移动进入或离开空腔部51a0
[0040]如图9所示，当模制膜15时，初级模制的材料40被定位并布置在第三模具51的空腔部51a中。然后，如图10所示，第三模具51的滑块51c朝通孔13移动，并且突起部51d被插入到初级模制的材料40的通孔13中。在这种状态下，如图11所示，在突起部51d的周表面51e与通孔13的内周表面14的整个周边之间形成间隙S2。然后，如图12所示，第四模具52移动到空腔部51a中，以预定压力按压初级模制的材料40。在这种情况下，如图13所示，第四模具52与突起部51d的突起末端51f接触。
[0041 ]在这种状态下，初级模制的材料40被加热至渗透到组成初级模制的材料40的纤维中的热塑性树脂被熔化的温度，并且被加热的初级模制的材料40被按压预定时间。通过这种热按压，渗透到纤维的热塑性树脂在初级模制的材料40的通孔13的内周表面14上被熔化。如图14所示，熔化的树脂流入间隙S2并填充间隙S2。在这种状态下，初级模制的材料40被冷却到热塑性树脂被硬化的温度。如图15所示，通过冷却初级模制的材料40，填充间隙S2的热塑性树脂被固化，并且膜15被模制在通孔13的内周表面14的整个周边。因而，作为次级模制品的模制品1(图1和图2)被模制，在该模制品I中，每个通孔13的内周表面14覆盖有膜15ο
[0042]膜15按照间隙S2的形式被模制。即，膜15的厚度对应于突起部51d的外周表面51e和通孔13的内周表面14之间的间隔。因此，突起部51d的横截面面积和通孔13的开口面积根据将要模制的膜15的厚度被设定。
[0043]如上所述，根据本实施例，每个通孔13的内周表面14覆盖有膜15。由于能够防止纤维从通孔13的内周表面14掉出，所以可以避免例如由皮肤接触碳纤维所引起的问题。
[0044]此外，由于从渗透到纤维中的热塑性树脂来模制膜15，所以例如，无需通过分别将树脂注入初级模制的材料40来进行插入模制等，以覆盖内周表面14。由于具有膜15的模制品I可以仅通过初级模制的材料40的热按压被模制，所以简化了工序。
[0045]在上述实施例中，通孔13为具有恒定孔直径的圆柱孔。替代地，如图16所示，可以通过在两端部使开口部分倾斜来形成通孔13，以在孔的轴(通孔13的深度方向的轴)的方向上朝外侧扩大每个开口部分的直径。即，通孔13朝向通孔13的一个末端具有较大的开口部分的直径。在这种情况下，与图15中所示的形式相比，通孔13的内周表面14的面积通过倾斜表面16被扩展。
[0046]图17示出了在通孔13具有这种形式的情况下下的膜15的形式。如图17所示，膜15在通孔13的倾斜表面16上的通孔13的孔轴方向上朝外侧具有较大的厚度。因此，与图15中的形式相比，通孔13的内周表面14和膜15彼此被一体地结合，这可以更加可靠地防止纤维从每个通孔13的开口部分中的内周表面14与膜15之间的边界区域中掉出。
[0047]图16和图17示出了通孔13的形式，在通孔13中，在两个端部的开口部分是倾斜的，但是通孔13可以具有仅使一端侧上的开口部分倾斜的形式。例如，在壁部12的外表面侧(SP，在图1中的空间SI的相反侧)上，在通孔13的一个开口部分中设置倾斜表面16。即使在这种情况下，也可以可靠地防止纤维从容易接触到手的壁部12的外表面掉出来。因此，可以有效地防止纤维接触皮肤。
[0048]在上述实施例中，壁部12和膜15是在不同的模具组件30和50中被模制，但是可以在相同的模具组件中被模制。在这种情况下，壁部12和膜15可以同时被模制，并且例如凸缘、凸舌、凸台等等也可以被同时模制在一起。换句话说，壁部12、凸缘等等可以同时被模制为膜15。因此，可以更加提高模制品I的模制操作的效率。
[0049]虽然已经描述某些实施例，但是这些实施例仅以示例的方式被呈现，并不意于限制本发明的范围。实际上，本文描述的新颖实施例可以以其他各种形式来实施;此外，可以在不偏离本发明精神的情况下对本文描述的实施例的形式进行各种省略、替换和改变。所附权利要求及其等同物意在覆盖这些形式或修改落入本发明的范围和精神之内。
【主权项】
1.一种纤维模制品，其特征在于，包括: 浸渍有热塑性树脂的纤维； 从所述纤维模制的平面基部;和 壁部，所述壁部从纤维模制，并且延伸至所述基部的表面之外以形成所述基部的外缘； 所述壁部包括通孔，所述通孔的内周表面的整个周边覆盖有膜； 通过在所述内周表面上使渗透到所述纤维中的所述热塑性树脂熔化来形成所述膜。2.如权利要求1所述的纤维模制品，其特征在于， 所述通孔的开口面积算上最小所需开口面积和所述膜的厚度。3.如权利要求1所述的纤维模制品，其特征在于， 所述通孔朝向所述通孔的一个末端具有较大的开口部分的直径。4.一种包括外壳的电子设备，其特征在于，所述外壳包括: 浸渍有热塑性树脂的纤维； 通孔，用于露出可连接到外部设备的连接部分;和 覆盖所述通孔的内周表面的整个周边的膜， 通过在所述内周表面上使渗透到所述纤维中的所述热塑性树脂熔化来形成所述膜。5.如权利要求4所述的电子设备，其特征在于， 所述通孔具有开口面积，所述开口面积算上所述膜的厚度以及将连接器插入所述连接部分所需的最小所需开口面积。6.如权利要求4所述的电子设备，其特征在于， 所述通孔朝向所述通孔的一个末端具有较大的开口部分的直径。7.一种模制纤维的方法，其特征在于，所述方法包括: 在浸渍有热塑性树脂的纤维上形成通孔； 热压浸渍有所述热塑性树脂的所述纤维； 在所述通孔的内周表面上使所述热塑性树脂熔化;并且 通过熔化的热塑性树脂来形成覆盖所述通孔的所述内周表面的整个周边的膜。
【文档编号】B29C70/74GK106064486SQ201510847538
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2015年11月27日 公开号201510847538.0, CN 106064486 A, CN 106064486A, CN 201510847538, CN-A-106064486, CN106064486 A, CN106064486A, CN201510847538, CN201510847538.0
【发明人】堀井易之, 伊藤一朗
【申请人】株式会社东芝