一种复合材料的结构及加工方法与流程

本申请涉及材料领域，具体涉及复合材料的结构及加工方法。

背景技术：

目前，在电子产品结构设计中，为要达到高强度，低重量，厚度薄，内部结构复杂的目的，通常采用二种相异材质接合。例如，材质a和材质b，以笔记本计算机设计为例，材质a通常在强度、厚度与重量上有着卓越的优势，但不易结构设计，且存在对产品功能在物理上(比如天线通讯)的潜在限制，比如材质a为单层与多层板夹心板材料；而材质b可以克服材质a在材料特性上的问题，可作为结构的延伸部分，以满足结构设计需求。为达到上述目的将两种材料结合在一起是目前常用的做法。但也造成此局部形成弱强度，并限制了结构设计。而这种结合最重要问题是两种材料的结合力，通常取决于材质a与材质b间的结合方法与面积。

目前方案，材质a与材质b对接结合：材质a采用单层或多层板材结构，其材料边缘采用数控加工(numericalcontrolmachining，简称nc)或计算机数字化控制精密机械加工(简称cnc加工)出鸠尾槽式或其他形状等凹凸结构。材质b则为可流动性塑料原料，利用注射成型机射出后，塑料填充鸠尾槽式或其他形状等凹凸结构，并在射出压力作用下，塑料挤压侵入材质a的板材中，或者板材因模具压力侵入塑料，使其二者交错结合在一起。成型后，在板材的边缘，塑料厚度与板材厚度一致。

例如，笔记本电脑的外壳，采用上述的工艺后，由于材质a采用单层或多层热固型碳纤维复合板材，不利于长出机构结构。而材质b采用可流动性塑料。因此，必须延伸材质b，通过材质b在外壳的公模面长出机构结构。但是，如果要在笔记本电脑外壳的母模面粘贴碳纤维纹理板材的话，只能将碳纤维纹理板材贴到材质a的边缘，无法贴到材质b所在的位置，从而影响了外壳母模面的美观。

上述所述的方法使塑料挤压侵入时，导致内部排气不良，影响结合性能。成型时，塑料流动末段，压力不足，导致塑料侵入时容易因为深度不足或不一致，影响结合及结构性能。同时，塑料挤压侵入另一材质时，或利用合模力侵入塑料时，容易发生变形而产生应力集中，且在后制程烘烤时，应力释放，导致外观不良。成型时，应力集中，在测试时，应力释放，导致结构强度下降。采用单层或多层板材质不易长出机构结构，必须延伸塑料以便长出机构结构，造成结构设计受限。同时，造成局部形成较弱强度。

技术实现要素：

本申请提供一种复合材料的结构，以及一种复合材料的加工方法。以解决复合材料的结构中板材无法延伸到产品边缘的问题。

为了解决上述技术问题，本申请实施例提供了如下的技术方案：

本申请提供了一种复合材料的结构，包括：板材构件和机构构件；

板材构件，在其公模面一侧具有多个预设凹槽，所述预设凹槽延伸到所述板材构件的端部并在所述板材构件的端部留有开口；

机构构件，至少与所述预设凹槽的内表面结合，并由所述预设凹槽向所述预设凹槽外延伸，构造成预设结构造型，所述预设结构造型，至少包括预设机构部件和/或预设造型部件，所述预设机构部件用于与其他机构连接。

优选的，所述机构构件，与所述预设凹槽的内表面及所述板材构件端部的表面结合。

进一步的，所述机构构件，与所述板材构件的母模面齐平。

优选的，所述预设机构造型，垂直于所述板材构件的公模面。

优选的，所述板材构件，为复合板材。

进一步的，所述复合板材，至少包括三层板材：第一层板材，第二层板材和第三层板材；所述第一层板材与第三层板材由第一材料制成；所述第二层板材设置于所述第一层板材和第三层板材中间，由第二材料制成。

优选的，所述预设凹槽的底面，在所述第二层板材中。

优选的，所述第一材料，为碳纤维材料和热固性环氧树脂制成的复合材料；所述第二材料，为环氧树脂和中空玻璃微珠制成的材料。

优选的，所述机构构件，通过注射成型工艺制成。

优选的，所述复合板材还包括碳纤维纹理板材，所述碳纤维纹理板材作为所述复合板材的母模面。

本申请提供一种复合材料的加工方法，包括：

步骤s1，在板材构件的公模面一侧加工出多个预设凹槽，所述预设凹槽延伸到所述板材构件的端部并在所述板材构件的端部留有开口；

步骤s2，将所述板材构件设置在母模与公模围成的射入腔体内；

步骤s3，向所述射入腔体内射入塑胶生出机构构件形成产品；所述机构构件，至少与所述预设凹槽的内表面结合，并由所述预设凹槽向所述预设凹槽外延伸，构造成预设结构造型，所述预设结构造型，至少包括预设机构部件和/或预设造型部件，所述预设机构部件用于与其他机构连接；

步骤s4，对所述产品的表面进行喷漆处理。

优选的，所述机构构件，与所述预设凹槽的内表面及所述板材构件端部的表面结合。

进一步的，所述机构构件，与所述板材构件的母模面齐平。

优选的，所述预设机构部件，垂直于所述板材构件的公模面。

优选的，所述板材构件，为复合板材。

进一步的，所述复合板材，至少包括三层板材：第一层板材，第二层板材和第三层板材；所述第一层板材与第三层板材由第一材料制成；所述第二层板材设置于所述第一层板材和第三层板材中间，由第二材料制成。

优选的，所述预设凹槽的底面，在所述第二层板材中。

优选的，所述第一材料，为碳纤维材料和热固性环氧树脂制成的复合材料；所述第二材料，为环氧树脂和中空玻璃微珠制成的材料。优选的，所述机构构件，通过注射成型工艺制成。

优选的，所述复合板材还包括碳纤维纹理板材，所述碳纤维纹理板材作为所述复合板材的母模面。

基于上述实施例的公开可以获知，本申请实施例具备如下的有益效果：

本申请提供了一种复合材料的结构及加工方法。所述结构包括：板材构件和机构构件；板材构件，在其公模面一侧具有多个预设凹槽，所述预设凹槽延伸到所述板材构件的端部并在所述板材构件的端部留有开口；机构构件，至少与所述预设凹槽的内表面结合，并由所述预设凹槽向所述预设凹槽外延伸，构造成预设结构造型，所述预设结构造型，至少包括预设机构部件和/或预设造型部件，所述预设机构部件用于与其他机构连接。本申请扩大了碳纤维复合板材在母模外观面的使用面积，增加了外观的美感；降低了所述板材构件的加工成本，取消所述板材构件用来提高结合强度的凹凸复杂造型设计，从而简化所述板材构件切割工时及成本；降低壳体后处理加工成本，简化研磨喷漆工序，无需点胶和打磨处理工序；产品壳体进一步轻质化，例如，碳纤维复合板材为0.9～1.15g/cm2，因其密度一般小于树脂构件的1.2～1.4g/cm2，本实施例使碳纤维复合板材面积最大化，机构构件面积和材料用量减少，从而使整体产品重量下降，进一步实现轻质化；提高产品整体强度，碳纤维复合板材本身强度远大于机构构件强度，本实施例拓展了碳纤维复合板材的使用面积覆盖所述板材构件的表面，从而提高产品整体强度；降低板材构件与机构构件两种材料结合而出现开裂风险，板材构件可以最大化延展到产品边缘，此时，板材构件与机构构件结合区域也处于产品壳体的边缘，因此结合区域不易受外力影响迫使结合区域出现开裂等问题。

本申请的复合材料的结构实现薄壁化、轻质化、高刚度化、高强度化。优选用作便携式个人电脑、移动电话等可移动化的电气及电子设备的壳体。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种复合材料的结构的板材构件的示意图；

图2为本申请实施例提供的一种复合材料的结构的板材构件的侧剖面的示意图；

图3为本申请实施例提供的一种复合材料的结构的示意图；

图4为本申请实施例提供的一种复合材料的结构的具有碳纤维纹理板材的复合板材的侧剖面的示意图；

图5为本申请实施例提供的一种复合材料的加工方法的流程图。

附图说明

1-板材构件，2-机构构件；

11-公模面，12-母模面，13-预设凹槽，14-开口，15-第一层板材，16-第二层板材，17-第三层板材，18-碳纤维纹理板材；

21-预设机构部件，22-预设造型部件。

具体实施方式

下面，结合附图对本申请的具体实施例进行详细的描述，但不作为本申请的限定。

应理解的是，可以对此处公开的实施例做出各种修改。因此，上述说明书不应该视为限制，而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本申请的范围和精神内的其他修改。

包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且与上面给出的对本申请的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本申请的原理。

通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本申请的这些和其它特性将会变得显而易见。

还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本申请进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本申请的很多其它等效形式，它们具有如权利要求所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。

当结合附图时，鉴于以下详细说明，本申请的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。

此后参照附图描述本申请的具体实施例；然而，应当理解，所公开的实施例仅仅是本申请的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本申请模糊不清。因此，本文所公开的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本申请。

本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本申请的相同或不同实施例中的一个或多个。

本申请提供一种复合材料的结构，一种复合材料的加工方法。在下面的实施例中逐一进行详细说明。

对本申请提供的第一实施例，即一种复合材料的结构的实施例。

下面结合图1，图2，图3和图4对本实施例进行详细说明，其中，图1为本申请实施例提供的一种复合材料的结构的板材构件的示意图；图2为本申请实施例提供的一种复合材料的结构的板材构件的侧剖面的示意图；图3为本申请实施例提供的一种复合材料的结构的示意图；图4为本申请实施例提供的一种复合材料的结构的具有碳纤维纹理板材的复合板材的侧剖面的示意图；图5为本申请实施例提供的一种复合材料的加工方法的流程图。

本实施例中所述的结构可以应用于非常广泛的领域，例如，装饰行业，电子行业等。本实施例主要以电子产品的外壳进行说明。

本实施例提供了一种复合材料的结构，包括：板材构件1和机构构件2。

请参见图1和图2所示，板材构件1，在其公模面11一侧具有多个预设凹槽13，所述预设凹槽13延伸到所述板材构件1的端部并在所述板材构件1的端部留有开口14。

板材构件1，是指所述结构中覆盖面积大，没有造型的部分，可以是平面板材，也可以是曲面板材。这种板材构件1往往不容易构造造型，只能通过与其他材料制作的造型结合起来才能达到设计需要。

所述板材构件1的端部，也就是所述板材构件1的边缘，是与其他材料构造的造型构件相结合的部位。

所述公模面11，也就是内表面。例如，笔记本电脑外壳的内表面。

所述预设凹槽13，主要是用于在该预设凹槽13内注射另一种与所述板材构件1材料不同的材料，构造出机构构件2。所述预设凹槽13用于增加两种不同材料的接触面积，从而提高两种材料连接的牢固性。本实施例设置所述预设凹槽13的目的是要在所述预设凹槽13中通过注射成型方法构造出结构造型，所述预设结构造型，至少包括预设机构部件21和/或预设造型部件22，所述预设机构部件21用于与其他机构连接。。

所述预设凹槽13延伸到所述板材构件1的端部并在所述板材构件1的端部留有开口14，也就是通过所述开口14将所述预设机构部件21和/或预设造型连接在一起，形成一个整体，从而增加所述板材构件1与机构构件2连接的牢固性。

请参见图3所示，机构构件2，至少与所述预设凹槽13的内表面结合，并由所述预设凹槽13向所述预设凹槽13外延伸，构造成预设结构造型，所述预设结构造型，至少包括预设机构部件21和/或预设造型部件22，所述预设机构部件21用于与其他机构连接。

所述机构构件2，是指创造出物体的形象的构件，本实施例主要是指所造立体空间的构型。例如，笔记本电脑的外壳中，如果所述预设造型部件22与作为笔记本电脑外壳的主外观面的所述板材构件1的端部的表面结合并加工成所述外壳的侧帮，则本实施例的所述板材构件1可以延伸到所述笔记本电脑外壳的r角的起始位置，这样可以使结合区域平整，从而可以取消研磨阶段的工作；所述预设机构部件21，就是设置在所述外壳内部，且与所述外壳构件固定连接的用于安装、固定所述笔记本电脑电子线路板的部件，比如预设机构部件21，是用于固定笔记本电脑主板的螺丝孔位；则可以根据设置螺丝孔位的数量，设置与螺丝孔位相配合的相同数量的所述预设凹槽13。

所述板材构件1和所述机构构件2的结合面可以采用上下交错方式结合，也可以采用平面对接方式结合，也可以凹凸形状结合。

所述机构构件2，通过注射成型工艺制成。

优选的，所述机构构件2，与所述预设凹槽13的内表面及所述板材构件1端部的表面结合。例如，继续上述的例子，所述机构构件2与所述预设凹槽13的内表面结合，构造出预设机构部件21；与所述板材构件1的端部结合，构造出预设造型部件22，比如，笔记本电脑外壳的侧帮。

进一步的，所述机构构件2，与所述板材构件1的母模面12齐平。

所述母模面12，也就是所述板材构件1的外表面。

这种设计将具有多个预设凹槽13的板材构件1放入注射成型机中，通过注射成型工艺生成所述机构构件2，所述机构构件2与所述预设凹槽13结合且与所述板材构件1的母模面12齐平。改善了过去在两种材料结合部需要进行打磨处理的方法，使两种材料的结合一次成型，减少了打磨工序。

优选的，所述预设机构造型，垂直于所述板材构件1的公模面11。

如果所述板材构件1的公模面11是曲面的，所述预设机构造型，垂直于所述板材构件1的公模面11的曲面的水平切面。优选的，所述板材构件1，为复合板材。

所述复合板材，是指由两种或者两种以上的材料组合而成的板材，包括：碳纤维复合板材或碳纤维纹理板材。

进一步的，所述复合板材，至少包括三层板材：第一层板材15，第二层板材16和第三层板材17；所述第一层板材15与第三层板材17由第一材料制成；所述第二层板材16设置于所述第一层板材15和第三层板材17中间，由第二材料制成。例如，第一层板材15与第三层板材17的厚度为0.1～0.5毫米，第二层板材16的厚度为0.2～1.0毫米。从而使所述复合板材的厚度为0.5～2.0毫米，实现薄壁化。

所述预设凹槽13的底面，在所述第二层板材16中。

所述第一材料，为碳纤维材料和热固性环氧树脂制成的复合材料；所述第二材料，为环氧树脂和中空玻璃微珠制成的材料。

碳纤维复合材料由热固性环氧树脂作为基材可制成碳纤维复合板材。所述所述第一层板材15和第三层板材17可采用碳纤维复合板材。所述碳纤维复合板材优选热固型碳纤维夹芯板材，也可为热塑性碳纤维复合板材。而所述基材的树脂比例优选：30％～45％。

碳纤维，优选不连续碳纤维，也可以选择玻璃纤维，凯夫拉。

所述第一材料，也可以是聚苯硫醚，聚碳酸酯，abs塑料，pa塑料或金属。

所述第二材料，也可选择采用聚碳酸酯制作的蜂窝结构做为芯材，也可以选择热塑型芯材，例如，聚丙烯，聚丙烯发泡结构材质等板材。

所述机构构件2，由热塑型塑胶制成。聚苯硫醚pps，纤维强化塑胶如聚碳酸酯加玻璃纤维，或是尼龙树脂pa加玻璃纤维或碳纤维等，也可为abs塑料，塑料或金属。

上述所述材料可实现薄壁化、轻质化、高刚度、高强度。上述复合材料的结构可应用于便携式个人电脑、移动电话等可移动电子设备的壳体。实现坚固美观的效果。

所述复合板材还包括碳纤维纹理板材18，所述碳纤维纹理板材18作为所述复合板材的母模面12。

请参照图4所示，所述碳纤维纹理板材18可以覆盖整个所述复合板材的母模面12，由于本实施例缩小了预设造型部件22沿所述板材构件1的延伸宽度，视觉上碳纤维纹理板材18达到复合板材平面的边缘，从而达到美观的目的。从图4可以看出，所述碳纤维纹理板材18厚度为0.05～0.5毫米,第一层板材15与第三层板材17的厚度为0.1～0.5毫米，第二层板材16的厚度为0.2～1.0毫米。

将具有多个预设凹槽13的板材构件1放入注射成型机中，通过注射成型工艺生成所述机构构件2，所述机构构件2与预设凹槽13结合且与所述碳纤维纹理板材18的母模面12齐平。从而减少了打磨工序。

本实施例扩大了碳纤维复合板材在母模外观面的使用面积，增加了外观的美感；降低了所述板材构件1的加工成本，取消所述板材构件1用来提高结合强度的凹凸复杂造型设计，从而简化所述板材构件1切割工时及成本；降低壳体后处理加工成本，简化研磨喷漆工序，无需点胶和打磨处理工序；产品壳体进一步轻质化，例如，碳纤维复合板材为0.9～1.15g/cm²，因其密度一般小于树脂构件的1.2～1.4g/cm²，本实施例使碳纤维复合板材面积最大化，机构构件2面积和材料用量减少，从而使整体产品重量下降，进一步实现轻质化；提高产品整体强度，碳纤维复合板材本身强度远大于机构构件2强度，本实施例拓展了碳纤维复合板材的使用面积覆盖所述板材构件1的表面，从而提高产品整体强度；降低板材构件1与机构构件2两种材料结合而出现开裂风险，板材构件1可以最大化延展到产品边缘，此时，板材构件1与机构构件2结合区域也处于产品壳体的边缘，因此结合区域不易受外力影响迫使结合区域出现开裂等问题。

与本申请提供的第一实施例相对应，本申请还提供了第二实施例，即一种复合材料的加工方法。由于第二实施例基本相似于第一实施例，所以描述得比较简单，相关的部分请参见第一实施例的对应说明即可。下述描述的加工方法实施例仅仅是示意性的。

图5示出了本申请提供的一种复合材料的加工方法的实施例。图5为本申请实施例提供的一种复合材料的加工方法的流程图。

请参考图5，本实施例提供一种复合材料的加工方法，包括：

步骤s1，在板材构件1的公模面11一侧加工出多个预设凹槽13，所述预设凹槽13延伸到所述板材构件1的端部并在所述板材构件1的端部留有开口14。

步骤s2，将所述板材构件1设置在母模与公模围成的射入腔体内。

步骤s3，向所述射入腔体内射入塑胶生出机构构件2形成产品；所述机构构件2，至少与所述预设凹槽13的内表面结合，并由所述预设凹槽13向所述预设凹槽13外延伸，构造成预设结构造型，所述预设结构造型，至少包括预设机构部件21和/或预设造型部件22，所述预设机构部件21用于与其他机构连接。

所述机构构件2，是指创造出物体的形象的构件，本实施例主要是指所造立体空间的构型。例如，笔记本电脑的外壳中，如果所述预设造型部件22与作为笔记本电脑外壳的主外观面的所述板材构件1的端部的表面结合并加工成所述外壳的侧帮，则本实施例的所述板材构件1可以延伸到所述笔记本电脑外壳的r角的起始位置，这样可以使结合区域平整，从而可以取消注塑后研磨阶段的工作；所述预设机构部件21，就是设置在所述外壳内部，且与所述外壳构件固定连接的用于安装、固定所述笔记本电脑电子线路板的部件，比如预设机构部件21，是用于固定笔记本电脑主板的螺丝孔位；则可以根据设置螺丝孔位的数量，设置与螺丝孔位相配合的相同数量的所述预设凹槽13。

步骤s4，对所述产品的表面进行喷漆处理。

本步骤降低壳体后处理加工成本，简化研磨喷漆工序，无需点胶填补注塑塑胶缩水引起的缝隙，无需打磨处理。

优选的，所述机构构件2，与所述预设凹槽13的内表面及所述板材构件1端部的表面结合。

进一步的，所述机构构件2，与所述板材构件1的母模面12齐平。

优选的，所述预设机构部件21，垂直于所述板材构件1的公模面11。

优选的，所述板材构件1，为复合板材。

进一步的，所述复合板材，至少包括三层板材：第一层板材15，第二层板材16和第三层板材17；所述第一层板材15与第三层板材17由第一材料制成；所述第二层板材16设置于所述第一层板材15和第三层板材17中间，由第二材料制成。

优选的，所述预设凹槽13的底面，在所述第二层板材16中。

优选的，所述第一材料，由碳纤维复合材料和热固性环氧树脂制成；所述第二材料，由环氧树脂制成。

优选的，所述机构构件2，通过注射成型工艺制成。

优选的，所述复合板材还包括碳纤维纹理板材18，所述碳纤维纹理板材18作为所述复合板材的母模面12。

本实施例扩大了碳纤维复合板材在母模外观面的使用面积，增加了外观的美感；降低了所述板材构件1的加工成本，取消所述板材构件1用来提高结合强度的凹凸复杂造型设计，从而简化所述板材构件1切割工时及成本；降低壳体后处理加工成本，简化研磨喷漆工序，无需点胶和打磨处理工序；产品壳体进一步轻质化，例如，碳纤维复合板材为0.9～1.15g/cm2，因其密度一般小于树脂构件的1.2～1.4g/cm²，本实施例使碳纤维复合板材面积最大化，机构构件2面积和材料用量减少，从而使整体产品重量下降，进一步实现轻质化；提高产品整体强度，碳纤维复合板材本身强度远大于机构构件2强度，本实施例拓展了碳纤维复合板材的使用面积覆盖所述板材构件1的表面，从而提高产品整体强度；降低板材构件1与机构构件2两种材料结合而出现开裂风险，板材构件1可以最大化延展到产品边缘，此时，板材构件1与机构构件2结合区域也处于产品壳体的边缘，因此结合区域不易受外力影响迫使结合区域出现开裂等问题。

本实施例复合材料的结构实现薄壁化、轻质化、高刚度化、高强度化。优选用作便携式个人电脑、移动电话等可移动化的电气及电子设备的壳体。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。