一種碳纖維金屬復合電子產品機身結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種碳纖維金屬復合電子產品機身結構，包括鋁合金邊框與位于鋁合金邊框內側、與鋁合金邊框一體復合的碳纖維中框板，鋁合金邊框具有經表面腐蝕處理形成的微孔結構，碳纖維中框板與鋁合金邊框的具有微孔結構的表面相結合，經熱壓固化成型為一體。該碳纖維金屬復合電子產品機身結構重量較輕，強度高，抗壓能力強。
【專利說明】
一種碳纖維金屬復合電子產品機身結構
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種碳纖維金屬復合電子產品機身結構。
【背景技術】
[0002]目前隨著碳纖維材料的廣泛應用，在國內電子行業將碳纖維應用到電子產品中是一種趨勢。碳纖維材料既擁有鋁鎂合金高雅堅固的特性，又有ABS工程塑料的可塑性，強度和導熱能力又優于普通的ABS塑料，在電子產品上的應用越來越多，包括平板電腦、手機外殼等電子產品外殼，外觀造型要求也越來越豐富多彩。
[0003]目前在手機上應用金屬材料是手機行業的熱點和趨勢，因為金屬材料可以很好的提升手機的質感。由于金屬的密度高和重量高特性，目前選擇使用的金屬材料最多的是鋁合金，材質輕，易加工。而鑒于鋁材金屬特性，雖然輕質，但是強度不高，大大降低了機身的硬度，出現了機身抗壓能力差，很容易被壓彎等問題。因此，亟待提供一種能滿足高硬度、優異的強度重量比、抗腐蝕、耐磨等性能要求的機身結構。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的主要目的在于克服現有技術的不足，提供一種碳纖維金屬復合電子產品機身結構，解決現有鋁合金機身的重量較大但硬度不高，機身抗壓能力差，很容易被壓彎等問題。
[0005]為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案:
[0006]—種碳纖維金屬復合電子產品機身結構，包括鋁合金邊框與位于所述鋁合金邊框內側、與所述鋁合金邊框一體復合的碳纖維中框板，所述鋁合金邊框具有經表面腐蝕處理形成的微孔結構，所述碳纖維中框板與所述鋁合金邊框的具有所述微孔結構的表面相結合而成型為一體。
[0007]進一步地:
[0008]所述微孔的孔徑為20?100納米，所述微孔均勻分布在所述鋁合金邊框的表面。
[0009]所述碳纖維中框板是由交錯鋪疊于所述鋁合金邊框內側的碳纖維布經3D塑型和熱壓固化處理而形成的碳纖維結構。
[0010]所述碳纖維中框板的厚度為0.5mm。
[0011 ]本實用新型的有益效果:
[0012]本實用新型采用鋁合金邊框和碳纖維中框板復合成型的機身結構，解決了現有的鋁合金中框硬度不高，抗壓能力差和容易被壓彎等問題，還減輕了鋁合金機身的重量，而且不會破壞手機整機的金屬質感。為了使鋁合金邊框和碳纖維中框板成型為一體，本實用新型中鋁合金邊框具有經表面腐蝕處理形成的微孔結構，鋁合金邊框通過其具有微孔結構的表面與碳纖維中框板形成結合界面，經熱壓固化成型為一體，鋁合金邊框上的微孔結構有效增強兩者界面之間的結合力，提高碳纖維與鋁合金結合的附著強度。碳纖維復合材料質量輕、強度大，重量僅相當于鋼材的20%到30%，硬度卻是鋼材的10倍以上。本實用新型提供的碳纖維金屬復合機身結構充分利用了碳纖維復合材料輕質，高強，高模，耐化學腐蝕，熱膨脹系數小等特性，相對于現有的鋁合金中框，本實用新型使得整個機身中框結構強度可增強1/3，質量可減少1/3。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型一種實施例中的鋁合金邊框結構示意圖；
[0014]圖2為本實用新型一種實施例的碳纖維金屬復合機身結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]以下對本實用新型的實施方式作詳細說明。應該強調的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本實用新型的范圍及其應用。
[0016]參閱圖1和圖2，在一種實施例中，一種碳纖維金屬復合電子產品機身結構，包括招合金邊框I與位于所述鋁合金邊框I內側、與所述鋁合金邊框I一體復合的碳纖維中框板2，所述鋁合金邊框I具有經表面腐蝕處理形成的微孔結構(未圖示)，所述碳纖維中框板2與所述鋁合金邊框I的具有所述微孔結構的表面相結合，經熱壓固化成型為一體。
[0017]在優選的實施例中，鋁合金邊框I上的微孔的孔徑為20?100納米，所述微孔均勻分布在招合金邊框I的表面。
[0018]在優選的實施例中，所述碳纖維中框板2是由交錯鋪疊于所述鋁合金邊框I內側的碳纖維布經3D塑型和熱壓固化處理而形成的碳纖維結構。
[0019]在一種較佳實施例中，碳纖維中框板2的厚度為0.5mm。
[0020]參閱圖1和圖2，還提供了一種碳纖維金屬復合電子產品機身結構的制作方法，包括以下步驟:
[0021]S1、準備鋁合金邊框I;
[0022]S2、對所述鋁合金邊框I進行表面腐蝕處理從而在所述鋁合金邊框I的表面形成微孔結構；
[0023]S3、將碳纖維布放置在所述鋁合金邊框I內側，對所述碳纖維布進行3D塑型和熱壓固化處理，處理后形成與所述鋁合金邊框I結合為一體的碳纖維中框板2，其中所述鋁合金邊框I通過具有所述微孔結構的表面與所述碳纖維中框板2結合。
[0024]在優選的實施例中，步驟S2中，所述表面腐蝕處理包括電化學腐蝕處理。在更優選的實施例中，所述電化學腐蝕處理米用0.5?2mol/L的鹽酸、0.5?1.011101凡的硫酸、0.5?1.0mol/L的磷酸混合液作為電解液。
[0025]在更優選的實施例中，步驟S2包括:將所述鋁合金邊框I放入質量濃度為2%?10%的氫氧化鈉溶液中，水浴加熱2?5分鐘，清洗后，放入I %?10%硝酸溶液中，浸泡3?1分鐘，再次清洗后，放入到電解槽中，槽中盛入0.5?2mo I /L的鹽酸、0.5?1.0mo I /L的硫酸、0.5?1.0mol/L的磷酸混合液作為電解液，并加入了適量的緩蝕劑，以所述鋁合金邊框I作為陽極，以電解槽中石墨作為陰極，直流電解20?40 s，電流密度控制在0.1O?0.30A/cm2，槽液溫度控制在30?50°C;處理完之后浸入丙酮液5?10s，之后洗凈并烘干。
[0026]在優選的實施例中，步驟S3包括:將碳纖維預浸布裁切成預定尺寸，再將裁切好的碳纖維布鋪疊于所述鋁合金邊框I內側，以用于形成所述碳纖維中框板2。
[0027]在優選的實施例中，步驟S3還包括:將鋪疊好的碳纖維布與所述鋁合金邊框I放入3D塑型模具內，塑型30?60s，然后轉換到熱壓成型機中進行熱壓固化，固化溫度為135?150°C，壓力40?60kg，固化10?15min，然后冷卻，得到鋁合金邊框I與碳纖維中框板2—體成型的復合結構。
[0028]在優選的實施例中，步驟S3之后還包括:對成型結構進行打磨去除碳纖維預浸布成型后溢出的環氧樹脂。
[0029]在具體實施例中，鋁合金邊框I制備時，可先將鋁擠材料線切割固定尺寸的鋁板，再使用CNC機床銑削內腔，然后經過精加工處理，得到鋁合金邊框產品。在鋁合金邊框I上進行微孔處理時，可將鋁合金邊框I產品先置于清洗液中處理，再經過酸液和堿液中進行化學表面處理，然后置于化學腐蝕液中進行微孔處理，從而得到具有一定微孔結構的鋁合金邊框1，微孔的孔徑為20?100納米，均勻分布在鋁合金邊框I表面。在鋁合金邊框I與碳纖維中框板2—體復合時，可將具有微孔結構的鋁合金邊框I置于3D塑型模具中，將準備好的碳纖維布交錯鋪疊與鋁合金邊框中間，然后進行3D塑型，接著再放入熱壓固化中進行熱壓固化成型，取出后，進行相應的表面處理即得到鋁合金碳纖維復合中框產品。
[0030]將鋁合金邊框I與碳纖維復合成一個整體的中框，利用碳纖維復合材料具有輕而強、輕而剛、耐腐蝕、耐疲勞、結構尺寸穩定性好，不僅能增加中框的硬度，提高中框結構的抗壓能力，還降低了中框的重量，且不會影響中框的整體性能和金屬質感效果，其質量相比全鋁合金中框可減輕10%，強度可增加30%，抗壓能力可增加20%，而且中框板2的抗壓性對于非破壞性的壓力可以起自我修復作用。
[0031 ] 制作實例
[0032]鋁合金邊框的制備
[0033]將鋁或鋁合金鋁擠固定在夾具上，用線切割切割出160mm*80mm*10mm的鋁合金板，然后將該鋁合金板裝入CNC機臺中粗銑內腔和定位柱，然后用夾具固定住邊框，精加工內腔結構。加工完之后取出用油污清洗機清洗鋁合金邊框，去除油污，然后用去離子水清洗干凈，在烤箱中烘干即可。
[0034]鋁合金邊框微孔處理
[0035]先將上述鋁合金邊框放入2%?10%氫氧化鈉溶液中，40°C水浴加熱2?5分鐘中，然后用去離子水清洗干凈;然后將放入1%?10%硝酸溶液中，浸泡3?10分鐘，浸泡完之后同樣用去離子水清洗;接著將邊框放入到電解槽中，槽中盛入0.5?2mo I/L的鹽酸、0.5?
1.0 m OI / L的硫酸、0.5?1.0 m OI / L的磷酸混合液作為電解液，并加入了一定的緩蝕劑，以邊框作為陽極，電解槽中石墨作為陰極，直流電解20?40 s，電流密度控制在0.1O?0.30A/cm2，槽液溫度控制在40°C;然后取出浸入丙酮5?10s，接著用去離子水洗凈并烘干即可。
[0036]鋁合金邊框和碳纖維一體復合
[0037]將微孔處理的邊框裝入到3D塑型模具中，定位固定，然后將的碳纖維預浸布裁切成140mm*80mm，再將裁切好的碳纖維布根據需求鋪疊于邊框內側，并放入3D塑型模具內進行內腔結構塑型，塑型30?60s，然后轉換到熱壓成型機中熱壓固化，固化溫度為135?150°C，壓力40?60kg，固化1?15mi η，冷卻模具至室溫，取出模具里面的產品就得到一體產品，然后再進行內框結構精細打磨去除成型溢出的環氧樹脂，即可得到鋁合金邊框和碳纖維一體復合邊框。
[0038]經過實測，由上述實例得到的碳纖維金屬復合機身結構重量為63g，比起同種規格但整體采用鋁合金中框的機身結構重量(70g)大約減輕7g，其中碳纖維中框板的抗壓強度比鋁合金中框的抗壓強度(6.5MP力)增大2MP。
[0039]以上內容是結合具體/優選的實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，其還可以對這些已描述的實施方式做出若干替代或變型，而這些替代或變型方式都應當視為屬于本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種碳纖維金屬復合電子產品機身結構，其特征在于，包括鋁合金邊框與位于所述鋁合金邊框內側、與所述鋁合金邊框一體復合的碳纖維中框板，所述鋁合金邊框具有經表面腐蝕處理形成的微孔結構，所述碳纖維中框板與所述鋁合金邊框的具有所述微孔結構的表面相結合而成型為一體。2.如權利要求1所述的碳纖維金屬復合電子產品機身結構，其特征在于，所述微孔的孔徑為20?100納米，所述微孔均勻分布在所述鋁合金邊框的表面。3.如權利要求1或2所述的碳纖維金屬復合電子產品機身結構，其特征在于，所述碳纖維中框板是由交錯鋪疊于所述鋁合金邊框內側的碳纖維布經3D塑型和熱壓固化處理而形成的碳纖維結構。4.如權利要求1或2所述的碳纖維金屬復合電子產品機身結構，其特征在于，所述碳纖維中框板的厚度為0.5mm。
【文檔編號】C25F3/04GK205529133SQ201620078219
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月26日
【發明人】韓靜, 黃啟忠, 杜勇, 雷霆, 謝志勇, 陳建勛, 王長明, 謝守德
【申請人】東莞勁勝精密組件股份有限公司