本發(fā)明涉及一種不銹鋼碳纖維復(fù)合材料手機(jī)框架及其制作方法。

背景技術(shù)：

隨著電子3C產(chǎn)品的多樣化發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)外觀的需求變得越來(lái)越多樣化，手機(jī)材質(zhì)也經(jīng)歷了天翻地覆的變化，傳統(tǒng)的金屬材料在手機(jī)上的應(yīng)用不僅能夠增加質(zhì)感，還能夠提升手機(jī)檔次。目前用金屬來(lái)打造手機(jī)的框架，在機(jī)身強(qiáng)度和導(dǎo)熱方面比塑膠更有優(yōu)勢(shì)，但是金屬材料本身也有它的不足之處，比如金屬的質(zhì)量大會(huì)增加機(jī)身的重量，另外，金屬的加工難度高，機(jī)身結(jié)構(gòu)件的加工工序長(zhǎng)，從而加工成本很高，導(dǎo)致手機(jī)價(jià)位也高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種不銹鋼碳纖維復(fù)合材料手機(jī)框架及其制作方法，既具有金屬質(zhì)感特性，又具有質(zhì)量輕和強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)，加工方便，成本低。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種不銹鋼碳纖維復(fù)合材料手機(jī)框架，包括不銹鋼邊框和與所述不銹鋼邊框一體復(fù)合的碳纖維中框，所述碳纖維中框是由交錯(cuò)鋪疊于所述不銹鋼邊框中間的多塊碳纖維布經(jīng)3D塑型和熱壓固化成型的結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地：

所述不銹鋼邊框是由不銹鋼合金粉末和聚合物粉末的混合料經(jīng)3D打印得到不銹鋼邊框的坯體真空燒結(jié)而成。

所述混合料包括按重量份計(jì)90～100份的不銹鋼粉末和1～3份的聚丙烯酸或聚乙烯醇。

一種不銹鋼碳纖維復(fù)合材料手機(jī)框架的制作方法，其中將多塊碳纖維布交錯(cuò)鋪疊于所述不銹鋼邊框中間，并經(jīng)3D塑型和熱壓固化成型，形成與所述不銹鋼邊框一體復(fù)合的碳纖維中框。

進(jìn)一步地：

所述方法包括以下步驟：

S1、3D打印不銹鋼邊框：將不銹鋼合金粉末和聚合物粉末混合均勻得到的混合料，以3D打印機(jī)微噴射方法打印出不銹鋼邊框的坯體，然后再進(jìn)行真空燒結(jié)，得到不銹鋼邊框；

S2、不銹鋼邊框和碳纖維中框一體復(fù)合：將所述不銹鋼邊框置于模具中，將多塊碳纖維布交錯(cuò)鋪疊于所述不銹鋼邊框中間，然后進(jìn)行3D塑型，接著再熱壓固化成型，得到所述不銹鋼邊框與碳纖維中框一體復(fù)合的不銹鋼碳纖維復(fù)合材料手機(jī)框架。

所述混合料包括按重量份計(jì)90～100份的不銹鋼粉末和1～3份的聚丙烯酸或聚乙烯醇。

還包括以下步驟：

S3、復(fù)合中框后加工處理：將不銹鋼中框中的邊框進(jìn)行拉絲或者拋光，再進(jìn)行電鍍或者噴漆處理，即得到具有可裝配和裝飾效果的復(fù)合中框。

步驟S1包括：將98份不銹鋼粉末和2份聚丙烯酸形成混合料，或?qū)?8.5份不銹鋼粉末和1.5份聚乙烯醇形成混合料，然后放入到球磨罐中球磨均勻，倒出混合料，烘干除去水分，接著放入3D打印機(jī)內(nèi)，以微噴射方法打印手機(jī)邊框坯體，然后放入真空燒結(jié)爐內(nèi)真空燒結(jié)，燒結(jié)溫度600～1000度，燒結(jié)2～3h，得到不銹鋼邊框。

步驟S2包括：將不銹鋼邊框裝入到3D塑型模具中，將裁切好的多塊碳纖維預(yù)浸布鋪疊于不銹鋼邊框內(nèi)側(cè)，進(jìn)行內(nèi)腔結(jié)構(gòu)塑型，塑型時(shí)間為30～60s，然后轉(zhuǎn)移到熱壓成型機(jī)中熱壓固化，固化溫度為135～150℃，壓力為40～60kg，固化時(shí)間為10～15min，冷卻模具至室溫，得到不銹鋼碳纖維復(fù)合材料手機(jī)框架，優(yōu)選地，還再進(jìn)行內(nèi)框結(jié)構(gòu)精細(xì)打磨以去除熱壓成型時(shí)溢出的環(huán)氧樹(shù)脂。

步驟S3包括：將步驟S2得到的不銹鋼碳纖維復(fù)合材料手機(jī)框架裝入到拉絲機(jī)夾具上，對(duì)不銹鋼邊框外緣進(jìn)行拉絲處理，然后清洗干凈烘干；接著將陶瓷底漆和陶瓷面漆噴涂到不銹鋼邊框表面，100℃烘烤15～30min，然后冷卻到室溫，將防指紋油噴涂到表面，80℃烘烤5～10min；或者

將步驟S2得到的不銹鋼碳纖維復(fù)合材料手機(jī)框架裝入到拋光機(jī)夾具上，對(duì)不銹鋼邊框外緣進(jìn)行拋光處理，直到呈現(xiàn)鏡面效果，然后清洗干凈烘干；接著將產(chǎn)品放入真空鍍膜室內(nèi)，真空抽至2.0×10^-2～5.0×10^-2Pa，然后充入氬氣，流量保持在800～1300sccm，然后在電壓220～240V和電流60～65A下，將鍍金靶材鍍到產(chǎn)品表面，鍍膜時(shí)間15～25s。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明將多塊碳纖維布交錯(cuò)鋪疊于不銹鋼邊框中間，并經(jīng)3D塑型和熱壓固化成型，形成與不銹鋼邊框一體復(fù)合的碳纖維中框，所得到的不銹鋼碳纖維復(fù)合材料手機(jī)框架既具有不銹鋼的金屬質(zhì)感特性，又具有碳纖維質(zhì)量輕和強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)，顯著了機(jī)身的重量。優(yōu)選的方案中，采用3D打印技術(shù)一體成型不銹鋼邊框，尤其是不銹鋼粉末和聚丙烯酸或聚乙烯醇按照選定配比，利用3D打印機(jī)微噴射方法打印出不銹鋼邊框的坯體，再進(jìn)行真空燒結(jié)得到不銹鋼邊框，不僅顯著減少了加工金屬結(jié)構(gòu)的工序，工藝簡(jiǎn)化，加工方便，降低了加工成本，同時(shí)也有效地提高了框體的品質(zhì)，其質(zhì)輕，強(qiáng)度高，可靠耐用，金屬質(zhì)感好。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一種實(shí)施例中的不銹鋼邊框結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一種實(shí)施例的不銹鋼碳纖維復(fù)合材料手機(jī)框架結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說(shuō)明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。

參閱圖1和圖2，在一種實(shí)施例中，一種不銹鋼碳纖維復(fù)合材料手機(jī)框架，包括不銹鋼邊框1和與所述不銹鋼邊框1一體復(fù)合的碳纖維中框2，所述碳纖維中框2是由交錯(cuò)鋪疊于所述不銹鋼邊框1中間的多塊碳纖維布經(jīng)3D塑型和熱壓固化成型的結(jié)構(gòu)。

在優(yōu)選實(shí)施例中，所述不銹鋼邊框1是由不銹鋼合金粉末和聚合物粉末的混合料經(jīng)3D打印得到不銹鋼邊框的坯體真空燒結(jié)而成。

在更優(yōu)選實(shí)施例中，所述混合料包括按重量份計(jì)90～100份的不銹鋼粉末和1～3份的聚丙烯酸或聚乙烯醇。較佳例如98份不銹鋼粉末和2份聚丙烯酸，或98.5份不銹鋼粉末和1.5份聚乙烯醇。

在一些實(shí)施例中，不銹鋼邊框1的內(nèi)側(cè)形成有用于與手機(jī)內(nèi)部組件相配合的多個(gè)卡扣結(jié)構(gòu)3。

在一些實(shí)施例中，碳纖維中框2的上開(kāi)設(shè)有用于與手機(jī)內(nèi)部組件相配合的多個(gè)槽結(jié)構(gòu)4。

在另一種實(shí)施例中，一種不銹鋼碳纖維復(fù)合材料手機(jī)框架的制作方法，其中將多塊碳纖維布交錯(cuò)鋪疊于所述不銹鋼邊框1中間，并經(jīng)3D塑型和熱壓固化成型，形成與所述不銹鋼邊框1一體復(fù)合的碳纖維中框2。

在優(yōu)選實(shí)施例中，所述方法包括以下步驟：

S1、3D打印不銹鋼邊框1：將不銹鋼合金粉末和聚合物粉末混合均勻得到的混合料，以3D打印機(jī)微噴射方法打印出不銹鋼邊框的坯體，然后再進(jìn)行真空燒結(jié)，得到不銹鋼邊框1；

S2、不銹鋼邊框1和碳纖維中框2一體復(fù)合：將所述不銹鋼邊框1置于模具中，將多塊碳纖維布交錯(cuò)鋪疊于所述不銹鋼邊框1中間，然后進(jìn)行3D塑型，接著再熱壓固化成型，得到所述不銹鋼邊框1與碳纖維中框2一體復(fù)合的不銹鋼碳纖維復(fù)合材料手機(jī)框架。

在更優(yōu)選實(shí)施例中，所述混合料包括按重量份計(jì)90～100份的不銹鋼粉末和1～3份的聚丙烯酸或聚乙烯醇。

在更優(yōu)選實(shí)施例中，所述方法還包括以下步驟：

S3、復(fù)合中框后加工處理：將不銹鋼中框中的邊框進(jìn)行拉絲或者拋光，再進(jìn)行電鍍或者噴漆處理，即得到具有可裝配和裝飾效果的復(fù)合中框。

在更優(yōu)選實(shí)施例中，步驟S1包括：將98份不銹鋼粉末和2份聚丙烯酸形成混合料，或?qū)?8.5份不銹鋼粉末和1.5份聚乙烯醇形成混合料，然后放入到球磨罐中球磨均勻，倒出混合料，烘干除去水分，接著放入3D打印機(jī)內(nèi)，以微噴射方法打印手機(jī)邊框坯體，然后放入真空燒結(jié)爐內(nèi)真空燒結(jié)，燒結(jié)溫度600～1000度，燒結(jié)2～3h，得到不銹鋼邊框1。

在更優(yōu)選實(shí)施例中，步驟S2包括：將不銹鋼邊框1裝入到3D塑型模具中，將裁切好的多塊碳纖維預(yù)浸布鋪疊于不銹鋼邊框1內(nèi)側(cè)，進(jìn)行內(nèi)腔結(jié)構(gòu)塑型，塑型時(shí)間為30～60s，然后轉(zhuǎn)移到熱壓成型機(jī)中熱壓固化，固化溫度為135～150℃，壓力為40～60kg，固化時(shí)間為10～15min，冷卻模具至室溫，得到不銹鋼碳纖維復(fù)合材料手機(jī)框架，優(yōu)選地，還再進(jìn)行內(nèi)框結(jié)構(gòu)精細(xì)打磨以去除熱壓成型時(shí)溢出的環(huán)氧樹(shù)脂。

在更優(yōu)選實(shí)施例中，步驟S3包括：將步驟S2得到的不銹鋼碳纖維復(fù)合材料手機(jī)框架裝入到拉絲機(jī)夾具上，對(duì)不銹鋼邊框1外緣進(jìn)行拉絲處理，然后清洗干凈烘干；接著將陶瓷底漆和陶瓷面漆噴涂到不銹鋼邊框1表面，100℃烘烤15～30min，然后冷卻到室溫，將防指紋油噴涂到表面，80℃烘烤5～10min。

在更優(yōu)選實(shí)施例中，步驟S3包括：將步驟S2得到的不銹鋼碳纖維復(fù)合材料手機(jī)框架裝入到拋光機(jī)夾具上，對(duì)不銹鋼邊框1外緣進(jìn)行拋光處理，直到呈現(xiàn)鏡面效果，然后清洗干凈烘干；接著將產(chǎn)品放入真空鍍膜室內(nèi)，真空抽至2.0×10^-2～5.0×10^-2Pa，然后充入氬氣，流量保持在800～1300sccm，然后在電壓220～240V和電流60～65A下，將鍍金靶材鍍到產(chǎn)品表面，鍍膜時(shí)間15～25s。

實(shí)施例1

不銹鋼邊框的制備

將98份不銹鋼粉末和2份聚丙烯酸形成混合料，然后放入到球磨罐中球磨均勻，倒出混合料，烘干除去水分，接著放入3D打印機(jī)內(nèi)，開(kāi)啟3D打印機(jī)采用微噴射技術(shù)打印手機(jī)邊框坯體，然后放入真空燒結(jié)爐內(nèi)真空燒結(jié)，燒結(jié)溫度600～1000度，燒結(jié)2～3h，得到不銹鋼邊框制品。

不銹鋼邊框和碳纖維中框一體復(fù)合

將不銹鋼邊框裝入到3D塑型模具中，定位固定，然后將碳纖維預(yù)浸布裁切成一定尺寸大小，根據(jù)需求鋪疊于不銹鋼邊框內(nèi)側(cè)，并進(jìn)行內(nèi)腔結(jié)構(gòu)塑型，塑型30～60s，然后轉(zhuǎn)移到熱壓成型機(jī)中熱壓固化，固化溫度為℃135～150℃，壓力40～60kg，固化10～15min，冷卻模具至室溫，取出模具里面的產(chǎn)品就得到一體產(chǎn)品，然后再進(jìn)行內(nèi)框結(jié)構(gòu)精細(xì)打磨去除成型溢出的環(huán)氧樹(shù)脂，得到不銹鋼碳纖維一體復(fù)合中框。

復(fù)合中框后處理加工

將復(fù)合中框裝入到拋光機(jī)夾具上，固定好后對(duì)邊框外緣進(jìn)行拋光處理，直到呈現(xiàn)鏡面效果，然后清洗干凈烘干；接著將產(chǎn)品放入真空鍍膜室內(nèi)，真空抽至2.0×10^-2～5.0×10^-2Pa，然后充入氬氣，流量保持在800～1300sccm，然后在電壓220～240V和電流60～65A下，將鍍金靶材鍍到產(chǎn)品表面，鍍膜時(shí)間15～25s，鍍完后邊框外緣表面具有很光亮的黃金裝飾膜。

實(shí)施例2

不銹鋼邊框的制備

將98.5份不銹鋼粉末和1.5份聚乙烯醇形成混合料，然后放入到球磨罐中球磨均勻，倒出混合料，烘干除去水分，接著放入3D打印機(jī)內(nèi)，開(kāi)啟3D打印機(jī)采用微噴射技術(shù)打印手機(jī)邊框坯體，然后放入真空燒結(jié)爐內(nèi)真空燒結(jié)，燒結(jié)溫度600～1000度，燒結(jié)2～3h，即可得到不銹鋼邊框制品。

不銹鋼邊框和碳纖維中框一體復(fù)合

將不銹鋼邊框裝入到3D塑型模具中，定位固定，然后將碳纖維預(yù)浸布裁切成一定尺寸大小，根據(jù)需求鋪疊于不銹鋼邊框內(nèi)側(cè)，并進(jìn)行內(nèi)腔結(jié)構(gòu)塑型，塑型30～60s，然后轉(zhuǎn)移到熱壓成型機(jī)中熱壓固化，固化溫度為℃135～150℃，壓力40～60kg，固化10～15min，冷卻模具至室溫，取出模具里面的產(chǎn)品就得到一體產(chǎn)品，然后再進(jìn)行內(nèi)框結(jié)構(gòu)精細(xì)打磨去除成型溢出的環(huán)氧樹(shù)脂，得到不銹鋼碳纖維一體復(fù)合中框。

復(fù)合中框后處理加工

將復(fù)合中框裝入到拉絲機(jī)夾具上，固定好后對(duì)邊框外緣進(jìn)行拉絲處理，處理完后表面絲痕均勻整齊，然后清洗干凈烘干；接著將陶瓷底漆和陶瓷面漆噴涂到邊框表面，烘烤100度，時(shí)間15～30min，然后冷卻到室溫，將防指紋油噴涂到表面，80度烘烤5～10min，邊框外緣表面具有高品質(zhì)的陶瓷裝飾效果。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體/優(yōu)選的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，其還可以對(duì)這些已描述的實(shí)施方式做出若干替代或變型，而這些替代或變型方式都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。