一种碳纤维陶瓷复合材料的电子产品框体结构的制作方法

本实用新型涉及一种碳纤维陶瓷复合材料的电子产品框体结构。

背景技术：

随着电子3C产品和家用电器的多样化发展，市场对外观的需求变得越来越多样化，手机材质也经历了天翻地覆的变化，传统的金属和塑胶设计已经司空见惯，电子产品进入了工艺设计的高层次阶段。陶瓷材质既有金属的质感又有玻璃的镜面光泽，仅次于钻石的超高硬度和耐磨性能，表面有一种特殊的冰冷的触感和奢华的珠宝感，而在外观设计上，陶瓷材质也是可以抛光、拉丝和激光雕刻。另外，陶瓷有良好的电性能，不会影响射频功能，可以大大提高手机的信号性能，同时陶瓷还有着良好的耐磨、亲肤、气密性好、抗菌功能和防指纹功能，因此陶瓷应用在电子产品外观设计方面是当前的趋势。然而，由于陶瓷材质是刚性材料，且经过烧结成型后会有所收缩，不易机械加工，故陶瓷外观件在装配上存在困难，难以实现精密装配。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种碳纤维陶瓷复合材料的电子产品框体结构，解决目前陶瓷作为框体结构不易机械加工，装配上存在困难，难以实现精密装配等问题。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种碳纤维陶瓷复合材料的电子产品框体结构，包括陶瓷边框和位于所述陶瓷边框的内侧、与所述陶瓷边框一体复合的碳纤维中框板。

进一步地：

所述碳纤维中框板是由交错铺叠于所述陶瓷边框内侧的碳纤维布经3D塑型和热压固化处理而形成的碳纤维结构。

所述碳纤维布为复合有环氧树脂的碳纤维预浸布。

所述碳纤维中框板的厚度为0.4～0.6mm。

所述碳纤维中框板的厚度为0.5mm。

所述碳纤维中框板上开设有结构件装配槽。

所述电子产品框体结构为手机的框体结构。

本实用新型的有益效果：

本实用新型采用陶瓷边框和碳纤维中框板复合成型的框体结构，解决了电子产品中框采用陶瓷材料时陶瓷收缩对产品装配的影响，且易于进行后加工处理，能够满足陶瓷件与结构件装配上的需求，并能实现精密装配。

陶瓷材质既有金属的质感又有玻璃的镜面光泽，仅次于钻石的超高硬度和耐磨性能，表面有一种特殊的冰冷的触感和奢华的珠宝感，而在外观设计上，陶瓷材质也是可以抛光、拉丝和激光雕刻。另外，陶瓷有良好的电性能，不会影响射频功能，可以大大提高手机的信号性能，同时陶瓷还有着良好的耐磨、亲肤、气密性好、抗菌功能和防指纹功能。

本实用新型既利用了陶瓷的金属质感和有玻璃的镜面光泽性能，又综合了碳纤维复合材料轻质，高强高模，易加工等特性，使得整个中框消除了陶瓷收缩对装配的影响，既满足陶瓷件与结构件装配上的需求，又可以进行后加工处理，还能获得陶瓷材质的金属质感和玻璃镜面光泽，以及碳纤维轻质的优点。

附图说明

图1a为本实用新型一种实施例中的陶瓷边框立体示意图。

图1b为本实用新型一种实施例中的陶瓷边框剖面图。

图2a为本实用新型一种实施例的框体结构立体示意图，其中碳纤维中框板与陶瓷边框结合为一体。

图2b为本实用新型一种实施例的框体结构剖面图，其中碳纤维中框板与陶瓷边框结合为一体。

图3为本实用新型一个具体实例的电子产品框体结构立体示意图，复合框体经过了后处理加工。

具体实施方式

以下对本实用新型的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本实用新型的范围及其应用。

参阅图1a至图3，在一种实施例中，一种碳纤维陶瓷复合材料的电子产品框体结构，包括陶瓷边框1和位于所述陶瓷边框1的内侧、与所述陶 瓷边框1一体复合的碳纤维中框板2。典型地来说，所述电子产品框体结构可以是(但不限于)手机的框体结构。

在优选的实施例中，所述碳纤维中框板2是由交错铺叠于所述陶瓷边框1内侧的碳纤维布经3D塑型和热压固化处理而形成的碳纤维结构。

较佳地，所述碳纤维布为复合有环氧树脂的碳纤维预浸布。

优选地，所述碳纤维中框板2的厚度为0.4～0.6mm。更优选地，所述碳纤维中框板2的厚度为0.5mm。

优选地，所述碳纤维中框板2上开设有结构件装配槽。

参阅图1a至图3，一种碳纤维陶瓷复合材料的电子产品框体结构的制作方法，包括以下步骤：

S1、准备陶瓷边框1；

S2、将碳纤维布放置在所述陶瓷边框1内侧，对所述碳纤维布进行3D塑型和热压固化处理，处理后形成与所述陶瓷边框1结合为一体的碳纤维中框板2。

较佳地，所述碳纤维布为复合有环氧树脂的碳纤维预浸布。

在优选的实施例中，步骤S2包括：将碳纤维预浸布裁切成预定尺寸，再将裁切好的碳纤维布铺叠于所述陶瓷边框1内侧，以用于形成所述碳纤维中框板2。

在更优选的实施例中，步骤S2还包括：将铺叠好的碳纤维预浸布与所述陶瓷边框1放入3D塑型模具内，塑型30～60s，然后转换到热压成型机中进行热压固化，固化温度为135～150℃，压力为40～60kg，固化10～15min，然后冷却。

在优选的实施例中，在步骤S2之后还包括：对成型结构进行打磨去除碳纤维预浸布成型为所述碳纤维中框板2后溢出的环氧树脂。

在优选的实施例中，步骤S1包括：将陶瓷原料放入到球磨罐中球磨均匀，倒出混合料，烘干除去水分，接着放入成型模具中冷等静压成型制成陶瓷坯体，接下来在600℃～1200℃温度下烧结8～10h，然后在1200℃～1500℃温度下烧结6～8h，得到所述陶瓷边框1。

在一些实施例中，所述陶瓷原料可以是包括氧化锆、氧化钇、三氧化二铁和粘结剂的混合料，也可以是包括氧化锆、氧化钇、氧化钕和粘结剂的混合料，还可以是包括氧化锆、氧化钇、氧化铒和粘结剂的混合料。

实施例的电子产品框体结构是通过陶瓷与碳纤维复合制备而来，制作 过程具体可包括：一、陶瓷边框的制备；二、陶瓷边框和碳纤维中框一体复合；三、复合框体后加工处理。

陶瓷边框制备：先将陶瓷基体原料、稳定剂、着色剂和粘结剂混合，混合后制成陶瓷坯体，然后对坯体进行烧结处理，即得到陶瓷边框。

陶瓷边框和碳纤维中框一体复合：将陶瓷边框置于精密模具中，将准备好的碳纤维布交错铺叠于陶瓷边框中间，然后进行3D塑型，接着再热压固化成型，取出进行后进行相应的表面处理即得到陶瓷碳纤维复合框体产品。

复合框体后处理加工：将整个中框放入CNC机台中铣削结构件装配槽，之后再对边框边缘拉丝或者抛光，即得到具有可装配和装饰效果的复合框体。

本实用新型既获得了陶瓷的金属质感和玻璃的镜面光泽性能，又综合了碳纤维复合材料轻质，高强高模，易加工等特性，使得整个框体外观高档，重量轻，又能与结构件精密装配。

制作例1

采用的材料和设备包括：氧化锆，氧化钇，三氧化二铁，粘结剂PVA1788，陶瓷球磨机，成型模具，碳纤维预浸布(选用日本TORAY碳纤维预浸布)，裁剪机，3D塑型模具，热压成型机，CNC机台，陶瓷水磨拉丝机。

陶瓷边框的制备

将陶瓷基体原料氧化锆，氧化钇，三氧化二铁和粘结剂混合形成混合料，然后放入到球磨罐中球磨均匀，倒出混合料，烘干1h除去水分，接着放入成型模具中冷等静压成型制成陶瓷坯体，接下来在600℃～1200℃温度下烧结8～10h，然后在1200℃～1500℃温度下烧结6～8h，即可得到棕色的陶瓷边框制品。

陶瓷边框和碳纤维中框一体复合

将陶瓷边框装入到3D塑型模具中，定位固定，然后将碳纤维预浸布裁切成一定尺寸大小，根据需求铺叠于陶瓷边框内侧，并进行内腔结构塑型，塑型30～60s，然后转换到热压成型机中热压固化，固化温度为135℃～150℃，压力40～60kg，固化10～15min，冷却模具至室温，取出模具里面的产品就得到一体产品，然后再进行内框结构精细打磨去除成型溢出的环氧树脂，即可得到陶瓷碳纤维一体复合框体。

复合框体后处理加工

将陶瓷碳纤维复合框体放到CNC机台的治具上，定位固定，然后调节铣槽程式铣削结构件装配槽，铣削完装配槽之后，然后将复合框体装入到陶瓷拉丝机夹具上，对边框外缘进行拉丝处理，即可得到可以装饰和装配效果的陶瓷碳纤维一体复合边框。

制作例2

采用的材料和设备包括：氧化锆，氧化钇，氧化钕，粘结剂PVA0588，陶瓷球磨机，成型模具，碳纤维预浸布(选用日本TORAY碳纤维预浸布)，裁剪机，3D塑型模具，热压成型机，CNC机台，抛光机。

陶瓷边框的制备

将陶瓷基体原料氧化锆，氧化钇，氧化钕和粘结剂混合形成混合料，然后放入到球磨罐中球磨均匀，倒出混合料，烘干1h除去水分，接着放入成型模具中冷等静压成型制成陶瓷坯体，接下来在600℃～1200℃温度下烧结8～10h，然后在1200℃～1500℃温度下烧结6～8h，即可得到紫色的陶瓷边框制品。

陶瓷边框和碳纤维中框一体复合

将陶瓷边框装入到3D塑型模具中，定位固定，然后将碳纤维预浸布裁切成一定尺寸大小，根据需求铺叠于陶瓷边框内侧，并进行内腔结构塑型，塑型30～60s，然后转换到热压成型机中热压固化，固化温度为135℃～150℃，压力40～60kg，固化10～15min，冷却模具至室温，取出模具里面的产品就得到一体产品，然后再进行内框结构精细打磨去除成型溢出的环氧树脂，即可得到陶瓷碳纤维一体复合框体。

复合框体后处理加工

将陶瓷碳纤维复合框体放到CNC机台的治具上，定位固定，然后调节铣槽程式铣削结构件装配槽，铣削完装配槽之后，然后将复合框体装入到陶瓷抛光夹具上，对边框外缘进行抛光处理，即可得到可以装饰和装配效果的陶瓷碳纤维一体复合边框。

制作例3

采用的材料和设备包括：氧化锆，氧化钇，氧化铒，粘结剂PVA2499，陶瓷球磨机，成型模具，碳纤维预浸布(选用日本TORAY碳纤维预浸布)，裁剪机，3D塑型模具，热压成型机，CNC机台，陶瓷抛光机。

陶瓷边框的制备

将陶瓷基体原料氧化锆，氧化钇，氧化铒和粘结剂混合形成混合料，然后放入到球磨罐中球磨均匀，倒出混合料，烘干1h除去水分，接着放入成型模具中冷等静压成型制成陶瓷坯体，接下来在600℃～1200℃温度下烧结8～10h，然后在1200℃～1500℃温度下烧结6～8h，即可得到粉红色的陶瓷边框制品。

陶瓷边框和碳纤维中框一体复合

将陶瓷边框装入到3D塑型模具中，定位固定，然后将碳纤维预浸布裁切成一定尺寸大小，根据需求铺叠于陶瓷边框内侧，并进行内腔结构塑型，塑型30～60s，然后转换到热压成型机中热压固化，固化温度为135℃～150℃，压力40～60kg，固化10～15min，冷却模具至室温，取出模具里面的产品就得到一体产品，然后再进行内框结构精细打磨去除成型溢出的环氧树脂，即可得到陶瓷碳纤维一体复合框体。

复合框体后处理加工

将陶瓷碳纤维复合框体放到CNC机台的治具上，定位固定，然后调节铣槽程式铣削结构件装配槽，铣削完装配槽之后，然后将复合框体装入到陶瓷抛光夹具上，对边框外缘进行抛光处理，即可得到可以装饰和装配效果的陶瓷碳纤维一体复合边框。

以上内容是结合具体/优选的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本实用新型的保护范围。