电子设备、复合材料壳体及其制备方法与流程

本申请涉及智能电子设备，尤其涉及一种电子设备、复合材料壳体及其制备方法。

背景技术：

1、随着ar（augmented reality，增强现实）/vr（virtual reality，虚拟现实）技术的发展，元宇宙概念逐渐变得可能，在此基础上的产生的结构材料及成型工艺新需求具有巨大的想象空间。智能穿戴设备不仅需要具备普通穿戴设备重量轻、佩戴舒适等特性，也需要兼备通讯、信息传输等功能。目前，相关技术中智能穿戴设备的壳体大多数都是塑胶材质，塑胶材质的透波性良好，不影响信号传输，但是强度偏低，因此，为了满足强度需求，需要增加壳体厚度，但由此会带来重量上的增加，无法满足轻量化设计，不满足佩戴舒适性需求。就轻量化设计而言，碳纤维复合材料是目前较为理想的轻量化材料，且碳纤维复合材料自身的高强度和高模量还能提供同类产品相当的安全性和可靠性，实现功能集成与减重的双重目标。然而，碳纤维本身导电性好、介电系数高，从而导致碳纤维复合材料电磁屏蔽能力强，透波性差，干扰通讯。

技术实现思路

1、本申请的主要目的在于提供一种电子设备、复合材料壳体及其制备方法，旨在解决相关技术中智能穿戴设备的壳体难以同时满足轻量化、高强度和信号传输良好的要求的技术问题。

2、为实现上述目的，本申请提供一种复合材料壳体，所述复合材料壳体应用于电子设备，所述电子设备包括通信模组；所述复合材料壳体包括复合材料基体和透波部，所述透波部与所述通信模组对应设置；其中，所述复合材料基体的密度小于或等于1.5g/cm3，所述复合材料基体的弯曲强度大于或等于1.5gpa；所述透波部在9khz-40ghz下的电磁屏蔽效能小于或等于10db。

3、可选地，所述复合材料基体为热固性碳纤维复合材料；

4、和/或，所述透波部包括热固性玻璃纤维复合材料、热固性芳纶纤维复合材料以及塑胶中的一种。

5、可选地，所述热固性碳纤维复合材料中的纤维呈单层单向排列；

6、和/或，所述热固性玻璃纤维复合材料中的纤维呈单层单向排列；

7、和/或，所述热固性芳纶纤维复合材料中的纤维呈单层单向排列。

8、可选地，所述塑胶包括聚碳酸酯、聚丙烯、聚氨酯、聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料中的至少一种；

9、和/或，所述热固性玻璃纤维复合材料中的树脂包括环氧树脂；

10、和/或，所述热固性芳纶纤维复合材料中的树脂包括环氧树脂；

11、和/或，所述热固性碳纤维复合材料中的树脂包括环氧树脂。

12、可选地，所述复合材料壳体的厚度为0.2-0.6mm。

13、进一步地，本申请还提供一种复合材料壳体的制备方法，所述复合材料壳体的制备方法包括以下步骤：

14、将至少一层复合材料基体预浸料与至少一层透波部预浸料进行部分重叠交替铺层，形成第一预浸料块；

15、将所述第一预浸料块放置于模具中，合模，对所述第一预浸料块进行模压成型，得到所述复合材料壳体。

16、可选地，所述模压成型的模具温度为100-160℃，所述模压成型的压力为20-180kgf/cm2，所述模压成型的时间为0.5-5min。

17、进一步地，本申请还提供一种复合材料壳体的制备方法，所述复合材料壳体的制备方法包括以下步骤：

18、将至少一层复合材料基体预浸料进行铺层，形成第二预浸料块；

19、将所述第二预浸料块放置于模具中，合模，对所述第二预浸料块进行模压成型，得到复合材料基体；

20、在所述复合材料基体的连接区域涂覆底涂剂，将涂覆有底涂剂的复合材料基体放入注塑模具中，向所述注塑模具中注入塑胶原料，注塑成型所述透波部，得到所述复合材料壳体。

21、可选地，所述底涂剂包括环氧树脂类底涂剂、丙烯酸酯类底涂剂和聚氨酯类底涂剂中的至少一种；

22、和/或，所述注塑成型的螺杆温度为250-320℃，所述注塑成型的注射压力为50-200mpa，所述注塑成型的模具温度为80-120℃。

23、可选地，所述将涂覆有底涂剂的复合材料基体放入注塑模具中的步骤包括：

24、对涂覆有底涂剂的复合材料基体进行真空烘烤，将真空烘烤后的复合材料基体放入注塑模具中，其中，所述真空烘烤的烘烤温度为80-120℃，所述真空烘烤的烘烤时间为0.5-3h。

25、本申请还提供一种电子设备，所述电子设备包括如上所述的复合材料壳体。

26、本申请提供了一种电子设备、复合材料壳体及其制备方法，所述复合材料壳体应用于电子设备，所述电子设备包括通信模组；所述复合材料壳体包括复合材料基体和透波部，所述透波部与所述通信模组对应设置；其中，所述复合材料基体的密度小于或等于1.5g/cm3，所述复合材料基体的弯曲强度大于或等于1.5gpa；所述透波部在9khz-40ghz下的电磁屏蔽效能小于或等于10db。通过密度较小的复合材料基体，可以实现复合材料壳体的减重，实现轻量化的目的，并在与通信模组对应的位置设置电磁屏蔽效能较小的透波部，使得通信模组能够通过透波部流畅地与外界进行信号传输，避免复合材料基体的选材对通信模组造成电磁屏蔽，影响通信效果。这样，即使选用碳纤维加工复合材料基体，通信模组也能够通过透波部进行信号传输，故而不会影响电子设备的通信效果，因此克服了为了满足强度需求，需要增加壳体厚度，但由此会带来重量上的增加，无法满足轻量化设计，不满足佩戴舒适性需求，而碳纤维本身导电性好、介电系数高，从而导致碳纤维复合材料电磁屏蔽能力强，透波性差，从而存在干扰通讯的技术缺陷，本申请提供的复合材料壳体能够同时满足轻量化、高强度和信号传输良好的要求。

技术特征：

1.一种复合材料壳体，其特征在于，所述复合材料壳体应用于电子设备，所述电子设备包括通信模组；所述复合材料壳体包括复合材料基体和透波部，所述透波部与所述通信模组对应设置；其中，所述复合材料基体的密度小于或等于1.5g/cm3，所述复合材料基体的弯曲强度大于或等于1.5gpa；所述透波部在9khz-40ghz下的电磁屏蔽效能小于或等于10db。

2.如权利要求1所述的复合材料壳体，其特征在于，所述复合材料基体为热固性碳纤维复合材料；

3.如权利要求2所述的复合材料壳体，其特征在于，所述热固性碳纤维复合材料中的纤维呈单层单向排列；

4.如权利要求2所述的复合材料壳体，其特征在于，所述塑胶包括聚碳酸酯、聚丙烯、聚氨酯、聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料中的至少一种；

5.如权利要求1-4中任一项所述的复合材料壳体，其特征在于，所述复合材料壳体的厚度为0.2-0.6mm。

6.一种复合材料壳体的制备方法，其特征在于，所述复合材料壳体为如权利要求1-5中任一项所述的复合材料壳体，包括以下步骤：

7.如权利要求6所述的复合材料壳体的制备方法，其特征在于，所述模压成型的模具温度为100-160℃，所述模压成型的压力为20-180kgf/cm2，所述模压成型的时间为0.5-5min。

8.一种复合材料壳体的制备方法，其特征在于，所述复合材料壳体为如权利要求1-5中任一项所述的复合材料壳体，包括以下步骤：

9.如权利要求8所述的复合材料壳体的制备方法，其特征在于，所述底涂剂包括环氧树脂类底涂剂、丙烯酸酯类底涂剂和聚氨酯类底涂剂中的至少一种；

10.如权利要求8所述的复合材料壳体的制备方法，其特征在于，所述将涂覆有底涂剂的复合材料基体放入注塑模具中的步骤包括：

11.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1-5中任一项所述的复合材料壳体。

技术总结
本申请公开了一种电子设备、复合材料壳体及其制备方法，涉及智能电子设备技术领域，所述复合材料壳体应用于电子设备，所述电子设备包括通信模组；所述复合材料壳体包括复合材料基体和透波部，所述透波部与所述通信模组对应设置；其中，所述复合材料基体的密度小于或等于1.5g/cm<supgt;3</supgt;，所述复合材料基体的弯曲强度大于或等于1.5GPa；所述透波部在9KHz‑40GHz下的电磁屏蔽效能小于或等于10dB。本申请解决了相关技术中智能穿戴设备的壳体难以同时满足轻量化、高强度和信号传输良好的要求的技术问题。

技术研发人员：汤伟,高红荣,张羽,李忠军
受保护的技术使用者：歌尔股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16