CN104417012A - 立体纤维外壳的成型方法 - Google Patents

Abstract

一种立体纤维外壳的成型方法，是将至少两片已硬化的纤维板上下粘贴之后，将该至少两片已硬化的纤维板放置于一模具上，再予以加热、加压成型；其中，上述任一片纤维板是由将至少一层纤维片预浸树脂之后，经加热、加压以使树脂硬化后而成型的薄板。借此，经过至少两片已硬化的纤维板的组合，即可达到预定的强度，而由于至少两片已硬化的纤维板在加热、加压时能相对变形并组合成一体，即可成型为一立体纤维外壳。

Description

立体纤维外壳的成型方法

技术领域

本发明是有关于一种立体纤维外壳的成型方法，尤指一种可快速成型、大量制造、可使成型后的立体纤维外壳具有足够的强度，且能够有效减重与降低成本的立体纤维外壳的成型方法。

背景技术

目前市面上常见的产品外壳，例如：3C产品外壳，大多是以塑料或金属材料一体成型，在制成一壳体之后，再以喷涂、印刷或溅镀等方式，于壳体的表面形成一装饰膜，以供套接于3C产品的外表面，使达到保护的功能。

为了让成型之后的外壳具有足够的强度，并减轻重量，也有将金属片与塑料结合为一体，以制成产品外壳的技术。然而，利用上述方式所成型的产品外壳，由于金属与塑料二者的材质并不相同，虽然可借助粘贴的方式结合，但二者之间的结合力量并不稳固，容易在长久使用之后，因胶剂的粘着力减弱而分离，且重量无法大幅减轻。

进一步的技术，也有以数层预浸树脂的纤维片重叠，或将树脂加入数层重叠的纤维片内，再予以加温、加压以使一体硬化成型的方式，其由于将树脂一次加入数层重叠的纤维片内，且纤维材质相近或相同，因此，可让各纤维片在同时硬化之后，让纤维外壳具有足够的强度，并克服因不同材质之间粘着力减弱而分离的问题。

发明内容

只是，在上述纤维外壳的成型过程中，仍有下列问题的产生：1.对于多片重叠且尚未硬化的的纤维片而言，当没有足够的树脂渗入各纤维片的各纤维之间的间隙内时，由于各纤维之间的整体间隙空间太大，也即单位体积内的孔隙率过高，纵然予以加温、加压以使硬化，仍会有强度不足或表面孔洞太多的问题。2.为了让纤维外壳具有足够的强度，在成型过程中，即需要利用抽真空或直接加压的方式让树脂因受压而慢慢渗入重叠的各个纤维片之中，如此一来，要成型一个纤维外壳的时间，目前约需要10~90分钟，其成型时间太久，尚无法符合大量且快速制造的需求。

有鉴于此，为了提供一种有别于现有技术的成型方法，并改善上述的缺点，发明人积多年的经验及不断的研发改进，遂有本发明的产生。

本发明的一目的在于提供一种能快速成型，以达到大量制造需求的立体纤维外壳的成型方法。

本发明的又一目的在于提供一种能突破传统纤维外壳的成型方式，使在快速成型之后，仍能确保产品强度，且能有效减重的立体纤维外壳的成型方法。

为达上述的目的，本发明所设的一种立体纤维外壳的成型方法，包括下列步骤： a.提供至少两片已硬化的纤维板，其中任意一片纤维板是由将至少一层纤维片预浸树脂之后，经加热、加压以使树脂硬化后而成型的薄板； b.粘贴上述至少两片已硬化的纤维板；以及c.加热上述至少两片已硬化的纤维板，再于一模具上加压以成型为立体纤维外壳。

实施时，本发明在a步骤之前还包括一纤维板成型步骤：在至少一层纤维片上预浸树脂，再将所述纤维片上下分隔，再加热、加压使树脂硬化，冷却以成型数个上下独立且已硬化的纤维板。

实施时，所述至少两片已硬化的纤维板的其中任意一片纤维板的孔隙率在15%以下。

实施时，所述至少两片已硬化的纤维板的其中任意一片纤维板的厚度在1mm以下。

实施时，本发明在b步骤之前还包括一步骤：将一电路板夹置于该两层已硬化的纤维板之间。

实施时，本发明在b步骤之前还包括一步骤：在该两层已硬化的纤维板的其中一层已硬化的纤维板上形成至少一个孔洞，再将至少一个固定件的头部埋设于该两层已硬化的纤维板之间，所述固定件的头部向下延伸出一个固定部，同时让所述固定件的固定部由该孔洞向外穿出。

为进一步了解本发明，以下举较佳的实施例，配合附图、图号，将本发明的具体构成内容及其所达成的功效详细说明如下。

附图说明

图1为本发明的第一实施例的步骤流程图。

图2为本发明在成型数个纤维板时的立体外观示意图。

图3为本发明的两片纤维板相对滑动以成型为立体纤维外壳时的剖面示意图。

图4为依本发明的第二实施例的方法成型为一外壳时的组合剖面示意图。

图5为依本发明的第三实施例的方法成型为一外壳时的组合剖面示意图。

【符号说明】  

纤维板1、1’                       孔洞11

隔板2                                     模具3

粘胶4                                     立体纤维外壳5

电路板6                                       固定件7

头部71                                   固定部72。

具体实施方式

本发明为一种立体纤维外壳的成型方法。其中，该立体纤维外壳界定为一个非平板状的纤维外壳，也即，可以在成型之后形成一容置空间，也可以在成型之后弯曲为弧形或其他非平板的造型。例如：该立体纤维外壳包括一长方形底板及至少两个由底板的周缘向下延伸的侧板，以供做为3C产品的外壳或行李箱使用；该立体纤维外壳也可具有弧形曲面，以做为引擎盖钣金件之类的车辆元件或运动滑板之类的运动器材使用，该立体纤维外壳也可做成管状。

而该成型方法包括下列步骤：a.提供至少两片已硬化的纤维板，其中任一片纤维板是由将至少一层纤维片预浸树脂之后，经加热、加压以使树脂硬化后而成型的薄板；b.粘贴上述至少两片已硬化的纤维板；以及c.加热上述至少两片已硬化的纤维板，再于一模具上加压以成型为一立体纤维外壳。

请参阅图1所示，其为本发明立体纤维外壳的成型方法的第一实施例，包括下列步骤：

a.提供两片已硬化的纤维板； 

b.以粘胶粘贴上述两片已硬化的纤维板；以及

c.加热上述两片已硬化的纤维板，再于一模具上加压以成型为一立体纤维外壳。

其中，步骤a之前还包括一纤维板成型步骤，如图2所示，在数个纤维片上预浸树脂，将该等纤维片以隔板2上下分隔，再加热、加压使树脂硬化，冷却后以成型数个上下独立且已硬化的纤维板1。实施时，该等隔板2也可分别以隔离膜或离型纸取代。

在步骤b中，取用两片形状大小相同且已硬化的纤维板（1、1’），实施时，该两片已硬化的纤维板（1、1’）的形状大小也可不同，或是两片已硬化的纤维板（1、1’）的其中一片或两片的板面上设有穿孔或缺口。

上述任一片纤维板（1、1’）是由纤维片预浸树脂之后，经加热、加压以使树脂硬化后而成。该树脂较佳为不饱和聚酯树脂、环氧树脂、乙烯酯树脂、酚醛树脂、聚安基甲酸脂、马来酰亚胺树脂或氰酸酯树脂之类的热固性树脂，而该纤维片是由数条玻璃纤维，或由数条碳纤维、石英纤维、尼龙纤维、棉纱纤维或克维拉纤维等人造纤维混编或单向纤维组合而成。

上述纤维板（1、1’）硬化之后，任一片纤维板（1、1’）的厚度较佳是在0.6mm以下；任一片纤维板（1、1’）的孔隙率在15%以下。其中，该孔隙率界定为：在一单位体积中，各纤维之间的间隙空间占该单位体积的百分率。其中，将纤维板（1、1’）成型为薄板，一方面可以让树脂轻易的渗入纤维片的各纤维之间，以节省成型薄板的时间，而由于其硬化后的纤维板（1、1’）较薄，加热时可以很快变形，弯曲时较不易断裂或分层，且经加压之后可快速成型；另一方面，树脂可以轻易的渗入纤维片的各纤维之间，以将纤维板（1、1’）的孔隙率控制在15%以下，而由于孔隙率小，则其单片纤维板（1、1’）的表面孔洞较少、外观佳，且可使单一纤维板（1、1’）在硬化成型之后，具有足够的单位强度。

而如图3所示，步骤c中的模具3为一具有凸出模块的公模，实施时，该模具3也可为一具有模穴的母模；而其加压方式是以机械方式直接加压，或以高压气体加压成型。当两片已硬化的纤维板（1、1’）以粘胶4相互粘贴，并放置于模具3上，再予以加热、加压时，由于粘胶4并未立即硬化，而已硬化的纤维板（1、1’）呈平面薄板的形状，尚有变形的空间，因此，即可使纤维板（1、1’）在变形过程中，同时让两片纤维板（1、1’）相对滑动与再粘结，以成型为一立体纤维外壳5。实施时，该等纤维板（1、1’）也可先行预热，再置入模具3内予以加压成型。

请参阅图4所示，其为依本发明的第二实施例的方法成型为一立体纤维外壳5时的组合剖面示意图，在步骤b之前还包括一夹置电路板6的步骤，其中，该电路板6为一薄板，供夹置于该两层已硬化的纤维板（1、1’）之间。实施时，该电路板6也可为直接制作形成于一已硬化的纤维板（1、1’）的板面上的电路层，或是在一纤维板1’的板面上开孔，再将电路板1粘贴于另一纤维板1上，并容置于该开孔内。

请参阅图5所示，为依本发明的第三实施例的方法成型为一立体纤维外壳6时的组合剖面示意图，其还包括一步骤，在步骤b之前，于该两层已硬化的纤维板（1、1’）的其中一层已硬化的纤维板1’上形成至少一孔洞11，再将至少一固定件7的头部71埋设于该两层已硬化的纤维板（1、1’）之间，该固定件7的头部71向下延伸一固定部72，同时让该固定件7的固定部72由该孔洞11向外穿出，以连结于一产品的外表面上。

因此，本发明具有以下的优点：

1、本发明所使用的纤维板可先以堆叠之后再平压的方式一次成型很多片，如此一来，即可在一次成型的过程中，取得多量且已硬化的纤维板，而利用任两片已硬化的纤维板粘贴之后，再予以加温加压成型，其成型的时间约在数分钟内，甚至1分钟之内即可完成，因此，使用本发明的方法，能将原先模压成型制程的时间大幅缩短，以达到大量制造的需求，并降低生产成本。

2、本发明所使用的纤维板较薄具有可挠的特性，在加热、加压时可很快的变形，模压成型时不易破裂，且由于为纤维及热固性树脂硬化而成，也具有相当的强度，因此，在两片纤维板加热、加压粘合之后，不但能有效达到防护的效果、确保产品的强度、且能有效减轻重量以符合使用者携带及操作方便上的需求。

3、在传统纤维外壳的成型方式中，一般的认知为热固性树脂硬化之后刚性高，而如强制受力即会破损，因此采用一次成型的方式。然而，本发明能突破纤维外壳的传统成型观念，将薄片状且已硬化的纤维板上胶粘合之后，予以再次加温、加压，使产生再一次的形状变化与结合。其中，因硬化纤维板制成薄片加热时间很短即会软化，成型弯曲时不用很大压力，层与层间又有粘胶的滑动与再结合, 原硬化的纤维薄板不会因而脆化，因此形成立体纤维外壳仍具高刚性，如此一来，整体纤维外壳不仅具高刚性且有很好的韧性，可改善热固性复合材料韧性较差的缺点，因此，本发明将复合材料钣金化的二次施工方式不但是在观念上有所突破，在实质效益上也大幅增进。

综上所述，依上文所揭示的内容，本发明确可达到预期的目的，提供一种不仅可快速成型、大量制造、可使成型后具有足够的强度、且能有效减重的立体纤维外壳的成型方法，极具产业上利用的价值。

只是以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施范围；因此，凡依本发明申请文件内容所作的简单的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (7)

1.一种立体纤维外壳的成型方法，其特征在于，包括： 

a.提供至少两片已硬化的纤维板，其中任意一片纤维板是由将至少一层纤维片预浸树脂之后，经加热、加压以使树脂硬化后而成型的薄板； 

b.粘贴上述至少两片已硬化的纤维板；以及

c.加热上述至少两片已硬化的纤维板，再于一个模具上加压以成型为立体纤维外壳。

2.如权利要求1所述的立体纤维外壳的成型方法，其特征在于，在a步骤之前还包括一纤维板成型步骤：在数个纤维片上预浸树脂，将所述纤维片上下分隔，再加热、加压使树脂硬化，以成型数个上下独立且已硬化的纤维板。

3.如权利要求1或2所述的立体纤维外壳的成型方法，其特征在于，所述至少两片已硬化的纤维板的其中任意一片纤维板的孔隙率在15%以下。

4.如权利要求1或2所述的立体纤维外壳的成型方法，其特征在于，所述至少两片已硬化的纤维板的其中任意一片纤维板的厚度在1mm以下。

5.如权利要求1或2所述的立体纤维外壳的成型方法，其特征在于，该树脂为热固性树脂。

6.如权利要求1或2所述的立体纤维外壳的成型方法，其特征在于，在b步骤之前还包括一步骤：将一电路板夹置于该两层已硬化的纤维板之间。

7.如权利要求1或2所述的立体纤维外壳的成型方法，其特征在于，在b步骤之前还包括一步骤：在该两层已硬化的纤维板的其中一层已硬化的纤维板上形成至少一个孔洞，再将至少一个固定件的头部埋设于该两层已硬化的纤维板之间，所述固定件的头部向下延伸出一个固定部，同时让所述固定件的固定部由该孔洞向外穿出。