專利名稱：復合材料亮面外殼制造方法及其產品的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種亮面外殼的制造方法及其產品，特別是一種復合材料亮面外殼的制造方法及其產品。
背景技術：
一般而言，筆記本電腦、移動電話、鼠標或是個人數字助理裝置(PDA)的外殼是由塑料材質或金屬材質(例如鋁合金、鎂合金)制成；其中，塑料外殼以射出成型方式制得，且為求精巧，還發展出所謂超薄射出成型方式，然而此方式涉及相當精密的制作過程技術，而使其制作成本較高，除此之外，其成型對象強度不足、易破裂、且須表面噴漆涂飾也為超薄射出成型方式的主要缺點之一。
至于以鎂合金或鋁合金為主的金屬材質外殼除其制作過程復雜之外，還因金屬具有相當的重量的原因，而使金屬外殼難以符合輕質化的要求；此外，為防止金屬外殼表面氧化以及為維持外殼表面美觀，一般在制得金屬外殼后，尚須通過表面涂裝、噴漆的方式而在金屬外殼表面形成保護層或形成所欲圖案樣式，然此方式相當費時費工，且所制得的外殼表面呈一平面型態而不具立體感，無法符合現代消費者對于產品外觀的種種要求。
除上述兩種方式之外，在臺灣專利第529,326號中則揭露了另一種筆記本電腦、移動電話及PDA的外殼制造方法，其利用已知的復合材料層迭模壓方式(Press Molding)而制造復合材料外殼，而獲得一輕量化、不易變形、耐沖擊的復合材料外殼；然而通過該方法所制得的外殼表面的光亮度不足，仍必須額外在其表面涂布一透明樹脂，始能制得光滑的亮面外殼，因此在制作過程上仍存在復雜性。此外，所制得的外殼表面缺乏立體感覺，且利用該方式制造復合材料外殼并不能避免外殼表面氣泡或針孔的產生，因此所制得的復合材料外殼無法應用于高質量要求的產品。
為改善現有技術中的上述缺陷，申請人經悉心試驗與研究，提出本案復合材料亮面外殼制造方法及其產品；其利用真空成型模造方式(VacuumMolding)，輔以復合材料形式與積層迭堆的調整控制，制得不需表面涂裝而表面光滑且具立體感的筆本本電腦、移動電話、鼠標與PDA的亮面外殼。
發明內容
本發明的第一個目的在于提供一種用于制造亮面外殼的方法，該方法包含下列步驟(a)提供一金屬模材于未固化的一復合材料的一表面層；(b)利用真空成型法(Vacuum Molding)固化該復合材料以形成一固化復合產品；以及(c)機加工該固化復合產品以形成該亮面外殼。
根據上述構思，其中該復合材料的材質選自一碳纖維復合材料、一克拉(Kevler)纖維復合材料、一玻璃纖維復合材料、一染色纖維復合材料以及一混編(Hybrid)纖維復合材料其中之一。
根據上述構思，其中該復合材料包含一基材樹脂(Matrix Resin)與一纖維(Fiber)，使用形式可為濕積層(Wet lay-up)及預浸布(Prepreg)方式。
根據上述構思，其中該基材樹脂選自一熱固性樹脂(Thermosetting Resin)與一熱塑性樹脂(Thermoplastic Resin)其中之一。
根據上述構思，其中該預浸布的編織方式選自一單方向(Unidirectional)排列方式、一平織方式(Plain Weave)、一緞織方式(Satin Weave)、一斜紋織方式(Twill Weave)以及一多方向織方式(Multi-axial Weave)其中之一。
根據上述構思，其中該金屬模材的該表面層經一表面處理。
根據上述構思，其中該表面處理包含一表面拋光處理，據以形成一表面拋光金屬模材(Polished Mold)。
根據上述構思，其中，該表面拋光處理選自一機械研磨拋光方式(Mechanical Polishing)、一化學拋光方式(Chemical Polishing)與一化學/機械混合拋光方式(Chemical-Mechanical Polishing，CMP)其中之一。
根據上述構思，其中該表面處理包含一表面硬化處理。
根據上述構思，其中該表面硬化處理選自一表面鍍鉻膜處理、一表面鍍鈦膜處理、一表面滲碳處理以及一表面滲氮處理其中之一。
根據上述構思，其中，于步驟(b)中，使用一真空成型設備以固化該復合材料。
根據上述構思，其中該真空成型設備選自一壓力釜(Autoclave)、一加熱爐(Oven)以及一真空泵(Pump)其中之一。
根據上述構思，其中，于步驟(b)中，該復合材料于0℃～1600℃的溫度范圍中固化而形成該固化復合產品。
根據上述構思，其中，于步驟(b)中，該復合材料于0～100大氣壓的壓力范圍中固化而形成該固化復合材料產品。
根據上述構思，其中，于步驟(c)中，通過機械加工方式而切割該固化復合產品為所需大小，以形成該亮面外殼。
根據上述構思，其中該亮面外殼為一筆記本電腦外殼、一鼠標外殼、一手機外殼以及一個人數字助理裝置(PDA)外殼其中之一。
本發明的第二個目的在于提供一種亮面外殼，其由含有一基材樹脂與至少一纖維制品的一未固化復合材料經上述的構思的方法而制成。
本發明的有益效果和優點在于，利用真空成型模造方式(VacuumMolding)，輔以復合材料形式與積層迭堆的調整控制，制得的筆記本電腦、移動電話、鼠標與PDA的亮面外殼，不需表面涂裝而表面光滑且具立體感，無須額外進行表面涂裝或噴漆處理，工藝簡單，成本低。
圖1，根據本發明方法的一較佳實施例的步驟流程圖；圖2，根據本發明方法說明利用真空成型方式制造亮面外殼的示意圖；圖3，根據本發明的第一較佳實施例，說明利用本發明方法所制成的亮面外殼；圖4，根據本發明的第二較佳實施例，說明利用本發明方法所制成的亮面外殼其中，附圖標記說明如下11～16 步驟2 真空成型設備21 金屬模材22 復合材料23 真空包封材料
3 筆記本電腦亮面外殼31預浸布4 PDA亮面外殼具體實施方式
請參閱圖1，根據本發明方法的一較佳實施例，以說明本發明方法的步驟流程圖。
首先，提供一未固化的復合材料，如步驟11所示；其中該復合材料的材質視產品應用而定，而可使用碳纖維復合材料、克拉(Kevler)纖維復合材料、玻璃纖維復合材料、染色纖維復合材料、或混編(Hybrid)纖維復合材料；而該復合材料還包含一基材樹脂(Matrix Resin)與一纖維，且該基材樹脂一熱固性樹脂(Thermosetting Resin)或一熱塑性樹脂(Thermoplastic Resin)，而該纖維的編織方式則選自單方向排列(Unidirectional)方式、平織方式(Plain Weave)、緞織方式(Satin Weave)、斜紋織方式(Twill Weave)以及多方向織方式(Multi-axial Weave)等其中之一。
其次，提供一金屬模材，如步驟12所示，并視需要而對該金屬模材的一表面層進行一表面處理；如步驟13所示。
在步驟13中，該表面處理包含了表面拋光處理或表面硬化處理。常用的表面拋光處理包含了機械研磨拋光(Mechanical Polishing)、化學拋光(Chemical Polishing)或化學/機械混合拋光(Chemical-Mechanical Polishing，CMP)等方式，以拋光該金屬模材的表面，以此來形成一表面拋光金屬模材(Polished Mold)；至于表面硬化處理則可選自表面鍍鉻膜處理、表面鍍鈦膜處理、表面滲碳處理以及表面滲氮處理等方式之一，以強化該金屬模材的強度與硬度。
接著，提供未固化的該復合材料于該金屬模材的該表面層，如步驟14所示；并利用真空成型方式(Vacuum Molding)固化(Cured)該復合材料以形成一固化(Consolidated)復合產品，如步驟15所示。最后，依產品所需而以機械加工方式切割該固化復合產品為所需尺寸，以形成所要的該亮面外殼，如步驟16所示。
在本發明的方法中，搭配了真空成型設備的使用以及制作過程參數的調整而制得所要的亮面外殼產品；根據本發明，在步驟15中是利用壓力釜(Autoclave)、加熱爐(Oven)或真空泵(Pump)等真空成型設備來執行所述的真空成型制作過程。此外，該復合材料于0℃～1600℃的溫度范圍中以及0～100大氣壓的壓力范圍中固化而形成該固化復合產品。通過本發明方法所制得的亮面外殼可直接作為筆記本電腦外殼、鼠標外殼、手機外殼、或是個人數字助理裝置(PDA)外殼等，其表面相當光滑，無須額外進行表面涂裝或噴漆處理。
請參閱圖2，其根據本發明方法說明利用真空成型方式制造亮面外殼的示意圖；與本發明所使用的真空成型設備2搭配使用的金屬模材21表面經表面拋光處理，而使該金屬模材21具一光滑表面；此外，可于該光滑表面進行表面鍍鉻膜處理、鍍硬鈦處理、表面滲碳處理或表面滲氮處理等表面硬化處理方式，并噴涂表面離型劑，以利后續脫模步驟的進行。
含多層預浸布材質的復合材料22依序以一適當角度而迭積于該金屬模材21上，并利用一真空包封材料23予以包覆后，則通過該真空成型設備2而進行抽真空處理，以及檢測該真空包封材料23的包覆確實性。
將包覆完成的該金屬模材21與該等預浸布材質的復合材料22送進一加熱爐(Oven)或一壓力釜(Autoclave)中內進行固化成型(Cure/Consolidation)，并配合所使用的預浸布材質的固化溫度-壓力-時間的條件與其真空成型條件以調整其于固化制作過程中所需的制作過程條件，使其固化成型；最后將已固化成型的復合材料(即胚件)脫模后，經機械加工而制得具所需形狀尺寸的亮面外殼。
請參閱圖3，其根據本發明的第一較佳實施例，說明利用本發明方法所制成的亮面外殼；在本實施例中，利用五層碳纖維平織布(Carbon Fiber Fabric，Plain Weave)預浸布31作為復合材料迭積內容，利用壓力釜對其進行真空成型處理，使該等預浸布31固化成型；配合制作筆記本電腦外殼所需的制作過程條件而選擇固化溫度為110℃～150℃、固化壓力為2～20大氣壓而制得筆記本電腦亮面外殼3，該筆記本電腦亮面外殼3的表面光亮平滑，因而無須額外施以表面涂裝或噴漆，且其表面幾無氣泡或針孔生成，外觀具有立體感，真正符合市場上對筆記本電腦外殼的優美典雅高質量需求。
請參閱圖4，其根據本發明的第二較佳實施例，說明利用本發明方法所制成的亮面外殼。在本實施例中，利用四層克拉纖維/環氧樹脂(Kevlar/Epoxy)緞織預浸布(Kevlar Fiber Fabric，Satin Weave)作為復合材料的迭積內容，利用本發明的真空成型方式，將金屬模材/預浸布的包封組合置入加熱爐后，配合制作PDA外殼所需的制作過程條件而選擇固化溫度為110～150℃、真空條件下加熱2小時進行固化，而制得一PDA亮面外殼4；同樣的，該PDA亮面外殼4的表面光亮平滑，因而無須額外施以表面涂裝或噴漆，且其表面幾無氣泡或針孔生成，外觀具有立體感。
綜合上述實施例可知，本發明的復合材料亮面外殼制造方法適用于各種復合材料與預浸布材質，且所制得的亮面外殼適用于具有高質量要求的筆記本電腦外殼、移動電話外殼、PDA外殼與鼠標外殼等；利用本發明方法即可直接制得亮面外殼，而無需額外的表面涂裝或噴漆處理，且該亮面外殼表面幾無氣泡或針孔生成，外觀具有立體感。本發明方法除可大量節省成本的外，也可完全應用于目前工業技術中，具有產業上的可利用性。
本發明由本領域的技術人員所做的各種等同修飾，都屬于本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種用于制造復合材料亮面外殼的方法，該方法包含下列步驟(a)提供一未固化的復合材料于一金屬模材的一表面層；(b)利用真空成型法固化該復合材料以形成一固化復合產品；以及(c)機加工該固化復合產品以形成該亮面外殼。
2.如權利要求1所述的方法，其中該復合材料的材質選自一碳纖維復合材料、一克拉纖維復合材料、一玻璃纖維復合材料、一染色纖維復合材料以及一混編纖維復合材料其中之一。
3.如權利要求1所述的方法，其中該復合材料包含一基材樹脂與一纖維，且其使用形式為一預浸布方式與一濕積層方式其中之一。
4.如權利要求3所述的方法，其中該基材樹脂選自一熱固性樹脂與一熱塑性樹脂其中之一；及/或該預浸布的編織方式選自一單方向排列方式、一平織方式、一緞織方式、一斜紋織方式以及一多方向織方式其中之一。
5.如權利要求1所述的方法，其中該金屬模材的該表面層經一表面處理，其中該表面處理包含一表面拋光處理，以形成一表面拋光的金屬模材；該表面拋光處理選自一機械研磨拋光方式、一化學拋光方式與一化學/機械混合拋光方式其中之一；該表面處理包含一表面硬化處理；及/或該表面硬化處理選自一表面鍍鉻膜處理、一表面鍍鈦處理、一表面滲碳處理以及一表面滲氮處理其中之一。
6.如權利要求1所述的方法，其中于步驟(b)中，使用一真空成型設備以固化該復合材料，而該真空成型設備選自一壓力釜、一加熱爐以及一真空泵其中之一。
7.如權利要求1所述的方法，其中于步驟(b)中，該復合材料于0℃～1600℃的溫度范圍中固化而形成該固化復合產品。
8.如權利要求1所述的方法，其中于步驟(b)中，該復合材料于0～100大氣壓的壓力范圍中固化而形成該固化復合產品。
9.如權利要求1所述的方法，其中該亮面外殼為一筆記本電腦外殼、一鼠標外殼、一手機外殼以及一個人數字助理裝置外殼其中之一。
10.一種亮面外殼，其由含有一基材樹脂與至少一纖維的一未固化復合材料經如權利要求1至9所述的方法而制成。
全文摘要
本發明提供一種用于制造復合材料亮面外殼的方法，該方法包含下列步驟(a)提供一未固化的復合材料于一金屬模材的一表面層；(b)利用真空成型法(Vacuum Molding)固化該復合材料以形成一固化復合產品；以及(c)機加工該固化復合產品以形成該亮面外殼。通過該方法所制得的亮面外殼表面光滑且具立體感，不需再進行表面涂裝噴漆，并可避免外殼表面氣泡或針孔的產生，以符合高質量要求的需要。
文檔編號B29C70/06GK1895877SQ20051008356
公開日2007年1月17日 申請日期2005年7月11日 優先權日2005年7月11日
發明者翁慶隆, 顏加棟, 楊浚壕, 黃鼎貴 申請人:磁震科技開發股份有限公司