壳体的制作方法、壳体及电子设备与流程

1.本技术涉及电子产品领域，特别涉及一种壳体的制作方法、壳体及电子设备。


背景技术：

2.电子产品例如手机、平板电脑、智能手表等逐渐成为了人们生活中不可缺少的一部分，人们在选购电子产品时，不仅要考虑到产品的性能、配置，通常还会对产品的外观有一定的要求，其中，电子产品的外壳是决定电子产品外观的重要因素。
3.现有的电子产品的外壳类型通常包括三件式结构(前壳 中框 后壳)和两件式结构(前壳 unibody结构)，其中unibody结构指的是将中框和后壳一体化的结构，当电子产品的外壳采用unibody结构时，电子产品具有较佳的外观效果，整体圆润美观，握持感好。但是，现有的unibody结构具有抗冲击能力差的问题，在受到碰撞或跌落时容易出现开裂的现象。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种壳体的制作方法、壳体及电子设备，该壳体的制作方法可以用于制备unibody结构，从而显著提升unibody结构的抗冲击能力，防止unibody结构在受到碰撞或跌落时出现开裂的问题。
5.第一方面，本技术实施例提供一种壳体的制作方法，包括：
6.提供复合材料叠层结构，所述复合材料叠层结构包括第一复合材料层、第二复合材料层以及第三复合材料层，所述第二复合材料层和所述第三复合材料层分别设于所述第一复合材料层的两侧，所述第一复合材料层、所述第二复合材料层以及所述第三复合材料层均包括增强体和树脂，其中，所述第一复合材料层中的增强体为芳纶纤维，所述第二复合材料层中的增强体与所述第三复合材料层中的增强体均包括玻璃纤维、碳纤维、金属纤维中的一种或多种；
7.使所述复合材料叠层结构软化，对所述复合材料叠层结构施加压力，使所述复合材料叠层结构中的各复合材料层连接在一起，并且使所述复合材料叠层结构形成预设形状，得到壳体。
8.第二方面，本技术实施例提供一种壳体，包括壳体本体，所述壳体本体由复合材料叠层结构加工得到，所述复合材料叠层结构包括第一复合材料层、第二复合材料层以及第三复合材料层，所述第二复合材料层和所述第三复合材料层分别设于所述第一复合材料层的两侧，所述第一复合材料层、所述第二复合材料层以及所述第三复合材料层均包括增强体和树脂，其中，所述第一复合材料层中的增强体为芳纶纤维，所述第二复合材料层中的增强体与所述第三复合材料层中的增强体均包括玻璃纤维、碳纤维、金属纤维中的一种或多种。
9.第三方面，本技术实施例提供一种电子设备，包括如上所述的壳体的制作方法制得的壳体或者如上所述的壳体。
10.本技术实施例提供的壳体的制作方法，通过利用复合材料叠层结构来加工制备壳体，并设置复合材料叠层结构中位于中间的第一复合材料层中的增强体为芳纶纤维，可以利用芳纶纤维抗冲击能力强的优点来提升壳体的抗冲击能力，另外，由于第一复合材料层中的增强体与第二复合材料层、第三复合材料层中的增强体不同，因此可以通过不同材料的增强体的搭配来提升壳体的抗冲击能力；该壳体的制作方法可以用于制备unibody结构，从而显著提升unibody结构的抗冲击能力，防止unibody结构在受到碰撞或跌落时出现开裂的问题；另外，由于壳体具有较强的抗冲击能力，从而有利于实现壳体的轻薄化设计；并且，由于第二复合材料层中的增强体与第三复合材料层中的增强体均采用玻璃纤维、碳纤维、金属纤维等成本较低的纤维材料，从而可以降低壳体的生产成本。此外，当第二复合材料层中的增强体与第三复合材料层中的增强体选择玻璃纤维、碳纤维和/或金属纤维时，制得的壳体的外表面光滑，具有较好的外观表现力。
附图说明
11.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
12.图1为本技术实施例提供的壳体的制作方法的流程图。
13.图2为本技术实施例提供的复合材料叠层结构的第一种剖视示意图。
14.图3为本技术实施例提供的复合材料叠层结构的第二种剖视示意图。
15.图4为本技术实施例提供的复合材料叠层结构的第三种剖视示意图。
16.图5为本技术实施例提供的复合材料叠层结构的第四种剖视示意图。
17.图6为本技术实施例提供的壳体的第一种结构示意图。
18.图7为本技术实施例提供的壳体的第二种结构示意图。
19.图8为本技术实施例提供的壳体的第三种结构示意图。
20.图9为本技术实施例提供的壳体的第四种结构示意图。
21.图10为本技术实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
22.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
23.请参阅图1，图1为本技术实施例提供的壳体的制作方法的流程图。本技术实施例提供一种壳体的制作方法，包括：
24.s100，提供复合材料叠层结构，复合材料叠层结构包括第一复合材料层、第二复合材料层以及第三复合材料层，第二复合材料层和第三复合材料层分别设于第一复合材料层的两侧，第一复合材料层、第二复合材料层以及第三复合材料层均包括增强体和树脂，其中，第一复合材料层中的增强体为芳纶纤维，第二复合材料层中的增强体与第三复合材料
层中的增强体均包括玻璃纤维、碳纤维、金属纤维中的一种或多种。
25.需要说明的是，该复合材料叠层结构可以用于加工制备壳体，通过设置复合材料叠层结构中位于中间的第一复合材料层中的增强体为芳纶纤维，可以利用芳纶纤维抗冲击能力强的优点来提升壳体的抗冲击能力，另外，由于第一复合材料层中的增强体与第二复合材料层、第三复合材料层中的增强体不同，因此可以通过不同材料的增强体的搭配来提升壳体的抗冲击能力；由于壳体具有较强的抗冲击能力，从而有利于实现壳体的轻薄化设计；并且，由于第二复合材料层中的增强体与第三复合材料层中的增强体均采用玻璃纤维、碳纤维、金属纤维等成本较低的纤维材料，从而可以降低壳体的生产成本。
26.此外，本技术发明人在实验中发现，当第二复合材料层中的增强体与第三复合材料层中的增强体选择芳纶纤维时，制得的壳体的外表面较为粗糙，外观表现力较差，当第二复合材料层中的增强体与第三复合材料层中的增强体选择玻璃纤维、碳纤维和/或金属纤维时，制得的壳体的外表面光滑，具有较好的外观表现力。
27.请参阅图2，图2为本技术实施例提供的复合材料叠层结构的第一种剖视示意图。复合材料叠层结构10包括依次层叠设置的第二复合材料层12、第一复合材料层11、第三复合材料层13。
28.在一些实施例中，第二复合材料层12中的增强体与第三复合材料层13中的增强体相同。
29.示例性地，玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、金属纤维各自的单丝直径为5μm～10μm，例如5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm等。
30.请结合图2，第二复合材料层12中的增强体可以为玻璃纤维，第三复合材料层13中的增强体可以为碳纤维。可以理解的是，通过将第一复合材料层11、第二复合材料层12、第三复合材料层13中的增强体分别设置为不同的纤维材料，可以将多种纤维材料的优点进行互补，在增强壳体100的抗冲击能力的同时，使壳体100具有较好的韧性和较好的机械强度。
31.示例性地，当第二复合材料层12中的增强体为玻璃纤维，第三复合材料层13中的增强体为碳纤维时，第二复合材料层12的厚度大于第一复合材料层11的厚度，第一复合材料层11的厚度大于第三复合材料层13的厚度。可以理解的是，由于碳纤维、芳纶纤维、玻璃纤维的拉伸强度依次降低，因此，设置第三复合材料层13、第一复合材料层11、第二复合材料层12的厚度逐渐增大，可以平衡第一复合材料层11、第二复合材料层12、第三复合材料层13的拉伸强度，消除或降低各复合材料层的拉伸强度不一致带来的变形等问题。
32.示例性地，当第一复合材料层11中的增强体为芳纶纤维，第二复合材料层12中的增强体为玻璃纤维，第三复合材料层13中的增强体为碳纤维时，第三复合材料层13、第一复合材料层11、第二复合材料层12之间的厚度比可以为1:(1.1～1.5):(1.2～2)，例如1:1.1:1.2、1:1.2:1.4、1:1.3:1.5、1:1.4:1.7、1:1.5:2等。
33.请结合图2，第二复合材料层12中的增强体与第三复合材料层13中的增强体可以均为玻璃纤维。当第二复合材料层12中的增强体与第三复合材料层13中的增强体均为玻璃纤维时，可以设置第二复合材料层12的厚度与第三复合材料层13的厚度均大于第一复合材料层11的厚度，示例性地，第二复合材料层12的厚度与第三复合材料层13的厚度相等。可以理解的是，由于玻璃纤维的拉伸强度低于芳纶纤维的拉伸强度，因此，设置第二复合材料层12的厚度与第三复合材料层13的厚度均大于第一复合材料层11的厚度，可以平衡第一复合
材料层11、第二复合材料层12、第三复合材料层13的拉伸强度，消除或降低各复合材料层的拉伸强度不一致带来的变形等问题。
34.示例性地，当第一复合材料层11中的增强体为芳纶纤维，第二复合材料层12中的增强体与第三复合材料层13中的增强体均为玻璃纤维时，第一复合材料层11、第二复合材料层12、第三复合材料层13之间的厚度比可以为1:(1.1～1.5):(1.1～1.5)，例如1:1.1:1.1、1:1.2:1.2、1:1.3:1.3、1:1.4:1.4、1:1.5:1.5等。
35.请结合图2，第二复合材料层12中的增强体与第三复合材料层13中的增强体可以均为碳纤维。当第二复合材料层12中的增强体与第三复合材料层13中的增强体均为碳纤维时，可以设置第二复合材料层12的厚度与第三复合材料层13的厚度均小于第一复合材料层11的厚度，示例性地，第二复合材料层12的厚度与第三复合材料层13的厚度相等。可以理解的是，由于芳纶纤维的拉伸强度低于碳纤维的拉伸强度，因此，设置第二复合材料层12的厚度与第三复合材料层13的厚度均小于第一复合材料层11的厚度，可以平衡第一复合材料层11、第二复合材料层12、第三复合材料层13的拉伸强度，消除或降低各复合材料层的拉伸强度不一致带来的变形等问题。
36.示例性地，当第一复合材料层11中的增强体为芳纶纤维，第二复合材料层12中的增强体与第三复合材料层13中的增强体均为碳纤维时，第一复合材料层11、第二复合材料层12、第三复合材料层13之间的厚度比为1:(0.5～0.9):(0.5～0.9)，例如1:0.9:0.9、1:0.8:0.8、1:0.7:0.7、1:0.6:0.6、1:0.5:0.5等。
37.可以理解的是，当第二复合材料层12中的增强体与第三复合材料层13中的增强体为同种纤维材料(例如玻璃纤维或碳纤维)时，相当于在第一复合材料层11的两侧设置了两种相同的复合材料层，从而实现对称设计，由于同种纤维材料的热收缩率相同，因此在对复合材料叠层结构10加热加压后，制得的壳体100具有较好的成型效果。
38.请参阅图3，图3为本技术实施例提供的复合材料叠层结构的第二种剖视示意图。与图2所示的复合材料叠层结构10(当第二复合材料层12中的增强体与第三复合材料层13中的增强体相同时)相比，区别之处在于，复合材料叠层结构10还包括第四复合材料层14，第四复合材料层14设于第一复合材料层11和第二复合材料层12之间，第四复合材料层14包括增强体和树脂，第四复合材料层14中的增强体为芳纶纤维。
39.可以理解的是，当第一复合材料层11中的增强体与第四复合材料层14中的增强体为同种纤维材料(芳纶纤维)，第二复合材料层12中的增强体与第三复合材料层13中的增强体为同种纤维材料时，相当于整个复合材料叠层结构10呈对称设计，由于同种纤维材料的热收缩率相同，因此在对复合材料叠层结构10加热加压后，制得的壳体100具有较好的成型效果。
40.请参阅图4，图4为本技术实施例提供的复合材料叠层结构的第三种剖视示意图。与图3所示的复合材料叠层结构10(当第一复合材料层11中的增强体与第四复合材料层14中的增强体相同，第二复合材料层12中的增强体与第三复合材料层13中的增强体相同时)相比，区别之处在于，复合材料叠层结构10还包括第五复合材料层15和第六复合材料层16，第五复合材料层15设于第二复合材料层12和第四复合材料层14之间，第六复合材料层16设于第一复合材料层11和第三复合材料层13之间；
41.第五复合材料层15和第六复合材料层16均包括增强体和树脂，并且第五复合材料
层15中的增强体与第六复合材料层16中的增强体相同。示例性地，第五复合材料层15中的增强体与第六复合材料层16中的增强体均包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、金属纤维中的一种或多种。
42.可以理解的是，当第五复合材料层15中的增强体与第六复合材料层16中的增强体为同种纤维材料，第一复合材料层11中的增强体与第四复合材料层14中的增强体为同种纤维材料(芳纶纤维)，第二复合材料层12中的增强体与第三复合材料层13中的增强体为同种纤维材料时，相当于整个复合材料叠层结构10呈对称设计，由于同种纤维材料的热收缩率相同，因此在对复合材料叠层结构10加热加压后，制得的壳体100具有较好的成型效果。
43.请参阅图5，图5为本技术实施例提供的复合材料叠层结构的第四种剖视示意图。与图2所示的复合材料叠层结构10(当第二复合材料层12中的增强体与第三复合材料层13中的增强体相同时)相比，区别之处在于，复合材料叠层结构10还包括第七复合材料层17和第八复合材料层18，第七复合材料层17设于第一复合材料层11和第二复合材料层12之间，第八复合材料层18设于第一复合材料层11和第三复合材料层13之间；
44.第七复合材料层17和第八复合材料层18均包括增强体和树脂，并且第七复合材料层17中的增强体与第八复合材料层18中的增强体相同。示例性地，第七复合材料层17中的增强体与第八复合材料层18中的增强体均包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、金属纤维中的一种或多种。
45.可以理解的是，当第二复合材料层12中的增强体与第三复合材料层13中的增强体相同，同时第七复合材料层17中的增强体与第八复合材料层18中的增强体相同时，相当于整个复合材料叠层结构10呈对称设计，由于同种纤维材料的热收缩率相同，因此在对复合材料叠层结构10加热加压后，制得的壳体100具有较好的成型效果。
46.示例性地，复合材料叠层结构10中，各复合材料层的厚度可以为30μm-200μm，即第一复合材料层11、第二复合材料层12、第三复合材料层13、第四复合材料层14、第五复合材料层15、第六复合材料层16、第七复合材料层17、第八复合材料层18的厚度可以均为30μm-200μm，例如30μm、50μm、70μm、75μm、80μm、90μm、100μm、120μm、140μm、160μm、180μm、200μm等。可以理解的是，当复合材料叠层结构10包括三层复合材料层，且每层复合材料层的厚度为30μm时，本技术实施例制得的壳体100可以实现最小厚度90μm。
47.请结合图2，当复合材料叠层结构10由第一复合材料层11、第二复合材料层12、第三复合材料层13构成，且第一复合材料层11、第二复合材料层12、第三复合材料层13的厚度均为0.1mm时，复合材料叠层结构10的厚度为0.3mm，制得的壳体100的厚度为0.3mm，此时壳体100的刚性强度与厚度为0.6mm的pc(聚碳酸酯)板的刚性强度相当，也即是说，本技术实施例制备的壳体100可以以pc板一半的厚度实现相同的刚性强度，从而可以实现壳体100的轻薄化设计，进而实现应用该壳体100的电子设备200的轻薄化设计。
48.示例性地，复合材料叠层结构10中，各复合材料层(例如第一复合材料层11、第二复合材料层12、第三复合材料层13、第四复合材料层14、第五复合材料层15、第六复合材料层16、第七复合材料层17、第八复合材料层18)中的树脂可以包括热塑性树脂和热固性树脂中的一种或多种。示例性地，热塑性树脂可以包括聚醚砜、聚苯硫醚、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺中的一种或多种；热固性树脂可以包括环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯、双马来酰亚胺、聚酰亚胺中的一种或多种。本技术实施例中，多种指的是两种或两种以上，例
如三种、四种、五种、六种等。由于热塑性树脂的抗冲击能力优于热固性树脂，因此，当各复合材料层中的树脂均选用热塑性树脂时，更有利于提升壳体100的抗冲击能力。
49.需要说明的是，当壳体100存在天线避空的需求时，可以在壳体100上设置天线处不设置碳纤维等导电纤维材料，而是设置玻璃纤维或者芳纶纤维等不导电的纤维材料，以使天线信号通过。
50.s200，使复合材料叠层结构软化，对复合材料叠层结构施加压力，使复合材料叠层结构中的各复合材料层连接在一起，并且使复合材料叠层结构形成预设形状，得到壳体。
51.示例性地，“使复合材料叠层结构10软化”具体可以包括：通过加热的方法使复合材料叠层结构10软化。
52.示例性地，“使复合材料叠层结构10软化，对复合材料叠层结构10施加压力”可以在模具中进行，也即是说，采用模具成型的方法来制得壳体100。
53.请参阅图6，图6为本技术实施例提供的壳体的第一种结构示意图。壳体100可以为2.5d结构或者3d结构。当然，壳体100也可以为2d结构，即呈平板状。
54.请参阅图7，图7为本技术实施例提供的壳体的第二种结构示意图。“对复合材料叠层结构施加压力，使复合材料叠层结构中的各复合材料层连接在一起，并且使复合材料叠层结构形成预设形状，得到壳体”具体可以包括：对复合材料叠层结构10施加压力，使复合材料叠层结构10中的各复合材料层连接在一起，并且使复合材料叠层结构10形成预设形状，得到壳体本体110；在壳体本体110的内表面设置装配结构件120，得到壳体100。可以理解的是，通过在壳体本体110的内表面设置装配结构件120，可以使壳体100的内侧具有安装固定电子设备中的各种零部件的功能，当壳体100为unibody结构时，装配结构件120可以起到取代中框的作用。
55.示例性地，“在壳体本体110的内表面设置装配结构件120”具体可以包括：获取装配结构件120，将装配结构件120安装于壳体本体110的内表面。可以理解的是，“获取装配结构件120”可以是制备装配结构件120或者是购买装配结构件120。“将装配结构件120安装于壳体本体110的内表面”具体可以为：采用粘合胶将装配结构件120粘接于壳体本体110的内表面。可以理解的是，“壳体本体110的内表面”指的是当壳体应用于电子设备中时，壳体本体110上靠近设备本体一侧的表面。
56.示例性地，“在壳体本体110的内表面设置装配结构件120”具体也可以包括：将壳体本体110设置于模具中，采用注塑成型的方法在壳体本体110的内表面形成装配结构件120，使装配结构件120与壳体本体110形成一体结构。可以理解的是，由于注塑成型的过程中采用的是熔融的树脂材料，而熔融的树脂材料可以直接粘接于壳体本体110上，因此制得的装配结构件120与壳体本体110形成一体结构。
57.请参阅图8，图8为本技术实施例提供的壳体的第三种结构示意图。在壳体本体110的内表面设置装配结构件120之后，在壳体本体110的外表面设置装饰层130；或者
58.在壳体本体110的内表面设置装配结构件120之前，在壳体本体110的外表面设置装饰层130。
59.可以理解的是，壳体本体110的外表面指的是当壳体100应用于电子设备200中时，壳体本体110上朝向用户设置的一侧表面。
60.示例性地，装饰层130可以为具有色彩和/或纹理图案的膜层，也可以为透明膜层，
装饰层130的材料可以包括树脂材料，进一步的，还可以包括颜料；装饰层130可以通过喷涂或转印等工艺制备；装饰层130上远离壳体本体110一侧的表面(即外表面)可以为具有凹凸纹理图案的表面，或者为磨砂表面，也可以为光滑表面，当装饰层130上远离壳体本体110一侧的表面为光滑表面时，可以实现防脏污的效果。
61.在一些实施例中，当壳体本体110中最外侧的复合材料层的增强体为玻璃纤维时，由于玻璃纤维呈透明状，不能形成明显的纹理效果，因此可以将装饰层130设置为具有色彩和/或纹理图案的膜层；当壳体本体110中最外侧的复合材料层的增强体为碳纤维或芳纶纤维时，由于碳纤维与芳纶纤维本身具有明显的纹理效果，因此可以设置装饰层130可以为透明膜层，制得的壳体100可以直接以碳纤维或芳纶纤维的纹理作为外观效果。
62.请参阅图9，图9为本技术实施例提供的壳体的第四种结构示意图。“对复合材料叠层结构施加压力，使复合材料叠层结构中的各复合材料层连接在一起，并且使复合材料叠层结构形成预设形状，得到壳体”具体可以包括：对复合材料叠层结构10施加压力，使复合材料叠层结构10中的各复合材料层连接在一起，并且使复合材料叠层结构10形成预设形状，得到壳体本体110；在壳体本体110的外表面设置装饰层130，得到壳体100。可以看出，该方法未在壳体本体110的内表面设置装配结构件120，也即是说，制得的壳体100并非unibody结构，而是常规壳体。
63.请结合图6至图9，本技术实施例还提供一种壳体100，该壳体100可以采用上述任一实施例中的壳体的制作方法制得。壳体100可以包括壳体本体110，壳体本体110由复合材料叠层结构10加工得到。由于复合材料叠层结构10已在前文进行详细描述，此处不在赘述。可以理解的是，“加工”指的是前文中所述的“使复合材料叠层结构10软化，对复合材料叠层结构10施加压力，使复合材料叠层结构10中的各复合材料层连接在一起，并且使复合材料叠层结构10形成预设形状”。
64.请结合图7，壳体100还可以包括设置于壳体本体110内表面的装配结构件120。可以理解的是，当壳体本体110的内表面设有装配结构件120时，壳体100可以为unibody结构(即中框和后盖的一体结构)，当壳体本体110的内表面未设置装配结构件120时，壳体100可以为常规的电子设备外壳(例如手机后盖等)。
65.请结合图8，在壳体本体110的内表面设有装配结构件120的基础上，壳体100还可以包括设置于壳体本体110外表面的装饰层130。
66.请结合图9，在壳体本体110的内表面未设置装配结构件120的情况下，壳体100还可以包括设置于壳体本体110外表面的装饰层130。
67.请参阅图10，图10为本技术实施例提供的电子设备的结构示意图。本技术实施例还提供一种电子设备200，该电子设备200可以包括上述任一实施例中的壳体100。
68.示例性地，电子设备200可以为手机、平板电脑等移动终端，还可以是游戏设备、增强现实(augmented reality，ar)设备、虚拟现实(virtual reality，vr)设备、数据存储装置、音频播放装置、视频播放装置、可穿戴设备等具有显示屏的设备，其中可穿戴设备可以是智能手环、智能眼镜、智能手表、智能装饰等。
69.示例性地，当电子设备200为手机时，壳体100可以为手机的后盖；当电子设备200为智能手表时，壳体100可以为智能手表的后盖。
70.以上对本技术实施例提供的壳体的制作方法、壳体及电子设备进行了详细介绍。
本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术。同时，对于本领域的技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。