一种柔性壳体及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种柔性壳体，包括：刚性骨架，所述刚性骨架包括至少两个分离的刚性部件；弹性纤维网，所述弹性纤维网两端分别与两个刚性部件固定连接，形成可弯折部分；柔性外壳，所述柔性外壳至少包覆于弹性纤维网外表面；在所述弹性纤维网未受弯折力状态下，所述柔性外壳与弹性纤维网相对应的区域具有褶皱。本发明专利技术通过在柔性壳体弯折区域设置弹性纤维网，利用弹性纤维网的预拉伸在柔性外壳可弯折区域形成褶皱，当机身弯曲时，柔性外壳仅仅是褶皱部分被拉紧至平滑状态，因而并不会增加拉伸模量，降低了壳体拉伸断裂的风险，同时褶皱的设置还会使壳体在拉伸时几乎没有蠕变，另外，壳体还具有防水防尘等功能，能够满足柔性屏产品对柔性壳体的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性壳体及其制备方法
本专利技术涉及电子产品壳体
，尤其涉及一种柔性壳体及其制备方法。
技术介绍
柔性电子技术是将有机/无机材料电子器件制作在柔性/可延性塑料或薄金属基板上的新兴电子技术，以其独特的柔性/延展性以及高效、低成本制造工艺，在信息、能源、医疗、国防等领域具有广泛应用前景，如柔性电子显示器、有机发光二极管OLED、印刷RFID、薄膜太阳能电池板、电子用表面粘贴(SkinPatches)等。当柔性屏是面朝面的向内弯曲时，柔性转轴对柔性外壳的拉伸作用示意图如图1所示，当机身伸直时，柔性屏与外壳均无拉伸；当机身弯曲时，柔性屏纯弯曲，而在弯折区域的柔性壳体则被大幅度拉伸而变长。为了确保柔性屏本身不拉伸不压缩仅仅是纯弯曲，产品的柔性壳体被迫要承受大幅度的反复拉伸弯折，所以对柔性壳体材料性能要求很高，例如：要求壳体材料的蠕变很小或没有；产品使用寿命内壳体不能有疲劳断裂；密封性好，不漏水，不进灰尘；外观美观，手感舒适等。现有的解决方案如下：一、采用橡胶壳体，利用模具成型出较大的锯齿状折纹(像扇面一样，截面为锯齿状)，将壳体伸缩转为锯齿状折纹的拉伸压缩变形。该方案的缺点是：在壳体壁厚及材料本身拉伸率的限制下，模具成型的锯齿状折纹比较大，整个壳体显得非常厚，臃肿，松松垮垮，影响外观与手感。若采用单一弹性体材料做成没有锯齿状折纹的光滑壳体，则无论是聚氨酯材料还是有机硅材料，均有局限性：1)采用高拉伸强度的聚氨酯弹性材料成型壳体，尽管聚氨酯材料综合力学性能好，但拉伸模量相对比较大，需要很大的力才能拉伸变形，极容易损坏精密的柔性转轴，用户体验也不好；2)采用低拉伸强度的有机硅材料成型壳体，尽管有机硅材料的拉伸模量可以做的较小，但有机硅胶力学性能较差，很容易拉伸断裂，壳体使用寿命很短。二、采用金属壳，固定在转轴上的金属条彼此搭接配合，形成像百叶窗帘一样的结构，覆盖住转轴背面。该方案的缺点是：金属条之间有缝隙，存在进灰尘，进水，夹头发等风险；如果金属条之间的缝隙过大而又比较锋利时，还有可能割伤手指。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种柔性壳体及其制备方法，制备的柔性壳体厚度较薄，拉伸模量低，抗疲劳断裂性好。本专利技术提供了一种柔性壳体，包括：刚性骨架，所述刚性骨架包括至少两个分离的刚性部件；弹性纤维网，所述弹性纤维网两端分别与两个刚性部件固定连接，形成可弯折部分；柔性外壳，所述柔性外壳至少包覆于弹性纤维网外表面；在所述弹性纤维网未受弯折力状态下，所述柔性外壳与弹性纤维网相对应的区域具有褶皱。优选的，与所述弹性纤维网端部连接的两个刚性部件之间还设置有：一个或多个分离的刚性支撑体，所述弹性纤维网覆盖于刚性支撑体外表面，且与刚性支撑体固定连接。优选的，所述弹性纤维网由平行或近似平行于弯折方向的纵向纤维组和垂直或近似垂直于弯折方向的横向纤维组形成，所述纵向纤维组的纤维直径大于所述横向纤维组。优选的，所述柔性外壳的材料基材中分散有短纤维。优选的，所述弹性纤维网为聚氨酯。优选的，所述刚性骨架的内表面设置有热熔固定柱。本专利技术提供了一种柔性壳体的制备方法，包括以下步骤：弹性纤维网两端分别固定连接刚性部件，形成壳体；将壳体置于模具中，所述弹性纤维网为预拉伸状态，所述壳体上由所述弹性纤维网和所述刚性部件组成的一表面呈弯曲状；在所述弹性纤维网外表面注射成型柔性外壳，脱模后预拉伸的弹性纤维网恢复收缩伸直状态，柔性外壳形成褶皱，获得所述柔性壳体。优选的，在所述弹性纤维网内侧、与其端部连接的两个刚性部件之间，固定连接一个或多个分离的刚性支撑体。优选的，设置多条平行或近似平行于弯折方向的纵向纤维；设置多条垂直或近似垂直于弯折方向的横向纤维；将所述纵向纤维和横向纤维交叉布置，获得弹性纤维网；所述纵向纤维的纤维直径大于所述横向纤维。本专利技术提供了一种电子设备，包括上述柔性壳体或者上述制备方法制备的柔性壳体。与现有技术相比，本专利技术提供了一种柔性壳体，包括：刚性骨架，所述刚性骨架包括至少两个分离的刚性部件；弹性纤维网，所述弹性纤维网两端分别与两个刚性部件固定连接，形成可弯折部分；柔性外壳，所述柔性外壳至少包覆于弹性纤维网外表面；在所述弹性纤维网未受弯折力状态下，所述柔性外壳与弹性纤维网相对应的区域具有褶皱。本专利技术通过在柔性壳体弯折区域设置弹性纤维网，并利用弹性纤维网的预拉伸在柔性外壳可弯折区域形成褶皱，当机身弯曲时，柔性外壳仅仅是褶皱部分被拉紧至平滑状态，因而并不会增加拉伸模量，降低了壳体拉伸断裂的风险，同时褶皱的设置还会使壳体在拉伸时几乎没有蠕变，另外，壳体还具有防水防尘等功能，能够满足柔性屏产品对柔性壳体的要求。附图说明图1为刚性骨架和刚性支撑体的结构示意图；图2为弹性纤维网结构示意图；图3为弹性纤维网的局部放大示意图；图4为柔性外壳褶皱示意图；图5为弹性纤维网预拉伸状态示意图；图6为壳体伸直时，可弯折区域的褶皱示意图；图7为壳体弯曲时，可弯折区域光滑的示意图；图8为本专利技术制备的柔性壳体爆炸图。具体实施方式本专利技术提供了一种柔性壳体，包括：刚性骨架，所述刚性骨架包括至少两个分离的刚性部件；弹性纤维网，所述弹性纤维网两端分别与两个刚性部件固定连接，形成可弯折部分；柔性外壳，所述柔性外壳至少包覆于弹性纤维网外表面；在所述弹性纤维网未受弯折力状态下，所述柔性外壳与弹性纤维网相对应的区域具有褶皱。所述刚性骨架包括至少两个分离的刚性部件，形成壳体的骨架。弹性纤维网设置于两个分离的刚性部件之间的间隔区域，并通过两端分别与两个刚性部件固定连接，形成可弯折部分，用于壳体达到弯曲的功能。优选的，与弹性纤维网两端连接的刚性部件之间还设置有一个或多个分离的刚性支撑体，所述刚性支撑体的排列方向与刚性部件平行，用于可弯折部分的支撑。所述弹性纤维网覆盖于刚性支撑体外表面，且与刚性支撑体固定连接。刚性骨架和刚性支撑体的结构示意图如图1所示。本专利技术优选的，所述刚性骨架的内表面设置有热熔固定柱，用于固定金属柔性转轴。本专利技术对所述刚性骨架和刚性支撑体的材质并无特殊限定，可以为制备壳体的一般刚性材质，如具有刚性的树脂材料，PEEk等，或轻质金属材料等，在较薄的情况下可拥有较高的力学性能。所述弹性纤维网由平行或近似平行于弯折方向的纵向纤维组和垂直或近似垂直于弯折方向的横向纤维组形成。本专利技术中，所述弹性纤维网由纵向纤维组和横向纤维组交叉形成网状结构。上述平行或近似平行于弯折方向的纵向纤维组，是将平行于弯折方向或沿弯折方向具有45°以内夹角方向设置的纤维定义为纵向纤维组。上述垂直或近似垂直于弯折方向的横向纤维组，是将垂直于弯折方向或沿垂直弯折方向具有45°以内夹角方向设置的纤维定义为横向纤维组。在本专利技术的某些具体实施例中，所述弹性纤维网由平行于弯折方向的纵向纤维组和垂直于弯折方向的横向纤维组形成。由于工艺需求或工艺条件限制，纤维的设置方向可以有15°以内的偏差，更进一步的，有10°以内的偏差。所述偏差可以为逆时针方向的偏差或顺时针方向的偏差。所述弹性纤维网的示意图如图2所示。图3为局部放大示意图。上述弹性纤维网的设置方式能够提供较高的断裂拉伸率，同时能够提供回弹力，利于壳体弯曲后恢复伸直状态。本专利技术优选的，所述纵向纤维组的纤维直径大于所述横向纤维组。本专利技术采用较粗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性壳体，包括：刚性骨架，所述刚性骨架包括至少两个分离的刚性部件；弹性纤维网，所述弹性纤维网两端分别与两个刚性部件固定连接，形成可弯折部分；柔性外壳，所述柔性外壳至少包覆于弹性纤维网外表面；在所述弹性纤维网未受弯折力状态下，所述柔性外壳与弹性纤维网相对应的区域具有褶皱。

【技术特征摘要】
1.一种柔性壳体，包括：刚性骨架，所述刚性骨架包括至少两个分离的刚性部件；弹性纤维网，所述弹性纤维网两端分别与两个刚性部件固定连接，形成可弯折部分；柔性外壳，所述柔性外壳至少包覆于弹性纤维网外表面；在所述弹性纤维网未受弯折力状态下，所述柔性外壳与弹性纤维网相对应的区域具有褶皱。2.根据权利要求1所述的柔性壳体，其特征在于，与所述弹性纤维网端部连接的两个刚性部件之间还设置有：一个或多个分离的刚性支撑体，所述弹性纤维网覆盖于刚性支撑体外表面，且与刚性支撑体固定连接。3.根据权利要求1所述的柔性壳体，其特征在于，所述弹性纤维网由平行或近似平行于弯折方向的纵向纤维组和垂直或近似垂直于弯折方向的横向纤维组形成，所述纵向纤维组的纤维直径大于所述横向纤维组。4.根据权利要求1所述的柔性壳体，其特征在于，所述柔性外壳的材料基材中分散有短纤维。5.根据权利要求1所述的柔性壳体，其特征在于，所述弹性纤维网为聚氨酯。6.根据权利要求1所述的柔性壳体，...

【专利技术属性】
技术研发人员：范小利，杨润，
申请(专利权)人：联想北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11