结构件及其加工方法以及头戴显示设备技术

本申请公开了一种结构件及其加工方法以及头戴显示设备，涉及智能头戴显示设备技术领域，所述方法包括以下步骤：获取至少一个非金属纤维预浸料；将各非金属纤维预浸料放入第一整块模芯中，将至少一块分块模芯与第一整块模芯进行分步合模，对各非金属纤维预浸料进行第一次模压预成型；将各分块模芯与各非金属纤维预浸料分离，将第二整块模芯与第一整块模芯进行合模，对各非金属纤维预浸料进行第二次模压预成型，得到预制体；将第一整块模芯和第二整块模芯转移至成型模架中，对预制体进行固化成型，得到结构件。本申请提供了一种成本低、良率高且效率高的结构件净尺寸成型方法，可以获得高表面质量、高尺寸精度的结构件。高尺寸精度的结构件。高尺寸精度的结构件。

【技术实现步骤摘要】
结构件及其加工方法以及头戴显示设备


[0001]本申请涉及智能头戴显示设备
，尤其涉及一种结构件及其加工方法以及头戴显示设备。

技术介绍

[0002]随着光学显示单元、计算单元、感知单元等硬件的发展，以及软件生态的不断丰富，AR(Augmented Reality，增强现实)/VR(Virtual Reality，虚拟现实)技术带给用户的交互性、沉浸感有了很大提升，在工业、医疗、教育、安全、休闲娱乐等领域展现出了广阔的应用前景。长久佩戴的舒适感是提升AR/VR设备接受度的重要因素之一，无论定位为消费级的AR/VR设备，还是应用于行业级的AR/VR设备，重量带来的佩戴不适感是一个无法回避的问题。AR/VR设备集成摄像头、传感器、光学模组、透镜、电池等关键功能部件，造成结构部件设计较为复杂，整体重量很容易超过100g，长期佩戴让人感到疲劳，且对承载力要求较高。碳纤维复合材料广泛应用于航空航天、体育用品、风电、汽车等领域，具有比强度高、比模量高、力学性能可设计性、抗疲劳、耐老化等优点，是一种理想轻量化的材料。
[0003]目前，复合曲面碳纤维复合材料的加工主要采用4轴甚至5轴、6轴的专用CNC(Computer numerical control，数字控制)机床进行加工，且由于AR/VR设备中的结构件的曲面较复杂且对精度及外观要求较高，对于CNC加工参数和刀具选择有更多的条件限制，公差累计容易造成产品不良，切割造成的微损伤、瑕疵等需要表面修补，导致加工的成本较高、良率较低、效率较低。

技术实现思路
r/>[0004]本申请的主要目的在于提供一种结构件及其加工方法以及头戴显示设备，旨在解决相关技术中以碳纤维为原材料加工AR/VR设备中的结构件的成本较高、良率较低且效率较低的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本申请提供一种结构件的加工方法，所述结构件应用于头戴显示设备，所述结构件的加工方法包括以下步骤：
[0006]获取至少一个非金属纤维预浸料；
[0007]将各所述非金属纤维预浸料放入第一整块模芯中，将至少一块分块模芯与所述第一整块模芯进行分步合模，对各所述非金属纤维预浸料进行第一次模压预成型；
[0008]将各所述分块模芯与各所述非金属纤维预浸料分离，将第二整块模芯与所述第一整块模芯进行合模，对各所述非金属纤维预浸料进行第二次模压预成型，得到预制体；
[0009]将所述第一整块模芯和第二整块模芯转移至成型模架中，对所述预制体进行固化成型，得到结构件。
[0010]可选地，所述将各所述分块模芯与各所述非金属纤维预浸料分离的步骤之前，还包括：
[0011]对各所述分块模芯进行降温。
[0012]可选地，所述分块模芯上与各所述非金属纤维预浸料相贴合的表面设置有通气结构；
[0013]所述将各所述分块模芯与各所述非金属纤维预浸分离的步骤包括：
[0014]向所述通气结构中通入压缩气体，以使得各所述分块模芯与各所述非金属纤维预浸分离。
[0015]可选地，所述将各所述非金属纤维预浸料放入第一整块模芯中，将至少一块分块模芯与所述第一整块模芯进行分步合模，对各所述非金属纤维预浸料进行第一次模压预成型的步骤包括：
[0016]对各所述非金属纤维预浸料进行铺层，并基于预设裁切图纸进行裁切，得到预浸料层叠块；
[0017]将所述预浸料层叠块放入第一整块模芯中，将至少一块分块模芯与所述第一整块模芯进行分步合模，对所述预浸料层叠块进行第一次模压预成型。
[0018]可选地，所述将第二整块模芯与所述第一整块模芯进行合模，对各所述非金属纤维预浸料进行第二次模压预成型，得到预制体的步骤包括：
[0019]将各所述分块模芯与所述预浸料层叠块分离，将第二整块模芯与所述第一整块模芯进行合模，得到测试料块；
[0020]检测所述测试料块是否存在完整性缺陷，其中，所述完整性缺陷包括多料缺陷和少料缺陷中的至少一种；
[0021]在确定所述测试料块不存在完整性缺陷的情况下，将所述测试料块确定为预制体；
[0022]在确定所述测试料块存在完整性缺陷的情况下，对所述预设裁切图纸进行优化，并返回执行所述获取至少一个非金属纤维预浸料的步骤。
[0023]可选地，所述第一整块模芯、各所述分块模芯和所述第二整块模芯中的至少一个模芯的模仁与所述结构件的净尺寸端面边界相匹配。
[0024]可选地，所述非金属纤维预浸料包括非金属纤维和树脂基体；
[0025]其中，所述非金属纤维包括碳纤维、玻璃纤维、陶瓷纤维、芳纶纤维和聚酰亚胺纤维中的至少一种；
[0026]所述树脂基体中的树脂包括环氧树脂、环氧乙烯基树脂、酚醛树脂和聚氨酯树脂中的至少一种。
[0027]可选地，所述第一次模压预成型的模具温度为25
‑
100℃；所述第一次模压预成型的压力为0.05
‑
0.1MPa。
[0028]可选地，所述第二次模压预成型的模具温度为25
‑
100℃；所述第二次模压预成型的压力为0.1
‑
0.5MPa。
[0029]可选地，所述固化成型的固化温度为100
‑
200℃；所述固化成型的压力为1
‑
15MPa；所述固化成型的成型周期3
‑
10min。
[0030]可选地，所述分块模芯的壁厚为5
‑
20mm。
[0031]本申请还提供一种结构件，所述结构件应用于头戴显示设备，采用如上所述的结构件的加工方法加工得到。
[0032]本申请还提供一种头戴显示设备，所述头戴显示设备包括如上所述的结构件。
[0033]本申请提供了一种结构件及其加工方法以及头戴显示设备，所述结构件应用于头戴显示设备，通过获取至少一个非金属纤维预浸料，将各所述非金属纤维预浸料放入第一整块模芯中，将至少一块分块模芯与所述第一整块模芯进行分步合模，对各所述非金属纤维预浸料进行第一次模压预成型，实现了非金属纤维预浸料的分步压合覆形，对于结构较为复杂或形变量较大的结构件的加工，一次性成型的不良率较高，容易造成破碎，且加工后结构的稳定性和可靠性较低，通过分步压合覆形的方式，可以使得施加在非金属纤维预浸料上的压力逐步增加，避免一次性施加过大的压力导致结构破坏的情况，进而通过将各所述分块模芯与各所述非金属纤维预浸料分离，将第二整块模芯与所述第一整块模芯进行合模，对各所述非金属纤维预浸料进行第二次模压预成型，得到预制体，实现了对各所述非金属纤维预浸料的第二次覆形，第二次覆形可以使得非金属纤维预浸料与所述模芯中的模腔内壁相贴合，获得较为优良的外观，进而通过将所述第一整块模芯和第二整块模芯转移至成型模架中，对所述预制体进行固化成型，得到结构件，实现了对复兴后的金属纤维预浸料的固化，可以获得具有优良外观的结构件。这样，可以实现具有复杂曲面或结构的结构件的净尺寸成型，获得高表面质量、高尺寸精度的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种结构件的加工方法，其特征在于，所述结构件应用于头戴显示设备，所述结构件的加工方法包括以下步骤：获取至少一个非金属纤维预浸料；将各所述非金属纤维预浸料放入第一整块模芯中，将至少一块分块模芯与所述第一整块模芯进行分步合模，对各所述非金属纤维预浸料进行第一次模压预成型；将各所述分块模芯与各所述非金属纤维预浸料分离，将第二整块模芯与所述第一整块模芯进行合模，对各所述非金属纤维预浸料进行第二次模压预成型，得到预制体；将所述第一整块模芯和第二整块模芯转移至成型模架中，对所述预制体进行固化成型，得到结构件。2.如权利要求1所述的结构件的加工方法，其特征在于，所述将各所述分块模芯与各所述非金属纤维预浸料分离的步骤之前，还包括：对各所述分块模芯进行降温。3.如权利要求1所述的结构件的加工方法，其特征在于，所述分块模芯上与各所述非金属纤维预浸料相贴合的表面设置有通气结构；所述将各所述分块模芯与各所述非金属纤维预浸分离的步骤包括：向所述通气结构中通入压缩气体，以使得各所述分块模芯与各所述非金属纤维预浸分离。4.如权利要求1所述的结构件的加工方法，其特征在于，所述将各所述非金属纤维预浸料放入第一整块模芯中，将至少一块分块模芯与所述第一整块模芯进行分步合模，对各所述非金属纤维预浸料进行第一次模压预成型的步骤包括：对各所述非金属纤维预浸料进行铺层，并基于预设裁切图纸进行裁切，得到预浸料层叠块；将所述预浸料层叠块放入第一整块模芯中，将至少一块分块模芯与所述第一整块模芯进行分步合模，对所述预浸料层叠块进行第一次模压预成型。5.如权利要求4所述的结构件的加工方法，其特征在于，所述将第二整块模芯与所述第一整块模芯进行合模，对各所述非金属纤维预浸料进行第二次模压预成型，得到预制体的步骤包括：将各所述分块模芯与所述预浸料层叠块分离，将第二整块模芯与所述第一整块模芯进行合模，得到测试料块；检测所述测试料块是否存在完整性缺陷，其中，所述完整性缺陷包括多料缺陷和少料缺陷中的至少一种；在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张羽，汤伟，王淑敏，李忠军，
申请(专利权)人：歌尔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：