結(jié)構(gòu)功能一體化的復(fù)合材料支撐板、柔性屏組件和可折疊終端的制作方法

本發(fā)明屬于柔性屏，具體涉及一種結(jié)構(gòu)功能一體化的復(fù)合材料支撐板、柔性屏組件和可折疊終端。

背景技術(shù)：

1、伴隨著移動(dòng)式、可穿戴式等電子設(shè)備的快速發(fā)展，對(duì)電子設(shè)備薄型化、輕量化、可折疊等的需求越來(lái)越大，為滿足電子設(shè)備柔性屏的平整度和剛度，通常會(huì)在屏下設(shè)置支撐板。在設(shè)計(jì)柔性屏支撐板時(shí)，現(xiàn)有的常規(guī)柔性屏支撐板一般采用金屬和/或復(fù)材方案，金屬方案優(yōu)點(diǎn)是制備的支撐板強(qiáng)度高、硬度高且彎折性能高，但金屬的質(zhì)量較重；復(fù)材方案優(yōu)點(diǎn)是制備的支撐板質(zhì)量輕、強(qiáng)度高，但彎折性能較低且加工難度較大；現(xiàn)有電子設(shè)備中為解決散熱問(wèn)題，需要另加有散熱部件，以此來(lái)輔助散熱，但其會(huì)增加重量和厚度。

2、如何使得支撐板達(dá)到既輕量、又具高度可折疊性同時(shí)還能夠提高散熱性能，這是當(dāng)前柔性屏設(shè)計(jì)所需要面臨的重要問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)功能一體化的復(fù)合材料支撐板、柔性屏組件和可折疊終端，以減輕重量并優(yōu)化應(yīng)力分布以提升抗彎折能力，同時(shí)通過(guò)疊放設(shè)置的散熱支撐層實(shí)現(xiàn)熱量的快速傳導(dǎo)，提升支撐板的綜合性能。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

3、本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)功能一體化的復(fù)合材料支撐板，包括金屬連接件、對(duì)稱設(shè)置在金屬連接件兩側(cè)的第一散熱支撐件和第二散熱支撐件；所述金屬連接件包括彎折部和第一連接部；在所述第一連接部的豎向中心線上貫穿開(kāi)設(shè)若干個(gè)豎向排列的通孔；

4、所述第一連接部對(duì)稱設(shè)置在彎折部的兩側(cè)，所述第一連接部的厚度小于彎折部的厚度，所述第一連接部為位于彎折部中部的向外凸起；

5、所述第一散熱支撐件和第二散熱支撐件為由若干層散熱支撐層疊放構(gòu)成的纖維樹(shù)脂復(fù)合件，或由若干層散熱支撐層和支撐層交替疊放構(gòu)成的纖維樹(shù)脂復(fù)合件；所述散熱支撐層為中間相瀝青基碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料層；所述第一散熱支撐件和第二散熱支撐件中位于中間部位的散熱支撐層或支撐層形成與第一連接部相匹配的第二連接部。

6、在一實(shí)施方式中，所述支撐層為聚丙烯腈基碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料層。

7、在一實(shí)施方式中，所述散熱支撐層中的纖維為連續(xù)纖維和短切纖維中一種或多種；每層的所述散熱支撐層中纖維含量為20%-80%；所述散熱支撐層中的樹(shù)脂為熱塑性或熱固性樹(shù)脂。

8、在一實(shí)施方式中，在所述第一連接部的通孔的位置外開(kāi)設(shè)有若干個(gè)凹槽。

9、在一實(shí)施方式中，所述第一連接部的厚度為彎折部的厚度的1/10-9/10；所述第一連接部的寬度為彎折部的寬度的1/10-9/10。

10、在一實(shí)施方式中，每層散熱支撐層的厚度為彎折部的5%-90%，所述纖維樹(shù)脂復(fù)合件的厚度等于彎折部的厚度。

11、在一實(shí)施方式中，所述金屬連接件還包括位于彎折部底部的加強(qiáng)片；所述加強(qiáng)片與第一散熱支撐件和第二散熱支撐件存在重疊區(qū)。

12、在一實(shí)施方式中，所述金屬連接件的彎折部的截面包括矩形部分和矩形部分的上邊緣和下邊緣上若干個(gè)對(duì)稱設(shè)置的向外凸出部分，所述向外凸出部分之間設(shè)置存在間隙。

13、在一實(shí)施方式中，所述上邊緣的向外凸出部分的頂端與下邊緣的向外凸出部分的底端之間的距離等于復(fù)合材料支撐板的上下表面之間的垂直距離；所述間隙為0.2mm-0.5mm。

14、在一實(shí)施方式中，所述矩形部分與第一連接部相連，且矩形部分與第一連接部的厚度相同。

15、在一實(shí)施方式中，所述金屬連接件的彎折部的截面為凸起和凹陷相間的連續(xù)波形。

16、在一實(shí)施方式中，所述凸起與凹陷對(duì)稱，所述凸起的最高點(diǎn)和凹陷的最低點(diǎn)之間的垂直距離等于復(fù)合材料支撐板的上下表面之間的垂直距離；兩相鄰?fù)蛊鸬淖罡唿c(diǎn)之間的距離相等，兩相鄰所述凸起的最高點(diǎn)之間的距離為0.2mm-0.5mm。

17、在一實(shí)施方式中，所述連續(xù)波形的起始端和終止端分別與位于彎折部?jī)蓚?cè)的第一連接部相連。

18、本發(fā)明還提供了一種柔性屏組件，包括上述任意一項(xiàng)所述的結(jié)構(gòu)功能一體化的復(fù)合材料支撐板和位于結(jié)構(gòu)功能一體化的復(fù)合材料支撐板與電子設(shè)備發(fā)熱元器件之間的導(dǎo)熱件。

19、在一實(shí)施方式中，所述導(dǎo)熱件與結(jié)構(gòu)功能一體化的復(fù)合材料支撐板中的散熱支撐層連接。

20、本發(fā)明還提供了一種可折疊終端，所述可折疊終端包括上述任意一項(xiàng)所述的柔性屏組件。

21、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

22、本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)功能一體化的復(fù)合材料支撐板，該復(fù)合材料支撐板集成了金屬連接件與散熱支撐件，金屬連接件包括彎折部和第一連接部，其中第一連接部為位于金屬連接件中部的較薄向外凸起部分，并帶有通孔。第一連接部不僅顯著減少了材料的使用量，從而減輕了整體支撐板的重量，還通過(guò)其獨(dú)特的形態(tài)增強(qiáng)了連接件的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。向外凸起的形狀使得第一連接部在提供固定和連接便利的同時(shí)，能夠更有效地分散應(yīng)力，提升結(jié)構(gòu)的抗彎折能力。此外，通孔的設(shè)置則進(jìn)一步方便了與支撐板的精準(zhǔn)對(duì)接和固定，通孔用于固定金屬連接件、第一散熱支撐件和第二散熱支撐件，滿足了柔性屏支撐板在可折疊應(yīng)用中的復(fù)雜需求。散熱支撐件采用散熱支撐層疊放或散熱支撐層和支撐層交替疊放構(gòu)成，其疊放的層結(jié)構(gòu)不僅提高了支撐板的整體強(qiáng)度和剛度，還能夠?qū)崿F(xiàn)熱量的快速傳導(dǎo)，提升了支撐板的綜合性能。

23、進(jìn)一步的，凹槽的設(shè)計(jì)可以增加金屬連接件與周?chē)嶂渭慕佑|面積，有利于熱量的傳導(dǎo)和散發(fā)。當(dāng)熱量通過(guò)金屬連接件傳導(dǎo)時(shí)，凹槽可以作為額外的散熱通道，加速熱量的散發(fā)，提高整體的散熱效率。凹槽的存在可以減少金屬連接件的材料使用量，從而在不影響整體強(qiáng)度和穩(wěn)定性的前提下，實(shí)現(xiàn)支撐板的輕量化。合理的凹槽設(shè)計(jì)可以在一定程度上增強(qiáng)金屬連接件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。凹槽可以作為應(yīng)力分散點(diǎn)，減少因集中應(yīng)力而導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)破壞風(fēng)險(xiǎn)。

24、進(jìn)一步的，加強(qiáng)片作為金屬連接件的附加結(jié)構(gòu)，能夠有效地提升整體支撐板的承載能力和抗變形能力。在受到外力作用時(shí)，加強(qiáng)片能夠分擔(dān)部分應(yīng)力，防止連接件發(fā)生斷裂或塑性變形，從而保持支撐板的穩(wěn)定性和完整性。當(dāng)加強(qiáng)片與散熱支撐件存在重疊區(qū)時(shí)，可以進(jìn)一步促進(jìn)熱量的傳導(dǎo)和散發(fā)。加強(qiáng)片能夠迅速將熱量從支撐板內(nèi)部傳導(dǎo)至外部，提高散熱效率。加強(qiáng)片的引入可以優(yōu)化支撐板內(nèi)部的應(yīng)力分布。在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下，加強(qiáng)片能夠作為應(yīng)力分散點(diǎn)，減少應(yīng)力集中現(xiàn)象的發(fā)生，降低支撐板因應(yīng)力集中而失效的風(fēng)險(xiǎn)。另外，加強(qiáng)片與散熱支撐件的重疊區(qū)設(shè)計(jì)可以增加它們之間的接觸面積，從而增強(qiáng)它們之間的連接可靠性。

25、進(jìn)一步的，帶有向外凸出部分的彎折部不僅增加了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和穩(wěn)定性，還由于間隙部分不需要填充材料，從而直接減輕了重量。同時(shí)，凸出部分的存在增加了截面的剛度，使得在減輕重量的同時(shí)保持了必要的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。凸出部分提供了額外的彎曲半徑或空間，使得彎折更加容易且不會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)造成破壞。在折疊過(guò)程中，金屬連接件可能會(huì)受到較大的彎曲應(yīng)力。通過(guò)設(shè)計(jì)向外凸出部分并在它們之間設(shè)置間隙，可以有效地分散這些應(yīng)力，減少應(yīng)力集中的風(fēng)險(xiǎn)，從而保護(hù)連接件在折疊過(guò)程中的完整性和可靠性。

26、進(jìn)一步的，連續(xù)波形的設(shè)計(jì)通過(guò)減少不必要的材料堆積，實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的輕量化。相比于實(shí)心或均勻厚度的設(shè)計(jì)，這種波形結(jié)構(gòu)在保持強(qiáng)度的同時(shí)，減少了材料的使用量。波形設(shè)計(jì)使得結(jié)構(gòu)在承受相同載荷時(shí)，能夠更有效地分配應(yīng)力，從而允許使用更少的材料達(dá)到相同的強(qiáng)度要求。連續(xù)波形的設(shè)計(jì)使得彎折部在彎曲時(shí)能夠更容易地適應(yīng)變形，減少了應(yīng)力集中和斷裂的風(fēng)險(xiǎn)。這種設(shè)計(jì)提高了支撐板的可折疊性和耐用性。波形結(jié)構(gòu)中的凸起和凹陷部分在彎曲時(shí)能夠相互抵消部分應(yīng)力，從而減少了整體結(jié)構(gòu)的應(yīng)力水平。這種應(yīng)力分散的效果有助于保護(hù)支撐板在折疊過(guò)程中不受損壞。