【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及電聲器械領(lǐng)域，具體涉及一種碳纖維球頂及一種碳纖維球頂?shù)闹圃旆椒ā?/p>

背景技術(shù)：

球頂形揚(yáng)聲器是指利用球頂形振膜直接輻射聲波的揚(yáng)聲器。屬于電動(dòng)式揚(yáng)聲器，振膜是一個(gè)半球形膜片，用振膜折環(huán)直接支撐音圈而沒(méi)有定心支片，特點(diǎn)是高頻響應(yīng)好，指向性寬及失真較小。振膜的球頂部常用鋁箔與發(fā)泡材料復(fù)合制成，隨著電子行業(yè)的發(fā)展，電聲系統(tǒng)需要不斷的提升性能與可靠性，對(duì)球頂?shù)囊笠苍絹?lái)越高，現(xiàn)有的鋁箔與發(fā)泡材料復(fù)合的球頂已經(jīng)不能滿足使用需求，常會(huì)出現(xiàn)鋁箔碎裂、鋁箔與發(fā)泡材料分層、材料強(qiáng)度不足等問(wèn)題。另一方面，由于鋁箔材質(zhì)較軟，作為產(chǎn)品直觀可觀察的部分，容易出現(xiàn)污染、劃傷等現(xiàn)象，帶來(lái)不美觀的問(wèn)題，且由于發(fā)泡材料受力容易發(fā)生形變，受力之后恢復(fù)性能差，無(wú)法承受壓力，且容易吸水，使得鋁箔與發(fā)泡材料之間容易產(chǎn)生分層的現(xiàn)象發(fā)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的球頂結(jié)構(gòu)力學(xué)性能差、不美觀、容易破碎、材料分層的問(wèn)題，第一方面提供了一種力學(xué)性能、聲學(xué)性能優(yōu)異、美觀的碳纖維球頂，所述碳纖維球頂包括發(fā)泡材料層、位于所述發(fā)泡材料層上端面的第一碳纖維層和/或位于所述發(fā)泡材料層下端面的第二碳纖維層，其中，所述第一碳纖維層和/或所述第二碳纖維層包括一層或多層的碳纖維單向帶預(yù)浸料。

作為一種選擇，不同層的所述碳纖維單向帶預(yù)浸料的纖維方向夾角在0～90度之間。

作為一種選擇，所述碳纖維球頂?shù)暮穸仍?0～400um之間。

作為一種改進(jìn)，所述碳纖維球頂?shù)暮穸仍?0～200um之間。

作為一種選擇，所述發(fā)泡材料層包括聚甲基丙烯酰亞胺，發(fā)泡聚苯硫醚，微孔發(fā)泡塑料，發(fā)泡聚丙烯中的一種或多種。

作為一種選擇，所述碳纖維單向帶預(yù)浸料包括碳纖維材料和預(yù)浸樹脂，所述碳纖維材料的拉伸模量大于200gpa。

作為一種改進(jìn)，所述預(yù)浸樹脂包括環(huán)氧樹脂、聚醚醚酮、聚酰亞胺、聚苯硫醚、聚對(duì)苯撐苯并二噁唑、聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺中的一種或多種；

本發(fā)明的另一方面，提供了一種簡(jiǎn)單易行，操作方便制造上述碳纖維球頂?shù)姆椒?，包括如下步驟，利用預(yù)浸樹脂預(yù)浸單向碳纖維帶；將所述預(yù)浸后的單向碳纖維帶貼附在所述發(fā)泡材料層的上端面和/或下端面上。

作為一種改進(jìn)，所述將所述預(yù)浸后的單向碳纖維帶貼附在所述發(fā)泡材料層上端面和/或下端面上的步驟包括：在所述發(fā)泡材料層的上端面和或下端面上粘貼一層或多層所述預(yù)浸后的單向碳纖維帶。

作為一種改進(jìn)，設(shè)置不同層的單向碳纖維帶的纖維方向在0～90度。

本發(fā)明的有益效果是：通過(guò)將碳纖維單向帶預(yù)浸料替換所述鋁箔，提高了強(qiáng)度，同時(shí)降低了厚度，使得聲音品質(zhì)得到提升通過(guò)預(yù)浸料的固化過(guò)程，使得碳纖維單向帶與發(fā)泡材料緊密貼合，從而避免了層間易分離的現(xiàn)象，保證了使用壽命。

【附圖說(shuō)明】

圖1是本發(fā)明碳纖維球頂實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明碳纖維球頂采用單層結(jié)構(gòu)的實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明碳纖維球頂采用多層結(jié)構(gòu)的實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明碳纖維球頂采用多層結(jié)構(gòu)的另一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明碳纖維球頂采用多層結(jié)構(gòu)的另一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明碳纖維球頂另一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明碳纖維球頂制造方法的流程示意圖。

【具體實(shí)施方式】

下面結(jié)合圖1至圖7對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。

本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)中球頂結(jié)構(gòu)易碎、易分層、強(qiáng)度不足、美觀差的問(wèn)題，提供了一種利用碳纖維材料所制備出的球頂結(jié)構(gòu)，如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種碳纖維球頂100，包括發(fā)泡材料層110、位于所述發(fā)泡材料層110上端面的第一碳纖維層120和/或位于所述發(fā)泡材料層110下端面的第二碳纖維層130，本發(fā)明實(shí)施例中的碳纖維球頂可在發(fā)泡材料層110單側(cè)設(shè)置碳纖維層，也可雙側(cè)設(shè)置碳纖維層，進(jìn)一步提高性能，提供組合性能，其中，所述第一碳纖維層120和/或所述第二碳纖維層130包括一層或多層的碳纖維單向帶預(yù)浸料。由于碳纖維單向帶單向受力好，在本發(fā)明所運(yùn)用的環(huán)境中，球頂結(jié)構(gòu)受力定向，采用碳纖維單向帶能夠保證所述球頂結(jié)構(gòu)的受理要求，同時(shí)，本發(fā)明采用碳纖維單向帶預(yù)浸料，制造時(shí)，僅需將碳纖維單向帶預(yù)浸料貼合在發(fā)泡材料層110上即可，由于碳纖維單向帶預(yù)浸料上自帶粘性，不需額外的粘接劑即能實(shí)現(xiàn)粘接，粘接之后通過(guò)高溫高壓處理，使得所述碳纖維單向帶預(yù)浸料中的預(yù)浸樹脂固化，進(jìn)一步地提升了粘接的強(qiáng)度，貼合更加緊密，同時(shí)保證了固化后的碳纖維單向帶預(yù)浸料強(qiáng)度進(jìn)一步提升，保證了球頂結(jié)構(gòu)的受力強(qiáng)度，固化后的樹脂進(jìn)一步提升了所述球頂?shù)母哳l性能。同時(shí)采用了碳纖維后，使得球頂?shù)暮穸日w減小，提供了振動(dòng)性能保證了聲音品質(zhì)，同時(shí)節(jié)省了產(chǎn)品空間。另，由于碳纖維單向帶預(yù)浸料中的樹脂固化后能夠使得球頂結(jié)構(gòu)的表面光滑，且由于固化后的樹脂強(qiáng)度硬不易產(chǎn)生刮痕，使得所述碳纖維球頂結(jié)構(gòu)100更加美觀。

本發(fā)明實(shí)施例中的所述發(fā)泡材料層中包括聚甲基丙烯酰亞胺(pmi)，發(fā)泡聚苯硫醚(pps)，微孔發(fā)泡塑料mcp，發(fā)泡聚丙烯(pp)中的一種或多種材料，使用時(shí)根據(jù)需聲學(xué)振動(dòng)范圍和受力范圍進(jìn)行選擇。

本發(fā)明實(shí)施例中的所述碳纖維單向帶預(yù)浸料包括碳纖維材料和預(yù)浸樹脂，所述碳纖維單向帶預(yù)浸料可以在纖維延伸方向，即纖維方向能夠承受較大受力，在纖維方向垂直的方向上能夠承受較弱受力，但通過(guò)與樹脂固化后大大增強(qiáng)承受力的能力，具體地，所述預(yù)浸樹脂包括：環(huán)氧樹脂、聚醚醚酮(peek)、聚酰亞胺(pi)、聚苯硫醚(pps)、聚對(duì)苯撐苯并二噁唑(pbo)、聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺(芳綸1414)中的一種或多種；所述碳纖維材料的拉伸模量大于200gpa，所述碳纖維材料由片狀石墨微晶等有機(jī)纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維“外柔內(nèi)剛”，質(zhì)量比金屬鋁輕，但強(qiáng)度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，實(shí)踐中，可以采用包括東麗的t系列t300以上、m系列所有，以及相同強(qiáng)度級(jí)別的其他系列和其他供應(yīng)商的材料，需要說(shuō)明的是東麗的t系列和m系列是日本東麗公司的碳纖維型號(hào)，屬于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可輕松獲取這兩種系列的材料。使得本發(fā)明的球頂結(jié)構(gòu)力學(xué)性能得到很大提升，同時(shí)重量減輕，厚度變薄。本發(fā)明實(shí)施例碳纖維球頂?shù)暮穸仍?0～400um之間，優(yōu)選地，在厚度在80～200um之間，相比采用鋁箔的球頂，厚度大大減小，有利于提高聲學(xué)振動(dòng)性能。

本發(fā)明采用了碳纖維的球頂中可以僅在發(fā)泡材料層的一側(cè)或兩側(cè)各設(shè)一層碳纖維單向預(yù)浸料，也可設(shè)置多層。如圖2所示，本發(fā)明的一些實(shí)施例中提供了一種碳纖維球頂200，包括發(fā)泡材料層210，位于發(fā)泡材料層210上端面的第一碳纖維單向帶預(yù)浸料220和位于所述發(fā)泡材料層210下端面的第二碳纖維單向帶預(yù)浸料230，通過(guò)上下設(shè)置碳纖維預(yù)浸料，使得所述碳纖維球頂結(jié)構(gòu)力學(xué)性能對(duì)稱，防止出現(xiàn)聲音干涉或共振的現(xiàn)象發(fā)生。

本發(fā)明為了進(jìn)一步確保球頂結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，適用多種力學(xué)、聲學(xué)需求，所述第一碳纖維層120和/或所述第二碳纖維層130包括多層碳纖維單向帶預(yù)浸料。

如圖3、圖4、圖5，本發(fā)明一些實(shí)施例提供了采用多層碳纖維單向帶預(yù)浸料的碳纖維球頂200，包括位于中間的發(fā)泡材料層210，位于發(fā)泡材料層210兩側(cè)的多層碳纖維單向帶預(yù)浸料240，位于發(fā)泡材料層210一側(cè)的碳纖維單向帶預(yù)浸料240逐層疊加復(fù)合，提升了力學(xué)性能，但，同時(shí)厚度變大后會(huì)影響聲學(xué)振動(dòng)性能，本發(fā)明實(shí)施例中碳纖維球頂200的厚度在80～200um之間，即保證了力學(xué)強(qiáng)度，同時(shí)保證了聲學(xué)振動(dòng)性能，保證了發(fā)音頻率范圍。圖3中，所述發(fā)泡材料層210兩側(cè)的碳纖維單向帶預(yù)浸料240都為兩層，或者可為更多層，圖4、圖5中，所述發(fā)泡材料層210兩側(cè)碳纖維單向帶預(yù)浸料240分別為一層和兩層或多層，根據(jù)需要來(lái)設(shè)定。

不同層的所述碳纖維單向帶預(yù)浸料240的纖維方向夾角在0度到90度之間，保證了所述碳纖維球頂?shù)母鞣较虻氖芰π阅?，例如，圖3中，單側(cè)的多層碳纖維單向帶預(yù)浸料240可設(shè)置為0度，90度，如果單側(cè)為三層的話可設(shè)置為0度，45度，90度，層數(shù)增多，逐層均分，保證了各個(gè)方向上的受力。同時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例中發(fā)泡材料層上下側(cè)各層的碳纖維單向帶預(yù)浸料纖維角度可以互補(bǔ)設(shè)置，如上側(cè)的纖維角度為0度，下側(cè)即可為90度，如上側(cè)的為0度，45度，90度，則下側(cè)為0度，45度(與上側(cè)的45度相垂直)、90度，這樣保證了上下側(cè)的受力均勻、對(duì)稱。

本發(fā)明中的球頂可為平板狀，也可設(shè)置有半球形結(jié)構(gòu)，具體地，為了進(jìn)一步提升高頻性能，還可將所述碳纖維球頂設(shè)置成具有半球形的結(jié)構(gòu)，如圖6所示，本發(fā)明的一些實(shí)施例提供了一種碳纖維球頂300，包括發(fā)泡材料層310，位于發(fā)泡材料層310兩側(cè)的碳纖維單向帶預(yù)浸料340，通過(guò)將碳纖維單向帶預(yù)浸料340與所述發(fā)泡材料層高溫高壓復(fù)合形成球頂，所述球頂包括凸包結(jié)構(gòu)320，和平板結(jié)構(gòu)330，所述平板結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述凸包結(jié)構(gòu)的四周。

在形成好本發(fā)明的碳纖維球頂后，經(jīng)過(guò)然后切割成需要的形狀，如采用激光切割、切邊模沖切、模切機(jī)模切等技術(shù)切割成型，再與音膜粘合，如采用背膠、打膠等方式形成振動(dòng)組件，最后裝配成揚(yáng)聲器。

本發(fā)明另一方面，為了制造上述實(shí)施例中的力學(xué)性能、聲學(xué)性能優(yōu)異，制作外觀精美的碳纖維球頂，提供了一種制作方法，此制造方法工藝簡(jiǎn)單、可靠，所制得的球頂性能優(yōu)異。具體地，如圖7所示，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種碳纖維球頂制造方法，包括如下步驟：包括如下步驟，s101利用預(yù)浸樹脂預(yù)浸單向碳纖維帶；s102將所述預(yù)浸后的單向碳纖維帶貼附在發(fā)泡材料層上端面和/或下端面上，由于預(yù)浸后的單向碳纖維帶具有粘性，不需額外的粘膠即可進(jìn)行貼合，s103再經(jīng)過(guò)高溫高壓處理即可將所述單向碳纖維帶緊密貼合在所述發(fā)泡材料層上，工藝簡(jiǎn)單、可靠。所述預(yù)浸樹脂包括：環(huán)氧樹脂、聚醚醚酮(peek)、聚酰亞胺(pi)、聚苯硫醚(pps)、聚對(duì)苯撐苯并二噁唑(pbo)、聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺(芳綸1414)中的一種或多種。

進(jìn)一步地，所述將所述預(yù)浸后的單向碳纖維帶貼附在所述發(fā)泡材料層上端面和/或下端面上的步驟包括在所述發(fā)泡材料層上端面和/或下端面上粘貼一層或多層所述預(yù)浸后的單向碳纖維帶。通過(guò)逐層貼合，易于控制厚度。

進(jìn)一步地，粘貼單向碳纖維帶時(shí)，設(shè)置不同層的單向碳纖維帶的纖維方向在0～90度，保證了球頂結(jié)構(gòu)的各向受力性能。

本發(fā)明中的球頂結(jié)構(gòu)制造方法僅通過(guò)簡(jiǎn)單粘貼即能形成復(fù)合層，再通過(guò)高溫高壓進(jìn)行強(qiáng)化，獲得力學(xué)性能、聲學(xué)性能優(yōu)異的球頂結(jié)構(gòu)，同時(shí)能夠保證美觀，本實(shí)施例中的方法簡(jiǎn)單、易操作，對(duì)設(shè)備的要求低，具有廣泛的使用前景。

以上所述的僅是本發(fā)明的實(shí)施方式，在此應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出改進(jìn)，但這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。