一種制作碳纖維輪圈的新工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種制作碳纖維輪圈的新工藝。
【背景技術】
[0002]碳纖維輪圈主要由中部的刀部和周邊的框部組成。目前，常見的碳纖維輪圈制作方法是填充模壓成型法和氣袋成型法，上述兩種方法均是碳纖維輪圈一體成型。其中，模壓成型法是將碳纖維材料填充在成型模具的模腔中，施壓并加熱而使之成型獲得碳纖維輪圈。但是，采用該方法制得的碳纖維輪圈是實心的，因此重量較大。
[0003]氣袋成型法是將由碳纖維預浸材疊置成且內置有一氣袋的輪圈初胚，放置入溫度介于160?170°C的模具的模腔中，并施于二段式充氣程序與加熱程序，以成型出一形狀合于該模腔的輪圈成胚，接著將該輪圈成胚取出，并去除其中的氣袋，隨后輪圈成胚依序進行熱烘定型與表面加工程序，便制得輪圈成品。但是，該方法的缺陷是:氣袋走線復雜，容易報廢，而且氣袋各部位的口徑相同，在輪圈初胚的彎折部位及變徑部位，氣袋發生褶皺，使得碳纖維加熱后會流至褶皺中，致使輪圈內壁形成不規則凸起以致不光滑，從而導致良品率低。

【發明內容】

[0004]本發明的目的在于提供一種制作簡單、所制得的碳纖維輪圈重量輕、能夠大幅度提高良品率的制作碳纖維輪圈的新工藝。
[0005]本發明的目的通過以下的技術措施來實現:一種制作碳纖維輪圈的新工藝，其特征在于具體包括以下步驟:
[0006]⑴至少碳纖維輪圈的刀部采用以下方式制得:
[0007]①制作與刀部形狀相同的刀部芯軸；
[0008]②在刀部芯軸外表面上涂覆液態膠，直至液態膠完全包覆在刀部芯軸上；
[0009]③在包覆有液態膠的刀部芯軸上粘貼碳纖維布，形成包裹有碳纖維布的刀部半成品;
[0010]④將由步驟③所得的內置有刀部芯軸的刀部半成品放入成型模具的模腔中；
[0011]⑤施壓并加熱模腔，液態膠固化，并充氣至液態膠與刀部芯軸之間，液態膠膨脹撐起碳纖維布壓實在模腔的內壁上，同時刀部芯軸受熱收縮，當模腔內的溫度達到設定溫度時停止加熱；
[0012]⑥冷卻模腔；
[0013]⑦開啟成型模具，獲得套裝在刀部芯軸上的刀部成品；
[0014]⑧清理刀部成品內部的刀部芯軸和液態膠，得到刀部成品；
[0015]⑵碳纖維輪圈的框部采用以下三種方式制得:
[0016]①第一種方式:
[0017]制作與框部形狀相同的框部芯軸，框部芯軸與刀部芯軸一體制成，再按照步驟⑴中所述②?⑧步驟制作獲得碳纖維輪圈成品；
[0018]②第二種方式:
[0019]a.制作與框部形狀相同的框部芯軸，再按照步驟⑴中所述②?⑧步驟制作獲得框部成品；
[0020]b.組合拼接刀部成品和框部成品，得到碳纖維輪圈成品；
[0021]③第三種方式:
[0022]a.采用氣袋成型法制得框部成品；
[0023]b.組合拼接刀部成品和框部成品，得到碳纖維輪圈成品。
[0024]本發明是在仿照碳纖維輪圈形狀的芯軸上涂覆液態膠，在液態膠上粘貼碳纖維布，再放置在成型模具中成型取出，最后將碳纖維輪圈內的芯軸和液態膠清除以獲得碳纖維輪圈，由于碳纖維輪圈為中空，因此重量輕，使用輕便。而且也避免了傳統氣袋成型法所致的良品率低的缺陷，同時解決了傳統氣袋走線復雜，容易報廢的技術問題；另外，本發明制作過程簡單、可大幅度提高良品率。
[0025]本發明所述的液態膠成為固態后具有彈性和韌性，因此，在充氣時能夠膨脹支撐起碳纖維布，具有傳統風管氣袋功能。
[0026]本發明在步驟⑴的⑤中所述設定溫度是本行業規范要求制作不同的碳纖維管件制品在現有工藝中所要達到的溫度。設定溫度為120?180°C。
[0027]本發明采用風管膠或者乳膠加入固化劑成為所述液態膠，風管膠或者乳膠在常溫狀態(25±5°C)下呈液態，而加入固化劑之后具有彈性和韌性；本發明優選風管膠，風管膠可以涂刷在任意造型的芯軸外表面上，同時具有傳統風管氣袋功能，并且彈性(韌性)比傳統氣袋好。
[0028]作為本發明的一種實施方式，施壓并加熱模腔時的壓力為15?30kg/cm2，加熱溫度是100?180°C。
[0029]作為本發明的一種實施方式，在所述步驟(I)的⑥中，冷卻模腔時的冷卻溫度是55 ?65?。
[0030]本發明在所述步驟⑵②b.和⑵③b.中，組合拼接刀部成品和框部成品是在刀部成品和框部成品組合部位涂抹粘膠，并使用夾治具固定以使刀部成品和框部成品粘接成一體。
[0031]作為本發明的一種優選實施方式，所述刀部芯軸和框部芯軸均采用保麗龍材料制成，保麗龍是由聚苯乙烯(Polystyrene，PS)加發泡劑后高溫發泡形成的一種材料，通常叫“泡沫塑料”。由保麗龍材料制成的芯軸在碳纖維制品預制時容易塑性，且在成型高溫時會融化縮小，方便成型后清理并取出。刀部芯軸和框部芯軸也可以采用其它可塑性強，且在高溫下會融化縮小便于清理取出的材料。
[0032]與現有技術相比，本發明具有如下顯著的效果:
[0033]⑴本發明是在仿照碳纖維輪圈形狀的芯軸上涂覆液態膠，在液態膠上粘貼碳纖維布，再放置在成型模具中成型取出，最后將碳纖維輪圈內的芯軸和液態膠清除以獲得碳纖維輪圈，由于碳纖維輪圈為中空，因此重量輕，使用輕便。
[0034]⑵本發明避免了傳統氣袋成型法所致的良品率低的缺陷，而且解決了氣袋走線復雜，容易報廢的技術問題。
[0035]⑶本發明制作過程簡單、大幅度提高了良品率，可用于制作各種碳纖維輪圈。
【附圖說明】
[0036]下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。
[0037]圖1是本發明實施例1所制得的碳纖維輪圈結構示意圖；
[0038]圖2是本發明實施例2的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0039]實施例1
[0040]如圖1所示，是本發明一種制作碳纖維輪圈的新工藝，具體包括以下步驟:
[0041]⑴碳纖維輪圈的刀部采用以下方式制得:
[0042]①制作與刀部形狀相同的刀部芯軸；
[0043]②在刀部芯軸外表面上涂覆液態膠，直至液態膠完全包覆在刀部芯軸上；在本實施例中，采用風管膠加入固化劑成為液態膠，風管膠可以涂刷在任意造型的芯軸外表面上，同時具有傳統風管氣袋功能，并且彈性(韌性)比傳統氣袋好；
[0044]③在包覆有液態膠的刀部芯軸上粘貼碳纖維布，形成包裹有碳纖維布的刀部半成品;
[0045]④將由步驟③所得的內置有刀部芯軸的刀部半成品放入成型模具的模腔中；
[0046]⑤施壓并加熱模腔，壓力為20kg/cm2，加熱溫度是150C，液態膠固化，并充氣至液態膠與刀部芯軸之間，液態膠膨脹撐起碳纖維布壓實在模腔的內壁上，同時刀部芯軸受熱收縮，當模腔內的溫度達到設定溫度180C時停止加熱；
[0047]⑥冷卻模腔，冷卻溫度是55°C ;
[0048]⑦開啟成型模具，獲得套裝在刀部芯軸上的刀部成品；
[0049]⑧清理刀部成品內部的刀部芯軸和液態膠，得到刀部成品；
[0050]⑵碳纖維輪圈的框部采用以下方式制得:
[0051]a.1制作與框部形狀相同的框部芯軸，框部芯軸與刀部芯軸一體制成，再按照步驟⑴中所述②?⑧步驟制作獲得碳纖維輪圈成品；
[0052]即先制作與碳纖維輪圈形狀相同的碳纖維輪圈芯軸(框部芯軸與刀部芯軸一體制成)，碳纖維輪圈芯軸采用保麗龍材料制成；
[0053]a.2在碳纖維輪圈芯軸外表面上涂覆液態膠，直至液態膠完全包覆在碳纖維輪圈芯軸上；
[0054]a.3在包覆有液態膠的碳纖維輪圈芯軸上粘貼碳纖維布，形成包裹有碳纖維布的