[發明專利]纖維增強復合輪的鑄造方法

有效

• 申請號: 200980115729.0
• 申請日: 2009-08-31
• 公開（公告）號: CN102026823A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發明（設計）人: 馬修·丁戈爾;唐納德·布雷特·蓋斯;阿什利·丹米德;大衛·德奧斯
• 申請（專利權）人: 喜福盛私人有限公司
• 主分類號: B60B5/02
• 分類號: B60B5/02;B60B21/00;B29B11/06;B32B1/08;B29C70/08;B29C70/36;B60B3/06
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 雷紹寧;王瑋

技術領域

本發明涉及一種通用的纖維增強復合輪的鑄造方法。雖然該發明特別適用于機動車輛車輪的形成，但不能理解為該發明只限于上述應用。

背景技術

以下關于本發明的背景說明是為了幫助理解本發明。因此，不應認為這些說明是對其中涉及到的任何材料或部分公知常識于申請的優先權日這天公開或被認知的確認或承認。

以強化纖維鑄造而成的樹脂機動車輪包括輪緣和盤部，且一體成型。輪緣包括兩個沿軸向分隔的輪圈或凸緣，車胎裝于兩輪圈或凸緣的中間。車輪盤部包括安裝輪轂和輪轂至肋骨過渡的部分。盤部可以有多種供客戶選擇的配置方案，以為車輪的末序處理提供定制加工。

這種以強化纖維鑄成的樹脂輪子傳統上通過壓鑄不同的裝模料形成，這些裝模料對應于車輪輪緣和盤部，分別采用被稱為樹脂浸漬料或預浸料(片)的復合纖維-樹脂料。各部分的裝模料通常包括帶有強化纖維的預浸料(片)的多個預切部分，這些強化纖維分布于預浸料(片)上。關于此工藝的實例在專利號為4,294,639和4,636,344的美國專利中有所公布。

該傳統方法有賴于預浸料(片)的提供。然而，預浸料(片)有一些缺點，包括需要于低溫(接近凍結溫度)裝運和儲存，成型后保存期有限，成本高，難以制成復雜形狀，和需在諸如使用高壓容器的高壓下鑄造和硬化。

因此需要提供一種可替代的纖維增強復合輪的鑄造方法以克服上述至少一個缺點。

發明內容

本發明提供了一種纖維增強復合輪的鑄造方法，該鑄造方法使用到一種模具組件，該模具組件包括用于定義輪子上輪緣外表面的環狀輪緣模具部分，和用于定義輪子盤部前表面的盤部模具部分，該方法包括以下步驟：

在模具組件內，沿輪緣模具部分設強化纖維織物的第一部分；

在模具組件內，在盤部模具部分上設強化纖維織物的第二部分；

用柔性模具元件封閉模具組件，以形成基本不漏流體的型腔，該柔性模具元件包括用于定義輪子輪緣內表面和輪子盤部后表面的柔性聚合物部件；

通過對型腔抽氣，并從入口導入樹脂于型腔中，該入口設在模具組件的有利位置上；以及

硬化樹脂以形成整體的纖維增強復合輪。

根據本發明，由此形成的車輪使用的是以柔性聚合物元素成型的型腔而不是傳統上例如金屬模具元件這種以剛性元素成型。這種模具更容易鑄造凹陷區域和內腔，此凹陷區域和內腔是傳統的剛性模具在物理上不能塞進去或拿出來的。再者，這種模具減少了生產工具的加工成本，是因為生產柔性聚合物模具便宜，而且使其它的生產工具以較大(較低精度)的公差制造。相比之下，加工相配合的剛性模具必須按小公差才能得到與附近模具部分的適宜的匹配。

形成柔性模具元件的柔性聚合物可以由任何合適的柔性聚合物材料組成，包括橡膠、乳膠等與樹脂相容的材料。最佳地，該柔性模具元件由硅類聚合物組成。

柔性模具元件可以整個都是如硅類聚合物的柔性材料，或者部分是柔性材料。在柔性模具元件部分柔性的情況下，柔性模具元件包括基本上剛性的部分和柔性部分。柔性區域要在柔性模具元件中特定設計。柔性部分仍然由柔性聚合物形成，包括橡膠、乳膠等與樹脂相容的材料。最佳地，柔性模具元件由硅類聚合物組成。

柔性模具元件可以通過如下方式形成：

在模具組件中置車輪模子；

在模子上不接近輪緣模具部分或盤部模具部分的地方涂可硬化聚合物材料；以及

可硬化聚合物材料硬化，形成柔性聚合物部件，該部件具有與模子上的鄰接部分互補的形狀和結構。

在柔性模具元件包括基本剛性部分和柔性部分的情況下，剛性部分可在為模子涂上可硬化聚合物材料之前先設于模子上的合適位置上。

模子可以是車輪的樣子，被加工成主模，而且作為(柔性模具元件的)一個組成部件或類似部分。

柔性模具元件中可包括強化部件來增強柔性模具元件的材料性質。在其中一個實施例中，柔性模具元件包括強化纖維織物。一種合適的強化纖維織物是柔性尼龍織布。在形成柔性模具元件時，添加強化纖維織物是要在涂層和硬化步驟之間，且包括以下步驟：

在至少一個初始涂有柔性聚合物材料的部分上設至少一個強化纖維織物部分；以及

在這些不鄰接輪緣模具部分或盤部模具部分的模子部分上再涂上一層柔性聚合物材料。

初始涂層和后添加的涂層，與為了形成無加強蓋模的涂層一樣，可以由一層或多層聚合物材料實現。