[發明專利]一種具有泡沫夾層的雙層碳纖維管及其制作工藝

有效

• 申請號: 201610333315.7
• 申請日: 2016-05-19
• 公開（公告）號: CN105799163B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 孫樹磊;陳子龍
• 申請（專利權）人: 西華大學
• 主分類號: B29C65/48
• 分類號: B29C65/48;B62D21/08;B32B9/00;B32B9/04
• 代理公司: 暫無信息
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技術領域

本發明涉及碳纖維領域，具體涉及一種具有泡沫夾層的雙層碳纖維管及其制作工藝。

背景技術

碳纖維復合材料已經從航空航天等高端領域逐步向民用領域普及，碳纖維管具有比重小、剛度大、強度高、耐腐蝕等優點，廣泛用于醫療器械、體育器材中。但是由于其自身特性使碳纖維管的機械連接極為困難，所以使用膠水粘接則成為了一種比較簡單高效的連接方式。如今，汽車上的許多鋼結構件正逐漸使用碳纖維制件代替來減輕重量。

桁架式汽車的車架是由多根管件連接而成，傳統的桁架車架材料主要是鋼管或鋁合金管，現在新型的桁架車架采用碳纖維管，但是由于碳纖維管之間的連接以及碳纖維管和其他零件的連接無法使用焊接，只能采用粘接或螺栓連接，但是粘接的強度較小，而螺栓連接則會破壞碳纖維管的碳絲，使其受力時容易發生斷裂，針對這些情況，現有技術中用于桁架車架的碳纖維管都是在碳纖維管體的兩端粘接一個金屬接頭，再通過金屬接頭與其他碳纖維管或零件進行連接。

現有技術都是先制作好碳纖維管，然后在金屬接頭上涂覆膠水，再將碳纖維管和金屬接頭粘在一起，制作周期長。為了方便連接，碳纖維管和接頭之間往往設置裝配間隙，這樣就導致碳纖維管和接頭之間的同軸度偏大，且膠水厚度不均勻，如果涂覆膠水過多的話，多余的膠水還會流到接頭用于連接的內螺紋處，以及接頭和碳纖維管的端面，膠水固化后非常難以處理，導致后處理的工作量增大。碳纖維層與膠水粘接時，接頭放置方式通常為水平放置或者豎直放置，由于重力的影響，膠水總會分布不均勻，導致碳纖維管與接頭粘接后的質量下降。

現有的碳纖維管都是單層，由于碳纖維布的厚度較小，因此碳纖維管往往壁厚也較小，其對汽車的噪音和振動沒有衰減作用，使得桁架式汽車的噪聲和振動較大。碳纖維布與接頭粘接的面積也較小，而為了提高粘接強度，往往需要將接頭的凸臺加長，以增大其與碳纖維布接觸的面積，但這樣又會導致碳纖維管的重量增加。

發明內容

針對上述監測裝置的不足，本發明具體涉及一種具有泡沫夾層的雙層碳纖維管及其制作工藝。目的是提供一種生產成本低、成型快、粘接質量好、粘接強度大、具有吸聲、減震效果的雙層碳纖維管及其粘接工藝。

為實現上述發明目的，本發明所采用的技術方案是：一種具有泡沫夾層的雙層碳纖維管，所述的雙層碳纖維管由外側向內側依次設置外層碳纖維管、泡沫層、內層碳纖維管；所述雙層碳纖維管的兩端分別與一個金屬接頭連接；

所述的金屬接頭包括第一凸圓臺，第一凸圓臺上端面設置第二凸圓臺，第二凸圓臺上端面設置第三凸圓臺；所述第一凸圓臺的上端面、第二凸圓臺的外側面位置設置第一密封圈，所述第二凸圓臺的上端面、第三凸圓臺的外側面位置設置第二密封圈，所述第三凸圓臺的上端面設置第三密封圈；

所述外層碳纖維管的內側面與第二凸圓臺的外側面連接，外層碳纖維管的端面與第一密封圈的上端面密封連接；所述內層碳纖維管的內側面與第三凸圓臺、第三密封圈的外側面連接；所述內層碳纖維管的端面與第二密封圈的上端面密封連接；第一圓凸臺的底面與堵蓋連接；兩個金屬接頭各與一個水平放置的旋轉軸連接，旋轉軸與驅動電機連接。

優選的，所述金屬接頭沿其軸線方向的軸心位置設置連接通孔，連接通孔內設置內螺紋；所述第一凸圓臺的底端面沿其軸向方向設置多個周向布置的第一滲透孔、第二滲透孔、第三滲透孔；所述的第一滲透孔與第二凸圓臺的外側壁沿其徑向方向的開孔連接，所述的第二滲透孔依次穿過第一凸圓臺、第二凸圓臺、第一密封圈，所述的第三滲透孔與第三凸圓臺的外側壁沿徑向方向的開孔連接。

優選的，所述第三密封圈的截面為碗形，其上端的內徑大于下端的內徑。

優選的，所述的雙層碳纖維管還包括用于其成型的內模、外模；所述的內模包括設置在最外側的剝離層，從剝離層向內側依次設置真空薄膜層、防水層、粘性層，粘性層的內側設置海綿體；所述外模由兩個半圓筒可拆卸的連接而成，所述外模由外側面到內側面依次設置外殼、第一外層、第二外層、第三外層，所述外殼、第一外層、第二外層、第三外層相互之間構成可拆卸式的連接。

優選的，所述的外殼、第一外層、第二外層、第三外層的內側面上分別涂覆防粘涂層；所述的第一外層、第二外層、第三外層的形狀分別與外層碳纖維管、泡沫層、內層碳纖維管的形狀相適應。

根據上述任意一種具有泡沫夾層的雙層碳纖維管的制作工藝，其特征在于：所述的雙層碳纖維管的制作工藝包括以下步驟：內模成型、碳纖維管成型、碳纖維管后處理；所述的碳纖維管成型步驟包括內層碳纖維管成型、泡沫層成型、外層碳纖維管成型；