[發明專利]一種一體成型的全碳纖維輪轂的生產工藝

有效

• 申請號: 201710366480.7
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN106985421B
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發明（設計）人: 高鵬
• 申請（專利權）人: 高鵬
• 主分類號: B29C70/48
• 分類號: B29C70/48;B29C70/44;B29C70/32;B29C70/54;B29L31/32
• 代理公司: 北京中北知識產權代理有限公司 11253
• 代理人: 李新昂

本發明公開了一種一體成型的全碳纖維輪轂的生產工藝，該生產工藝包括：將預成型的全碳纖維輪輻上殼組件和輪輻下殼組件放置于模具中，并合上模具；啟動纏繞裝置在模芯上用絲束纏繞出輪圈；合上模具的側模并鎖緊，啟動真空泵從模腔帶有密封條的模具頂部將模腔內的空氣抽出，使模腔內形成真空狀態；注入混合了固化促進劑的環氧樹脂直到樹脂充滿整個模腔，保持鎖模狀態至樹脂完全固化后開模；從模具中取出輪轂坯件，打磨表面；坯件放入加工中心中；將坯件放入烤箱中二次高溫固化處理；將完成二次固化的輪轂表面噴涂處理。本發明工藝在保證得到最輕重量和最大強度的全碳纖維輪轂的同時，能實現復雜形狀的全碳纖維輪轂的大批量自動化生產。

技術領域

本發明涉及一種輪轂的生產工藝，具體是一種一體成型的全碳纖維輪轂的生產工藝，屬于汽車輪轂技術領域。

背景技術

全碳纖維輪轂能大幅減輕車輛的簧下重量，從而提高車輛的啟停及轉向效率，增強駕駛感受，降低能耗，增加行車安全性。但是，目前市場上幾乎沒有專業的全碳纖維輪轂生產商，國外能找到的產品價格極高也很難購買得到，根本原因在于輪轂復雜的形狀結構很難用現有碳纖維生產工藝輕易的生產出來。目前，這類形狀結構復雜的碳纖維件只能依靠手糊預浸有熱固性環氧樹脂的碳纖維布在模具上再配合在熱壓罐中固化成型的生產方式，這種方式生產過程耗時耗力，無法實現大批量生產。

以瑞典超級跑車生產商koenigsegg科尼塞克自行生產的全碳纖維輪轂為例，采用手工貼制的方法，將預浸有熱固性環氧樹脂的碳纖維布裁剪成很多小片，按照模具外表面的形狀進行貼合拼接，并逐層貼制覆蓋以達到需要的貼層厚度。再將貼制完成的坯件連同模具外套上耐熱薄膜袋并抽真空處理，然后再整體放入熱壓罐中，在高溫高壓的條件下固化成型。

以東麗卡的碳布CK6244C為例，厚度僅為0.22mm，而輪圈最薄的厚度需達到5mm以上，用手工貼制的方法制作需要貼22層以上。而每一層因為輪輻和輪圈不規則的外表面需要由很多不同形狀的小片相互拼合而成，并且每一層都會有差異因此每一層小片的形狀裁剪及貼制拼接都不一樣。而熱壓罐的容積非常有限，因此對于輪轂這樣的較大體積的產品的生產帶來極大的不便，每次固化的產品數量非常有限，并且每次固化時間長，操作復雜能耗大。這樣的制作方式，毫無疑問需要花費很長的生產時間及成本，并且很難保證批量生產時的品質甚至無法實現大批量生產，因此這款全碳纖維輪轂要價高達6萬歐元。

介于這一現狀，全碳纖維輪轂一直無法得到實際大量的實用，業內急需一種能實現自動化高效率的生產工藝來實現全碳纖維輪轂的大批量生產，從而推動整個全碳纖維輪轂的批量生產，并推動整個汽車業輕量化進程。

現有技術中，專利號為2012103623397，專利名稱為一種用于成型碳纖維汽車輪圈的模具及用該模具制作產品的方法，該方法通過碳纖維的預型產品，并經過上芯模與下芯模以及側模的合模，從而形成汽車輪轂。該方法是將碳纖維層排疊成汽車輪轂的預型產品，并對形成的預型產品的碳纖維層進行理順及補強，并將預型產品放置在模具中的下模芯上。通過側模從側面推入合模，使預型產品的外圈與側模腔體貼。其中，其通過內氣袋的加熱和充脹，使得汽車輪轂在模具中固化成型。這種輪轂的制造工藝一方面通過內氣袋加熱固化成型，不能保證輪轂內腔形成精確的形狀及尺寸，并且內氣袋的升溫以及充脹的熱源不容易把握，更重要的是沒有解決碳纖維材料疊層所需要的長時間和復雜過程的問題，因此在實際生產中仍然很難操作并且耗時耗力，無法實現大批量生產。

專利號為2012101362744，專利名稱為一種碳纖維輪轂的制作方法，該方法是將模具的上下模具以及三塊側模，其主要是在上下模上設計成衍生型，主要是用來制作形狀簡單的自行車輪轂，無法實現對形狀結構復雜的汽車輪轂的生產，更無法解決碳纖維材料鋪層耗時耗力帶來的批量生產困難。

發明內容