[發明專利]碳纖維自行車車架一體式預型成型工藝

在審

• 申請號: 201710546441.5
• 申請日: 2017-07-06
• 公開（公告）號: CN107458001A
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 曾金國;游煌珍
• 申請（專利權）人: 廈門富堡復合材料股份有限公司
• 主分類號: B29C70/44
• 分類號: B29C70/44;B29L31/30
• 代理公司: 廈門市新華專利商標代理有限公司35203
• 代理人: 朱凌

技術領域

本發明屬于自行車生產領域，具體關于一種碳纖維自行車車架一體式預型成型工藝。

背景技術

碳纖維復合材料具有耐腐蝕、強度高、重量輕等諸多優點，被廣泛應用到各種產品及零部件中，用于自行車制造可大大減輕整車的重量，目前碳纖維自行車車架的（預型）成型是采用硅膠卷芯對各車架管件進行分段卷料，卷料完成后將硅膠卷芯取出并裝上尼龍氣袋和氣嘴，將卷料連同氣袋一起放置于模具型腔內，之后向氣袋內充入高壓氣體并加熱模具，固化成型，車架的各個部件比如上管、中管和下管分別單獨預成型，然后再在各管件連接處進行膠合包紗補強，另一種方式是同樣以硅膠卷芯分段卷料，對車架各部件在成型前通過預型模定位內置風管將各接頭套接預型貼紗補強后成型；這兩種種卷料成型工藝生產效率低，而且接頭部位強度偏弱，需補強達到一定的厚度才能滿足強度的要求，這樣使車架重量增加；此外，由于自行車車架各管件大小不同以及接頭造型各異，用尼龍氣袋會有小管內穿大氣袋，吹氣過程中會造成多余的氣袋積壓皺折，使車架內表面成型后不同程度出現折痕，造成車架強度的損失。

發明內容

因此，本發明的目的在于提供一種碳纖維自行車車架一體式預型成型工藝，通過3D建模一體成型，有效提高生產效率，并且克服了傳統工藝分段制作效率低、連接部位強度弱、以及車架內表面因尼龍氣袋產生折痕的問題。

為達上述目的，本發明的技術解決方案是：一種碳纖維自行車車架一體式預型成型工藝，包含以下步驟：

①3D建模：根據自行車車架外形、尺寸要求建立3D車架成品模型和3D車架泡沫內芯模型；

②開模：根據步驟①中制作的3D車架成品模型和車架泡沫內芯模型制作相對應的成品模具和內芯模具；

③制作車架泡沫內芯：使用步驟②中的內芯模具制作車架泡沫內芯；

④制作乳膠氣袋：在步驟③制作的泡沫內芯上制作一體式乳膠氣袋，并在乳膠氣袋上設置充氣口：

⑤設置離型層：在步驟④的乳膠氣袋表面設置離型層。

⑥卷料預型：制作碳纖維預浸料制件，將其包覆在步驟⑤制作的帶有乳膠氣袋和離型層的泡沫內芯上進行卷料預型；

⑦成型：將步驟⑥中預型的碳纖維制件放入步驟②制作的成品模具中，合模后向乳膠氣袋內充入高壓氣體并加熱模具熱壓成型。

⑧抽芯：步驟⑦碳纖維制件冷卻固化成型后將泡沫內芯、乳膠氣袋以及離型層從成品中抽離。

所述步驟②的成品模具上預留抽芯口。

所述步驟④是在步驟③制作的泡沫內芯表面均勻的涂上乳膠，凝固后形成乳膠氣袋。

所述步驟④是將步驟③制作的泡沫內芯在乳膠溶液中含浸后取出，凝固形成乳膠氣袋。

所述的泡沫內芯在乳膠溶液中含浸一次浸膠時間為80秒～90秒，浸膠時間和次數根據乳膠厚度的品質適當調整，之后在在攝氏40度～70度的溫度下進行除濕凝固形成乳膠氣袋。

所述步驟⑤的離型層是將離型劑涂抹在步驟④的乳膠氣袋的表面而形成。

所述步驟⑦碳纖維制件在攝氏145度±5度的溫度下進行熱壓成型。

所述步驟⑦碳纖維制件熱壓成型條件可根據模具的升溫曲線和樹脂的Tg點來選擇。

采用上述成型工藝，本發明根據自行車車架外觀結構造型和尺寸要求建立車架成品模型和泡沫內芯模型，并通過兩套模具一體成型自行車車架，從而有效提高工作效率，一體式結構減少了接頭補強，克服了傳統舊工藝車架管件套接處強度偏弱和二次成型導致變形的問題，增強產品的剛性和穩定性，進而提高產品合格率和使用壽命，特別是本發明在與車架造型一致的泡沫內芯上設置一體式乳膠氣袋，并在乳膠氣袋的表面設置離型層，以此徹底解決舊工藝車架成品內表面因折痕造成強度偏弱的問題。

附圖說明

圖1是本發明碳纖維自行車車架泡沫內芯的立體圖；

圖2是本發明碳纖維自行車車架成型過程示意圖；

圖3是本發明碳纖維自行車車架成型截面圖；

圖4是圖3的局部放大圖；

圖5是本發明碳纖維自行車車架成型結構立體圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳述。

本發明揭示碳纖維自行車車架一體式預型成型工藝，車架包括有上管、中管和下管、連接上管與下管的前管、連接上管和中管的座管、連接中管和下管的五通、以及勾爪，如圖1至圖4所示，該車架的成型工藝包含以下步驟：

①3D建模：根據自行車車架外形、成品尺寸要求建立3D車架成品模型，以及根據自行車車架的外形和縮放尺寸建立3D車架泡沫內芯模型；