一種復(fù)材輪圈結(jié)構(gòu)及其成型工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種碳纖維輪圈及其成型工藝，包括復(fù)材外圈及刀部，其中該刀部包括PU芯軸及復(fù)材包覆層，該PU芯軸由PU材料一體成型，且同時成型出圓弧過渡區(qū)及與外圈配合的擴(kuò)口區(qū)，此復(fù)材包覆層是包覆于PU芯軸外表面上，與外圈一體成型為復(fù)材輪圈。本發(fā)明通過在刀部預(yù)成型PU芯軸，再包覆復(fù)材包覆層可以實現(xiàn)與外圈的一體成型，是利用復(fù)材的材料特性實現(xiàn)二者較佳的接合，而PU芯軸可以直接成型出圓弧過渡區(qū)及擴(kuò)口區(qū)，可令其外表面包覆的復(fù)材包覆層厚度均勻一致，不僅節(jié)約復(fù)材的材料用量，還可以直接形成于輪圈中進(jìn)而實現(xiàn)提高輪圈強(qiáng)度的功能，解決了現(xiàn)有技術(shù)中復(fù)材對異形接合處及異形成型處難以處理的問題。
【專利說明】一種復(fù)材輪圈結(jié)構(gòu)及其成型工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于一種輪圈的制作方法，特別是指一種復(fù)材輪圈結(jié)構(gòu)及其成型工藝。【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的不斷進(jìn)步，碳纖維復(fù)合材料(復(fù)材)已不局限于航空航天的使用，各種碳纖維復(fù)合材料制品也進(jìn)入了平常人的生活中，小到羽毛球拍大到汽車無處不見到碳纖維復(fù)合材料的身影。碳纖維復(fù)合材料的強(qiáng)度高于銅，自身重量卻小于鋁，與玻璃纖維相比，碳纖維還具有高強(qiáng)度、高模量的特點，是非常優(yōu)透的增強(qiáng)型材料，可以做為新型的非金屬材料進(jìn)行應(yīng)用。
[0003]目前常見的復(fù)材輪圈由外圈及支撐此外圈的刀部結(jié)合而成，此刀部代替輻條實現(xiàn)對外圈的支撐作用。目前復(fù)材輪圈的制作是采用外圈與刀部分別獨立成型，之后進(jìn)行二次接合的制作工藝。受復(fù)材材料特性的限制，刀部僅可成型為中空的管體，并且管徑一致，在圓弧過渡處以及異形配合處對于復(fù)材較難處理，需進(jìn)行補(bǔ)貼纖維紗片方可滿足形狀及強(qiáng)度的要求，特別是與外圈的連接處，為提高強(qiáng)度以及美觀的需求，采用補(bǔ)紗片的方式不僅增加復(fù)材材料的用量，增加材料成本，而且此接合處為應(yīng)力集中處，復(fù)材材料剛性大，脆且易碎，進(jìn)而影響輪圈的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種復(fù)材輪圈結(jié)構(gòu)及其成型工藝，可以有效提高復(fù)材輪圈的強(qiáng)度，而且材料成本低且具制作簡便的特效。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的解決方案是:
[0006]一種復(fù)材輪圈，包括復(fù)材外圈及刀部，其中:該刀部包括PU芯軸及復(fù)材包覆層，該PU芯軸由I3U材料一體成型，且同時成型出圓弧過渡區(qū)及與外圈配合的擴(kuò)口區(qū),此復(fù)材包覆層是包覆于PU芯軸外表面上，與外圈一體成型為復(fù)材輪圈。
[0007]一種復(fù)材輪圈的成型工藝，其步驟為:
[0008]步驟I，依需求制作刀部I3U芯軸，取出I3U芯軸待用，在刀部各支腳的連接處成型出圓弧過渡區(qū)，以及在各支腳的外端形成擴(kuò)口區(qū)，以便與外圈形成弧形過渡；同時制作外圈復(fù)材預(yù)型件；
[0009]步驟2，在外圈復(fù)材預(yù)型件中埋入氣袋置于成型模具中，同時在芯軸的外表面纏覆復(fù)材包覆層形成刀部一并置于成型模具中，對刀部與外圈的對接處纏覆復(fù)材紗片；
[0010]步驟3，合模加溫加壓成型；
[0011]步驟4，開模，冷卻，取出氣袋便完成輪圈的制作，此時的刀部中I3U芯軸一體結(jié)合于輪圈中。
[0012]采用上述方案后，本發(fā)明通過在刀部預(yù)成型芯軸，再包覆復(fù)材包覆層可以實現(xiàn)與外圈的一體成型，是利用碳纖維復(fù)合材料的材料特性實現(xiàn)二者較佳的接合，而PU芯軸可以直接成型出圓弧過渡區(qū)及擴(kuò)口區(qū)，可令其外表面包覆的復(fù)材層厚度均勻一致，不僅節(jié)約復(fù)材的材料用量，還可以直接形成于輪圈中進(jìn)而實現(xiàn)提高輪圈強(qiáng)度的功能，解決了現(xiàn)有技術(shù)中對異形接合處及異形成型處難以處理的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明芯軸示意圖；
[0014]圖2為本發(fā)明輪圈的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為圖2的A-A向剖視圖。
【具體實施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖解釋本發(fā)明的實施方式:
[0017]如圖1至圖3所示，本發(fā)明揭示了一種復(fù)材輪圈，其包括復(fù)材外圈I及刀部2，其關(guān)鍵在于:該刀部2包括PU芯軸21及復(fù)材包覆層22，該PU芯軸21由PU材料一體成型，且同時成型出圓弧過渡區(qū)211及與外圈I配合的擴(kuò)口區(qū)212，在此PU芯軸21上包覆有復(fù)材包覆層22，與外圈2—體成型為輪圈。
[0018]該復(fù)材輪圈的具體成型工藝為:
[0019]步驟1，首先依需求制作刀部PU芯軸21，取出PU芯軸21待用，此PU芯軸21在其中部可直接成型有配合孔213，同時在刀部各支腳的連接處成型出圓弧過渡區(qū)211，以及在各支腳的外端形成擴(kuò)口區(qū)212，以便與外圈I形成弧形過渡。
[0020]同時制作外圈I復(fù)材預(yù)型件。
[0021]步驟2，在外圈I復(fù)材預(yù)型件中埋入氣袋置于成型模具中，同時在芯軸21的外表面纏覆復(fù)材包覆層22形成刀部2 —并置于成型模具中，對刀部2與外圈I的對接處纏覆復(fù)材紗片。
[0022]步驟3，合模加溫加壓成型，此處的溫度與壓力的配置因應(yīng)復(fù)材材料的固化特性進(jìn)行設(shè)置，為業(yè)內(nèi)公知參數(shù)。
[0023]步驟4，開模，冷卻，取出氣袋便完成輪圈的制作，此時的刀部2中PU芯軸一體結(jié)合于輪圈中。
[0024]綜上，本發(fā)明通過在刀部2預(yù)成型PU芯軸21，再包覆復(fù)材包覆層22可以實現(xiàn)與外圈I的一體成型，是利用復(fù)材的材料特性實現(xiàn)二者較佳的接合，而PU芯軸21可以直接成型出圓弧過渡區(qū)211及擴(kuò)口區(qū)212，可令其外表面包覆的復(fù)材包覆層22厚度均勻一致，不僅節(jié)約復(fù)材的材料用量，還可以直接形成于輪圈中進(jìn)而實現(xiàn)提高輪圈強(qiáng)度的功能，解決了現(xiàn)有技術(shù)中復(fù)材對異形接合處及異形成型處難以處理的問題。
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)材輪圈，包括復(fù)材外圈及刀部，其特征在于:該刀部包括I3U芯軸及復(fù)材包覆層，該PU芯軸由材料一體成型，且同時成型出圓弧過渡區(qū)及與外圈配合的擴(kuò)口區(qū)，此復(fù)材包覆層是包覆于PU芯軸外表面上,與外圈一體成型為復(fù)材輪圈。
2.一種復(fù)材輪圈的成型工藝，其步驟為: 步驟I，依需求制作刀部PU芯軸，取出芯軸待用，在刀部各支腳的連接處成型出圓弧過渡區(qū)，以及在各支腳的外端形成擴(kuò)口區(qū)，以便與外圈形成弧形過渡；同時制作外圈復(fù)材預(yù)型件； 步驟2，在外圈復(fù)材預(yù)型件中埋入氣袋置于成型模具中，同時在PU芯軸的外表面纏覆復(fù)材包覆層形成刀部一并置于成型模具中，對刀部與外圈的對接處纏覆復(fù)材紗片； 步驟3，合模加溫加壓成型； 步驟4，開模，冷卻，取出氣袋便完成輪圈的制作，此時的刀部中PU芯軸一體結(jié)合于輪圈中。
【文檔編號】B60B3/10GK104015551SQ201410228092
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月27日
【發(fā)明者】熊道武, 蔡潔 申請人:上海迪諾克新材料科技有限公司