一種用于成型碳纖維汽車輪圈的模具及用該模具制作產(chǎn)品的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于碳纖維汽車輪轂坯品固化成型的模具結(jié)構(gòu)及用該模具制作產(chǎn)品的方法，采用此模具及方法制作的碳纖維汽車輪圈，其產(chǎn)品的強(qiáng)度及整體性好，且由于采用全碳纖維汽車輪轂，提升產(chǎn)品品質(zhì)層次。全碳纖維汽車輪轂與鋁輪轂相比重量可減輕60％-80％，節(jié)能降耗，降低駕車成本。全碳纖維汽車輪轂的不需要進(jìn)行產(chǎn)品加工，一體成型，減化生產(chǎn)過程及提高產(chǎn)品強(qiáng)度。
【專利說明】一種用于成型碳纖維汽車輪圈的模具及用該模具制作產(chǎn)品的方法
所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到一種完全用碳纖維成型的汽車輪轂的模具結(jié)構(gòu)及用該模具制作產(chǎn)品的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]已有的汽車輪輪轂是采用鋁合金澆鑄模成型坯品，然后再進(jìn)行機(jī)械加工，由于汽車輪輪轂產(chǎn)品尺寸較大、壁厚不均勻，澆鑄出來的坯品經(jīng)加工后常發(fā)現(xiàn)氣孔，密度疏松，達(dá)不到產(chǎn)品的使用強(qiáng)度及密封效果，輕的經(jīng)補(bǔ)救后可以使用，嚴(yán)重的只能作廢料重新回爐，這樣增加了產(chǎn)品的成本及降低了生產(chǎn)效率。而且由于眾多凹槽、安裝孔也需要后續(xù)加工，增加了輪圈生產(chǎn)工序及生產(chǎn)時(shí)間。
[0003]眾所周知，碳纖維是一種重量為鋼材的1/4，但強(qiáng)度比鋼大、而密度又比鋁少、比不銹鋼更加耐腐蝕和耐高溫、抗拉能力也經(jīng)鋼強(qiáng)的一種適合在多個(gè)領(lǐng)域使用的新型材料。其應(yīng)用在體育方面大約占了 30%。而最令大家熟悉的應(yīng)該是應(yīng)用在各種賽車的各式各樣的碳纖維部件了。因此怎樣將碳纖維成型汽車輪圈則是業(yè)界所研發(fā)的項(xiàng)目，也是本 申請(qǐng)人:所研發(fā)的課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的創(chuàng)作目的是提供一種用于碳纖維汽車輪轂坯品固化成型的模具結(jié)構(gòu)，主要是可以增加汽車輪圈強(qiáng)度、提升產(chǎn)品品質(zhì)層次，節(jié)能降耗，成型結(jié)構(gòu)簡單，減少制作過程所需的步驟與時(shí)間的損耗等優(yōu)點(diǎn)及功效，并且可增加模具配件的使用壽命，易耗配件容易更換。
[0005]為達(dá)致上述目的，本 申請(qǐng)人:特別設(shè)計(jì)一種用于碳纖維汽車輪轂坯品固化成型的模具結(jié)構(gòu)，包括固化成型碳纖維汽車輪轂坯品底部形狀的下芯模、至少兩片固化成型碳纖維汽車輪轂坯品外圈形狀的側(cè)模及設(shè)有內(nèi)氣袋的上芯模，內(nèi)氣袋與上芯模固定連接，其形狀與汽車輪轂坯品內(nèi)腔形狀一致，尺寸略小于汽車輪轂坯品內(nèi)腔；上芯模與兩側(cè)模及下芯模合模，其上芯模的內(nèi)氣袋與兩側(cè)模及下芯模形成容納汽車輪轂坯品的腔體；所述的上芯模還設(shè)有可將內(nèi)氣袋加熱、充脹的熱源及氣體通道。
[0006]其優(yōu)選方案為:在坯品與上芯模的內(nèi)氣袋之間還夾設(shè)有外氣袋；外氣袋的形狀與汽車輪轂坯品內(nèi)腔形狀相一致，且內(nèi)氣袋尺寸略小于外氣袋尺寸。
[0007]其優(yōu)選方案為:所述的內(nèi)氣袋采用硅膠制成，它與上芯模配合面設(shè)有凸緣，內(nèi)氣袋的凸緣通過壓板鎖固在上芯模。
[0008]其優(yōu)選方案為:所述的外氣袋采用硅膠制成，它與壓板的配合面設(shè)有凸緣，外氣袋通過凸緣夾設(shè)在壓板與輪轂坯品之間，且將壓板、內(nèi)氣袋與汽車輪轂坯品分隔。
[0009]其優(yōu)選方案為:所述的熱源為加熱器，加熱器固定在上芯模上，其加熱部分懸設(shè)在內(nèi)氣袋中。[0010]其優(yōu)選方案為:所述的熱源為蒸氣，并通過氣體通道輸入內(nèi)氣袋。
[0011]本 申請(qǐng)人:特別設(shè)計(jì)還提供有采用上述模具結(jié)構(gòu)制作碳纖維汽車輪轂產(chǎn)品的方法:
[0012]步驟一、將碳纖維層排疊成汽車輪轂的預(yù)型產(chǎn)品，并對(duì)形成預(yù)型產(chǎn)品的碳纖維層進(jìn)行理順及補(bǔ)強(qiáng)；
[0013]步驟二、將預(yù)型產(chǎn)品放置在權(quán)利要求1的模具中的下芯模，并按預(yù)型產(chǎn)品的花鼓結(jié)構(gòu)與下芯模的相應(yīng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)接定位，使預(yù)型產(chǎn)品貼合下芯模；
[0014]步驟三、將模具中的兩側(cè)模從側(cè)面推入合模，使預(yù)型產(chǎn)品的外圈與側(cè)模腔體貼合到位；
[0015]步驟四、將已經(jīng)裝配好的上芯模與下芯模及側(cè)模合模到位無大縫隙；所述上芯模設(shè)有內(nèi)氣袋，內(nèi)氣袋與上芯模固定連接，其形狀與汽車輪轂坯品內(nèi)腔形狀一致，且尺寸略小于汽車輪轂內(nèi)腔；所述的上芯模還設(shè)有可將內(nèi)氣袋加熱、充脹的熱源及氣體通道；
[0016]步驟五、按預(yù)設(shè)值對(duì)內(nèi)氣袋進(jìn)行加熱、加壓使汽車輪轂的預(yù)型產(chǎn)品在模具中固化成型，冷卻后打開模具即可得到汽車輪轂產(chǎn)品。
[0017]其優(yōu)選方案為:在步驟三和步驟四之間還包括將已制作好的、且與輪轂產(chǎn)品形狀一致的外氣袋放入輪轂的預(yù)型產(chǎn)品內(nèi)腔，外氣袋與輪轂的預(yù)型產(chǎn)品內(nèi)腔貼合到位，且外氣袋將壓板、內(nèi)氣袋與汽車輪轂坯品分隔。
[0018]其優(yōu)選方案為:對(duì)內(nèi)氣袋進(jìn)行加熱的溫度為120-150度，氣壓為6-12KG。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:
[0020]一、由于可對(duì)內(nèi)氣袋進(jìn)行加熱、加壓，輪轂坯品不但可通過模具外部進(jìn)行加熱達(dá)到固化溫度，同時(shí)還由內(nèi)氣袋溫度加熱，這樣不但節(jié)省了輪轂坯品固化時(shí)間，同時(shí)也迅速達(dá)到固化溫度，節(jié)省了加熱時(shí)間，提高了效率，降低成本。
[0021]二、由于本發(fā)明采用了雙層成型氣袋，固定在上芯模的內(nèi)氣袋不便于更換，它通過外氣袋間接的對(duì)輪轂坯品進(jìn)行加熱、加壓，使之固化成型；這樣內(nèi)氣袋因有外氣袋的保護(hù)，不與坯品直接接觸，沒有受到坯品中化學(xué)物的侵蝕和污染，可以提升10倍以上的使用壽命，而外氣袋因不考慮其密封性能，其使用命也大有提高；另外雖然外氣袋會(huì)與輪轂坯品接觸受到污染，但它夾設(shè)在輪轂坯品與上芯模內(nèi)氣袋之間，沒有固定連接便于更換。
[0022]三、采用上述模具結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的全碳纖維汽車輪轂，相比普通的鋁合金輪轂強(qiáng)度高，提升產(chǎn)品品質(zhì)層次。
[0023]四、全碳纖維汽車輪轂重量輕，與鋁輪轂相比重量可減輕60 % -80%,在提倡環(huán)保和油價(jià)標(biāo)升的生活，更加節(jié)能降耗，降低駕車成本。
[0024]五、全碳纖維汽車輪轂的不需要進(jìn)行產(chǎn)品加工，一體成型，減化生產(chǎn)過程及提高產(chǎn)品強(qiáng)度。
[0025]六、由于在碳纖維產(chǎn)品外表面可以貼覆各種水標(biāo)圖案，讓輪轂的色彩及圖案更加豐富多彩，讓富有個(gè)性的輪轂在道路上生動(dòng)的轉(zhuǎn)起來，增加營銷亮點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0027]圖1是碳纖維汽車輪轂坯品剖面圖。[0028]圖2是本發(fā)明實(shí)施例一模具結(jié)構(gòu)剖示分解圖。
[0029]圖3是本發(fā)明實(shí)施例一中步驟一的汽車輪轂的預(yù)型產(chǎn)品示意圖。
[0030]圖4是本發(fā)明實(shí)施例一中步驟二的模具結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖5是本發(fā)明實(shí)施例一中步驟三的模具結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖6是本發(fā)明實(shí)施例二模具側(cè)模與下芯模合模剖示結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖7是發(fā)明實(shí)施例二模具結(jié)構(gòu)剖示分解圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]實(shí)施例一:
[0035]本發(fā)明一種用于碳纖維汽車輪轂坯品固化成型的模具結(jié)構(gòu)，它包括上芯模1、下芯模2和兩片固化成型碳纖維汽車輪轂坯品外圈81形狀的側(cè)模3，如圖2所示；
[0036]所述的上芯模I固定設(shè)有固化成型輪轂內(nèi)腔82形狀的內(nèi)氣袋4，內(nèi)氣袋4采用硅膠制成，其形狀與汽車輪轂坯品內(nèi)腔82形狀一致，尺寸略小于汽車輪轂坯品內(nèi)腔82，內(nèi)氣袋4與上芯模I配合面設(shè)有凸緣404，內(nèi)氣袋4通過壓板6將凸緣404鎖固在上芯模I上，在開模、合模時(shí)內(nèi)氣袋4可隨上芯模I 一起運(yùn)動(dòng)；上芯模I還設(shè)有兩個(gè)蒸氣通道，一個(gè)是用于給內(nèi)氣袋4加熱、加壓的蒸氣通道101，一個(gè)是用于將內(nèi)氣袋4蒸氣排出的蒸氣通道102，
[0037]如圖1、圖3所示，所述的下芯模2是主要用于固化成型碳纖維汽車輪轂坯品底部83形狀,包括鎖固孔84 ；
[0038]所述的兩側(cè)模3采用液壓鎖模；
[0039]由于可對(duì)內(nèi)氣袋4進(jìn)行加熱、加壓，輪轂坯品8不但可通過模具外部對(duì)輪轂坯品8進(jìn)行加熱達(dá)到固化溫度，同時(shí)還由內(nèi)氣袋4蒸氣加熱，這樣不但節(jié)省了輪轂坯品8固化時(shí)間，同時(shí)也迅速達(dá)到固化溫度，節(jié)省了加熱時(shí)間，提高了效率，降低成本。所述的下芯模2和偵_ 3均設(shè)有給模具加熱的管道，管道內(nèi)裝設(shè)有電加熱管7 ;采用電加熱管7加熱，縮短了產(chǎn)品的成型時(shí)間，降低了加熱模具所消耗的能量。
[0040]采用上述模具結(jié)構(gòu)制作碳纖維汽車輪轂產(chǎn)品的方法:
[0041]步驟一、根據(jù)產(chǎn)品尺寸將碳纖維層排疊成汽車輪轂的預(yù)型產(chǎn)品8，并對(duì)預(yù)型產(chǎn)品的碳纖維層進(jìn)行理順及補(bǔ)強(qiáng)；如圖3所示；
[0042]步驟二、將預(yù)型產(chǎn)品放置在模具中的下芯模2，并按預(yù)型產(chǎn)品的花鼓結(jié)構(gòu)與下芯模2的相應(yīng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)接定位，使預(yù)型產(chǎn)品8貼合下芯模2 ;如圖4所示；
[0043]步驟三、將模具中的兩側(cè)模3從側(cè)面合模到位，使預(yù)型產(chǎn)品8外圈與側(cè)模3內(nèi)腔貼合到位；如圖5所示；
[0044]步驟四、將已經(jīng)裝配好的上芯模I與下芯模2及側(cè)模3合模到位無大縫隙；所述上芯模I的內(nèi)氣袋與兩側(cè)模及下芯模形成容納汽車輪轂坯品的腔體；
[0045]步驟五、對(duì)內(nèi)氣袋進(jìn)行加熱到150度溫度、加壓到氣壓為10KG，并保持時(shí)間為45分鐘，使汽車輪轂的預(yù)型產(chǎn)品在模具中固化成型，冷卻打開模具即可得到汽車輪轂產(chǎn)品。
[0046]由于碳纖維材料成本較高，制作碳纖維汽車輪轂時(shí)需將多層碳纖維布按產(chǎn)品設(shè)計(jì)的排列結(jié)構(gòu)進(jìn)行鋪疊、預(yù)行及補(bǔ)強(qiáng)作成坯品8，如圖1、圖2所示，再將坯品8放到模具讓碳纖維坯品8受壓、加熱固化，再將坯體取出后得到碳纖維產(chǎn)品；由于內(nèi)氣袋4鎖固在上芯模I上，可隨上芯模I移動(dòng)，內(nèi)氣袋4外部形狀與輪轂內(nèi)腔形狀相似，當(dāng)碳纖維輪轂坯品8放入模具且合模后，通過給蒸氣管道輸入蒸氣，將內(nèi)氣袋4加壓、加熱膨脹，內(nèi)氣袋4將熱量與壓力與下芯模2互配將碳纖維汽車輪轂坯品8抵壓固化、成型；以增加產(chǎn)品的強(qiáng)度及整體性。
[0047]實(shí)施例二:如圖6、圖7所示，與實(shí)施例一模具結(jié)構(gòu)不同之處在于:
[0048]在輪轂坯品8與上芯模壓板6、內(nèi)氣袋4之間還夾設(shè)有外氣袋5 ;外氣袋5采用硅膠制成，它與壓板6的配合面設(shè)有凸緣501，同時(shí)夾板6在相應(yīng)位置設(shè)有與凸緣501形狀相匹配、且可容納凸緣501的凹環(huán)面601，合模時(shí)外氣袋5通過凸緣501夾設(shè)在內(nèi)氣袋4、壓板6與輪轂坯品8之間，；內(nèi)4、外5氣袋的形狀與輪轂內(nèi)腔形狀相一致，內(nèi)氣袋4尺寸略小于外氣袋5尺寸，這樣在合模時(shí)，內(nèi)氣袋4不會(huì)在運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)外氣袋5和坯品8進(jìn)行損壞或折皺；所述的上芯模I還設(shè)有一個(gè)氣體通道101，用于給內(nèi)氣袋充氣，在上芯模上還固定設(shè)有加熱器9，其加熱部分91懸掛在內(nèi)氣袋中；
[0049]由于可對(duì)內(nèi)氣袋4進(jìn)行加熱、加壓，輪轂坯品8不但可通過模具外部進(jìn)行加熱達(dá)到固化溫度，同時(shí)還由內(nèi)氣袋4溫度加熱，這樣不但節(jié)省了輪轂坯品8固化時(shí)間，同時(shí)也迅速達(dá)到固化溫度，節(jié)省了加熱時(shí)間，提高了效率，降低成本。
[0050]采用上述模具結(jié)構(gòu)制作碳纖維汽車輪轂產(chǎn)品的方法，與實(shí)施例一的方法不同之處在于:在步驟三和步驟四之間還設(shè)有將已制作好的、且與輪轂坯品8形狀一致的外氣袋5放入輪轂坯品8內(nèi)腔，并與輪轂坯品8內(nèi)腔貼合到位步驟。
[0051]由于本發(fā)明采用了雙層成型氣袋，固定在上芯模I的內(nèi)氣袋4不便于更換，它通過外氣袋5間接的對(duì)輪轂坯品8進(jìn)行加熱、加壓，使之固化成型；這樣內(nèi)氣袋4因有外氣袋5的保護(hù)，不與坯品直接接觸，沒有受到坯品中化學(xué)物的侵蝕和污染，可以提高10倍以上的使用壽命，而外氣袋5因不考慮其密封性能，其使用命也大有提高，雖然外氣袋5會(huì)與輪轂坯品8接觸受到污染，但它夾設(shè)在輪轂坯品8與上芯模I內(nèi)氣袋4之間，便于更換。
[0052]由于采用全碳纖維汽車輪轂，提升產(chǎn)品品質(zhì)層次。全碳纖維汽車輪轂與鋁輪轂相比重量可減輕60% -80%，節(jié)能降耗，降低駕車成本。全碳纖維汽車輪轂的不需要進(jìn)行產(chǎn)品加工，一體成型，減化生產(chǎn)過程及提高產(chǎn)品強(qiáng)度。由于在碳纖維產(chǎn)品外表面可以貼覆各種水標(biāo)圖案，讓輪轂的色彩及圖案更加豐富多彩，讓富有個(gè)性的輪轂在道路上生動(dòng)的轉(zhuǎn)起來，增加營銷亮點(diǎn)。
[0053]以上所述，僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例而已，并非以此限制本發(fā)明實(shí)施的范圍，凡熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士，即依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍及說明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于碳纖維汽車輪轂坯品固化成型的模具結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括固化成型碳纖維汽車輪轂坯品底部形狀的下芯模、至少兩片固化成型碳纖維汽車輪轂坯品外圈形狀的側(cè)模及設(shè)有內(nèi)氣袋的上芯模，內(nèi)氣袋與上芯模固定連接，其形狀與汽車輪轂坯品內(nèi)腔形狀一致，尺寸略小于汽車輪轂坯品內(nèi)腔尺寸；上芯模與兩側(cè)模及下芯模合模，其上芯模的內(nèi)氣袋與兩側(cè)模及下芯模形成容納汽車輪轂坯品的腔體；所述的上芯模還設(shè)有可將內(nèi)氣袋加熱、充脹的熱源及氣體通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于碳纖維汽車輪轂坯品固化成型的模具結(jié)構(gòu)，其特征在于:在坯品與上芯模的內(nèi)氣袋之間還夾設(shè)有外氣袋；外氣袋的形狀與汽車輪轂坯品內(nèi)腔形狀相一致，且內(nèi)氣袋尺寸略小于外氣袋尺寸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于碳纖維汽車輪轂坯品固化成型的模具結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的內(nèi)氣袋采用硅膠制成，它與上芯模配合面設(shè)有凸緣，內(nèi)氣袋的凸緣通過壓板鎖固在上芯模。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于碳纖維汽車輪轂坯品固化成型的模具結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的外氣袋采用硅膠制成，它與壓板的配合面設(shè)有凸緣，外氣袋通過凸緣夾設(shè)在壓板與輪轂坯品之間，且將壓板、內(nèi)氣袋與汽車輪轂坯品分隔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于碳纖維汽車輪轂坯品固化成型的模具結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的熱源為加熱器，加熱器固定在上芯模上，其加熱部分懸設(shè)在內(nèi)氣袋中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于碳纖維汽車輪轂坯品固化成型的模具結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的熱源為蒸氣，并通過氣體通道輸入內(nèi)氣袋。
7.一種采用權(quán)利要求1的模具結(jié)構(gòu)制作碳纖維汽車輪轂產(chǎn)品的方法:其特征在于: 步驟一、將碳纖維層排疊成汽車輪轂的預(yù)型產(chǎn)品，并對(duì)形成預(yù)型產(chǎn)品的碳纖維層進(jìn)行理順及補(bǔ)強(qiáng)； 步驟二、將預(yù)型產(chǎn)品放置在權(quán)利要求1的模具中的下芯模，并按預(yù)型產(chǎn)品的花鼓結(jié)構(gòu)與下芯模的相應(yīng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)接定位，使預(yù)型產(chǎn)品貼合下芯模； 步驟三、將模具中的兩側(cè)模從側(cè)面推入合模，使預(yù)型產(chǎn)品的外圈與側(cè)模腔體貼合到位； 步驟四、將已經(jīng)裝配好的上芯模與下芯模及側(cè)模合模到位無大縫隙；所述上芯模設(shè)有內(nèi)氣袋，內(nèi)氣袋與上芯模固定連接，其形狀與汽車輪轂坯品內(nèi)腔形狀一致，且尺寸略小于汽車輪轂內(nèi)腔；所述的上芯模還設(shè)有可將內(nèi)氣袋加熱、充脹的熱源及氣體通道； 步驟五、按預(yù)設(shè)值對(duì)內(nèi)氣袋進(jìn)行加熱、加壓使汽車輪轂的預(yù)型產(chǎn)品在模具中固化成型，冷卻后打開模具即可得到汽車輪轂產(chǎn)品。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種采用權(quán)利要求1的模具結(jié)構(gòu)制作碳纖維汽車輪轂產(chǎn)品的方法:其特征在于:在步驟三和步驟四之間還包括將已制作好的、且與輪轂產(chǎn)品形狀一致的外氣袋放入輪轂的預(yù)型產(chǎn)品內(nèi)腔，外氣袋與輪轂的預(yù)型產(chǎn)品內(nèi)腔貼合到位，且外氣袋將壓板、內(nèi)氣袋與汽車輪轂坯品分隔。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種采用權(quán)利要求1的模具結(jié)構(gòu)制作碳纖維汽車輪轂產(chǎn)品的方法:其特征在于:對(duì)內(nèi)氣袋進(jìn)行加熱的溫度為120-150度，氣壓為6-12KG。
【文檔編號(hào)】B29C70/44GK103507185SQ201210362339
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2012年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月16日
【發(fā)明者】王景山 申請(qǐng)人:王景山