碳纖維車架的制作方法及成型模具的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種碳纖維車架的制作方法。本發(fā)明還涉及一種制作碳纖維車架使用的成型模具。
【背景技術】
[0002]樹脂基碳纖維復合材料的密度僅為鋼密度的1/5，但其拉伸模量卻可以達到高強鋼的1.5倍以上。目前，高檔碳纖維山地車架質(zhì)量普遍低于鋁合金、鈦合金山地車架，而剛度卻更大，提高了車手的踩踏效率，節(jié)省了體力。目前的碳纖維車架都采用分段固化成型的方法生產(chǎn)，然后再將各段連接，一般做法是分為前三角架、上叉、下叉、勾爪等4個部件，即碳纖維車架是分別由前三角模、上叉模、下叉模、勾爪模分成4次成型出的各碳纖維部件后再膠合成整車，這種車架的缺點是接頭部位強度不高易發(fā)生斷裂，此外成型步驟繁復，生產(chǎn)效率低。存在車架強度差、工藝流程長、生產(chǎn)效率低、人工工時多、成本高等技術問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的問題是提供一種碳纖維車架的制作方法以及制作碳纖維車架的成型模具，尤其適合用于生產(chǎn)一體成型的碳纖維自行車。
[0004]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是:碳纖維車架的制作方法，包括以下步驟:
[0005]步驟一，用碳纖維和環(huán)氧樹脂制作預浸布；
[0006]步驟二，根據(jù)車架不同部位的結(jié)構將預浸布裁剪為預浸布片；
[0007]步驟三，將布片按不同方向和次序分層鋪設在芯軸上，形成多個車架部件；
[0008]步驟四，在車架內(nèi)穿入氣袋；
[0009]步驟五，將多個車架部件組合成整體車架；
[0010]步驟六，將整體車架放入成型模具中固化成型。
[0011]進一步的，所述多個車架部件包括頭管、上管、下管、座管、上叉、下叉和鉤爪。
[0012]進一步的，所述在車架內(nèi)穿入氣袋的具體步驟包括:
[0013]穿入第一氣袋，將第一氣袋依次穿過右上叉、右鉤爪、右下叉、五通、下管，并從頭管的一端穿出，第一氣袋的充氣端伸出頭管；
[0014]穿入第二氣袋，將第二氣袋依次穿過左上叉、左鉤爪、左下叉、五通、下管，并從頭管的一端穿出，第二氣袋的充氣端伸出頭管；
[0015]穿入第三氣袋，將第三氣袋依次穿過上管、頭管、下管、五通、座管，第三氣袋的充氣端伸出座管。
[0016]進一步的，所述步驟五，將多個車架部件組合成整體車架的具體操作方法為在已穿入氣袋的各車架部件的連接處纏繞至少一層預浸布片。
[0017]進一步的，所述固化成型步驟包括對成型模具的加熱以使環(huán)氧樹脂融化；向第一氣袋、第二氣袋和第三氣袋內(nèi)充氣，在氣壓下使車架按照模腔的形狀成型。
[0018]進一步的，所述對成型模具加熱的溫度約為150°C，加熱時間為30?60min。
[0019]本發(fā)明還提供一種在上述制作過程中使用的成型模具，包括上模、下模和中間模，所述中間模設置于上模和下模之間，所述上模和下模均設有按照自行車車架結(jié)構連接于一體的前三角模腔、上叉模腔、下叉模腔和鉤爪模腔，所述中間模設有上叉模腔、下叉模腔和鉤爪膜腔，設置于上模的模腔、下模的模腔和中間模的模腔在合模后形成一整體車架模腔，上模和下模均設有使外界與模腔連通的氣道。
[0020]進一步的，所述上模包括鋼質(zhì)表面層、鋼質(zhì)模腔壁層和夾在鋼質(zhì)表面層和鋼質(zhì)模腔壁層之間的鋁質(zhì)芯層；所述下模包括鋼質(zhì)表面層、鋼質(zhì)模腔壁層和夾在鋼質(zhì)表面層和鋼質(zhì)模腔壁層之間的鋁質(zhì)芯層；所述中間模包括上、下兩層鋼質(zhì)模腔壁層和夾在上、下鋼質(zhì)模腔壁層之間的鋁質(zhì)芯層。
[0021]進一步的，所述上模厚度為100?200mm，下模厚度為100?200mm，鋼質(zhì)表面層厚度為10?30mm,鋼質(zhì)模腔壁層厚度為10?30mm。
[0022]進一步的，所述前三角模腔包括頭管模腔、上管模腔、下管模腔、五通模腔和座管模腔，所述氣道包括兩條頭管氣道和一條座管氣道；所述頭管氣道和座管氣道均由上模氣道和下模氣道組成；所述頭管氣道與頭管模腔連通，座管氣道與座管模腔連通。
[0023]本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是:由于采用上述技術方案，碳纖維車架一體成型，具有車架強度高、生產(chǎn)效率高、工藝流程短、加工成本低、人工工時短等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明的碳纖維車架的制作方法流程圖。
【具體實施方式】
[0025]如圖1所示，本發(fā)明碳纖維車架的制作方法，包括以下步驟:
[0026]步驟一，用碳纖維和環(huán)氧樹脂制作預浸布；
[0027]步驟二，根據(jù)車架不同部位的結(jié)構將預浸布裁剪為預浸布片；
[0028]步驟三，將布片按不同方向和次序分層鋪設在芯軸上，形成多個車架部件；
[0029]步驟四，在車架內(nèi)穿入氣袋；
[0030]步驟五，將多個車架部件組合成整體車架；
[0031]步驟六，將整體車架放入成型模具中固化成型。
[0032]多個車架部件包括頭管、上管、下管、座管、上叉、下叉和鉤爪。
[0033]在車架內(nèi)穿入氣袋的具體步驟包括:
[0034]穿入第一氣袋，將第一氣袋依次穿過右上叉、右鉤爪、右下叉、五通、下管，并從頭管的一端穿出，第一氣袋的充氣端伸出頭管；
[0035]穿入第二氣袋，將第二氣袋依次穿過左上叉、左鉤爪、左下叉、五通、下管，并從頭管的一端穿出，第二氣袋的充氣端伸出頭管；
[0036]穿入第三氣袋，將第三氣袋依次穿過上管、頭管、下管、五通、座管，第三氣袋的充氣端伸出座管。
[0037]步驟五，將多個車架部件組合成整體車架的具體操作方法為在已穿入氣袋的各車架部件的連接處纏繞至少一層預浸布片。
[0038]固化成型步驟包括對成型模具的加熱以使環(huán)氧樹脂融化；向第一氣袋、第二氣袋和第三氣袋內(nèi)充氣，在氣壓下使車架按照模腔的形狀成型。
[0039]對模具加熱的溫度為100?200°C，加熱時間為30?60min，加熱的溫度和時間根據(jù)具體情況而定，其決定因素包括成型模具的厚度、材質(zhì)的導熱系數(shù)等。
[0040]碳纖維預浸布可以是單向預浸布或者是編織預浸布，在使用單向預浸布時