CN101372156B - 自行车碳纤维轮圈的成形工艺 - Google Patents

Abstract

自行车碳纤维轮圈的成形工艺，主要是通过使用脆性并且耐高温的材料作为自行车碳纤维轮圈成形的外模芯，在热硬化成形过程中外模芯不因受热而变形，成形后可使外模芯破碎而方便地从轮圈内取出碎块。由于采用脆性并耐温不变形的材料作为外模芯的材料，在使外模芯脱离成形后的轮圈时，只需使该外模芯破碎，即可轻易地将碎块取出，而不会损坏轮圈，大大降低了废品率，并且该操作也更容易进行；并且由于采用脆性并耐温不变形的材料作为外模芯的材料，与铁制内模芯相比，其重量大大降低，便于工人进行包覆碳纤维布的操作，使碳纤维布包覆得更加平整，以保证轮圈的强度。

Description

自行车碳纤维轮圈的成形工艺

技术领域

本发明涉及自行车制造工艺，具体地说是指自行车碳纤维轮圈的成形工艺。

背景技术

传统自行车的主体结构，包括车架、前后叉以及轮圈等，大多采用铁质或不锈钢为材料。在自行车比赛中，为了减轻自行车整车的重量，逐渐以铝合金材料代替铁或不锈钢材料。近来，又出现了以碳纤维材料作为自行车主体结构材料的趋势。

装内胎的碳纤维轮圈的截面类似于一个倒A形，其靠轮圈中心的部分形成一空腔，该空腔靠轮圈中心一侧的底壁用于固定辐条，其远离轮圈中心的外部形成一装配定位内胎的卡位。其成形工艺为：在充气塑料袋的外部包覆碳纤维布，以成型上述空腔；在铁制芯轴的外部包覆碳纤维布成型内胎卡位的腔体；将二者定位后，用碳纤维布包覆形成轮圈胚体；再将该轮圈胚体放入模具内加热，使碳纤维硬化成形；将轮圈胚体取离模具后，在其远离轮圈中心的外侧面加工出环形的安装内胎的缺口，并从该缺口中取出铁制芯轴，由于该缺口的尺寸小于铁制芯轴，必须用强制的方式将铁制芯轴取出，此过程有可能损坏已成形的轮圈；在轮圈胚体靠轮圈中心的内侧壁适当位置开口，以便从所述空腔内取出受热缩小的塑料袋。

由此可见，上述碳纤维轮圈的成形工艺不易实现，且容易损坏轮圈，废品率较高；并且，由于铁制芯轴重量较大，不易进行包覆碳纤维布的操作，使碳纤维布包覆得不平整，影响轮圈的强度。

发明内容

本发明提供一种自行车碳纤维轮圈的成形工艺，其主要目的在于克服现有自行车碳纤维轮圈的成形工艺由于采用铁制芯轴而导致出模不易、废品率高，以及包覆碳纤维布的操作不易进行、影响轮圈强度等缺点。

本发明采用如下技术方案：

技术方案一

自行车碳纤维轮圈的成形工艺，其特征在于包括：1)用塑料薄膜包覆保力龙并抽真空制成内模芯，在内模芯外周包覆预浸渍热固性树脂的碳纤维布；用脆性并耐温不变形的材料制成外模芯，在外模芯外周包覆预浸渍热固性树脂的碳纤维布；将上述已包覆碳纤维布的外模芯套于内模芯外，然后再在二者外周包覆预浸渍热固性树脂的碳纤维布；2)将上述经过包覆碳纤维布而成为一个整体的外模芯、内模芯放入模具，并加热使预浸渍热固性树脂的碳纤维布硬化成形为轮圈；3)将成形后的轮圈从模具中取出，在该轮圈覆盖于外模芯远离轮圈中心一侧的外侧壁加工形成用于装配内胎的环形缺口，利用外物通过该环形缺口使外模芯破碎，将碎块从该环形缺口内取出；在该轮圈覆盖于内模芯靠轮圈中心一侧的内侧壁加工形成出模口，从该出模口中取出因受热收缩变形的内模芯。

所述脆性并耐温不变形的材料至少可承受140℃的高温不变形。

进一步地，所述脆性并耐温不变形的材料为聚氨酯材料。

技术方案二

碳纤维自行车轮圈的成形工艺，其特征在于包括：1)用塑料薄膜充气制成内模芯，在内模芯外周包覆预浸渍热固性树脂的碳纤维布；用脆性并耐温不变形的材料制成外模芯，在外模芯外周包覆预浸渍热固性树脂的碳纤维布；将上述已包覆碳纤维布的外模芯套于内模芯外，然后再在二者外周包覆预浸渍热固性树脂的碳纤维布；2)将上述经过包覆碳纤维布而成为一个整体的外模芯、内模芯放入模具，并加热使预浸渍热固性树脂的碳纤维布硬化成形为轮圈；3)将成形后的轮圈从模具中取出，在该轮圈覆盖于外模芯远离轮圈中心一侧的外侧壁加工形成用于装配内胎的环形缺口，利用外物通过该环形缺口使外模芯破碎，将碎块从该环形缺口内取出；在该轮圈覆盖于内模贡靠轮圈中心一侧的内侧壁加工形成出模口，从该出模口中取出因受热破损的内模芯。

所述脆性并耐温不变形的材料至少可承受140℃的高温不变形。

进一步地，所述脆性并耐温不变形的材料为聚氨酯材料。

由上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：一，由于采用脆性并耐温不变形的材料作为外模芯的材料，在使外模芯脱离成形后的轮圈时，只需使该外模芯破碎，即可轻易地将碎块取出，而不会损坏轮圈，大大降低了废品率，并且该操作也更容易进行；二，由于采用脆性并耐温不变形的材料作为外模芯的材料，与铁制内模芯相比，其重量大大降低，便于工人进行包覆碳纤维布的操作，使碳纤维布包覆得更加平整，以保证轮圈的强度。

附图说明

图1为本发明碳纤维轮圈的结构示意图；

图2为图1中A-A向剖视图；

图3为本发明碳纤维轮圈在模具中的成形过程的剖视结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的具体实施方式。

本实施例提供自行车碳纤维轮圈的成形工艺，其本质在于通过使用脆性并且耐高温的材料作为自行车碳纤维轮圈成形的外模芯，在成形后可使外模芯破碎，可方便地从轮圈内取出碎块。

参照图1和图2，轮圈1的截面类似于一个倒A形，其靠轮圈1中心的部分形成一空腔11，该空腔11靠轮圈1中心一侧的底壁用于固定连接辐条10，其远离轮圈1中心的外部形成一装配定位内胎的卡位12，该卡位12远离轮圈1中心一侧形成一装入轮胎的环形缺口120。

参照图3，生产上述轮圈1的工艺步骤包括：

一、内模芯3、外模芯2的制作。用塑料薄膜包覆保力龙并抽真空制成内模芯3，此工艺为现有技术。用脆性并耐温不变形的材料制成外模芯2。考虑到碳纤维热硬化的温度通常在130-140℃以上，因此，此处所述脆性并耐温不变形的材料应至少应能承受140℃的高温而仍不变形。该脆性并耐温不变形的材料可选用聚氨酯材料，但并不局限于此，仅需符合易碎、耐温不变形的要求即可。

二、碳纤维布的包覆。首先，在内模芯3外周包覆预浸渍热固性树脂的碳纤维布12；接着，在外模芯2外周包覆预浸渍热固性树脂的碳纤维布11；最后，将上述已包覆碳纤维布11的外模芯2套于已包覆碳纤维布12的内模芯3外，再在二者外周包覆预浸渍热固性树脂的碳纤维布13。碳纤维布11、12、13的层数可根据轮圈1所需壁厚的要求而定。

三、热硬化成形。将上述经过包覆碳纤维布11、12、13而成为一个整体的外模芯11、内模芯12放入模具4，并加热一至所需温度，使预浸渍热固性树脂的碳纤维布11、12、13硬化成形为轮圈1。预浸渍热固性树脂的碳纤维布的热硬化工艺为现有常见技术，在此不详细说明。

四、脱模。将成形后的轮圈1从模具4中取出，在该轮圈1覆盖于外模芯2远离轮圈1中心一侧的外侧壁用机械加工的方式形成用于装配轮胎的环形缺口120，利用外物通过该环形缺口120使外模芯2破碎，将碎块从该环形缺口120内取出；在该轮圈1覆盖于内模芯3靠轮圈1中心一侧的内侧壁加工形成出模口110，从该出模口110中取出因受热收缩变形的内模芯3。

本发明的另一个实施例是采用塑料薄膜充气制成内模芯3，热硬化过程中，塑料薄膜受热后损坏变形，也可轻易地从上述出模口110中取出。其它步骤与上述实施例相同。

上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，特别是所述的脆性并而高温而不变形的材料，可以在现有技术的范围内选择更多的材料，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (4)

1.自行车碳纤维轮圈的成形工艺，其特征在于包括：

1)用塑料薄膜包覆保力龙并抽真空制成内模芯，在内模芯外周包覆碳纤维布；用脆性并耐至少140℃的高温不变形的材料制成外模芯，在外模芯外周包覆碳纤维布；将上述已包覆碳纤维布的外模芯套于内模圈外，然后再在二者外周包覆碳纤维布；

2)将上述经过包覆碳纤维布而成为一个整体的外模芯、内模芯放入模具，并加热使碳纤维布硬化成形为轮圈；

3)将成形后的轮圈从模具中取出，在该轮圈覆盖于外模芯远离轮圈中心一侧的外侧壁加工形成用于装配轮胎的环形缺口，利用外物通过该环形缺口使外模芯破碎，将碎块从该环形缺口内取出；在该轮圈覆盖于内模芯靠轮圈中心一侧的内侧壁加工形成出模口，从该出模口中取出因受热收缩变形的内模芯。

2.如权利要求1所述的自行车碳纤维轮圈的成形工艺，其特征在于：所述脆性并耐温不变形的材料为聚氨酯材料。

3.自行车碳纤维轮圈的成形工艺，其特征在于包括：

1)用塑料薄膜充气制成内模芯，在内模芯外周包覆碳纤维布；用脆性并耐至少140℃的高温不变形的材料制成外模芯，在外模芯外周包覆碳纤维布；将上述已包覆碳纤维布的外模芯套于内模芯外，然后再在二者外周包覆碳纤维布；

2)将上述经过包覆碳纤维布而成为一个整体的外模芯、内模芯放入模具，并加热使碳纤维布硬化成形为轮圈；

3)将成形后的轮圈从模具中取出，在该轮圈覆盖于外模芯远离轮圈中心一侧的外侧壁加工形成用于装配轮胎的环形缺口，利用外物通过该环形缺口使外模芯破碎，将碎块从该环形缺口内取出；在该轮圈覆盖于内模芯靠轮圈中心一侧的内侧壁加工形成出模口，从该出模口中取出因受热破损的内模芯。

4.如权利要求3所述的自行车碳纤维轮圈的成形工艺，其特征在于：所述脆性并耐温不变形的材料为聚氨酯材料。

Images