CN101628444A

CN101628444A - 一种用碳素纤维制作异形产品的方法

Info

Publication number: CN101628444A
Application number: CN200810071429A
Authority: CN
Inventors: 章海冰
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-07-17
Filing date: 2008-07-17
Publication date: 2010-01-20

Abstract

本发明公开了一种用碳素纤维制作异形产品的方法，采用硅胶或橡胶制成气袋芯轴，因气袋芯轴具有一定的硬度，对包覆在外表面的碳素纤维布给予支撑，方便碳素纤维布的包覆，所包覆好的碳素纤维层均匀、平整、顺畅，从而提高工人的操作速度及产品质量。由于尼龙长袋设置在气袋芯轴内，并在气袋长袋内形成气道，当气源与尼龙长袋的风嘴相接向内充气时，尼龙长袋在气袋芯轴的保护下进行充胀变形，保证尼龙长袋的安全性，因此尼龙长袋不会无限变大，从而破裂影响碳素纤维的包覆。由于碳素纤维层是通过气袋芯轴对其施压的，因此受力均匀，而且由于气袋芯轴具有热胀的特性，因此当气袋芯轴受热后膨胀，对碳素纤维层进行第二次施压，从而得到壁厚均匀，强度好的碳素纤维产品。

Description

一种用碳素纤维制作异形产品的方法

技术领域

本发明涉及一种用碳素纤维制作产品的方法，尤其是涉及到一种用碳素纤维制作异形产品的方法。

背景技术

目前，碳纤维是一种纤维状碳材料。它是一种强度比钢的大、密度比铝的小、比不锈钢还耐腐蚀、比耐热钢还耐高温、又能像铜那样导电，具有许多宝贵的电学、热学和力学性能的新型材料。碳纤维增强的复合材料可用作飞机结构材料、电磁屏蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱动轴等。

碳素纤维是目前国际上新开发的材料，这种材料具有高强度、低密度等特点，已经成为宇航和航空工业不可缺少的材料。碳素纤维用于宇航工业方面约占30％～40％，体育器械方面约占40％～50％。它可以使飞机的制造成本下降30％。其中用碳素纤维制作自行车车架具有以下优点：(1).碳素纤维车架是把碳素纤维对着发生应力的方向层层叠而得到强度。碳纤维车架非常轻，这是它的密度和强的拉伸强度构成的。(2).冲击吸收性好碳纤维用来制作残疾者运动时用的假腿，或者特殊的弹簧等被用在各领域。利用它的吸收冲击力优异的性能，制作不用避震器的自行车。(3).碳纤维的基本成型方法是，在模具上铺上纤维片然后流入树脂并烧固，可以制成各种形状的车架。

现有技术用碳素纤维制作异形产品的方法，通常采用尼龙长袋充气作内模，再在其尼龙长袋外包覆碳素纤维层，放入模具后充气加热，以使碳素纤维固化成型。由于便于一体成型，所采用的尼龙长袋的截面与异形壳体的最大截面相符，因此在用碳素纤维包覆产品成型时，截面小的地方尼龙长袋就会折叠后外包覆碳素纤维，再充气加热成型；充气是为了让尼龙长袋胀大后给碳素纤维层施压，以得到无气孔、强度及密度均好、且壁厚均匀的碳素纤维壳体产品；由于截面小的地方，需尼龙长袋折叠后充气，因此充气时其折叠部分也会充胀，因此产品成型时，内壁不光滑顺畅，不仅影响外观，壁厚也不均匀，而且作用在碳素纤维层上的压力也不够，会影响产品的强度，易产生次品。由于上述原因，尼龙长袋在充气时，所承受的气压也不尽相同，在产品的转角处及截面大的地方，极易破裂，影响产品的成型。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有操作方便、对碳素纤维层可二次施压、易脱模、产品壁厚均匀、强度高，表面光滑顺畅的用碳素纤维制作异形产品的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用碳素纤维制作异形产品的方法，包括如下步骤：

1).制作气袋芯轴，该气袋芯轴与产品形状相符，尺寸略小，内部为空心腔体，受力会变形，耐高温，且受到高温不会与碳素纤维胶合；

2).尼龙长袋设置在气袋芯轴的腔体内，且至少一端设有风嘴，形成封闭的气腔；

3).在气袋芯轴的外表面均匀的包覆碳素纤维布，形成一定厚度的碳素纤维层；

4).将包覆碳素纤维层的气袋芯轴放入已预热的模具内，闭合模具的动、定模板，模具加热；

5).将气源与风嘴相接，空气在尼龙长袋内流动，并沿气袋芯轴的形状将尼龙长袋吹胀，给气袋芯轴施压；在模具内，受热的碳素纤维层在膨胀的气袋芯轴挤压下成形；

6).打开模具，取出成形产品，将气袋芯轴、尼龙长袋取出即获得碳素纤维成品。

所述的气袋芯轴壁厚为：0.5-4mm，硬度为：20-80邵氏，伸长率：200％-420％，拉伸强度：6.5-8.5Mpa，撕裂强度：12-22KN/M。

所述的气袋芯轴壁厚为：0.5-2mm，硬度为：20-40邵氏，伸长率：200％-300％，拉伸强度：6.5-7Mpa，撕裂强度：12-15KN/M。

所述的气袋芯轴壁厚为：2-3mm，硬度为：40-60邵氏，伸长率：300％-350％，拉伸强度：7-8Mpa，撕裂强度：15-18KN/M。

所述的气袋芯轴壁厚为：3-4mm，硬度为：60-80邵氏，伸长率：350％-420％，拉伸强度：8-8.5Mpa，撕裂强度：18-22KN/M。

所述的气袋芯轴采用硅胶材料制成。

所述的气袋芯轴采用橡胶材料制成。

由于采用硅胶或橡胶制成的气袋芯轴具有受力会变形，无外力时易恢复原形、具有一定的硬度、伸长率、拉伸强度及撕裂强度，并且受到高温不会与碳素纤维胶合，热胀冷缩的特性；而且用硅胶或橡胶制成的气袋芯轴，易脱模，可以根据需要成形各种异形产品。

由此可知本发明与背景技术相比具有如下特点：

1.因气袋芯轴具有一定的硬度，对包覆在外表面的碳素纤维布给予支撑，方便碳素纤维布的包覆，所包覆好的碳素纤维层均匀、平整、顺畅，从而提高工人的操作速度及产品质量。

2.由于尼龙长袋设置在气袋芯轴内，并在气袋长袋内形成气道，当气源与尼龙长袋的风嘴相接向内充气时，尼龙长袋在气袋芯轴的保护下进行充胀变形，保证尼龙长袋的安全性，因此尼龙长袋不会无限变大，从而破裂影响碳素纤维的包覆。

3.由于碳素纤维层是通过气袋芯轴对其施压的，因此受力均匀，而且由于气袋芯轴具有热胀的特性，因此当气袋芯轴受热后膨胀，对碳素纤维层进行第二次施压，从而得到壁厚均匀，强度好的碳素纤维产品。

4.由于气袋芯轴便于脱模，可以成型内腔截面大，端部小的产品；而且由于受热后它不与碳素纤维层胶合，并具有一定的韧性、受力易变形，因此将其从碳素纤维产品内取出后，即恢复原状，仍可重复再使用，节约成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为欲用本发明制作的异形产品立体图；

图2绘示了用本发明制成异形产品的结构剖示图

威者

具体实施方式

实施例一，一种用碳素纤维制作异形产品的方法，该异形产品结构如图1所示，其制作方法包括如下步骤：

1).用硅胶材料成型气袋芯轴1，该气袋芯轴2与产品形状相符，尺寸略小，内部为空心腔体，并有两组通道；所述的气袋芯轴壁厚1为：2.5mm，硬度为：40邵氏A，伸长率：250％，拉伸强度：7Mpa，拉裂强度：19/M。

由于硅胶材料制成的气袋芯轴易1脱模，因此气袋芯轴1可成型内腔截面大，端部小的产品；

2).尼龙长袋2分别设置在气袋芯轴1的两组通道内，尼龙长袋两端口各设有风嘴3，各自形成一个封闭的气腔；

3).在气袋芯轴1的外表面均匀的包覆碳素纤维布，形成一定厚度的碳素纤维层4；因气袋芯轴1具有一定的硬度，对包覆在外表面的碳素纤维布给予支撑，方便碳素纤维布的包覆，所以包覆好的碳素纤维层4均匀、平整、顺畅，从而提高工人的操作速度及产品质量；

4).将包覆碳素纤维层4的气袋芯轴1放入已预热的模具内，闭合模具的动、定模板，模具加热；

5).将气源与风嘴3相接，空气在尼龙长袋2内流动，并沿气袋芯轴1的形状将尼龙长袋2吹胀，给气袋芯轴1施压；在模具内，受热的碳素纤维层4在膨胀的气袋芯轴1挤压下成形，由于气袋芯轴1具有热胀的特性，因此当气袋芯轴1受热后膨胀，对碳素纤维层4进行第二次施压，从而使本碳素纤维产品壁厚均匀，强度好；

6).打开模具，取出成形产品，将气袋芯轴1、尼龙长袋2取出即获得碳素纤维产品。

由于采用硅胶或橡胶制成的气袋芯轴1具有受力会变形，无外力时易恢复原形、具的一定的硬度、韧性，并且受到高温不会与碳素纤维层胶合，热胀冷缩的特性。

由此可知本发明与背景技术相比还具有如下特点：

1.由于尼龙长袋2设置在气袋芯轴1内，并在气袋芯轴2内形成气道，当气源与尼龙长袋3的风嘴3相接向内充气时，尼龙长袋2在气袋芯轴1的保护下进行充胀变形，保证尼龙长袋2的安全性，因此尼龙长袋2不会无限变大破裂，而影响碳素纤维的包覆。

2.由于受热后气袋芯轴1不与碳素纤维层4胶合，并具有一定的韧性、受力易变形，因此将其从碳素纤维产品内取出后，便恢复原状，仍可重复再使用，节约成本。

实施例二，一种用碳素纤维制作异形产品的方法，与实例一不同之处在于：采用橡胶材料成型气袋芯轴1，该气袋芯轴2与产品形状相符，尺寸略小，内部为空心腔体，并有两组通道；所述的气袋芯轴壁厚1为：3mm，硬度为：60邵氏A伸长率：350％.拉伸强度：8Mpa.拉裂强度：20/M。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims

1.一种用碳素纤维制作异形产品的方法，其特征在于：

包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种用碳素纤维制作异形产品的方法，其特征在于：所述的气袋芯轴壁厚为：0.5-4mm，硬度为：20-80邵氏，伸长率：200％-420％，拉伸强度：6.5-8.5Mpa，撕裂强度：12-22KN/M。

3.根据权利要求2所述的一种用碳素纤维制作异形产品的方法，其特征在于：所述的气袋芯轴壁厚为：0.5-2mm，硬度为：20-40邵氏，伸长率：200％-300％，拉伸强度：6.5-7Mpa，撕裂强度：12-15KN/M。

4.根据权利要求2所述的一种用碳素纤维制作异形产品的方法，其特征在于：所述的气袋芯轴壁厚为：2-3mm，硬度为：40-60邵氏，伸长率：300％-350％，拉伸强度：7-8Mpa，撕裂强度：15-18KN/M。

5.根据权利要求2所述的一种用碳素纤维制作异形产品的方法，其特征在于：所述的气袋芯轴壁厚为：3-4mm，硬度为：60-80邵氏，伸长率：350％-420％，拉伸强度：8-8.5Mpa，撕裂强度：18-22KN/M。

6.根据权利要求1所述的一种用碳素纤维制作异形产品的方法，其特征在于：所述的气袋芯轴采用硅胶材料制成。

7.根据权利要求1所述的一种用碳素纤维制作异形产品的方法，其特征在于：所述的气袋芯轴采用橡胶材料制成。