CN103909667A - 复合材管件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种复合材管件的制造方法，包含以下步骤：制备一实心芯轴，该芯轴以包含可发泡物质或膨胀系数大的物质与可溶物质的材料制成；贴附一复合材料于该芯轴的外周面；将该芯轴置入一模具中并加热使该芯轴体积增加而膨胀，进而将该复合材料往该模具内壁撑张推压，使该复合材料密实硬化成型为一管件；以一溶剂将该芯轴溶化并使的自管件流出，借此，本发明能提供结构密实强固的管件，并简化移除芯轴的步骤，且尺寸精度佳，良率更显著提升。
Description
技术领域
本发明是有关于一种复合材自行车管件的制造方法。
背景技术
已知的自行车管件如轮框等有以复合材料制成者，一般而言，如中国台湾专利I341800所述者，常以一气袋为一芯轴，将复合材料纤维贴附或缠绕于该气袋外，再置入一具有预定内壁形状的模具中，进一步将气袋充气，使复合材料能被撑张紧贴于模具内壁，再施以高温高压处理，最后经降温步骤，遂硬化成型为一复合材管件。然而，此等方法中，高温易使气袋破袋，造成良率不佳，且气袋取出不易，通常须留置于管件内，最重要的是，贴附复合材料时容易因气袋硬度不足而难以紧密压附，且气袋受限于其固有形状，无法有效将复合材料完全贴合模具的形状，造成尺寸、形状的精度不足等问题。
另有一种如中国台湾专利I307672中所述的方法，是在一气袋的芯轴外涂附发泡材，再以复合材包覆，于模具中加热时，气袋与发泡材皆会膨胀助于复合材料成型，然而，此种方法工序繁复，且复合材料难以贴附密实，气袋也有破袋的风险，芯轴亦难取出，实未对上述问题有解决之道。
再者，中国台湾专利公开号201219183号提出了较为进步的方法。该案仅使用发泡材做为芯轴，管件成型后再予以高温处理使温度升至发泡材的熔点或气化温度，以将芯轴自管件中移除，然而，发泡材的熔点或气化温度甚高，若是加温至如此高的温度，管材结构早已受到高温破坏而裂解，根本无法生产。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种复合材管件的制造方法，能提供结构坚固密实的复合材管件，并能简化工序、节省成本。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种复合材管件的制造方法，包含以下步骤：
制备芯轴：该芯轴为实心，该芯轴以包含可发泡物质或膨胀系数大的物质与可溶物质的材料制成，该芯轴被加热至一预定温度时其体积增加；
贴附复合材料：贴附一复合材料于该芯轴的外周面；
成型：将贴附该复合材料的芯轴置入一模具中，对该芯轴加热至该预定温度使的体积增加而膨胀，进而将该复合材料往该模具内壁撑张推压，并进行加温加压，使该复合材料密实硬化成型为一管件；
移除芯轴：以一溶剂将该芯轴溶化并使该芯轴自该管件流出。
所述膨胀系数大的物质为硅胶。
所述可发泡物质为发泡性塑料，该预定温度为该发泡性塑料的发泡温度。
所述可溶物质为一水溶性树脂。
所述芯轴的材料包含砂。
所述芯轴制备完成后以一离形剂涂布于该芯轴的外周面后，才贴附该复合材料于该芯轴。
所述复合材料为一碳纤维布。
本发明的有益效果是：利用本发明所制备的自行车管件具有密实的结构，且形状尺寸皆与模具完全相符而具有良好的精密度，不使用气袋更避免气袋破袋时使良率降低，且芯轴易于制造亦易于分解移除，简化工序而能降低成本，甚至，芯轴能重复使用，甚具经济效益。
附图说明
图1为本发明制备芯轴的示意剖面图。
图2为本发明贴附复合材料的示意图。
图3及图4为本发明置入模具的示意图。
图5为本发明成型的示意图。
图6为本发明脱模的示意图。
图7为本发明钻孔的示意图。
图8为本发明移除芯轴的示意图。
图9及图10为本发明成型体的示意图。
附图标号：1、1'、1''：芯轴；2：离形剂；3、3'：复合材料；31：通孔；4：模具；41、42：模体；A：未成型体；B：预成型体；C：成型体。
具体实施方式
以下仅以实施例说明本发明可能的实施态样，然而并非用以限制本发明所欲保护的范畴，先予叙明。
请参考图1至图10，本发明的复合材管件的制造方法包含以下步骤：
制备芯轴：该芯轴1为实心且以包含可发泡物质或膨胀系数大的物质与可溶物质的材料制成，该芯轴1被加热至一预定温度时其体积增加，较佳者，该膨胀系数大的物质为硅胶，该可发泡性物质可为发泡性塑料且该预定温度为该发泡性塑料的发泡温度，该可溶物质为一水溶性物质，特别以水溶性树脂为佳；于本发明的主要实施例中，该芯轴1以包含硅胶、砂与水溶性树脂的材料混合制成，以具有预定的膨胀系数、预定的形状与硬度以及水溶即可瓦解流动的性质。此外，经一芯轴模具成型完成的芯轴1外表面可涂布有一离形剂2，如图1所示，以便于后续步骤中芯轴与复合材料的分离。
贴附复合材料：贴附一复合材料3于该芯轴1的外周面，更明确来说是贴附一复合材料3于该芯轴1表面的离合剂2外表面以形成一未成型体A，如图2所示，其中该复合材料3可为一碳纤维布。
成型：将贴附该复合材料3的芯轴1置入一模具4中，如图3与图4所示，该模具4包含一对模体41、42，该未成型体A是置于该对模体41、42之间的空间，接着对该芯轴1加热至该预定温度使该芯轴1体积增加而膨胀，该芯轴1'进而将该复合材料3'往该模具4内壁撑张推压，并进行加温加压，使该复合材料3'密实硬化成型为一预成型体B，如图5与图6所示。
脱膜：将该模具4脱离该预成型体B，如图6所示。
钻孔：对该预成型体B的复合材料3′部分进行钻孔以形成一通孔31，例如轮圈的辐条孔等，如图7所示。
移除芯轴：以一溶剂将该芯轴1'溶化并使该芯轴1′′自该管件的通孔31流出（例如以有机溶剂溶化发泡性塑料或以水溶化水溶性树脂等），如图8所示，遂成为一成型体，如图9及图10所示，该成型体C进一步加工成型为一自行车的管件，本实施例是以轮圈做为代表，然该管件不限于轮圈，亦可为座管、前叉等自行车管件。
借此，实心而具有固定形状的芯轴能供复合材料紧密确实地包覆握压，而能使复合材料结构密实而避免贴附时结构松散，且可溶的芯轴相当便于取出，大幅降低生产时间，且可膨胀的芯轴能进一步将复合材料往模具内壁撑张以确实贴合模具形状而提高尺寸精度，更能进一步使复合材料更加密实，使结构强度提升，此外，可溶芯轴使用后可分离再利用，重复制造芯轴而节省成本，并具环保效益，实为具有进步的功效。
Claims (7)
1.一种复合材管件的制造方法，其特征在于，包含以下步骤：
制备芯轴：该芯轴为实心，该芯轴以包含可发泡物质或膨胀系数大的物质与可溶物质的材料制成，该芯轴被加热至一预定温度时其体积增加；
贴附复合材料：贴附一复合材料于该芯轴的外周面；
成型：将贴附该复合材料的芯轴置入一模具中，对该芯轴加热至该预定温度使的体积增加而膨胀，进而将该复合材料往该模具内壁撑张推压，并进行加温加压，使该复合材料密实硬化成型为一管件；
移除芯轴：以一溶剂将该芯轴溶化并使该芯轴自该管件流出。
2.根据权利要求1所述的复合材管件的制造方法，其特征在于，所述膨胀系数大的物质为硅胶。
3.根据权利要求1所述的复合材管件的制造方法，其特征在于，所述可发泡物质为发泡性塑料，该预定温度为该发泡性塑料的发泡温度。
4.根据权利要求1所述的复合材管件的制造方法，其特征在于，所述可溶物质为一水溶性树脂。
5.根据权利要求1所述的复合材管件的制造方法，其特征在于，所述芯轴的材料包含砂。
6.根据权利要求1所述的复合材管件的制造方法，其特征在于，所述芯轴制备完成后以一离形剂涂布于该芯轴的外周面后，才贴附该复合材料于该芯轴。
7.根据权利要求1所述的复合材管件的制造方法，其特征在于，所述复合材料为一碳纤维布。
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| CN (1) | CN103909667A (zh) |
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