CN110652711A - 复合材料高尔夫球杆头及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于一种复合材料高尔夫球杆头及其制造方法,制造方法是使用模具组与具有密闭式容器的压力成型装置来执行,其中将碳纤维复合材料预浸材或金属材料预成形的击球面板置入模具组中,另将多个碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于模具组中结合击球面板构成球杆头初胚,再以密闭式容器对封合于封袋内的具有球杆头初胚的模具组施以真空负压与加温,直至碳纤维复合材料预浸材叠层交联反应而固化为球杆头半成品,续经拆模及取出球杆头半成品,以及边角残料去除、表面加工处理等步骤,而制成复合材料高尔夫球杆头,并使球杆头中一体成形有杆柄的杆头本体与击球面板之间具备良好的结合稳固性与结构强度,及降低制造成本与工时的经济效益。
Description
技术领域
本发明是关于一种高尔夫球杆头,尤指使用复合材料制成的高尔夫球杆头制造方法及复合材料高尔夫球杆头。
背景技术
为使高尔夫球杆挥杆击球时,具备飞球长距离与方向稳定性等性能,高尔夫球杆头的重心与惯量等为其设计重点项目。为了提高球杆头的重心与惯量的设计自由度,目前相关业者提出使用碳纤维复合材料作为制造球杆头的部分或全部的部件的材料。
如中国台湾公告第I307285号发明专利案揭示一种利用碳纤维复合材料的「高尔夫球杆头」。该高尔夫球杆头包含击球面板、碳纤维冠部、碳纤维底部及配重构件,击球面板为金属材质所制成,碳纤维冠部与碳纤维底部分别使用碳纤复合材料制成的部件,配重构件为高比重的金属材质所制成,并黏着固定于碳纤维底部中,碳纤维冠部与碳纤维底部上下对合且以黏着剂黏着固定而为杆头本体,再将击球面板以黏着剂黏着于杆头本体的前端等,以构成木杆头型式的球杆头。
但是,前揭已知的高尔夫球杆虽利用其杆头本体的冠部与底部分别为碳纤维复合材料制成部件,以期达到增长击球时的飞球距离的功效。然而,击球面板与碳纤维复合材料的杆头本体之间以黏着剂固接,以及碳纤维复合材料的杆头本体的冠部与底部重叠部分以黏着剂固接等,其黏接部位多有结构强度不佳,而且该高尔夫球杆头的金属材质击球面板、碳纤维冠部、碳纤维底部、碳纤维杆柄以及金属材质配重构件等皆为个别成形的部件,再利用黏着手段依序加以黏着固定,有制造成本与制造工时偏高等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合材料高尔夫球杆头及其制造方法,解决现有碳纤维复合材料高尔夫球杆的杆柄与球头本体之间非以一体成形方式制成,以及碳纤维复合材料的杆头本体的冠部与底部重叠部分以黏着剂固接等,有结构强度不佳及成本、工时偏高等问题。
为了达成前揭目的,本发明所提出的复合材料高尔夫球杆头制造方法,其使用一模具组与一压力成型装置来执行,该压力成型装置包含一能启闭的密闭式容器,以及设置于该密闭式容器上的一气压作用组件与一加热组件,该复合材料高尔夫球杆头制造方法包括:
提供由碳纤维复合材料与金属材料中的任一材料预成形的击球面板的步骤,该击球面板背侧形成一嵌合部;
将多个碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于开模状态的所述模具组中,并置入该击球面板后,所述模具组合模以形成球杆头初胚的步骤,其使多个所述碳纤维复合材料预浸材叠层而形成具有杆柄的一杆头本体初胚,所述杆头本体初胚的前端嵌入该击球面板的背侧的嵌合部内而形成所述球杆头初胚;
使用压力成型装置对内有所述球杆头初胚的所述模具组施以真空负压与加温作用的步骤,其先将内有所述球杆头初胚的所述模具组置入一封袋内封合后,并置入于该密闭式容器内,通过该密闭式容器对该封袋内的所述球杆头初胚施以加温以及真空负压作用,使该球杆头初胚中的碳纤维复合材料预浸材叠层交联反应而固化形成一球杆头半成品,再对该模具组拆模,及将所述球杆头半成品取出;以及
对所述球杆头半成品施以边角残料去除与表面加工处理的步骤,以形成一球杆头成品。
如上所述的复合材料高尔夫球杆头制造方法中,所述使用压力成型装置对内有所述球杆头初胚的所述模具组施以真空负压与加温作用的步骤中,加热温度为40℃至250℃,抽真空的气压值为-0.1mbar至-1000mbar,作用时间为1min至60min。
如上所述的复合材料高尔夫球杆头制造方法中,所述使用压力成型装置对内有所述球杆头初胚的所述模具组施以真空负压与加温作用的步骤中,还包括有通过该密闭式容器对内装有所述球杆头初胚的所述模具组的所述封袋外部施以输入正向气压作用。
如上所述的复合材料高尔夫球杆头制造方法中,所述使用压力成型装置对内有所述球杆头初胚的所述模具组施以真空负压与加温作用的步骤中,该密闭式容器为压力釜,加热温度为40℃至250℃,抽真空的气压值为-0.1mbar至-1000mbar,输入正向气压的气压值为2bar至100bar,作用时间为1min至60min。
如上所述的复合材料高尔夫球杆头制造方法中,所述将多个碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于开模状态的所述模具组中,并置入该击球面板后,所述模具组合模以形成球杆头初胚的步骤中,于该杆柄内部植入一金属材质的杆柄内部件。
如上所述的复合材料高尔夫球杆头制造方法中,所述将多个碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于开模状态的所述模具组中,并置入该击球面板后,所述模具组合模以形成球杆头初胚的步骤中,还进一步置入至少一金属材质的配重块,所述配重块贴合所述碳纤维复合材料预浸材或被包覆于所述碳纤维复合材料预浸材的叠层中。
如上所述的复合材料高尔夫球杆头制造方法中,该模具组包括一杆头上盖模具与一杆头下盖模具,该杆头上盖模具与该杆头下盖模具能上下并组合模与开模;
所述将多个碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于开模状态的所述模具组中,并置入该击球面板后,所述模具组合模以形成一球杆头初胚的步骤中,将多个所述碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于该杆头上盖模具中,形成具有杆柄的一碳纤维上盖部,另将多个所述碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于该杆头下盖模具中形成一碳纤维下盖部,于该杆头上盖模具与该杆头下盖模具相对合模时一并置入该击球面板,具有杆柄的所述碳纤维上盖部与所述碳纤维上盖部上下对接结合而形成所述杆头本体初胚。
如上所述的复合材料高尔夫球杆头制造方法中,该模具组包括一杆头前盖模具与一杆头后盖模具,该杆头前盖模具与该杆头后盖模具能前后并组合模与开模;
所述将多个碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于开模状态的所述模具组中,并置入该击球面板后,所述模具组合模以形成球杆头初胚的步骤中,将该击球面板置入于该杆头前盖模具中,以及将多个所述碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于该杆头前盖模具中形成具有杆柄的一碳纤维前盖部,该碳纤维前盖部的前端部嵌入该击球面板背侧的该嵌合部内,另将多个所述碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于该杆头后盖模具中,形成一碳纤维后盖部,该杆头前盖模具与该杆头后盖模具相对合模,使结合所述击球面板的所述碳纤维前盖部与所述碳纤维后盖部前后对接结合而形成所述杆头本体初胚。
如上所述的复合材料高尔夫球杆头制造方法中,该模具组包括一杆头前盖模具与一杆头背盖模具,该杆头前盖模具与该杆头后盖模具能前后并组合模与开模;
所述将多个碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于开模状态的所述模具组中,并置入该击球面板后,所述模具组合模以形成球杆头初胚的步骤中,将该击球面板置入该杆头前盖模具中,将多个所述碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于该杆头背盖模具中形成具有杆柄的一碳纤维背盖部,该碳纤维背盖部为所述杆头本体初胚,该杆头前盖模具与该杆头背盖模具相对合模,使结合所述杆柄的所述碳纤维背盖部的前端嵌入该击球面板背侧的所述嵌合部内,于该模具组中形成所述球杆头初胚。
为了达成前揭目的,本发明所提出的复合材料高尔夫球杆头由前揭复合材料高尔夫球杆头制造方法所制成,该复合材料高尔夫球杆头包含由碳纤维复合材料成形的一中空状杆头本体,以及由碳纤维复合材料与金属材料两者中的任一材料成形的一击球面板,碳纤维复合材料成形的所述杆头本体的前端一侧一体成形有一杆柄,该击球面板的背侧形成一嵌合部,该杆头本体的前端嵌入固接于该击球面板的背侧的所述嵌合部中。
如上所述的复合材料高尔夫球杆头中,碳纤维复合材料成形的所述杆头本体中具有至少一金属材质的配重块。
如上所述的复合材料高尔夫球杆头中,该杆柄的内部植入一金属材质的杆柄内部件。
为了达成前揭目的,本发明所提出的另一复合材料高尔夫球杆头,其为前揭复合材料高尔夫球杆头制造方法所制成,该复合材料高尔夫球杆头包含由碳纤维复合材料成形的一碳纤维背盖部,以及由碳纤维复合材料与金属材料两者中的任一材料成形的一击球面板,该碳纤维背盖部的前端一侧一体成形有一杆柄,该击球面板的背侧形成一嵌合部,该碳纤维背盖部的前端嵌入固接于该击球面板的背侧的所述嵌合部中。
如上所述的复合材料高尔夫球杆头中,碳纤维复合材料成形的该碳纤维背盖部中具有至少一金属材质的配重块。
如上所述的复合材料高尔夫球杆头中,该杆柄内部植入一金属材质的杆柄内部件。
通过前揭复合材料高尔夫球杆头制造方法及构造,其主要利用密闭式容器对合模后的内有球杆头初胚的模具组施以真空负压与加温作用,使碳纤维复合材料的球杆初胚于加温环境下,通过密闭空间内的气体压力各处均相同的原理,使球杆头初胚中的碳纤维复合材料预浸材叠层因加压与加温作用产生交联反应而固化,使成形后碳纤维复合材料的杆头本体能够达到厚度均一的质量水平,同时还借模具组中由碳纤维复合材料成形的杆头本体直接形成杆柄,以及杆头本体的前端直接嵌入击球面板后侧的嵌合部内,并先以封袋封合后,一同于密闭式容器施以真空负压与加温作用环境中一体成形,或进一步施以正向气压作用,使球杆头的一体成形有杆柄的杆头本体与击球面板之间具备优异的结合稳固性与良好的结构强度,完全无须通过黏合等固接手段加以固定。
再者,使用密闭式容器对内有球杆头初胚的模具组施以真空负压与加温作用的步骤中,其气压值与温度值能够依据碳纤维复合材料预浸材交联反应的成化周期所需的热压条件,通过程式控制手段设定不同时点的真空负压值(或正向气压值)、温度值等条件,使碳纤维复合材料预浸材中多余树脂自碳纤维中挤出,同时将残留于碳纤维复合材料预浸材中的气泡带出,使碳纤维复合材料预浸材于加压、加温作用下成化,而形成紧实而致密的高质量碳纤维复合材料物件,相较于现有复合材料高尔夫球杆头,本发明具备降低制造成本与工时的经济效益。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释,并不限定本发明的范围。其中:
图1是本发明的复合材料高尔夫球杆头制造方法的一实施例的流程图。
图2是参照图1所示复合材料高尔夫球杆头制造方法模拟的木杆头型式高尔夫球杆头立体分解示意图。
图3是本发明为木杆头型式复合材料高尔夫球杆头制造方法第一实施例的流程图。
图4是由图3所示复合材料高尔夫球杆头制造方法第一实施例制成的木杆头型式高尔夫球杆头立体示意图。
图5是参照图3所示木杆头型式高尔夫球杆头制造方法模拟的高尔夫球杆头立体分解示意图。
图6是本发明为木杆头型式复合材料高尔夫球杆头制造方法第二实施例的流程图。
图7是参照图6所示木杆头型式高尔夫球杆头制造方法第二实施例模拟的高尔夫球杆头立体分解示意图。
图8是本发明为铁杆头型式复合材料高尔夫球杆头制造方法的一实施例的流程图。
图9是由图8所示复合材料高尔夫球杆头制造方法实施例制成的铁杆头型式高尔夫球杆头立体示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术方案、目的和效果有更清楚的理解,现结合附图说明本发明的具体实施方式。
本发明的复合材料高尔夫球杆头制造方法及结构至少适用于高尔夫木杆头或铁杆头等产品,依据前揭发明内容记载的技术手段,该复合材料高尔夫球杆头制造方法是使用一模具组与一压力成型装置来执行,该模具组能合模及拆解分离,该模具组的组成构造依据所欲制造的高尔夫球杆头形状与构造而改变,该压力成型装置包含一可启闭的密闭式容器,以及设置于该密闭式容器上的一气压作用组件与一加热组件,如图1所示,该复合材料高尔夫球杆头制造方法包括:
提供由碳纤维复合材料与金属材料两者中的任一材料预成形的击球面板的步骤,该击球面板的背侧形成一嵌合部;
将多个碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于开模状态的模具组中,并置入该击球面板后,模具组合模以形成球杆头初胚的步骤,其使多个所述碳纤维复合材料预浸材叠层而形成具有杆柄的一杆头本体初胚,所述杆头本体初胚的前端嵌入该击球面板的背侧的嵌合部内而形成所述球杆头初胚;
使用压力成型装置对内有球杆头初胚的模具组施以真空负压与加温作用的步骤,其先将内有球杆头初胚的模具组置入一封袋内封合后,并置入于该密闭式容器内,通过该密闭式容器对该封袋内的球杆头初胚施以加温以及真空负压作用,使该球杆头初胚中的碳纤维复合材料预浸材叠层交联反应而固化形成一球杆头半成品,再对该模具组拆模,及将球杆头半成品取出;以及
对球杆头半成品施以边角残料去除与表面加工处理的步骤,以形成一球杆头成品。
前述复合材料高尔夫球杆头制造方法,将多个碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于开模状态的模具组中,并置入该击球面板后,模具组合模以形成一球杆头初胚的步骤中,多个所述碳纤维复合材料预浸材叠层可以直接于模具中,直接一体成形具有杆柄的一杆头本体初胚;或者,所述杆柄还可以先以碳纤维复合材料预浸材预先成形,之后,再置入模具组中与多个所述碳纤维复合材料预浸材叠层结合,而形成具有杆柄的杆头本体初胚。
所述将多个碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于开模状态的模具组中,并置入该击球面板后,模具组合模以形成一球杆头初胚的步骤中,该杆柄内部还可植入一金属材质的杆柄内部件,或进一步植入可调整角度的杆套组件。此外,还可进一步置入至少一金属材质的配重块,所述配重块贴合所述碳纤维复合材料预浸材或被包覆于所述碳纤维复合材料预浸材的叠层中。
本发明的复合材料高尔夫球杆头是由前述复合材料高尔夫球杆头制造方法所制成,以图2所示的木杆头为例,该复合材料高尔夫球杆头包含由碳纤维复合材料一体成形的一中空状的杆头本体10以及由碳纤维复合材料或金属材料成形的一击球面板20,碳纤维复合材料成形的该杆头本体10的前端一侧一体成形有一杆柄30,该击球面板20的背侧形成一嵌合部21,该杆头本体10的前端嵌入固接于该击球面板20的背侧的嵌合部21中。此外,本发明的复合材料高尔夫球杆头亦可为铁杆头型式的产品(图未示),该复合材料高尔夫球杆头同样包含由碳纤维复合材料一体成形的具有杆柄的一杆头本体,以及由碳纤维复合材料与金属材料中任一种材料成形的一击球面板,该杆头本体的前端嵌入固接于该击球面板的背侧的嵌合部中。
在前揭复合材料高尔夫球杆头制造方法及构造的技术手段的基础上,本发明还可通过多种不同模具组的使用,而能以多种具体的实施例予以实现,以下进一步分别就木杆头产品与铁杆头产品等球杆头制造方法及其制成的球杆头构造提出详细说明。
当所述高尔夫球杆头为木杆头时,本发明的复合材料高尔夫球杆头制造方法第一实施例是使用一模具组与一压力成型装置来执行。
于该复合材料高尔夫球杆头制造方法第一实施例中,该模具组包括一杆头上盖模具与一杆头下盖模具,该杆头上盖模具中形成一上模穴,该杆头下盖模具中形成一下模穴,该杆头上盖模具与该杆头下盖模具能上下并组合模且能拆解分离,该杆头上盖模具与该杆头下盖模具合模后,该杆头上盖模具的上盖模穴与该杆头下盖模具的下盖模穴合成一杆头模穴,该杆头模穴对应于木杆头形状。该压力成型装置包含一密闭式容器、一气压作用组件与一加热组件,该密闭式容器为一可启闭的密闭式容器,并能容置该模具组,该气压作用组件与加热组件设置于该密闭式容器上,用以受控施以抽真空或进一步输入正向气压作用等方式改变密闭式容器内部的空气压力值,且能受控调整该密闭式容器内部的温度。
如图3所示,该复合材料高尔夫球杆头制造方法第一实施例的具体实施步骤包括:
提供由碳纤维复合材料与金属材料等中任一材料预成形的击球面板的步骤,其中该击球面板可使用碳纤维复合材料预浸材叠层通过一面板模具成形,或使用金属材料(例如:钛合金、不锈钢等)浇注于一面板模具成形,或是使用金属板材通过锻造成形等,所述击球面板的背侧形成一嵌合部;
将多个碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于开模状态的模具组中,并置入该击球面板后,模具组合模以形成一球杆头初胚的步骤,其将多个所述碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于该杆头上盖模具中,形成具有杆柄的一碳纤维上盖部,另将多个碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于该杆头下盖模具的下盖模穴中,形成一碳纤维下盖部;将具有碳纤维上盖部的杆头上盖模具与具有碳纤维下盖部的杆头下盖模具上下相对合模,使具有杆柄的碳纤维上盖部与碳纤维上盖部上下对接结合而一体成形为一杆头本体初胚,于杆头上盖模具与杆头下盖模具上下相对合模的同时,一并置入击球面板,击球面板伸入上盖模穴内部与下盖模穴内部,杆头本体初胚的前端部(即碳纤维上盖部的前端部与碳纤维下盖部的前端部的总合)嵌入击球面板的背侧的嵌合部内,结合的杆头本体初胚与击球面板于该模具组的杆头模穴中形成一球杆头初胚;
使用密闭式容器对内有球杆头初胚的模具组施以真空负压与加温作用的步骤,其先将内有球杆头初胚的模具组置入一封袋内封合后,并置入于该压力成型装置的密闭式容器内,利用加热组件与气压作用组件通过密闭式容器对该封袋内的球杆头初胚加温以及抽真空的气压作用,或者,再进一步通过该密闭式容器对内装有球杆头初胚的模具组的封袋外部施以输入正向气压作用等,通过密闭空间内的气体压力各处均相同的原理,使球杆头初胚中的碳纤维复合材料预浸材叠层因加压与加温作用产生交联反应而固化形成一球杆头半成品,再对模具组拆模,及将球杆头半成品取出;以及
对球杆头半成品施以边角残料去除与表面加工处理的步骤,而为一木杆头型式的球杆头成品。
前揭复合材料高尔夫球杆头制造方法第一实施例,将多个碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于开模状态的模具组中,并置入该击球面板后,模具组合模以形成一球杆头初胚的步骤中,多个所述碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于该杆头上盖模具中,直接一体形成具有杆柄的一碳纤维上盖部;或者,所述杆柄还可以先以碳纤维复合材料预浸材预先成形,之后,再置入模具组中与多个所述碳纤维复合材料预浸材叠层结合,而形成具有杆柄的一碳纤维上盖部。该杆柄内部还可进一步植入一金属材质的杆柄内部件。
于该复合材料高尔夫球杆头制造方法第一实施例中,所述使用密闭式容器对内有球杆头初胚的模具组施以加压与加温作用的步骤,是通过密闭式容器对球杆头初胚施以加温以及抽真空作用,或者,密闭式容器选用压力釜时,则能对球杆头初胚施以加温、抽真空与输入正向气压作用,加热温度为40℃至250℃,抽真空的气压值为-0.1mbar至-1000mbar,作用时间约为1min至60min。或者,当密闭式容器选用压力釜时,则能对球杆头初胚施以加温、抽真空与输入正向气压作用,其中输入正向气压的气压值为2bar至100bar。所述气压值与温度值是依木杆头型式的球杆头成品形状与碳纤维复合材料叠层的厚度等条件而设定。所述气压值与温度值还可依碳纤维复合材料预浸材交联反应的成化周期所需的热压条件,通过程式控制手段设定不同时点的气压值、温度值等条件,使碳纤维复合材料预浸材中多余树脂自碳纤维中挤出,同时将残留于碳纤维复合材料预浸材中的气泡带出,借此,使碳纤维复合材料预浸材于加压、加温作用下成化而形成高紧实且致密的碳纤维复合材料固体。
该复合材料高尔夫球杆头制造方法第一实施例中,所述将多个碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于开模状态的模具组中,并置入该击球面板后,模具组合模以形成一球杆头初胚的步骤中,所述将多个碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于该杆头后盖模具中,形成一碳纤维后盖部时,还可进一步置入至少一金属材质的配重块,所述配重块可选用比重大于铁金属材料的钨质金属材料或其他材料等制成的块体。其中,于所述碳纤维后盖部的碳纤维复合材料预浸材叠层后,将所述配重块贴附固定于所述碳纤维后盖部内表面;或者,于所述碳纤维后盖部的碳纤维复合材料预浸材叠层时,将所述配重块置入碳纤维复合材料预浸材叠层内部,即配重块被包覆于所述碳纤维后盖部的碳纤维复合材料预浸材的叠层中。
通过该复合材料高尔夫球杆头制造方法第一实施例所制成的木杆头型式复合材料高尔夫球杆头第一实施例的构造,如图4所示,其包含由碳纤维复合材料成形的一杆头本体10A、由碳纤维复合材料或金属材料成形的一击球面板20A,以及由碳纤维复合材料成形的一杆柄30A。
如图5所示,木杆头型式复合材料高尔夫球杆头是依据该复合材料高尔夫球杆头制造方法第一实施例,对将该杆柄与该击球面板分别置入开模状态的模具组中,以及将多个碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于开模状态的模具组后,模具组合模的步骤,模拟将多个碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于该杆头上盖模具的上盖模穴中形成一碳纤维上盖部,与将多个碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于该杆头下盖模具的下盖模穴中形成一碳纤维下盖部的高尔夫球杆头立体分解示意图。如图5所示,呈现所述杆头本体10A为碳纤维上盖部11A与碳纤维下盖部12A上下相对并合而一体成形的型态。如图4及图5所示,该击球面板20A的背侧形成开口朝后的一嵌合部21A,该杆头本体10A的前端嵌入该击球面板20A的背侧的嵌合部21A中固结一体,该杆柄30A一体成形于该杆头本体30A的前端一侧。
前述木杆头型式复合材料高尔夫球杆头第一实施例的构造中,所述杆柄内部还可进一步设置一金属材质的杆柄内部件。或者,进一步植入可调整角度的杆套组件,所述可调整角度的杆套组件可选用已知的组件,其构造于此,不再赘述。所述碳纤维下盖部中具有至少一金属材质的配重块,所述配重块可贴附固定于所述碳纤维下盖部的内表面,或者,所述配重块被包覆固定于所述碳纤维下盖部内部。
当所述高尔夫球杆头为木杆头时,本发明的复合材料高尔夫球杆头制造方法还可以下列第二实施例予以达成,该复合材料高尔夫球杆头制造方法第二实施例亦使用一模具组与一压力成型装置来执行。该复合材料高尔夫球杆头制造方法第二实施例使用的模具组是采取前后并组合模的构造,取代前揭复合材料高尔夫球杆头制造方法第一实施例使用上下并组合模式的模具组。亦即该复合材料高尔夫球杆头制造方法第二实施例使用的模具组包括一杆头前盖模具与一杆头后盖模具,该杆头前盖模具中形成一前模穴,该杆头后盖模具中形成一后模穴,该杆头前盖模具与该杆头后盖模具能前后并组合模且能拆解分离,该杆头前盖模具与该杆头后盖模具合模后,该杆头前盖模具的前盖模穴与该杆头后盖模具的后盖模穴合成为一杆头模穴,该杆头模穴对应于木杆头形状。
该复合材料高尔夫球杆头制造方法第二实施例使用的该压力成型装置相同于前揭第一实施例,其同样包含一密闭式容器、一气压作用组件与一加热组件,该密闭式容器为一可启闭的密闭式容器,并能容置该模具组,该气压作用组件与加热组件设置于该密闭式容器上,用以受控抽真空(或进一步再输入正向气压)等方式改变密闭式容器内部的空气压力值,且能受控调整该密闭式容器内部的温度。
如图6所示,该复合材料高尔夫球杆头制造方法第二实施例的具体实施步骤包括:
提供由碳纤维复合材料与金属材料两者中的任一材料预成形的击球面板的步骤,该击球面板可使用碳纤维复合材料预浸材叠层通过一面板模具成形,或使用金属材料(例如:钛合金、不锈钢等)浇注于一面板模具成形,或是使用金属板材通过锻造成形等,所述击球面板的背侧形成一嵌合部;
将多个碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于开模状态的模具组中,并置入该击球面板后,模具组合模以形成球杆头初胚的步骤,其将该击球面板置入于该杆头前盖模具的前模穴中,将多个碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于该杆头前盖模具的前模穴中,形成具有杆柄的一碳纤维前盖部,该碳纤维前盖部的前端部嵌入该击球面板的背侧的嵌合部内,将多个碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于该杆头后盖模具中,形成一碳纤维后盖部;将该杆头前盖模具与该杆头后盖模具相对合模,使位于该杆头前盖模具中结合击球面板的碳纤维前盖部与位于该杆头后盖模具中的碳纤维后盖部前后对接结合而一体成形为一杆头本体初胚;
使用密闭式容器对内有球杆头初胚的模具组施以加压与加温作用的步骤,其将内有球杆头初胚的模具组置入一封袋内封合后,并置入于该密闭式容器内,利用加热组件与气压作用组件通过该密闭式容器对该封袋内的球杆头初胚加温以及真空负压作用,或者,再进一步通过该密闭式容器对内装有球杆头初胚的模具组的封袋外部施以输入正向气压作用等,使该球杆头初胚中的碳纤维复合材料预浸材叠层交联反应而固化形成一球杆头半成品,再对该模具组拆模,及将球杆头半成品取出;以及
对球杆头半成品施以边角残料去除与表面加工处理的步骤,而为一木杆头型式的球杆头成品。
前揭复合材料高尔夫球杆头制造方法第二实施例,将多个碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于开模状态的模具组中,并置入该击球面板后,模具组合模以形成一球杆头初胚的步骤中,可将多个碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于该杆头前盖模具的前模穴中,直接一体形成具有杆柄的一碳纤维上盖部;或者,所述杆柄还可以先以碳纤维复合材料预浸材预先成形,之后,再置入该杆头前盖模具中与多个所述碳纤维复合材料预浸材叠层结合,而形成具有杆柄的一碳纤维上盖部。该杆柄内部还可进一步植入一金属材质的杆柄内部件,或进一步植入可调整角度的杆套组件。
于该复合材料高尔夫球杆头制造方法第二实施例中,所述使用密闭式容器对内有球杆头初胚的模具组施以加压与加温作用的步骤,是通过密闭式容器对球杆头初胚施以加温以及抽真空的气压作用,所述气压值与温度值是依木杆头型式球杆头成品的形状与碳纤维复合材料叠层的厚度等条件而设定,其中,加热温度为40℃至250℃,抽真空的气压值则为-0.1mbar至-1000mbar,作用时间约为1min至60min。当密闭式容器选用压力釜时,则能对球杆头初胚施以加温、抽真空与输入正向气压作用,其中输入正向气压的气压值为2bar至100bar。所述气压值与温度值还可依碳纤维复合材料预浸材交联反应的成化周期所需的热压条件,通过程式控制手段设定不同时点的气压值、温度值等条件,使碳纤维复合材料预浸材中多余树脂自碳纤维中挤出,同时将残留于碳纤维复合材料预浸材中的气泡带出,借此,使碳纤维复合材料预浸材于加压、加温作用下成化而形成高紧实且致密的碳纤维复合材料固体。
于该复合材料高尔夫球杆头制造方法第二实施例中,所述将多个碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于该杆头后盖模具中,形成一碳纤维后盖部的步骤中,还可进一步置入至少一金属材质的配重块,所述配重块可选用比重大于铁金属材料的钨质金属材料或其他材料等制成的块体。其中,于所述碳纤维后盖部的碳纤维复合材料预浸材叠层后,将所述配重块贴附固定于所述碳纤维后盖部内表面,或者,于所述碳纤维后盖部的碳纤维复合材料预浸材叠层时,将所述配重块置入碳纤维复合材料预浸材叠层内部,即配重块被包覆于所述碳纤维后盖部的碳纤维复合材料预浸材的叠层中。
通过该复合材料高尔夫球杆头制造方法第二实施例所制成的木杆头型式复合材料高尔夫球杆头的构造,如图7所示,其包含由碳纤维复合材料成形的一杆头本体10B、由碳纤维复合材料或金属材料成形的一击球面板20B,以及由碳纤维复合材料成形的一杆柄30B,所述杆头本体10B即为一体成形的碳纤维前盖部11B与碳纤维后盖部12B前后并合而成,该击球面板20B的背侧形成开口朝后的一嵌合部21B,该碳纤维前盖部11B的前端嵌入该击球面板20B的背侧的嵌合部21B中固结一体,该杆柄30B一体成形于该碳纤维前盖部11B的前端一侧。
该碳纤维复合材料的杆柄内部还可进一步设置一金属材质的杆柄内部件。或者,进一步植入可调整角度的杆套组件,所述可调整角度的杆套组件可选用已知的组件,其构造于此,不再赘述。所述碳纤维后盖部中具有至少一金属材质的配重块,所述配重块可贴附固定于所述碳纤维后盖部的内表面,或者,所述配重块也可以是被包覆固定于所述碳纤维后盖部的内部。
当所述高尔夫球杆头为铁杆头时,本发明的复合材料高尔夫球杆头制造方法的一实施例同样使用一模具组与一压力成型装置来执行,该模具组包括一杆头前盖模具与一杆头背盖模具,该杆头前盖模具与该杆头后盖模具能前后并组合模与拆解分离,该模具组合模后,其内部形成一对应铁杆头形状的杆头模穴。该压力成型装置包含一可启闭的密闭式容器,以及设置于该密闭式容器上的一气压作用组件与一加热组件。如图8所示,该复合材料高尔夫球杆头制造方法实施例包括:
提供由碳纤维复合材料与金属材料(例如:钛合金、不锈钢等)中任一项材料预成形的一击球面板的步骤,该击球面板的背侧形成一嵌合部;
将多个碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于开模状态的模具组中,并置入该击球面板后,模具组合模以形成一球杆头初胚的步骤,其是将多个碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于该杆头背盖模具中,形成具有杆柄的一碳纤维背盖部,另将该击球面板置入该杆头前盖模具中,将该杆头前盖模具与该杆头背盖模具相对合模,以碳纤维背盖部为一体成形的杆头本体初胚,使位于该杆头后盖模具中的碳纤维背盖部的前端嵌入该击球面板的背侧的嵌合部内,于该模具组中形成一球杆头初胚;
使用密闭式容器对内有球杆头初胚的模具组施以真空负压与加温作用的步骤,其是将内有球杆头初胚的模具组置入一封袋内封合后,并置入于该密闭式容器内,利用加热组件与气压作用组件通过该密闭式容器对该封袋内的球杆头初胚加温以及抽真空的气压作用,使该球杆头初胚中的碳纤维复合材料预浸材叠层交联反应而固化形成一球杆头半成品,再对该模具组拆模,及将球杆头半成品取出;以及
对球杆头半成品施以边角残料去除与表面加工处理,而为一铁杆头型式的球杆头成品。
前揭复合材料高尔夫球杆头制造方法实施例,所述将多个碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于开模状态的模具组中,并置入该击球面板后,模具组合模以形成一球杆头初胚的步骤中,多个所述碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于该杆头背盖模具中,直接一体形成具有杆柄的一碳纤维背盖部;或者,所述杆柄还可以先以碳纤维复合材料预浸材预先成形,之后,再置入该杆头背盖模具中,与多个所述碳纤维复合材料预浸材叠层结合,而形成具有杆柄的一碳纤维背盖部。该杆柄内部还可进一步植入一金属材质的杆柄内部件。
于该复合材料高尔夫球杆头制造方法实施例中,所述使用密闭式容器对内有球杆头初胚的模具组施以真空负压与加温作用的步骤,是通过密闭式容器对球杆头初胚施以加温以及抽真空的气压作用。所述气压值与温度值是依铁杆头型式的球杆头成品形状与碳纤维复合材料叠层的厚度等条件而设定,其中,加热温度为40℃至250℃,抽真空的气压值则为-0.1mbar至-1000mbar,作用时间约为1min至60min。当密闭式容器选用压力釜时,则能对球杆头初胚施以加温、抽真空与输入正向气压作用,其中输入正向气压的气压值为2bar至100bar。所述气压值与温度值还可依碳纤维复合材料预浸材交联反应的成化周期所需的热压条件,通过程式控制手段设定不同时点的气压值、温度值等条件,使碳纤维复合材料预浸材于加压、加温作用下成化而形成高紧实且致密的碳纤维复合材料固体。
于该复合材料高尔夫球杆头制造方法实施例中,所述将多个碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于开模状态的模具组中,并置入该击球面板后,模具组合模以形成一球杆头初胚的步骤中,还进一步置入至少一金属材质的配重块,所述配重块可选用比重大于铁金属材料的钨质金属材料或其他材料等制成的块体。其中,于所述碳纤维背盖部的碳纤维复合材料预浸材叠层后,将所述配重块贴附固定于所述碳纤维背盖部的内表面,或者,于所述碳纤维背盖部的碳纤维复合材料预浸材叠层时,将所述配重块置入碳纤维复合材料预浸材叠层内部,即所述配重块被包覆于所述碳纤维背盖部的碳纤维复合材料预浸材的叠层中。
通过该复合材料高尔夫球杆头制造方法实施例所制成的铁头型式复合材料高尔夫球杆头的构造,如图9所示,其包含由碳纤维复合材料成形的一碳纤维背盖部10C,以及由碳纤维复合材料或金属材料成形的一击球面板20C,该击球面板的背侧形成开口朝后的一嵌合部,该碳纤维背盖部10C的前端嵌入固接于该击球面板20C的背侧的嵌合部21C中,该碳纤维背盖部10C的前端一侧一体成形有一杆柄30C。
该碳纤维复合材料的杆柄内部还可进一步设置一金属材质的杆柄内部件。或者,进一步植入可调整角度的杆套组件,所述可调整角度的杆套组件可选用已知的组件,其构造于此,不再赘述。碳纤维复合材料成形的碳纤维背盖部中还可进一步设置一金属材质的配重块,所述配重块可贴附固定于所述碳纤维后盖部的内表面,或者,所述配重块也可以是被包覆固定于所述碳纤维后盖部的内部。
经由前揭复合材料高尔夫球杆头制造方法及构造的实施例说明可以得知,本发明主要是利用密闭式容器对合模后的内有球杆头初胚的模具组施以真空负压(或进一步输入正向气压)与加温作用,使碳纤维复合材料的球杆初胚于加温环境下,通过密闭空间内的气体压力各处均相同的原理,使球杆头初胚中的碳纤维复合材料预浸材叠层因加压与加温作用产生交联反应而固化,使成形后碳纤维复合材料的杆头本体能够达到厚度均一的质量水平。同时还借模具组中由碳纤维复合材料成形的杆头本体直接形成杆柄,以及杆头本体的前端直接嵌入击球面板后侧的嵌合部内,且直接结合杆柄设置于模具组中,一同于密闭式容器的加压与加温作用环境中一体成形,使球杆头中一体成形有杆柄的杆头本体与击球面板之间具备优异的结合稳固性,无须再通过黏合等固接手段加以固定。
其次,本发明于使用密闭式容器对内有球杆头初胚的模具组施以加压与加温作用的步骤中,其气压值与温度值能够依据碳纤维复合材料预浸材交联反应的成化周期所需的热压条件,通过程式控制手段设定不同时点的气压值、温度值等条件,使碳纤维复合材料预浸材中多余树脂自碳纤维中挤出,同时将残留于碳纤维复合材料预浸材中的气泡带出,使碳纤维复合材料预浸材于加压、加温作用下,碳纤维复合材料成化为紧实而致密的对象,相较于现有复合材料高尔夫球杆头,本发明具备降低制造成本与工时的经济效益。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式,并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员,在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改,均应属于本发明保护的范围。而且需要说明的是,本发明的各组成部分并不仅限于上述整体应用,本发明的说明书中描述的各技术特征可以根据实际需要选择一项单独采用或选择多项组合起来使用,因此,本发明理所当然地涵盖了与本案发明点有关的其它组合及具体应用。
Claims (18)
1.一种复合材料高尔夫球杆头制造方法,其特征在于,所述复合材料高尔夫球杆头制造方法为使用一模具组与一压力成型装置来执行,该压力成型装置包含一能启闭的密闭式容器,以及设置于该密闭式容器上的一气压作用组件与一加热组件,该复合材料高尔夫球杆头制造方法包括:
提供由碳纤维复合材料与金属材料中的任一材料预成形的击球面板的步骤,该击球面板背侧形成一嵌合部;
将多个碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于开模状态的所述模具组中,并置入该击球面板后,所述模具组合模以形成球杆头初胚的步骤,其使多个所述碳纤维复合材料预浸材叠层而形成具有杆柄的一杆头本体初胚,所述杆头本体初胚的前端嵌入该击球面板背侧的该嵌合部内而形成所述球杆头初胚;
使用压力成型装置对内有所述球杆头初胚的所述模具组施以真空负压与加温作用的步骤,其先将内有所述球杆头初胚的所述模具组置入一封袋内封合后,并置入于该密闭式容器内,通过该密闭式容器对该封袋内的所述球杆头初胚施以加温以及真空负压作用,使该球杆头初胚中的碳纤维复合材料预浸材叠层交联反应而固化形成一球杆头半成品,再对该模具组拆模,及将所述球杆头半成品取出;以及
对所述球杆头半成品施以边角残料去除与表面加工处理的步骤,以形成一球杆头成品。
2.如权利要求1所述的复合材料高尔夫球杆头制造方法,其特征在于,所述使用压力成型装置对内有所述球杆头初胚的所述模具组施以真空负压与加温作用的步骤中,加热温度为40℃至250℃,抽真空的气压值为-0.1mbar至-1000mbar,作用时间为1min至60min。
3.如权利要求1所述的复合材料高尔夫球杆头制造方法,其特征在于,所述使用压力成型装置对内有所述球杆头初胚的所述模具组施以真空负压与加温作用的步骤中,还包括有通过该密闭式容器对内装有所述球杆头初胚的所述模具组的所述封袋外部施以输入正向气压作用。
4.如权利要求3所述的复合材料高尔夫球杆头制造方法,其特征在于,所述使用压力成型装置对内有所述球杆头初胚的所述模具组施以真空负压与加温作用的步骤中,该密闭式容器为压力釜,加热温度为40℃至250℃,抽真空的气压值为-0.1mbar至-1000mbar,输入正向气压的气压值为2bar至100bar,作用时间为1min至60min。
5.如权利要求1至4中任一项所述的复合材料高尔夫球杆头制造方法,其特征在于,所述将多个碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于开模状态的所述模具组中,并置入该击球面板后,所述模具组合模以形成球杆头初胚的步骤中,该杆柄内部植入一金属材质的杆柄内部件。
6.如权利要求1至4中任一项所述的复合材料高尔夫球杆头制造方法,其特征在于,所述将多个碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于开模状态的所述模具组中,并置入该击球面板后,所述模具组合模以形成球杆头初胚的步骤中,还进一步置入至少一金属材质的配重块,所述配重块贴合所述碳纤维复合材料预浸材或被包覆于所述碳纤维复合材料预浸材的叠层中。
7.如权利要求1至4中任一项所述的复合材料高尔夫球杆头制造方法,其特征在于,该模具组包括一杆头上盖模具与一杆头下盖模具,该杆头上盖模具与该杆头下盖模具能上下并组合模与开模;
所述将多个碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于开模状态的所述模具组中,并置入该击球面板后,所述模具组合模以形成一球杆头初胚的步骤中,将多个所述碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于该杆头上盖模具中,形成具有杆柄的一碳纤维上盖部,另将多个所述碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于该杆头下盖模具中形成一碳纤维下盖部,于该杆头上盖模具与该杆头下盖模具相对合模时一并置入该击球面板,具有杆柄的所述碳纤维上盖部与所述碳纤维上盖部上下对接结合而形成所述杆头本体初胚。
8.如权利要求7所述的复合材料高尔夫球杆头制造方法,其特征在于,所述将多个碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于开模状态的所述模具组中,并置入该击球面板后,所述模具组合模以形成球杆头初胚的步骤中,还进一步置入至少一金属材质的配重块,所述配重块贴合所述碳纤维下盖部的碳纤维复合材料预浸材或被包覆于所述碳纤维下盖部的碳纤维复合材料预浸材的叠层中。
9.如权利要求1至4中任一项所述的复合材料高尔夫球杆头制造方法,其特征在于,该模具组包括一杆头前盖模具与一杆头后盖模具,该杆头前盖模具与该杆头后盖模具能前后并组合模与开模;
所述将多个碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于开模状态的所述模具组中,并置入该击球面板后,所述模具组合模以形成球杆头初胚的步骤中,将该击球面板置入于该杆头前盖模具中,以及将多个所述碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于该杆头前盖模具中形成具有杆柄的一碳纤维前盖部,该碳纤维前盖部的前端部嵌入该击球面板背侧的该嵌合部内,另将多个所述碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于该杆头后盖模具中,形成一碳纤维后盖部,该杆头前盖模具与该杆头后盖模具相对合模,使结合所述击球面板的所述碳纤维前盖部与所述碳纤维后盖部前后对接结合而形成所述杆头本体初胚。
10.如权利要求9所述的复合材料高尔夫球杆头制造方法,其特征在于,所述将多个碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于开模状态的所述模具组中,并置入该击球面板后,所述模具组合模以形成球杆头初胚的步骤中,还进一步置入至少一金属材质的配重块,所述配重块贴合所述碳纤维后盖部的碳纤维复合材料预浸材或被包覆于所述碳纤维后盖部的碳纤维复合材料预浸材的叠层中。
11.如权利要求1至4中任一项所述的复合材料高尔夫球杆头制造方法,其特征在于,该模具组包括一杆头前盖模具与一杆头背盖模具,该杆头前盖模具与该杆头后盖模具能前后并组合模与开模;
所述将多个碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于开模状态的所述模具组中,并置入该击球面板后,所述模具组合模以形成球杆头初胚的步骤中,将该击球面板置入该杆头前盖模具中,将多个所述碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于该杆头背盖模具中形成具有杆柄的一碳纤维背盖部,该碳纤维背盖部为所述杆头本体初胚,该杆头前盖模具与该杆头背盖模具相对合模,使结合所述杆柄的所述碳纤维背盖部的前端嵌入该击球面板背侧的所述嵌合部内,于该模具组中形成所述球杆头初胚。
12.如权利要求11所述的复合材料高尔夫球杆头制造方法,其特征在于,所述将多个碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于开模状态的所述模具组中,并置入该击球面板后,所述模具组合模以形成球杆头初胚的步骤中,还进一步置入至少一金属材质的配重块,所述配重块贴合所述碳纤维背盖部的碳纤维复合材料预浸材或被包覆于所述碳纤维后盖部的碳纤维复合材料预浸材的叠层中。
13.一种复合材料高尔夫球杆头,其特征在于,所述复合材料高尔夫球杆头由权利要求1、2、3、4、7或9所述的复合材料高尔夫球杆头制造方法所制成,该复合材料高尔夫球杆头包含由碳纤维复合材料成形的一中空状杆头本体,以及由碳纤维复合材料与金属材料两者中的任一材料成形的一击球面板,碳纤维复合材料成形的所述杆头本体的前端一侧一体成形有一杆柄,该击球面板的背侧形成一嵌合部,该杆头本体的前端嵌入固接于该击球面板的背侧的所述嵌合部中。
14.如权利要求13所述的复合材料高尔夫球杆头,其特征在于,碳纤维复合材料成形的所述杆头本体中具有至少一金属材质的配重块。
15.如权利要求13或14所述的复合材料高尔夫球杆头,其特征在于,该杆柄的内部植入一金属材质的杆柄内部件。
16.一种复合材料高尔夫球杆头,其特征在于,所述复合材料高尔夫球杆头由权利要求11所述的复合材料高尔夫球杆头制造方法所制成,该复合材料高尔夫球杆头包含由碳纤维复合材料成形的一碳纤维背盖部,以及由碳纤维复合材料与金属材料两者中的任一材料成形的一击球面板,该碳纤维背盖部的前端一侧一体成形有一杆柄,该击球面板的背侧形成一嵌合部,该碳纤维背盖部的前端嵌入固接于该击球面板的背侧的所述嵌合部中。
17.如权利要求16所述的复合材料高尔夫球杆头,其特征在于,碳纤维复合材料成形的该碳纤维背盖部中具有至少一金属材质的配重块。
18.如权利要求16或17所述的复合材料高尔夫球杆头,其特征在于,该杆柄内部植入一金属材质的杆柄内部件。
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