CN116985440A - 自行车用铝合金管材的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自行车用铝合金管材的制造方法，包含下列步骤：制备管材主体：取铝合金型材制得管材主体，并于该管材主体的侧缘形成数道凹槽；制备预浸体：在纤维材料上涂布液态的热固性树脂，据此制得预浸体；填入预浸体：在该热固性树脂未固化前，将该预浸体填入各该凹槽；缠绕树脂收缩膜：将长带状的树脂收缩膜回旋缠绕在设置有该预浸体的该管材主体上；固化成型：对该管材主体、该预浸体及该树脂收缩膜的总成进行加热，使该树脂收缩膜收缩，且该热固性树脂固化，据此使该纤维材料及该热固性树脂结合形成补强体；以及拆除树脂收缩膜：拆除该树脂收缩膜，制得具有该补强体的铝合金管材。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用于自行车的铝合金管材，进一步而言，尤其涉及一种自行车用铝合金管材的制造方法。
背景技术
一般自行车由管材构成的零部件包含车手把、座管、车架及轮框；车架包括上管、下管、立管、后上叉及后下叉。轮框在制造时先挤出具轮框断面的直管材，依不同的外径裁切滚弯成圆形，再焊接制成轮框。
传统应用于自行车的管材，依据材料区分，主要可分为铝合金管材及碳纤维复合材料管材两类，其中，铝合金管材大多选用6061铝合金或7075铝合金制成，6061铝合金的比重为2.70g/cm3，制作自行车管材常见选用的铝合金材料编号有6061-O、6061-T4、6061-T6、6061-T651及6061-T42，7075铝合金的比重为2.80g/cm3，制作自行车管材常见选用的材料编号有7075-O、7075-T6及7075-T652，碳纤维复合材料的比重为1.5g/cm3。
由此可知，碳纤维复合材料的强度/重量比，明显优于铝合金，但是碳纤维复合材料的价格较铝合金昂贵，使得利用碳纤维复合材料制作的管材不易普及，而铝合金管材的强度低于碳纤维复合材料管材。
发明内容
本发明的主要目在于，提供一种自行车用铝合金管材的制造方法，通过设置补强体，提高铝合金管材的强度。
为满足前述目的，本发明提供一种自行车用铝合金管材的制造方法，包含下列步骤：
制备管材主体：取一具有预定断面的直管状铝合金型材作为胚材，将该胚材制成自行车零部件的管材主体，而后于该管材主体的侧缘形成数道凹槽；
制备预浸体：在纤维材料上涂布液态的热固性树脂，据此制得预浸体；
填入预浸体：在该热固性树脂未固化前，将该预浸体填入各该凹槽；
缠绕树脂收缩膜：将长带状的树脂收缩膜拉伸并斜向回旋缠绕设置有该预浸体的该管材主体，该树脂收缩膜是可拉伸变形并可受热收缩的热塑性树脂构成；
固化成型：对该管材主体、该预浸体及该树脂收缩膜的总成进行加热，加热温度为该热固性树脂的热固化温度，使该树脂收缩膜收缩对该预浸体形成压力，据使该热固性树脂固化，该纤维材料及该热固性树脂结合形成补强体；以及
拆除树脂收缩膜：拆除该树脂收缩膜，制得具有该补强体的铝合金管材。
通过本发明的制造方法，可制得该铝合金管材，该铝合金管材的整体强度借由该补强体获得提升。
附图说明
图1是本发明实施例一的流程图。
图2是执行本发明实施例一的制备管材主体步骤所制得的管材主体的部分立体图，显示该管材主体截取一段的状态。
图3是图2的部分放大图。
图4是执行本发明实施例一的缠绕树脂收缩膜步骤的实施状态示意图。
图5是执行本发明实施例一制得铝合金管材的部分立体示意图，显示该铝合金管材截取一段的状态。
图6是执行本发明实施例二的制备管材主体步骤所制得的管材主体的部分立体图，显示该管材主体截取一段的状态。
附图标号说明：
01-铝合金管材
10-管材主体
12-凹槽
20-预浸体
30-树脂收缩膜
40-补强体
3-部分放大显示于图3
W-宽度
D-深度
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
本发明的技术特征在于自行车用铝合金管材的制造方法，因此附图仅以轮框此等较复杂的断面形状举例说明。如图1至图5所示，本发明一种自行车用铝合金管材的制造方法的实施例一，包括下列步骤：
制备管材主体：取一具有预定断面的直管状铝合金型材作为胚材，将该胚材制成自行车零部件的管材主体10，而后于该管材主体10的侧缘形成数道凹槽12；
制备预浸体(Prepreg)：在纤维材料上涂布液态的热固性树脂，据此制得预浸体20；该纤维材料是选自碳纤维、玻璃纤维、克维拉(Kevlar)纤维、硼纤维及钛纤维中的至少一种；当选用二种以上不同的纤维材料时，可将不同的纤维材料采用堆叠的方式实施，例如底层采用玻璃纤维，而上层采用碳纤维，堆叠完成后再涂布液态的热固性树脂形成该预浸体20；
填入预浸体：在该热固性树脂未固化前，将该预浸体20填入各该凹槽12；
缠绕树脂收缩膜：将长带状的树脂收缩膜30拉伸并斜向回旋缠绕在设置有该预浸体20的该管材主体10上，该树脂收缩膜30是由可拉伸变形并可受热收缩的热塑性树脂构成；
固化成型：对该管材主体10、该预浸体20及该树脂收缩膜30的总成加热适当的时间，加热温度为该热固性树脂的热固化温度，使该树脂收缩膜30收缩并紧束着该预浸体20，该树脂收缩膜30对该预浸体20形成压力，据使该热固性树脂固化，该纤维材料及该热固性树脂结合形成补强体40；以及
拆除树脂收缩膜：拆除该树脂收缩膜30，制得具有该补强体40的铝合金管材01。
通过执行前述实施例一，可制得该铝合金管材01，该铝合金管材01包含一个该管材主体10及数个该补强体40，其中，该管材主体10是由管状铝合金型材构成，该补强体40是由该纤维材料及该热固性树脂结合构成，且该补强体40嵌设于该管材主体10，据此，该铝合金管材01的整体强度借由该补强体40获得提升，且该管材主体10占有该铝合金管材01主要的重量及体积，而可在价格及强度上取得均衡，具有高产业价值。
进一步而言，该凹槽12是鸠尾槽，为较佳的实施选择，据此，该补强体40形成后，该补强体40不易脱出该凹槽12，将该铝合金管材01应用装置于自行车时，在自行车的行车过程中，路面造成的巅簸及振动不易使该补强体40脱离该管材主体10，据此提高该补强体40的定位可靠度。该凹槽12于槽底部分的宽度W为10mm至25mm，该凹槽12的深度D则为0.3mm至0.9mm，该宽度W及该深度D的尺寸、该宽度W与该深度D之间的比例关系，均可视需要变化，不以前述举例为限。
该凹槽12是沿着该管材主体10的侧缘形成圆环状，且各该凹槽12分别配置于该管材主体10的两侧，该凹槽12的数量可视需要变化，不以附图所例为限。
执行该填入预浸体步骤时，该预浸体20填入该凹槽12前，可选择先行对该凹槽12的内部涂布黏着剂，使得该预浸体20设置于该凹槽12后，该预浸体20不易脱离该凹槽12，据此提高该预浸体20设置于该凹槽12的定位可靠度，以利于后续该缠绕树脂收缩膜步骤的执行。
构成该预浸体20的该热固性树脂是选自不饱和聚酯树脂(unsaturatedpolyester resin)、环氧树脂(epoxy resin)、酚醛树脂(phenolic resin)及聚胺酯树脂(polyurethane resin)中的任意一种，实施例一是选用环氧树脂作为该热固性树脂。
该树脂收缩膜30是选自聚丙烯膜、聚氯乙烯(polyvinyl chloride，PVC)膜、聚烯烃(polyolefin，PO)膜、定向聚苯乙烯(oriented polystyrene，OPS)膜及聚对苯二甲酸乙二醇酯(俗称涤纶树脂，polyethylene terephthalate，PET)膜中的任意一种。
当选用环氧树脂作为该热固性树脂时，该树脂收缩膜30是横向拉伸聚丙烯膜、纵向拉伸聚丙烯膜或纵横双向拉伸聚丙烯膜，实施例一选用纵横双向拉伸聚丙烯膜，为较佳的实施选择，据使该树脂收缩膜30更好的受热收缩。
构成该预浸体21的纤维材料可视强度、后续加工等不同的条件需要，采用碳纤维、玻璃纤维、克维拉(Kevlar)纤维、硼纤维及钛纤维中的至少一种。
当选用环氧树脂作为该热固性树脂时，该固化成型步骤是将该管材主体10、该预浸体20及该树脂收缩膜30的总成，置入110℃至130℃的空间1小时至3小时，使该热固性树脂固化，该补强体40形成。
如图6所示，实施例二是由实施例一变化而得，实施例二主要不同于实施例一之处在于，该凹槽12是沿着该管材主体10的侧缘及圆环状的内缘形成螺旋状。
变化该凹槽12的数量、该凹槽12配置于该管材主体10的空间形态及该凹槽12的形状，即可对应变化该补强体40配置于该管材主体10的空间形态及该补强体40的形状，进而变化该铝合金管材01的强度提升程度及该铝合金管材01在特定方向性的强度提升。
Claims (10)
1.一种自行车用铝合金管材的制造方法，其特征在于，包含下列步骤：
制备管材主体：取一具有预定断面的直管状铝合金型材作为胚材，将该胚材制成自行车零部件的管材主体，而后于该管材主体的侧缘形成数道凹槽；
制备预浸体：在纤维材料上涂布液态的热固性树脂，据此制得预浸体；
填入预浸体：在该热固性树脂未固化前，将该预浸体填入各该凹槽；
缠绕树脂收缩膜：将长带状的树脂收缩膜拉伸并斜向回旋缠绕在设置有该预浸体的该管材主体上，该树脂收缩膜是由可拉伸变形并可受热收缩的热塑性树脂构成；
固化成型：对该管材主体、该预浸体及该树脂收缩膜的总成进行加热，加热温度为该热固性树脂的热固化温度，使该树脂收缩膜收缩对该预浸体形成压力，据使该热固性树脂固化，该纤维材料及该热固性树脂结合形成补强体；以及
拆除树脂收缩膜：拆除该树脂收缩膜，制得具有该补强体的铝合金管材。
2.如权利要求1所述的自行车用铝合金管材的制造方法，其特征在于，该凹槽为鸠尾槽。
3.如权利要求2所述的自行车用铝合金管材的制造方法，其特征在于，该凹槽于槽底部分的宽度为10mm至25mm，该凹槽的深度为0.3mm至0.9mm。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的自行车用铝合金管材的制造方法，其特征在于，该凹槽是沿着该管材主体的侧缘形成圆环状。
5.如权利要求1至3中任意一项所述的自行车用铝合金管材的制造方法，其特征在于，该凹槽是沿着该管材主体的侧缘及圆环状的内缘形成螺旋状。
6.如权利要求1所述的自行车用铝合金管材的制造方法，其特征在于，该预浸体填入该凹槽前，先行对该凹槽的内部涂布黏着剂。
7.如权利要求1所述的自行车用铝合金管材的制造方法，其特征在于，该热固性树脂是选自于不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂及聚胺酯树脂中的任意一种。
8.如权利要求7所述的自行车用铝合金管材的制造方法，其特征在于，该树脂收缩膜是横向拉伸聚丙烯膜、纵向拉伸聚丙烯膜或纵横双向拉伸聚丙烯膜。
9.如权利要求7所述的自行车用铝合金管材的制造方法，其特征在于，该固化成型步骤是将该管材主体、该预浸体及该树脂收缩膜的总成置入110℃至130℃的空间1小时至3小时，据使该补强体形成。
10.如权利要求1所述的自行车用铝合金管材的制造方法，其特征在于，该纤维材料是选自于碳纤维、玻璃纤维、克维拉纤维、硼纤维及钛纤维中的至少一种。
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