TW201325860A - 複合材輪圈之製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種複合材輪圈之製造方法，包含以下步驟：製備芯軸：該芯軸為實心且具有一預定之形狀，該芯軸以硬脂酸製成；貼附複合材料：貼附一複合材料於該芯軸之外周面；成型：將貼附該複合材料之芯軸置入一模具中，以120-140℃之溫度對該模具及貼附該複合材料之芯軸加熱約70分鐘，使該複合材料密實硬化成型為一輪圈；移除芯軸：對該芯軸加熱使之熔化並使該芯軸自該輪圈流出；藉此，該芯軸能回收再次利用，更節省成本，又能避免滲入複合材料之縫隙而造成通孔產生進而影響良率。

Description

複合材輪圈之製造方法

本發明係有關於一種複合材輪圈之製造方法。

習知之複合材輪圈之製造常以氣袋做為芯軸，複合材係貼附或包覆該氣袋之外表面，經加熱加壓成形後，將該氣袋內之氣體洩出而取出氣袋或直接將氣袋留置於輪圈內，然而，氣袋內部畢竟為氣體，而氣袋本身必須為可撓性材質方可充氣與洩氣，造成氣袋形狀不夠固定，表面仍具有一定彈性，故複合材難以緊密貼附，亦難維持固定形狀，若欲氣袋形狀較固定，氣袋內氣壓必須增加，但又易造成破袋現象，使輪圈製造失敗，並且留置於輪框內的氣袋無疑是增加成本且較不環保。

為改進此缺失，有以發泡材做為芯軸者，如台灣公開201043488及201219183中所述者，係藉發泡材發泡為固定形狀之芯軸，再貼附複合材於芯軸外表面進而成型，成型完畢後可用有機溶劑將芯軸溶化並導出，發泡材之芯軸雖較氣袋具有較固定的形狀，但其以溶劑溶化之反應為不可逆者，一旦溶化即無法回復原發泡材，故難以重複利用，成本仍高且造成更嚴重之環境污染，且發泡材為膨脹成型，結構膨鬆，結構強度仍不足。

除此之外，台灣公開200906649中更揭示了以低熔點金屬作為芯軸，輪圈成型後對芯軸加熱使之熔化近而能自輪圈中流出，流出之金 屬雖可再利用，但金屬重量較重，不利製造，且成本亦高，更重要的是，即使是低熔點金屬，仍然需要較高的溫度來熔化，高溫極可能破壞剛成型好的輪圈，而使良率不佳。

本發明之主要目的在於提供一種複合材輪圈之製造方法，能將芯軸回收再利用，且芯軸具有較佳的結構強度，製成之輪圈良率提高。

為達成上述目的，本發明提供一種複合材輪圈之製造方法，包含以下步驟：製備芯軸：該芯軸為實心且具有一預定之形狀，該芯軸以硬脂酸製成。

貼附複合材料：貼附一複合材料於該芯軸之外周面。

成型：將貼附該複合材料之芯軸置入一模具中，以120-140℃之溫度對該模具及貼附該複合材料之芯軸加熱約70分鐘，使該複合材料密實硬化成型為一輪圈。

移除芯軸：對該芯軸加熱使之熔化並使該芯軸自該輪圈流出。

藉此，本發明所提供之複合材輪圈之製造方法使用之芯軸成形容易、結構強度佳、表面細緻、硬度高、熔點不過低，更可重複回收使用，且不易因硬度低及熔點過低而滲入複合材料之縫隙造成孔洞產生而使良率降低。。

1、1'‧‧‧芯軸

2、2'‧‧‧複合材料

21‧‧‧穿孔

3‧‧‧模具

31、32‧‧‧模體

A‧‧‧未成型體

B‧‧‧預成型體

C‧‧‧成型體

圖1為本發明製備芯軸之示意剖面圖。

圖2為本發明貼附複合材料之示意圖。

圖3及圖4為本發明置入模具之示意圖。

圖5為本發明成型之示意圖。

圖6為本發明脫模之示意圖。

圖7為本發明鑽孔之示意圖。

圖8為本發明移除芯軸之示意圖。

圖9及圖10為本發明成型體之示意圖。

以下僅以實施例說明本發明可能之實施態樣，然並非用以限制本發明所欲保護之範疇，合先敘明。

請參考圖1至圖10，本發明提供一種複合材輪圈之製造方法，包含以下步驟：製備芯軸：該芯軸1為實心且具有一預定之形狀，如圖1所示，該芯軸1以硬脂酸(stearic acid)製成，其中，係可先將硬脂酸熔化而注於一模具中，使之冷卻硬化後脫模而形成該芯軸。

貼附複合材料：貼附一複合材料2於該芯軸1之外周面而形成一未成型體A，如圖2所示，其中，於本發明之主要實施例中，該複合材料2為碳纖維布，碳纖維布係纏繞至該芯軸1之外周面；而在本發明其他可能實施例中，可先於該芯軸之外周面塗布一離形劑後再將該複合材料貼附至該芯軸之表面，以便後續芯軸與複合材料之彼此脫離。

成型：如圖3所示，將貼附該複合材料2之芯軸1置入一模 具3中，以120-140℃之溫度對該模具3及貼附該複合材料2之芯軸1加熱約70分鐘，使該複合材料2密實硬化成型為一輪圈。更明確地說，該模具3包含一對彼此對稱之模體31、32，該未成型體置於該對模體31、32之間的空間，如圖4所示，接著對該模具3及該未成型體加熱加壓，使該複合材料2'密實硬化成型為一預成型體B，如圖5所示；於本發明之較佳實施例中，係以130℃對該模具及該未成型體(貼附複合材料2之芯軸1)加熱。

脫模：如圖6所示，將該二模體31、32自該預成型體B脫離。

鑽孔：如圖7所示，對該預成型體之複合材料2'部分鑽孔形成一穿孔21，如輪圈之幅條孔。

移除芯軸：對該預成型體加熱使該芯軸熔化並使該芯軸1'自該輪圈流出，更詳細地說，請參考圖8，係以150℃對該預成型體加熱2.5小時，使該芯軸熔化為液狀，而能自該穿孔21流出，餘下之複合材料2'成為一成型體C，如圖9所示，該成型體C能直接成為一複合材輪圈或再經其他加工程序後成為一複合材輪圈，如圖10所示。

藉此，本發明提供之複合材輪圈之製造方法具有以下優點：一、芯軸硬度高、熔點較一般蠟質為高，不易於室溫下熔化，故可避免熔化而滲入碳纖維布之縫隙，造成成型之輪圈產生穿孔而無法使用；二、芯軸可回收再利用，且回收與再製皆較容易；三、芯軸成型容易，且形狀固定，表面細緻；四、由於硬脂酸為脂肪酸的一種，故所形成之芯軸不易與碳 纖維布沾黏，故不易殘留於輪圈上；五、成本較低。

1‧‧‧芯軸

2‧‧‧複合材料

A‧‧‧未成型體

Claims (5)

1. 一種複合材輪圈之製造方法，包含以下步驟：製備芯軸：該芯軸為實心且具有一預定之形狀，該芯軸以硬脂酸製成；貼附複合材料：貼附一複合材料於該芯軸之外周面；成型：將貼附該複合材料之芯軸置入一模具中，以120-140℃之溫度對該模具及貼附該複合材料之芯軸加熱約70分鐘，使該複合材料密實硬化成型為一輪圈；移除芯軸：對該芯軸加熱使之熔化並使該芯軸自該輪圈流出。
2. 如請求項1之複合材輪圈之製造方法，其中該模具及該貼附複合材料之芯軸係被以130℃之溫度加熱。
3. 如請求項1之複合材輪圈之製造方法，其中於移除芯軸之步驟中，係對該芯軸以150℃之溫度加熱2.5小時。
4. 如請求項1之複合材輪圈之製造方法，其中於製備芯軸之步驟後，係先於該芯軸之外周面塗布一離形劑後，才將該複合材料貼附於該芯軸。
5. 如請求項1至5中任一項之複合材輪圈之製造方法，其中該複合材料為碳纖維布。