TWI552860B - 複合材料飾件之結構、製造模具及其製造方法 - Google Patents

Description

複合材料飾件之結構、製造模具及其製造方法

本發明提供一種複合材料飾件之結構、製造模具及其製造方法，其是與裝飾片的結構及其製造方式有關。

複合材料，以碳纖維複合材料來說，其質輕、高強度及耐腐蝕性高之優異特性使其被廣泛地運用於各領域中，而碳纖維複合材料在運用上多以人工層疊貼合的方式結合於一異質配件上作為裝飾、補強之用，人工層疊貼合的方式除了極度費時之外，一般貼合該碳纖維複合材料與異質配件之方式多是使用黏膠進行貼合，黏膠又有易劣化、失效之狀況發生，一旦黏膠劣化、失效後，整個碳纖維複合材料就會直接脫落而失去其作用；有鑑於此，本發明人潛心研究並更深入構思，歷經多次研發試作後，終於發明出一種複合材料飾件之結構、製造模具及其製造方法。

本發明提供一種複合材料飾件之結構、製造模具及其製造方法，其主要目的是改善一般複合材料必須人工以黏膠層疊貼合使用而有費時及黏膠壽命待改善之缺失。

為達前述目的，本發明提供一種複合材料飾件之製造模具，包含：一第一模具，具有一填充槽，該填充槽內成形一結合配件定位部，且該結合配件定位部為一個凸柱，而該填充槽環繞該結合配件定位部，該結合配件定位部具有銜接的一抵段及一套段，該抵段的外徑大於該套段的外徑，該第一模具上更貫穿設置複數入膠口，各該入膠口連通該填充槽；該第一模具供以定位一螺帽形態的結合配件，該結合配件具有一結合部，該結合部為內螺紋孔，該結合配件以該結合部穿套於該套段，該套段與該結合部為凹凸配合形態而使該結合部隱藏於該套段，該結合配件以該結合部穿套於該套段後靠抵於該抵段；以及一第二模具，具有一基材容槽，且該第二模具上更貫穿設置複數入膠口，該第二模具的入膠口連通該基材容槽；該第二模具的該基材容槽供以容置複數複合材料層，該第二模具以設置基材容槽的一面相對該第一模具設置填充槽的一面，該第一模具及該第二模具可相對合使該基材容槽銜接該填充槽。

為達前述目的，本發明則更提供一種製造複合材料飾件的製造方法，包含依序進行：結合配件定位步驟，將一結合配件定位於一第一模具的一結合配件定位部上，該結合配件具有一結合部，該第一模具具有一填充槽，該填充槽內成形該結合配件定位部，該結合配件定位部具有銜接的一抵段及一套段，該結合部至少部分隱藏於該套段並靠抵於該抵段；複合材料層定位步驟，將複數複合材料層相層疊地容置於一 第二模具一基材容槽內；合模步驟，使該第一模具與該第二模具相對靠近合模，合模後該結合配件貼抵於該複合材料層上；灌膠步驟，該第一模具上貫穿連通該填充槽設置複數入膠口，且該該第二模具上貫穿連通該基材容槽設置複數入膠口，由各該入膠口灌入填注膠，該填注膠內包含結合膠體及複數纖維，該些纖維係長短不一、走向不一地混合於該結合膠體內，灌膠使填注膠填充於該第一模具的填充槽內、滲入該第二模具內的複合材料層內，並使填注膠充滿於該第一模具與該第二模具之間；固化步驟，灌膠步驟後，升溫使填注膠固化，固化後，填注膠內的纖維滲透並結合於各該複合材料層成為複合飾板、於該填充槽的填注膠固化成為一結合部，且該結合部包覆結合該結合配件，同時，該填注膠C亦結合該結合部與該複合飾板；開、脫模步驟，固化後，使該第一模具與該第二模具分離，則可取出一複合材料飾件。

同樣地為達前述目的，本發明又更提供一種複合材料飾件，包含：一複合飾板，包含複數複合材料層之間透過結合膠體及複數纖維結合所構成，其中，該些纖維的走向及長短不一；一結合配件，結合於該複合飾板的一面，且該結合配件具有一結合部，該結合配件為螺帽，而該結合部為內螺紋孔；以及對應該結合配件數量的結合部，包覆成形於該結合配件的外 面並結合於該複合飾板的一面。

本發明透過上述製造模具的結構配置而能快速地製造複合材料飾件，且透過灌膠方式結合複合材料的方式則又能充分確實地形成結合，提高結合後的結構強度，此外，本發明之複合材料飾件能透過結合配件與一般的固定件結合，結合後不會產生黏膠失效的問題，因而能具有更高的結合強度及使用壽命。

《本發明》

10‧‧‧第一模具

11‧‧‧填充槽

12‧‧‧結合配件定位部

121‧‧‧抵段

122‧‧‧套段

13‧‧‧入膠口

14‧‧‧導柱

20‧‧‧第二模具

21‧‧‧基材容槽

22‧‧‧入膠口

23‧‧‧導孔

30‧‧‧複合飾板

40‧‧‧結合部

(I)‧‧‧結合配件定位步驟

(Ⅱ)‧‧‧複合材料層定位步驟

(Ⅲ)‧‧‧合模步驟

(Ⅳ)‧‧‧灌膠步驟

(V)‧‧‧固化步驟

(Ⅵ)‧‧‧開、脫模步驟

A‧‧‧結合配件

A1‧‧‧結合部

B‧‧‧複合材料層

C‧‧‧填注膠

C1‧‧‧結合膠體

C2‧‧‧纖維

D‧‧‧物體

D1‧‧‧配合結合部

E‧‧‧固定件

圖1 為本發明複合材料飾件之製造模具的結構分解圖。

圖2 為本發明複合材料飾件之製造模具合模之示意圖。

圖3 為以本發明合材料飾件之製造模具製造複合材料飾件的製造方法流程圖。

圖4 為以本發明複合材料飾件之製造模具製成之複合材料飾件的結構組態示意圖。

圖5 為以本發明複合材料飾件之製造模具製成之複合材料飾件的立體結構示意圖。

圖6 為本發明複合材料飾件運用組裝於輪圈之使用示意圖。

圖7 為本發明複合材料飾件運用組裝於輪圈後之剖視圖。

圖8 為本發明複合材料飾件運用組裝於車把之使用示意圖。

圖9 為本發明複合材料飾件運用組裝於保險桿之使用示意圖。

為使貴審查委員對本發明之目的、特徵及功效能夠有更進一 步之瞭解與認識，以下茲請配合【圖式簡單說明】詳述如後：

本發明一種複合材料飾件製造方法是配合一製造模具進行製造，其中，該複合材料飾件之製造模具包含：一第一模具10，具有一填充槽11，該填充槽11內成形一結合配件定位部12，本實施例之填充槽11為圓環槽，而該填充槽11環繞該結合配件定位部12，而該填充槽11的型態並不以此為限，該填充槽11形態亦可為方槽或多角形槽，且該結合配件定位部12為一個凸柱，該結合配件定位部12具有銜接的一抵段121及一套段122，該抵段121的外徑大於該套段122的外徑，該第一模具10上更貫穿設置複數入膠口13，各該入膠口13連通該填充槽11，且該第一模具10的一端面成形複數導柱14；該第一模具10供以定位一結合配件A，本實施例之第一模具10供以定位一為螺帽形態的結合配件A，該結合配件A具有一結合部A1，該結合部A1為內螺紋孔，該結合配件A以該結合部A1穿套於該套段122，該套段122與該結合部A1為凹凸配合形態而使該結合部A1隱藏於該套段122，該結合配件A以該結合部A1穿套於該套段122後靠抵於該抵段121；以及一第二模具20，具有一基材容槽21，且該第二模具20上更貫穿設置複數入膠口22，該第二模具20的入膠口22連通該基材容槽21，該第二模具20的一端面成形複數導孔23；該第二模具20的該基材容槽21供以容置複數複合材料層B，該複合材料層B為碳纖維層，該第二模具20以設置該基材容槽21的一面相對該第一模具10設置該填充槽11的一面，該第一模具10及該第二模具20可相對合使該基材容槽21銜接該填充槽11。

而以上述複合材料飾件之製造模具製造複合材料飾件的製 造方法是依序進行下列步驟：結合配件定位步驟(I)，將該結合配件A定位於該第一模具10的該結合配件定位部12上，且使該結合配件A的結合部A1至少部分隱藏於該結合配件定位部12的套段122並靠抵於該抵段121；複合材料層定位步驟(Ⅱ)，將複數該複合材料層B相層疊地容置於該第二模具20的基材容槽21內；合模步驟(Ⅲ)，使該第一模具10與該第二模具20相對靠近合模，合模時該第一模具10的導柱14穿入該第二模具20的導孔23內，且合模後該結合配件A貼抵於該複合材料層B上；灌膠步驟(Ⅳ)，由該第一模具10及該第二模具20的入膠口13、22灌入填注膠C，該填注膠C內包含結合膠體C1及複數纖維C2，其中，該結合膠體C1為樹脂類或熱塑性材料，其中，樹脂類的材料可為環氧樹脂、聚胺脂(Polyurethane,PU)或乙烯酯樹脂(Vinyl ester)，而熱塑性材料則可為尼龍(Nylon)、聚碳酸酯(PC)或樹脂類中的該聚胺脂；而該些纖維為碳纖維、玻璃纖維、礦物纖維(玄武岩纖維、石綿纖維)或人造纖維，且該些纖維C2係長短不一、走向不一地混合於該結合膠體C1內，當填注膠C由各該入膠口13、22輸入該第一模具10及該第二模具20內時，由該第一模具10輸入的填注膠C填充於該第一模具10的填充槽11內，由該第二模具20輸入的填注膠C則滲入該第二模具20內的複合材料層B內，並使填注膠C充滿於該第一模具10與該第二模具20之間；固化步驟(V)，灌膠步驟後，使該第一模具10與該第二模具20升溫，使該第一模具10、第二模具20內的填注膠C固化，則固化後，填注 膠C內的纖維C2滲透並結合於各該複合材料層B成為複合飾板30、於該填充槽11的填注膠C固化成為一結合部40，且該結合部40包覆結合該結合配件A，同時，該填注膠C亦結合該結合部40與該複合飾板30；開、脫模步驟(Ⅵ)，固化後，使該第一模具10與該第二模具20分離，則可取出一複合材料飾件。

以上列複合材料飾件之製造模具製造該複合材料飾件時，只要分別將結合配件A定位於該第一模具10中，將複合材料層B定位於第二模具20中，接著合模、灌膠、固化後就能製成，透過該第一模具10的填充槽11及該結合配件定位部12之配置，使得灌膠、固化後能同時結合該結合配件A與各該複合材料層B，更同時成形出該結合部40，工序上極為簡單；而透過模具充分的灌膠則又能使填注膠C充分地滲透結合各複合材料層B、結合複合材料層B與結合配件A、且又能同時成形出該結合部40，不僅製造效率高，製造出的整體結構之結合強度也高，產品品質能顯著地提升；而以上揭複合材料飾件之製造模具製成之複合材料飾件之結構則包含：一複合飾板30，包含複數複合材料層B之間透過結合膠體C1及複數纖維C2結合所構成，其中，該結合膠體C1為樹脂類或熱塑性材料，其中，樹脂類的材料可為環氧樹脂、聚胺脂(Polyurethane,PU)或乙烯酯樹脂(Vinyl ester)，而熱塑性材料則可為尼龍(Nylon)、聚碳酸酯(PC)或樹脂類中的該聚胺脂；而該些纖維為碳纖維、玻璃纖維、礦物纖維(玄武岩纖維、石綿纖維)或人造纖維，且該些纖維C2的走向及長短不一；一結合配件A，結合於該複合飾板30的一面，且該結合配件 A具有一結合部A1，本實施例之結合配件A為螺帽，而該結合部A1為內螺紋孔；以及對應該結合配件A數量的結合部40，包覆成形於該結合配件A的外面同時結合成形於該複合飾板30的一面，本實施例之該結合部40為圓柱結構，當然，該結合部40也可為方柱結構或多角柱結構，而圖1、2所示是顯示一個結合部40作為說明，然該結合部40的數量及位於該複合飾板30上的位置是沒有限制的，如圖3至6則顯示該複合飾板30上設置兩個結合部40之態樣。

而該複合材料飾件的使用狀況可如圖5至圖8所示，且該複合飾板30可在結合該結合部40的另一面作顏色塗彩、圖樣、商標的標示或其他裝飾用的標示，而配合結合該複合材料飾件的物體D上只要配合設置可供該結合部40穿過之配合結合部D1，而結合時，將本發明複合材料飾件以該結合部40穿過該配合結合部D1，穿過後再以一固定件E穿入該結合部40內與該結合配件A固定即可，本實施例之該結合配件A為螺帽，因此該固定件E為螺桿結構；當然，也可改變該結合配件A形態為螺桿，而該固定件E則對應改變成為螺帽形態亦可；如圖6及圖7所示，裝配本發明複合材料飾件的該物體D可為輪框，則本發明複合材料飾件可結合於其上作為裝飾之用；而如圖8及圖9所示，該物體D亦可為車把或汽車保險桿，當裝配於亦碰撞之車把或汽車保險桿時，本發明之複合材料飾件除了提供裝飾作用之外，該複合飾板30更能藉其材質特性提供補強、強化局部結構之目的；且由於本發明之複合材料飾件是透過該結合配件A與該固定件E結合，結合穩定性、強度均高於黏 膠，且結合後也不會有劣化、失效的問題發生，能更長效地使用。

10‧‧‧第一模具

11‧‧‧填充槽

12‧‧‧結合配件定位部

121‧‧‧抵段

122‧‧‧套段

13‧‧‧入膠口

14‧‧‧導柱

20‧‧‧第二模具

21‧‧‧基材容槽

22‧‧‧入膠口

23‧‧‧導孔

A‧‧‧結合配件

A1‧‧‧結合部

B‧‧‧複合材料層

C‧‧‧填注膠

C1‧‧‧結合膠體

C2‧‧‧纖維

Claims (10)

1. 一種複合材料飾件之製造模具，包含：一第一模具，具有一填充槽，該填充槽內成形一結合配件定位部，且該結合配件定位部為一個凸柱，而該填充槽環繞該結合配件定位部，該結合配件定位部具有銜接的一抵段及一套段，該抵段的外徑大於該套段的外徑，該第一模具上更貫穿設置複數入膠口，各該入膠口連通該填充槽；該第一模具供以定位一螺帽形態的結合配件，該結合配件具有一結合部，該結合部為內螺紋孔，該結合配件以該結合部穿套於該套段，該套段與該結合部為凹凸配合形態而使該結合部隱藏於該套段，該結合配件以該結合部穿套於該套段後靠抵於該抵段；以及一第二模具，具有一基材容槽，且該第二模具上更貫穿設置複數入膠口，該第二模具的入膠口連通該基材容槽；該第二模具的該基材容槽供以容置複數複合材料層，該第二模具以設置基材容槽的一面相對該第一模具設置填充槽的一面，該第一模具及該第二模具可相對合使該基材容槽銜接該填充槽。
2. 如申請專利範圍第1項所述的複合材料飾件之製造模具，其中，該第一模具的該填充槽為圓環槽、方形槽或多角形槽。
3. 一種製造複合材料飾件的製造方法，包含依序進行：結合配件定位步驟，將一結合配件定位於一第一模具的一結合配件定位部上，該結合配件具有一結合部，該第一模具具有一填充槽，該填充槽內成形該結合配件定位部，該結合配件定位部具有銜接的一抵段及一套段，該結合部至少部分隱藏於該套段並靠抵於該抵段； 複合材料層定位步驟，將複數複合材料層相層疊地容置於一第二模具一基材容槽內；合模步驟，使該第一模具與該第二模具相對靠近合模，合模後該結合配件貼抵於該複合材料層上；灌膠步驟，該第一模具上貫穿連通該填充槽設置複數入膠口，且該該第二模具上貫穿連通該基材容槽設置複數入膠口，由各該入膠口灌入填注膠，該填注膠內包含結合膠體及複數纖維，該些纖維係長短不一、走向不一地混合於該結合膠體內，灌膠使填注膠填充於該第一模具的填充槽內、滲入該第二模具內的複合材料層內，並使填注膠充滿於該第一模具與該第二模具之間；固化步驟，灌膠步驟後，升溫使填注膠固化，固化後，填注膠內的纖維滲透並結合於各該複合材料層成為複合飾板、於該填充槽的填注膠固化成為一結合部，且該結合部包覆結合該結合配件，同時，該填注膠亦結合該結合部與該複合飾板；開、脫模步驟，固化後，使該第一模具與該第二模具分離，則可取出一複合材料飾件。
4. 如申請專利範圍第3項所述的製造複合材料飾件的製造方法，其中，灌膠步驟中的結合膠體為樹脂類或熱塑性材料。
5. 如申請專利範圍第4項所述的製造複合材料飾件的製造方法，其中，樹脂類的材料的結合膠體為環氧樹脂、聚胺脂或乙烯酯樹脂。
6. 如申請專利範圍第4項所述的製造複合材料飾件的製造方法，其中，熱塑性材質之結合膠體為尼龍、聚碳酸酯或樹脂類中的該聚胺脂。
7. 如申請專利範圍第3項所述的製造複合材料飾件的製造方法，其中，該些纖維為碳纖維、玻璃纖維、礦物纖維玄武岩纖維、石綿纖維或人造纖維。
8. 一種複合材料飾件，包含：一複合飾板，包含複數複合材料層之間透過結合膠體及複數纖維結合所構成，其中，該些纖維的走向及長短不一；一結合配件，結合於該複合飾板的一面，且該結合配件具有一結合部，該結合配件為螺帽，而該結合部為內螺紋孔；以及對應該結合配件數量的結合部，包覆成形於該結合配件的外面並結合於該複合飾板的一面。
9. 如申請專利範圍第8項所述的複合材料飾件，其中，該結合膠體為環氧樹脂，而該複合材料層為碳纖維層。
10. 如申請專利範圍第8項所述的複合材料飾件，其中，該結合部為圓柱結構、方柱結構或多角柱結構。