TWI690411B - 複合材料成形品 - Google Patents

Abstract

一種複合材料成形品，包含有一由強化纖維所製成之本體，本體具有至少兩個相對之側壁，每一個側壁的內部埋設一個發泡體，藉由兩個發泡體的配置，可以讓本體在不影響輕量化的情形之下同時達到高強度的效果。

Description

複合材料成形品

本發明與複合材料成形品有關，尤指一種可兼顧輕量化及高強度之複合材料成形品。

現今自行車的設計日趨輕量化，除了在車架方面已經使用具有低比重、高強度及高剛性的複合材料進行製造以外，有一部份的輪框材質也開始改用前述複合材料，使整個車體的輕量化效果能達到最佳化。然而，前述複合材料在成形之後會讓結構內部呈現中空的狀態，如果壁厚太大將影響輕量化的效果，但是如果壁厚過小可能會因為承受不了過大的扭力而破裂。因此，如何讓使用前述複合材料所製成之成形品兼顧輕量化及高強度實為目前業界所欲解決的問題。

本發明之主要目的在於提供一種複合材料成形品，其能兼顧輕量化及高強度的效果。

為了達成上述目的，本發明之複合材料成形品包含有一本體，該本體由強化纖維所製成，該本體具有至少兩相對之側壁，各該側壁內埋設有一發泡體，使得該本體可以藉由該兩發泡體來達到輕量化與高強度的結構特性。

在本發明之實施例中，該本體為一輪圈，在結構方面更具有一外環壁及一內環壁，該外環壁連接於該兩側壁之間且與該兩側壁之間頂 端保持有一預定距離，該內環壁連接該兩側壁之底端。此外，各該發泡體在頂、底兩端的厚度均小於在中央位置的厚度。

在本發明之實施例中，該本體為一車架管，且該本體具有四該呈兩兩相對之側壁，亦即為兩個上下相對之側壁及兩個左右相對之側壁，各該側壁內設有至少一該發泡體。較佳地，各該側壁具有多個呈間隔排列之肋部，各該發泡體位於相鄰兩該肋部之間，如此可以對各該側壁提供良好的支撐效果。

10:複合材料成形品

20:本體

21:側壁

22:內環壁

23:外環壁

T1、T2:厚度

24:肋部

30:發泡體

40:複合材料成形品

50:本體

51、52:側壁

53:肋部

211:外側壁

212:內側壁

第1圖為本發明第1實施例之複合材料成形品的平面圖。

第2圖為第1圖沿2-2剖線之剖視圖。

第3圖為本發明第2實施例之剖視圖。

第4圖為本發明第3實施例之剖視圖。

第5圖為本發明第4實施例之複合材料成形品的平面圖。

第6圖為第5圖沿6-6剖線之剖視圖。

請先參閱第1及2圖，本發明第1實施例之複合材料成形品10包含有一本體20與兩發泡體30。

本體20在本實施例中為輪圈。在製造時是以積層技術將強化纖維材料(如碳纖維)一層層黏貼於模具上，待乾燥後再從模具中取出。在製造完成之後，本體20的結構包含有兩相對之側壁21、一內環壁22及一外環壁23，其中的內環壁22將兩側壁21之底端連接在一起， 至於外環壁23連接在兩側壁21之間且與兩側壁21之頂端保持有一預定距離。

發泡體30的發泡密度主要介於0.05~0.5g/cm³之間，其中又以0.1~0.3g/cm³為較佳範圍，在本實施例中所使用的發泡體30的發泡密度為0.13g/cm³。當一部份的強化纖維材料黏貼於模具上之後，再將發泡體30設置於強化纖維材料上，接著再將剩下的強化纖維材料黏貼於模具上，待本體20成形之後即可讓發泡體30被本體20之側壁21所包覆住，亦即每一個發泡體30埋設於本體20之一個側壁21內，使發泡體30能夠對本體20之側壁21提供支撐效果，進而提升本體20之側壁21的結構強度。而且，每一個發泡體30在頂、底兩端的厚度T1均小於在中央位置的厚度T2。

另一方面，本體20之每一個側壁21的內部可以形成多個肋部24，然而肋部24在本發明中有兩種不同的態樣。在本發明第2實施例中，如第3圖所示，該等肋部24以間隔方式排列，使得發泡體30被該等肋部24區隔開來，另外在本發明第3實施例中，如第4圖所示，該等肋部24以兩兩成對的方式呈現，使得發泡體30將該等肋部24予以包覆住。然而不論肋部24以哪種方式呈現，均能有效提升整體結構的強度。

請再參閱第5及6圖，本發明第4實施例之複合材料成形品40包含有一本體50與多個發泡體30。

本體50在本實施例中為車架管，製造過程如同前述實施例一樣，亦即以積層技術將強化纖維材料(如碳纖維)一層層黏貼於模具上，待乾燥後再從模具中取出。在製造完成之後，本體50的結構包含 有四個兩兩相對之側壁51、52，亦即兩個上下相對之側壁51與兩個左右相對之側壁52，而且，前述四個側壁51、52的內部具有多個呈間隔排列之肋部53，這些肋部53位於每一個側壁51、52之中央位置及相鄰兩個側壁51、52之交界處。

發泡體30在本實施例中與前述實施例不同的地方在於本實施例之每一個發泡體30在硬化之後位於相鄰兩個肋部53之間，亦即每一個側壁51、52的內部埋設有兩個發泡體30。

綜上所陳，本發明之複合材料成形品10、40利用至少兩個彼此相對之發泡體30的配置，讓以強化纖維所製成之本體20、50可以兼顧輕量化及高強度的效果，進而達到本發明之目的。

20‧‧‧本體

21‧‧‧側壁

22‧‧‧內環壁

23‧‧‧外環壁

T1、T2‧‧‧厚度

30‧‧‧發泡體

Claims (4)

1. 一種複合材料成形品，包含有：一本體，該本體為一輪圈，由強化纖維所製成，該本體具有至少兩相對之側壁，各側壁係由一外側壁及一內側壁接於該外側壁所組成，該本體更具有一外環壁及一內環壁，該外環壁連接於該兩側壁的外側壁之間且與該兩側壁之內側壁頂端保持有一預定距離，該內環壁將該兩側壁之底端連接在一起；以及兩發泡體，分別埋設於該本體之各該側壁的外側壁與內側壁內，各該發泡體在頂、底兩端的厚度均小於在中央位置的厚度；該外環壁、內環壁、外側壁與內側壁所圍成的空間不填充物質而形成一中空部。
2. 如請求項1所述之複合材料成形品，其中該本體之各該側壁具有多個呈間隔排列之肋部，使各該發泡體被該等肋部區隔開來。
3. 如請求項1所述之複合材料成形品，其中該本體之各該側壁具有多個兩兩相對之肋部，各該側壁之該多個肋部被一該發泡體給包覆住。
4. 如請求項1所述之複合材料成形品，其中該發泡體的發泡密度為0.05~0.5g/cm³。

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