TWI747668B - 零組件的製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種零組件的製造方法，其係用於將一碳纖維複合材料製成一零組件，上述碳纖維複合材料會吸收微波，零組件的製造方法的步驟包含有：準備一組模具，該組模具是由微波能穿透的材料所製成且該組模具內設有一模穴；包覆碳纖維複合材料於一充氣件的外圍並將包覆後的碳纖維複合材料與充氣件放置於模穴內；以微波加熱的方式加熱並軟化碳纖維複合材料並通過充氣件對軟化後的碳纖維複合材料吹氣，以使軟化後的碳纖維複合材料於模穴內成形並固化為零組件。通過上述零組件的製造方法，能有效地縮短零組件製造上所需的產出時間。

Description

零組件的製造方法
本發明係有關於一種零組件的製造方法，其可有效地縮短零組件製造的產出時間。
傳統上，高級自行車的零組件(例如是競賽用的自行車的車架)多半是採用碳纖維複合材料製成，基於碳纖維複合材料具有高結構強度與低重量的材料特性，能讓由上述材料製成的自行車的車架具有足夠的結構強度，同時也能大幅度地降低自行車的整體重量。
傳統上，上述自行車的零組件的製造方法是使用熱介質(例如熱蒸氣或者是熱煤油)並主要以熱傳導的方式來對模具進行加熱，使模具內的碳纖維複合材料的粗胚能軟化並升溫至一特定溫度而產生架橋反應，進而形成高結構強度與高硬度的零組件。然而上述加熱方式相當耗時，而且也容易有熱介質的熱能逸散於環境中而造成熱損耗的問題，可見傳統自行車的零組件的製造方法未徵完善而尚有改善的空間。
另外，為了改善上述耗時與熱損耗的問題，已知現有技術嘗試採用微波加熱的方式來加熱成形零組件。然而在微波加熱成形零組件的過程中，如果待成形的零組件的尺寸較大，可能會發生待成形的零組件的不同部位出現加熱溫度不均勻的問題，因此在製程上需要等待一段時間，才能使待成形的零組件的各部位的溫度能夠均一並同時達到製程上的溫度以產生架橋反應，如此一來，將拉長了整體製造上的產出時間。
本發明的其中一個目的乃在於針對傳統的零組件的製造方法的缺失進行改良，進而提出一種嶄新的製造方法，其可有效地縮短零組件製造上的產出時間。
本發明的另一個目的在於提供一種零組件的製造方法，其可有效地降低能耗。
緣是，依據本發明所提供的一種零組件的製造方法，其係用於將一碳纖維複合材料製成一零組件，碳纖維複合材料會吸收微波，上述零組件的製造方法的步驟包含有：準備一組模具，該組模具是由微波能穿透的材料所製成且該組模具內設有一模穴；包覆碳纖維複合材料於一吹氣件的外圍並將包覆後的碳纖維複合材料與吹氣件放置於模穴內；以微波加熱的方式加熱並軟化碳纖維複合材料並通過吹氣件對軟化後碳纖維複合材料吹氣，以使軟化後的碳纖維複合材料於模穴內成形並固化為零組件。
通過上述零組件的製造方法，使用微波加熱的方式來對碳纖維複合材料進行加熱，其加熱速度比傳統使用熱介質來進行加熱的方式更為快速，遂能大幅地降低零組件製造上的產出時間。而且使用微波加熱也不會發生熱介質的熱能逸散於環境中而造成熱損耗的問題，也能達成節能的效果並降低能耗。
另外，本發明也提供了一種零組件的製造方法，其係用於將一碳纖維複合材料製成一零組件，碳纖維複合材料會吸收微波，上述零組件的製造方法的步驟包含有：準備一組模具，該組模具是由微波能穿透的材料所製成且該組模具內設有一模穴，模穴包含有相連接的一零組件成形區與一薄片成形區；放置上述碳纖維複合材料於模穴內；以微波加熱的方式加熱並軟化碳纖維複合材料，以使軟化後的碳纖維複合材料於模穴內成形為一成形物，成形物包含有上述零組件與連接零組件的一薄片，其中零組件是成形於零組件成形區，薄片則是成形於薄片成形區，固化上述成形物；除去成形物的薄片以獲得沒有連接薄片的零組件。
通過上述零組件的製造方法，在使用微波加熱的過程中，微波比較容易被薄片所吸收而加熱，因此可通過上述薄片快速地吸收微波的能量，進而快速地將熱量傳遞至薄片與零組件連接的區域，使零組件的每個部位的溫度都能快速地達到均一的情況，有效地縮短製程上的產出時間。
在其中一個方面，本發明所述的零組件可為一自行車的車架，但本發明不以此為限。
在另一個方面，在使用微波加熱碳纖維複合材料的過程中，可能在包覆後的碳纖維複合材料的結構上的尖端出現尖端放電的現象，進而造成模具的損壞。為了避免上述問題的發生，其中一種解決方式是在包覆後的碳纖維複合材料再套接一金屬套接件，其中金屬套接件在結構上具有相連接的一大徑部與一小徑部，並且大徑部具有一抵接環緣。讓碳纖維複合材料的端緣(可能為一個或者是多個)是抵接於大徑部的抵接環緣，最後在模穴內設置一套接件容置區，以供上述金屬套接件放置。因此在微波加熱的過程中，通過金屬套接件屏蔽部分的微波，避免碳纖維和材料的端緣發生尖端放電的現象。
在另一個方面，如後續待成形的零組件是呈中空狀，可以在放置碳纖維複合材料於模穴內的步驟中，還將碳纖維複合材料包覆於一充氣件的外圍，並將包覆後的碳纖維複合材料與充氣件放置於模穴內，以供後續對碳纖維複合材料吹氣定形。另外，為了方便布置充氣件，也可將金屬套接件設計成具有一貫孔，並讓充氣件通過金屬套接件的貫孔。
在另一個方面，金屬套接件的外周面還可設有一流道，並且在上述固化成形物的步驟中，容許冷卻液流經流道以冷卻金屬套接件與上述形成物，進而固化上述形成物。
以下藉由所列舉的若干實施例配合圖式，詳細說明本發明的技術內容及特徵，本說明書內容所提及的“上”、“下”、“內”、“外”、“頂”、“底”等方向性形容用語，只是以正常使用方向為基準的例示描述用語，並非作為限制主張範圍的用意。
茲舉以下二個實施例以說明本發明之特點所在。
如圖1所示，本發明第一實施例所提供的一種零組件的製造方法，其用於將一碳纖維複合材料10製成一零組件(如圖4)，於本實施例中是以零組件為一自行車的車架20(以下皆稱車架20)作為示例。碳纖維複合材料10會吸收微波頻譜的電磁波，上述零組件的製造方法包含有以下步驟：
步驟S1：準備一組模具30，該組模具30是由微波能穿透的材料所製成，例如鐵氟龍(Teflon R)或者是其他微波可穿透的材料，亦即該材料對於微波頻譜的電磁波的吸收率相當地低。該組模具30內設有一模穴31(如圖3所示，其僅繪示該組模具30的一半)，模穴31的構型和車架20的構型互補。
步驟S2：包覆上述碳纖維複合材料10於一充氣件40的外圍(見圖2)並將包覆後的碳纖維複合材料10與充氣件40放置於模具30的模穴31內。通常，碳纖維複合材料10是呈薄層結構，而且是將多層碳纖維複合材料10包覆於充氣件40的外圍，充氣件40為一氣袋，在後續灌注高壓氣體於充氣件40內時，氣袋會膨脹，藉以形成車架20的內壁的結構。在包覆碳纖維複合材料10完畢之後，將碳纖維複合材料10連同充氣件40一同放置於模具30的模穴31內。
須說明的是，為了避免碳纖維複合材料10在結構上的尖端於後續的微波加熱的步驟中出現尖端放電的現象，造成模具30損壞的問題，在步驟S2與步驟S3之間，還可以執行一步驟S2.5：包覆一層金屬帶B於包覆後的碳纖維複合材料10的結構上的尖端T1~T3。金屬帶B可以使用鋁箔來包覆或者是黏貼金屬膠帶，藉以避免尖端T1~T3吸收微波而尖端放電。上述碳纖維複合材料10的結構上的尖端T1~T3可以例如是但不限於後續會成形為車架20的前管21的端緣、座管22的端緣以及後叉23的端緣(請見圖4)。做為另一種避免發生尖端放電的可能方式，也可以選擇執行步驟S2.8：在模具30的模穴31的適當位置P1~P3設置一層金屬帶B(請見圖3)，上述適當位置P1~P3指的是對應於包覆後的碳纖維複合材料10的尖端T1~T3的位置，例如上述後續會成形為車架20的前管的端緣、座管的端緣以及後叉的端緣的位置。
步驟S3：以微波加熱的方式加熱並軟化碳纖維複合材料10並通過充氣件40對軟化後的碳纖維複合材料10吹氣，以使軟化後的碳纖維複合材料10於模穴31內成形並固化為零組件。於本實施例中，是使用一微波爐60進行微波加熱，如圖5所示，微波爐60具有一磁控器(圖未繪示)與一共振腔61，磁控器用以產生微波訊號，產生的微波訊號會被導引至共振腔61內以對於放置於共振腔61內的碳纖維複合材料10進行微波加熱。共振腔61具有一底板611，並且底板611上設有一平台62，平台62距離底板611一預定高度H，平台62是採用微波可穿透的材料所製成，避免吸收微波訊號。在某些情況下，平台62可設有多個鏤空孔(圖未繪示)，鏤空孔可容許反射自共振腔61的底板611的微波訊號經由鏤空孔而傳遞至平台62上方。模具30連同包覆後的碳纖維複合材料10以及充氣件40是放置於平台62上，使微波訊號能穿透模具30並為碳纖維複合材料10所吸收，碳纖維複合材料10將因微波加熱而軟化，通過充氣件40對軟化後的碳纖維複合材料10進行吹氣，充氣件40將膨脹而擠壓軟化後的碳纖維複合材料10，在適度的模具30的壓力下，軟化後的碳纖維複合材料10將於模穴31內成形並產生架橋反應，最後固化為零組件(車架20)的構型。
經由發明人實際上的測試結果，相較於使用熱介質進行加熱，本發明通過微波加熱的方式，能夠讓製程中的加熱時間由原本的40分鐘下降至大約15分鐘，大幅地縮短了整體零組件製造上的產出時間(throughput time)，另一方面，由於沒有使用熱介質，也不會出現熱介質的熱能逸散於環境中而造成熱損耗的問題，遂能達成節能的效果並降低能耗，以上皆為本發明的特點所在。
本發明另提供一第二實施例。請參考圖6至圖14。
其中，第二實施例的零組件的製造方法同樣是用於將一碳纖維複合材料10製成一零組件1，第二實施例是以製造如圖14所示的自行車的車架20作為示例，然本實施例並不以此為限，碳纖維複合材料10會吸收微波頻譜的電磁波，上述零組件的製造方法包含有以下步驟：
步驟S2.1：準備一組模具30，該組模具30是由微波能穿透的材料所製成。該組模具30內設有一模穴31(請參考圖7，其僅繪示該組模具30的一半)。模穴31在結構上可區分為一零組件成形區32、一薄片成形區33與二個套接件容置區34，其中零組件成形區32的構型和車架20的構型互補，薄片成形區33是連接於零組件成形區32中對應於車架20的前管21的部位的中段，上述二個套接件容置區34是分別連接於零組件成形區32中對應於車架20的前管21的部位的上端與下端。薄片成形區33的設置位置可依所欲製成的零組件1的實際結構與尺寸加以調整，在通常情況下，由於對應於車架20的前管21的中段的部位的碳纖維複合材料10是相對不易吸收微波且溫度通常較低，因此本實施例將薄片成形區33設置在對應於車架20的前管21的中段的位置。
步驟S2.2：放置碳纖維複合材料10於模穴31內。於本實施例中，由於車架20是呈中空的結構，因此於本實施例中，如同第一實施例，是選擇包覆碳纖維複合材料10於一充氣件40的外圍以形成一碳纖維複合材料本體11，並將一碳纖維複合材料薄片12黏貼於上述碳纖維複合材料本體11(如圖8)，最後將黏貼後的碳纖維複合材料本體11與碳纖維複合材料薄片12共同地放置於模穴31內，其中碳纖維複合材料本體11是對應地放置於零組件成形區32，碳纖維複合材料薄片12是對應地放置於薄片成形區33。
為了避免碳纖維複合材料10在結構上的尖端於後續的微波加熱的步驟中出現尖端放電的現象，造成模具30損壞的問題，在步驟S2.2時，還將包覆後的碳纖維複合材料10對應於前管21的上、下二端的部位分別套接一個金屬套接件70(如圖11與圖12)。其中，請特別參考圖9與圖10，每個金屬套接件70都具有相連接的一大徑部71、一小徑部72以及一貫孔75，大徑部71具有一抵接環緣73，抵接環緣73位於大徑部71與小徑部72的交界。當包覆後的碳纖維複合材料10的端緣是抵接於大徑部71的抵接環緣73時，包覆後的碳纖維複合材料10的端緣沒有凸出於大徑部71之外(如圖11)並且端緣是局部地被大徑部71所屏蔽，在套進金屬套接件70後，將金屬套接件70連同碳纖維複合材料10與充氣件40放置於模穴31內，其中金屬套接件70是放置於套接件容置區34。另外，大徑部71的外周面還設有一流道74，模具30亦設有一冷卻液通道(圖未繪示)，冷卻液通道連通流道74。
步驟S2.3：以微波加熱的方式加熱並軟化放在模具30內的碳纖維複合材料10，以使軟化後的碳纖維複合材料10於模穴31內產生架橋反應並成形為一成形物8(如圖13)。於本實施例中，同樣是使用微波爐來進行加熱，在碳纖維複合材料10軟化的過程中，還藉由充氣件40的膨脹來形成上述成形物8的中空結構。成形物8在結構上包含有想要獲得的零組件1以及連接零組件1的一薄片9，零組件1是由原本的碳纖維複合材料本體11所形成，薄片9是由原本的碳纖維複合材料薄片12所形成，零組件1是成形於模穴31的零組件成形區32，薄片9是成形於模穴31的薄片成形區33。之後，經由冷卻液通道灌注冷卻液至流道74，以對金屬套接件70以及成形物8進行冷卻，藉以固化成形物8。
步驟S2.4：使用切削工具除去成形物8的薄片9以獲得沒有連接薄片9的零組件1，如此即可得到本實施所欲製成的零組件1(如圖14)。
通過本實施例的零組件製造方法，藉由薄片9大面積且容易快速吸收微波的特性，因此在進行微波加熱的製程中，能夠快速地將熱量傳遞至零組件1溫度較低的區域(上述溫度較低的區域通常是位於零組件1的中央區域或者是容易反射微波的區域)，使得零組件1的每個區域都能快速地達到均溫並達到產生架橋反應的溫度，有效地縮短製程上的產出時間。
最後，必須再次說明的是，本發明於前述實施例中所揭露方法及構成元件僅為舉例說明，並非用來限制本發明的專利範圍，舉凡未超脫本發明精神所作的簡易結構潤飾或變化，或與其他等效元件的更替，仍應屬於本發明申請專利範圍涵蓋的範疇。
1 零組件 8 成形物 9 薄片 10 碳纖維複合材料 11 碳纖維複合材料本體 12 碳纖維複合材料薄片 20 車架 21 前管                                                      22 座管 23 後叉 30 模具                                                      31 模穴 32 零組件成形區                                       33 薄片成形區 34 套接件容置區 40 充氣件 60 微波爐 61 共振腔                                                  611 底板 62 平台 70 金屬套接件 71 大徑部 72 小徑部 73 抵接環緣 74 流道 75 貫孔 B 金屬帶 H 預定高度 P1~P3 適當位置 T1~T3 尖端 S1, S2, S2.5, S2.8, S3, S2.1-S2.4:步驟
有關零組件的製造方法的特點與製造方法的詳細步驟將於以下的實施例予以說明，然而，應能理解的是，以下將說明的實施例以及圖式僅只作為示例性地說明，其不應用來限制本發明的申請專利範圍，其中：
圖1係第一實施例所示的零組件的製造方法的方法流程圖； 圖2係第一實施例的碳纖維複合材料包覆充氣件所形成的結構的側視示意圖； 圖3係第一實施例的模具的其中之一半的立體示意圖； 圖4係第一實施例中成形的零組件的側視圖；以及 圖5係第一實施例的微波爐的示意圖； 圖6係第二實施例的零組件的製作方法的方法流程圖； 圖7係第二實施例的模具的其中之一半的立體示意圖； 圖8係第二實施例的包覆後碳纖維複合材料的示意圖； 圖9係第二實施例的金屬套接件的立體圖； 圖10係圖9沿9-9剖視線所繪製的剖視圖； 圖11係第二實施例的碳纖維複合材料與二個金屬套接件的組合示意圖； 圖12係圖11沿12-12剖視線所繪製的剖視圖； 圖13係第二實施例的形成物的局部立體圖；以及 圖14係第二實施例的零組件的立體圖。
S1, S2, S2.5, S2.8, S3 步驟

Claims (5)

  1. 一種零組件的製造方法，係用於將一碳纖維複合材料製成一零組件，該碳纖維複合材料會吸收微波，該零組件的製造方法的步驟包含有： 準備一組模具，該組模具是由微波能穿透的材料所製成且該組模具內設有一模穴，該模穴包含有相連接的一零組件成形區與一薄片成形區； 放置該碳纖維複合材料於該模穴內； 以微波加熱的方式加熱並軟化該碳纖維複合材料，以使軟化後的該碳纖維複合材料於該模穴內成形為一成形物，該成形物包含有該零組件與連接該零組件的一薄片，其中該零組件是成形於該零組件成形區，該薄片是成形於該薄片成形區，固化該成形物； 除去該成形物的該薄片以獲得沒有連接該薄片的該零組件。
  2. 如請求項1所述的零組件的製造方法，其中在放置該碳纖維複合材料於該模穴內的步驟中，還包覆該碳纖維複合材料於一充氣件的外圍，並將包覆後的該碳纖維複合材料與該充氣件放置於該模穴內；在以微波加熱並軟化該碳纖維材料的步驟中，還通過該充氣件以對軟化後的該碳纖維複合材料進行吹氣成形。
  3. 如請求項2所述的零組件的製造方法，其中在將包覆後的該碳纖維複合材料與該充氣件放置於該模穴內的步驟中，還將包覆後的該碳纖維複合材料套接一金屬套接件，其中該金屬套接件具有相連接的一大徑部與一小徑部，該大徑部具有一抵接環緣，並且包覆後的該碳纖維複合材料的端緣是抵接於該大徑部的該抵接環緣；該模穴還包含有一套接件容置區，在放置該碳纖維複合材料於該模穴內的步驟中，還將該金屬套接件連同該碳纖維複合材料與該充氣件放置於該模穴內，其中該金屬套接件是放置於該套接件容置區。
  4. 如請求項3所述的零組件的製造方法，其中該金屬套接件還具有一貫孔，在將包覆後的該碳纖維複合材料與該充氣件放置於該模穴內的步驟中，還將該充氣件通過該貫孔。
  5. 如請求項3所述的零組件的製造方法，其中該金屬套接件的外周面設有一流道，在固化該成形物的步驟中，是通過將冷卻液流經該流道以冷卻該金屬套接件與該成形物，進而固化該成形物。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102112297A (zh) * 2008-06-18 2011-06-29 Gkn航天服务有限公司 用于利用微波制造纤维加强复合材料的部件的方法和模具
CN104139533A (zh) * 2014-06-27 2014-11-12 南京航空航天大学 抑制微波固化碳纤维增强复合材料放电击穿的方法
TWM576954U (zh) * 2018-11-20 2019-04-21 沛承節能科技有限公司 Tube shaped microwave molding device

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6270104B1 (en) * 1992-05-29 2001-08-07 Trek Bicycle Corporation Composite bicycle frame and methods for its construction
US6340509B1 (en) * 1997-04-23 2002-01-22 Radius Engineering, Inc. Composite bicycle frame and method of construction thereof
JP2000229328A (ja) * 1999-02-12 2000-08-22 Honda Motor Co Ltd 積層樹脂製品の製造方法および積層樹脂製品
NL1015860C2 (nl) * 2000-08-02 2002-02-05 Wavin Bv Werkwijzen en inrichtingen voor het vervaardigen van een buis van biaxiaal georiÙnteerd thermo-plastisch kunststofmateriaal met een integrale mof.
US7300894B2 (en) * 2002-12-30 2007-11-27 University Of Maine Composites pressure resin infusion system (ComPRIS)
GB0808636D0 (en) * 2008-05-13 2008-06-18 Airbus Uk Ltd A thermosetting epoxy resin,a composite material,a method of forming a composite material article,a mould and a method of making a mould
CN101568208B (zh) * 2009-01-21 2014-02-19 徐艳姬 微波与发热子混合加热式加热腔及其制作方法
US20140225314A1 (en) * 2011-06-17 2014-08-14 Jsr Corporation Electromagnetic wave irradiation molding apparatus and electromagnetic wave irradiation molding method
CN203945700U (zh) * 2014-05-22 2014-11-19 钟秉育 具溢流道的碳纤维真空成型模具
CN104015376A (zh) * 2014-05-27 2014-09-03 上海迪诺克新材料科技有限公司 碳纤维复合材料混合成型方法
CN104760302B (zh) * 2015-03-19 2017-03-15 南京航空航天大学 一种利用微波加热吸波材料模具固化复合材料的方法
JP6602264B2 (ja) * 2015-12-24 2019-11-06 ユニ・チャーム株式会社 吸収性シート
CN109228066A (zh) * 2018-09-17 2019-01-18 南京航空航天大学 多向铺层碳纤维增强树脂基复合材料微波固化方法
CN110253906A (zh) * 2019-06-28 2019-09-20 哈工大机器人湖州国际创新研究院 一种零件制造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102112297A (zh) * 2008-06-18 2011-06-29 Gkn航天服务有限公司 用于利用微波制造纤维加强复合材料的部件的方法和模具
CN104139533A (zh) * 2014-06-27 2014-11-12 南京航空航天大学 抑制微波固化碳纤维增强复合材料放电击穿的方法
TWM576954U (zh) * 2018-11-20 2019-04-21 沛承節能科技有限公司 Tube shaped microwave molding device

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