本發明專利技術涉及一種應用單經向編織碳纖維的復合材輪框及其制造方法，特別指一種輕易化、且高強度的復合材輪框，該復合材輪框由多個片狀的碳纖維布及多個條片狀的碳纖維布逐層環繞，且該等碳纖維布選自單經向編織的碳纖維布體，又該等片狀的碳纖維布與相鄰層的片狀的碳纖維布呈不同夾角的配置，借此，經含浸樹脂與加熱加壓而制得，使本發明專利技術的復合材輪框能利用其多層數、多角度的設計，不僅可使復合材輪框連續性、一體化與輕量化，且能大幅節省材料與工時，并提高復合材輪框的強度。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術隸屬一種復合材輪框的制備技術，具體而言指一種多角度、且連續性的，借以能提升復合材輪框的強度，并大量節省材料及工時。
技術介紹
按，受到材料技術的發展與多樣化，現有汽車用輪框以金屬材質所成型，然在強調材質輕量化的前提下，上述金屬材質的輪框實無法滿足輕量化的要求。為達減輕重量的目的，改良后的輪框于內模外貼合纏繞輕量化、且具強韌度的復合材所制成，其中復合材選自如碳纖維Carbon Fiber、玻璃強化纖維Glass Fiber、聚酯纖維Polyester及芳香族聚酰胺類纖維Kevlar等。 而現有的復合材輪框選用不編織的UD碳纖維Un1-Directional,如圖1所示，其制造方法的步驟包括有一備料，預先準備UD碳纖維布；一含浸樹脂，將該UD碳纖維布含浸于樹脂槽內；一裁切，將含浸樹脂后的UD碳纖維布裁切成所需的多個片狀體；一貼合纏繞，將片狀的UD碳纖維布逐一橫貼于內模外周面如圖2所示;一入模，將完成UD碳纖維布貼合纏繞的粗胚置入模具內；一加熱加壓，于模具內對該粗胚進行加熱及加壓的動作；一表面處理，將完成加熱加壓的粗胚于冷卻后取出模具，并經研磨與涂裝等表面處理程序，從而完成一復合材輪框的制作。前述現有復合材輪框的制作方法中，最大的問題是，由于汽車輪框表面除了具有供輪胎定位嵌固的卡溝外，同時為了提高輪框能支撐汽車重量的強度，通常輪框的斷面是具有若干環狀凸肋及斜度，而非呈平順狀，由于UD碳纖維布的延展性不足，因此如UD碳纖維布是以連續狀環繞于內模表面，則會因這些凸起不平而產生皺折，所以必需采用如圖2所示的片狀UD碳纖維布逐一貼片形成一個圓的方式來處理，且在貼片過程中更需進行錯開及局部補強的動作，無形間不僅增加制造的難度及時間的浪費，同時也會制造出很多的接合線、使得UD碳纖維布無法連續性纏繞，造成其強度減弱的現象，如此該現有復合材輪框于實際使用時，可能因高速行駛于不平路面而裂開，影響到行車安全。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術人乃針對前述現有復合材輪框在制造中所面臨的問題深入探討，并借由多年從事相關產業的研發與制造經驗積極尋求解決之道，經不斷努力的研究與試作，終于成功的開發出一種，借以解決現有復合材輪框因無法連續纏繞所造成的不便與困擾。因此，本專利技術的主要目的在提供一種應用單經向編織碳纖維的復合材輪框，借以利用其多層數、多角度的設計，不僅可使復合材輪框輕量化，且能大幅提高復合材輪框的強度，以增進行車安全。又，本專利技術的另一主要目的在提供一種應用單經向編織碳纖維的復合材輪框制造方法，其能使碳纖維布以連續性、多層數、且多角度的方式纏繞，而達到輕量化、一體化、高強度的目的，并可大量節省材料成本及工時。為此，本專利技術主要通過下列的技術手段，來具體實現本專利技術的各項目的與效能該復合材輪框的制造步驟至少包含有 首先，進行備料的步驟，將碳纖維編織成每股紗束成單經向的碳纖維布； 接著，進行含浸樹脂的步驟，將單經向編織的碳纖維布含浸于樹脂槽中，使樹脂可完全填充于所述碳纖維布表面與內部縫隙； 之后，進行多角度裁切的步驟，將經含浸樹脂的單經向編織的碳纖維布利用裁剪技術裁切成多種角度的片狀碳纖維布； 緊接著，進行逐層纏繞內模的步驟，將所述述片狀碳纖維布逐層循環纏繞于一內模的周緣表面，而形成多層數且多角度纏繞的粗胚結構； 隨后，進行加熱加壓步驟，將該粗胚結構置入對應復合材輪框外形的模具內，并利用加熱、加壓技術對所述粗胚結構進行加熱及加壓，讓碳纖維布可完全結合成一體狀復合材輪框的制作。優選地，該備料的步驟是使碳纖維布為經向呈紗束、而緯向以細小紗束連結交織，其中經向紗束與緯向紗束的數量比例為9:1。優選地，該含浸樹脂的步驟中的樹脂選自丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚乙烯、丙烯腈-苯乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚對苯二甲酸乙丁二醇酯、聚醚醚酮或聚醚酰亞胺的至少其中之一。優選地，該多角度裁切的步驟中片狀碳纖維布分別呈正45度、負45度、90度及0度。優選地，該多角度裁切的步驟中可進一步剪裁有條片狀碳纖維布，而條片狀碳纖維布可于該逐層纏繞內模的步驟中纏繞于片狀碳纖維布間或最后，形成供輪胎固定的卡溝或凸肋，使之后成型的復合材輪框斷面呈不均厚狀。優選地，該條片狀碳纖維布呈0度。優選地，該加熱加壓的步驟后可增加一表面處理的步驟，表面處理的步驟是通過研磨與涂裝進行復合材輪框的修整。優選地，該含浸樹脂的步驟中樹脂的含量為樹脂與碳纖維布總重量的22% 40%。優選地，該加熱加壓的步驟中加熱溫度為120至180攝氏度，持續30分鐘至60分鐘。本專利技術提供一種應用單經向編織碳纖維的復合材輪框，該復合材輪框利用上述方法所制得。本專利技術提供一種應用單經向編織碳纖維的復合材輪框，其由多個片狀的碳纖維布及多個條片狀的碳纖維布逐層環繞，且該等碳纖維布選自單經向編織的碳纖維布體，又該等片狀的碳纖維布與相鄰層的片狀的碳纖維布呈不同夾角的配置； 經含浸樹脂與加熱加壓而制得。優選地，該復合材輪框并利用條片狀的碳纖維布使斷面呈不均厚狀，用以形成供固定輪胎的卡溝。借此，通過本專利技術前述技術手段的展現，使得本專利技術的復合材輪框可因應用單經向編織碳纖維布的特性，形成一種多層數與多角度的結構，不僅可使復合材輪框達到一體化、連續性及輕量化的目的,且能有效節省材料成本,并縮短工時，同時可大幅提高復合材輪框的強度，以增進行車安全，從而使本專利技術的復合材輪框在「輕量化、提高強度、節省材料及節省工時」等方面較現有者更具功效增進。附圖說明圖1 :為現有復合材輪框的制造方法的流程示意圖。圖2 :為現有復合材輪框的制造方法中于貼合UD碳纖維布的參考示意圖。圖3 :為本專利技術應用單經向編織碳纖維的復合材輪框制造方法的流程示意圖。圖4 :為本專利技術的復合材輪框制造方法中單經向編織的碳纖維布的外觀示意圖。圖5 A 圖5 D :為本專利技術的復合材輪框制造方法中單經向編織的碳纖維布于多角度裁切時的參考示意圖。圖6 A 圖6 E :為本專利技術的復合材輪框制造方法中單經向編織的碳纖維布于逐層纏繞時的參考示意圖。圖7 :為本專利技術的復合材輪框的外觀示意圖。主要組件符號說明權利要求1.一種應用單經向編織碳纖維的復合材輪框制造方法，其特征在于，步驟至少包含有 首先，進行備料的步驟，將碳纖維編織成每股紗束成單經向的碳纖維布； 接著，進行含浸樹脂的步驟，將單經向編織的碳纖維布含浸于樹脂槽中，使樹脂可完全填充于所述碳纖維布表面與內部縫隙； 之后，進行多角度裁切的步驟，將經含浸樹脂的單經向編織的碳纖維布利用裁剪技術裁切成多種角度的片狀碳纖維布； 緊接著，進行逐層纏繞內模的步驟，將所述述片狀碳纖維布逐層循環纏繞于一內模的周緣表面，而形成多層數且多角度纏繞的粗胚結構； 隨后，進行加熱加壓步驟，將該粗胚結構置入對應復合材輪框外形的模具內，并利用加熱、加壓技術對所述粗胚結構進行加熱及加壓，讓碳纖維布可完全結合成一體狀復合材輪框的制作。2.如權利要求1所述的應用單經向編織碳纖維的復合材輪框制造方法，其特征在于，該備料的步驟是使碳纖維布為經向呈紗束、而緯向以細小紗束連結交織，其中經向紗束與緯向紗束的數量比例為9 :1。3.如權利要求1所述的應用單經向編織碳纖維的復合材輪框制造方法，其本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種應用單經向編織碳纖維的復合材輪框制造方法，其特征在于，步驟至少包含有：?首先，進行備料的步驟，將碳纖維編織成每股紗束成單經向的碳纖維布；接著，進行含浸樹脂的步驟，將單經向編織的碳纖維布含浸于樹脂槽中，使樹脂可完全填充于所述碳纖維布表面與內部縫隙；之后，進行多角度裁切的步驟，將經含浸樹脂的單經向編織的碳纖維布利用裁剪技術裁切成多種角度的片狀碳纖維布；緊接著，進行逐層纏繞內模的步驟，將所述述片狀碳纖維布逐層循環纏繞于一內模的周緣表面，而形成多層數且多角度纏繞的粗胚結構；隨后，進行加熱加壓步驟，將該粗胚結構置入對應復合材輪框外形的模具內，并利用加熱、加壓技術對所述粗胚結構進行加熱及加壓，讓碳纖維布可完全結合成一體狀復合材輪框的制作。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：馬水源，
申請(專利權)人：馬水源，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。