一种包覆复合材料的杆件制造技术

本发明专利技术涉及一种包覆复合材料的杆件及其成型机构，特别涉及一种高强度或高防护性的多层包件，本发明专利技术的特色是利用共拉挤技术于杆件的外周缘或内周缘中至少一周缘包覆一层复合层，其中该复合层为高分子复合材料，高分子复合材料是由高强度纤维浸含树脂而成，并经复合材料拉挤工艺使复合层固结于杆件内周缘或外周缘，通过上述的设计，可解决以往以插管方式黏着制造多层包件的困难，提升其防护效果与结构强度，同时可供自动化连续生产，而能提高产量与降低成本，可大幅增加其附加价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种于杆件、管件外缘或内缘形成强化或防护层的技术，尤其涉及一种利用共拉挤技术(Co-Pultrusion Forming)于杆件(或管件)内、外缘形成高分子复合材料的特殊设计，使杆(管)件可获得有效的强化及保护，且能达到自动化连续生产的目的。
技术介绍
已知金属、塑料、复合材、陶瓷等制的杆、管或梁等为了达到防锈、防水、绝缘、附加外部纹路图案及增进美观等作用，通常会于外部或内部涂布油漆或套设塑性外套。如以花园围篱栏杆为例，以往均是以铁材焊接并涂漆而成，以一般涂布漆料而言，因金属件接触土壤、空气、雨水等容易有锈蚀的情形发生，使用寿命有一定年限，并且要经常补漆保养。如是用作梯架或工型梁等施工场所，则容易因碰撞而造成漆料剥落，使其无法有效的提供保护。至于以塑性外套套设于杆管件外缘的作法，虽可减少类似漆料剥落的问题，然由于为了让塑性外套能有效的束于杆管外缘，通常其内径会略小于杆管外径，因此其套设的施作极为不便且易发生黏着强度不足的情形，再者其单纯是利用塑性外套的弹性束紧力来固定，一旦塑性外套因接触土壤、空气、雨水等而老化后，其容易发生破裂松脱的现象。再者不论是采用涂漆或塑性外套，其均无法有效的应用于管件的内面，而造成管件内部无法获得有效的防护，再者其均无法提升杆管的结构强度，甚至会增加负荷，更重要的是其并无法进行自动化的连续生产，因此施工时极为浪费人力与时间，而增加其成品的成本，进而降低其产品的竞争力。另有以插入方式制造多层杆件的方法，以求达到增加强度、刚性以及减重的目的，此法于施工时对管、杆件的直度要求高，内外管公差要求精，尤以对较长的多层套管插入的动作很难执行，内外管壁的黏着质量差，生产效率低，而如何解决前述的问题，是目前业界所极待思考。有鉴于此，本专利技术人针对现有杆、管件所面临的防护与强度问题深入探讨，并借由多年从事相关产业的开发经验，积极寻求解决之道，经过长期努力的研究与发展，终于成功的开发出一种包覆复合材料的杆件及其成型机构，以克服现有杆管件强化层施作不易及防护性不佳的问题，进一步还可增加产量与降低成本。
技术实现思路
因此，本专利技术主要是提供一种包覆复合材料的杆件及其成型设备，利用连续生产方式于杆件外缘或内部包覆高分子复合材料，以提升其结构强度，并达到保护管、杆件的目的。本专利技术主要是通过下列的技术手段，来具体实现本专利技术的各项目的与效能于一杆件(或管件)，例如金属、复合材、塑料、陶瓷杆件(或管件)的外缘或内部包覆上复合材料，而本专利技术的特色是利用共拉挤技术(Co-Pultrusion Forming)于金属杆件的内周缘或外周缘至少之一包覆一层复合层，该复合层为高分子复合材料，并经过复合材料拉挤工艺，使复合层包覆于金属杆件的周缘；透过前述技术手段的展现，借助本专利技术，可于杆(管)件的外缘或内缘形成复合层，不仅可提升其保护作用，且结合力强，并可增进杆(管)件的结构强度，同时可供自动化连续生产，有效增加产量与降低成本，并能增加其附加价值，以提升产业的竞争力。附图说明图1是本专利技术第一种成型杆件的断面示意图，用以说明复合层包覆于金属杆件外缘面的状态。图2是本专利技术成型机构的外观示意图，其揭示本专利技术成型机构的总成及其相对关系。图3是本专利技术成型机构拉拔段模具的侧视剖面图。图4是本专利技术成型机构拉拔段模具的断面图。图5是本专利技术第二种成型杆件的断面示意图，说明圆形复合层包覆于方形金属杆件内面的状态。图6是本专利技术第三种成型杆件的断面示意图，进一步说明方形复合层包覆于圆形金属杆件内面的状态。附图标号说明1金属杆件；2复合层；10机架；20纤维架；30树脂槽；40预成型模具；50拉拔段51内模；52外模；53拉拔滑移组；55动力组60裁切段；70成品滚筒段。具体实施例方式接下来配合附图，同时举一较佳实施例做进一步的说明，能对本专利技术有更详细的了解，以下所述仅为用来解释本专利技术的较佳实施例，并非据以对本专利技术做任何形式上的限制，凡是在专利技术的精神下，所作任何型式的修饰或变更，皆仍应属于本专利技术意图保护的范畴。本专利技术的一种包覆复合材料的杆件及其专用成型设备，如图1所示，金属杆件1可为实心杆、中空管件、工型梁结构等，而本专利技术的特色是利用共拉挤技术于金属杆件1的外周缘或内周缘中至少一周缘包覆一层复合层2，本专利技术以金属杆件1外周缘涂布复合层2为主要实施方案，其中该复合层20为高分子复合材料，高分子复合材料是由强化纤维浸含树脂而成，并经复合材料拉挤工艺使复合层2包覆于金属杆件1外周缘。由此，可形成内、外周缘包覆有高分子复合材料的杆件结构。而关于形成本专利技术包覆复合材料杆件的成型设备，则请配合参看图2、图3及图4所示，其是于一机架10一侧设有一纤维架20，以供输送纤维束(所述纤维可以是任何有机或无机天然纤维、人造纤维或合成纤维，例如玻璃纤维)，且机架10于邻近纤维架20一端上设有一树脂槽30，该树脂槽30可供容置树脂，以供纤维浸渍该树脂，其中树脂可选自不饱和聚酯类(unsaturated polyester，简称UP)、聚乙烯基酯类(vinyl ester)或环氧树脂(epoxy)等热固型或热塑型树脂，以增加复合层2的韧性。此外，机架10于树脂槽30后方设有模具成型段40，包含成型所需的内、外模51、52，使复合层2形成对应于金属杆件1外缘或内缘的形状，且除去多余的树脂并于此段将复合层固化成型。机架10于模具段40后方设有拉拔段50，当复合层2包覆于金属杆件1外周缘时，则内模51为金属杆件1，反之如复合层2包覆于金属杆件1内周缘时，则外模52为中空的金属杆件1，且拉拔段50于后端设有可利用动力组55运作的拉拔组53，该拉拔组53可往后滑移拉拔内模51或外模52，本专利技术以拉动内模51(即金属杆件1)为主要实施方案，使复合层2包覆黏着于金属杆件1外周缘，如图1所示。再者，机架10于拉拔段50后方设有裁切段60，其利用剪锯技术依成品所需的实际长度进行裁剪，机架10于拉拔段50后方一侧设有一成品滚筒段70，用以输送成品；由此，组构成可自动连续生产以形成包覆复合材料杆件的成型设备。本专利技术杆件另一实施例如图5所示，金属杆件1为圆形中空管，使复合层2呈外方内圆形状包覆于该圆型金属杆件1外周缘；另如图6所示，金属杆件1可为方形中空管，使复合层2呈外圆内方形状包覆于该方型金属杆件1外周缘。还可依前述方式形成金属杆件、复合层交错包覆的多层结构，例如第一金属杆件外周缘包第一层复合层，而第一层复合层外周缘包第二金属杆件，且第二层金属杆件外周缘再包第二层复合层，依此类推。至于专利技术作于实际运用时，则因为本专利技术的共拉挤成型技术而具有高度自动化大量生产的特性，能提高生产效率，并降低成本，因此特别适合民生用产品，且可供生产出各式各样的拉挤工件，包含实心方管、实心圆管、工型梁、C型梁、空心方管、空心圆管以及空心加助补强工件，其截面形状变化能力非常高，几乎任何截面都可制造出，以花园围篱栏杆的例子，其在使用高分子复合材料复合层包覆的金属杆件来当栏杆后，完全没有锈蚀的问题，结构轻便、施工与保养容易；如运用于铝制梯子更可减轻重量，同时具有绝缘效果，因此其方便性与安全性都大幅提高。另外房屋建材方面也有极大的应用，屋顶波浪板、工型梁、中空方型梁都适合取代又重又容易锈蚀的钢制结构材。可预本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包覆复合材料的杆件，其特征在于，其是利用共拉挤技术于金属杆件的至少内、外周缘之一包覆一层复合层，该复合层为高分子复合材料，并经复合材料拉挤工艺使该复合层包覆于该杆件的周缘；由此，形成内周缘或外周缘中至少之一包覆有高分子复合材料的 杆件结构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄鼎贵，刘春清，
申请(专利权)人：三鼎材料科技顾问股份有限公司，金财兴股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]