本发明专利技术涉及一种应用单经向编织碳纤维的复合材轮框及其制造方法，特别指一种轻易化、且高强度的复合材轮框，该复合材轮框由多个片状的碳纤维布及多个条片状的碳纤维布逐层环绕，且该等碳纤维布选自单经向编织的碳纤维布体，又该等片状的碳纤维布与相邻层的片状的碳纤维布呈不同夹角的配置，借此，经含浸树脂与加热加压而制得，使本发明专利技术的复合材轮框能利用其多层数、多角度的设计，不仅可使复合材轮框连续性、一体化与轻量化，且能大幅节省材料与工时，并提高复合材轮框的强度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术隶属一种复合材轮框的制备技术，具体而言指一种多角度、且连续性的，借以能提升复合材轮框的强度，并大量节省材料及工时。
技术介绍
按，受到材料技术的发展与多样化，现有汽车用轮框以金属材质所成型，然在强调材质轻量化的前提下，上述金属材质的轮框实无法满足轻量化的要求。为达减轻重量的目的，改良后的轮框于内模外贴合缠绕轻量化、且具强韧度的复合材所制成，其中复合材选自如碳纤维Carbon Fiber、玻璃强化纤维Glass Fiber、聚酯纤维Polyester及芳香族聚酰胺类纤维Kevlar等。 而现有的复合材轮框选用不编织的UD碳纤维Un1-Directional,如图1所示，其制造方法的步骤包括有一备料，预先准备UD碳纤维布；一含浸树脂，将该UD碳纤维布含浸于树脂槽内；一裁切，将含浸树脂后的UD碳纤维布裁切成所需的多个片状体；一贴合缠绕，将片状的UD碳纤维布逐一横贴于内模外周面如图2所示;一入模，将完成UD碳纤维布贴合缠绕的粗胚置入模具内；一加热加压，于模具内对该粗胚进行加热及加压的动作；一表面处理，将完成加热加压的粗胚于冷却后取出模具，并经研磨与涂装等表面处理程序，从而完成一复合材轮框的制作。前述现有复合材轮框的制作方法中，最大的问题是，由于汽车轮框表面除了具有供轮胎定位嵌固的卡沟外，同时为了提高轮框能支撑汽车重量的强度，通常轮框的断面是具有若干环状凸肋及斜度，而非呈平顺状，由于UD碳纤维布的延展性不足，因此如UD碳纤维布是以连续状环绕于内模表面，则会因这些凸起不平而产生皱折，所以必需采用如图2所示的片状UD碳纤维布逐一贴片形成一个圆的方式来处理，且在贴片过程中更需进行错开及局部补强的动作，无形间不仅增加制造的难度及时间的浪费，同时也会制造出很多的接合线、使得UD碳纤维布无法连续性缠绕，造成其强度减弱的现象，如此该现有复合材轮框于实际使用时，可能因高速行驶于不平路面而裂开，影响到行车安全。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术人乃针对前述现有复合材轮框在制造中所面临的问题深入探讨，并借由多年从事相关产业的研发与制造经验积极寻求解决之道，经不断努力的研究与试作，终于成功的开发出一种，借以解决现有复合材轮框因无法连续缠绕所造成的不便与困扰。因此，本专利技术的主要目的在提供一种应用单经向编织碳纤维的复合材轮框，借以利用其多层数、多角度的设计，不仅可使复合材轮框轻量化，且能大幅提高复合材轮框的强度，以增进行车安全。又，本专利技术的另一主要目的在提供一种应用单经向编织碳纤维的复合材轮框制造方法，其能使碳纤维布以连续性、多层数、且多角度的方式缠绕，而达到轻量化、一体化、高强度的目的，并可大量节省材料成本及工时。为此，本专利技术主要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该复合材轮框的制造步骤至少包含有 首先，进行备料的步骤，将碳纤维编织成每股纱束成单经向的碳纤维布； 接着，进行含浸树脂的步骤，将单经向编织的碳纤维布含浸于树脂槽中，使树脂可完全填充于所述碳纤维布表面与内部缝隙； 之后，进行多角度裁切的步骤，将经含浸树脂的单经向编织的碳纤维布利用裁剪技术裁切成多种角度的片状碳纤维布； 紧接着，进行逐层缠绕内模的步骤，将所述述片状碳纤维布逐层循环缠绕于一内模的周缘表面，而形成多层数且多角度缠绕的粗胚结构； 随后，进行加热加压步骤，将该粗胚结构置入对应复合材轮框外形的模具内，并利用加热、加压技术对所述粗胚结构进行加热及加压，让碳纤维布可完全结合成一体状复合材轮框的制作。优选地，该备料的步骤是使碳纤维布为经向呈纱束、而纬向以细小纱束连结交织，其中经向纱束与纬向纱束的数量比例为9:1。优选地，该含浸树脂的步骤中的树脂选自丙烯腈-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、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙丁二醇酯、聚醚醚酮或聚醚酰亚胺的至少其中之一。优选地，该多角度裁切的步骤中片状碳纤维布分别呈正45度、负45度、90度及0度。优选地，该多角度裁切的步骤中可进一步剪裁有条片状碳纤维布，而条片状碳纤维布可于该逐层缠绕内模的步骤中缠绕于片状碳纤维布间或最后，形成供轮胎固定的卡沟或凸肋，使之后成型的复合材轮框断面呈不均厚状。优选地，该条片状碳纤维布呈0度。优选地，该加热加压的步骤后可增加一表面处理的步骤，表面处理的步骤是通过研磨与涂装进行复合材轮框的修整。优选地，该含浸树脂的步骤中树脂的含量为树脂与碳纤维布总重量的22% 40%。优选地，该加热加压的步骤中加热温度为120至180摄氏度，持续30分钟至60分钟。本专利技术提供一种应用单经向编织碳纤维的复合材轮框，该复合材轮框利用上述方法所制得。本专利技术提供一种应用单经向编织碳纤维的复合材轮框，其由多个片状的碳纤维布及多个条片状的碳纤维布逐层环绕，且该等碳纤维布选自单经向编织的碳纤维布体，又该等片状的碳纤维布与相邻层的片状的碳纤维布呈不同夹角的配置； 经含浸树脂与加热加压而制得。优选地，该复合材轮框并利用条片状的碳纤维布使断面呈不均厚状，用以形成供固定轮胎的卡沟。借此，通过本专利技术前述技术手段的展现，使得本专利技术的复合材轮框可因应用单经向编织碳纤维布的特性，形成一种多层数与多角度的结构，不仅可使复合材轮框达到一体化、连续性及轻量化的目的,且能有效节省材料成本,并缩短工时，同时可大幅提高复合材轮框的强度，以增进行车安全，从而使本专利技术的复合材轮框在「轻量化、提高强度、节省材料及节省工时」等方面较现有者更具功效增进。附图说明图1 :为现有复合材轮框的制造方法的流程示意图。图2 :为现有复合材轮框的制造方法中于贴合UD碳纤维布的参考示意图。图3 :为本专利技术应用单经向编织碳纤维的复合材轮框制造方法的流程示意图。图4 :为本专利技术的复合材轮框制造方法中单经向编织的碳纤维布的外观示意图。图5 A 图5 D :为本专利技术的复合材轮框制造方法中单经向编织的碳纤维布于多角度裁切时的参考示意图。图6 A 图6 E :为本专利技术的复合材轮框制造方法中单经向编织的碳纤维布于逐层缠绕时的参考示意图。图7 :为本专利技术的复合材轮框的外观示意图。主要组件符号说明权利要求1.一种应用单经向编织碳纤维的复合材轮框制造方法，其特征在于，步骤至少包含有 首先，进行备料的步骤，将碳纤维编织成每股纱束成单经向的碳纤维布； 接着，进行含浸树脂的步骤，将单经向编织的碳纤维布含浸于树脂槽中，使树脂可完全填充于所述碳纤维布表面与内部缝隙； 之后，进行多角度裁切的步骤，将经含浸树脂的单经向编织的碳纤维布利用裁剪技术裁切成多种角度的片状碳纤维布； 紧接着，进行逐层缠绕内模的步骤，将所述述片状碳纤维布逐层循环缠绕于一内模的周缘表面，而形成多层数且多角度缠绕的粗胚结构； 随后，进行加热加压步骤，将该粗胚结构置入对应复合材轮框外形的模具内，并利用加热、加压技术对所述粗胚结构进行加热及加压，让碳纤维布可完全结合成一体状复合材轮框的制作。2.如权利要求1所述的应用单经向编织碳纤维的复合材轮框制造方法，其特征在于，该备料的步骤是使碳纤维布为经向呈纱束、而纬向以细小纱束连结交织，其中经向纱束与纬向纱束的数量比例为9 :1。3.如权利要求1所述的应用单经向编织碳纤维的复合材轮框制造方法，其本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种应用单经向编织碳纤维的复合材轮框制造方法，其特征在于，步骤至少包含有：?首先，进行备料的步骤，将碳纤维编织成每股纱束成单经向的碳纤维布；接着，进行含浸树脂的步骤，将单经向编织的碳纤维布含浸于树脂槽中，使树脂可完全填充于所述碳纤维布表面与内部缝隙；之后，进行多角度裁切的步骤，将经含浸树脂的单经向编织的碳纤维布利用裁剪技术裁切成多种角度的片状碳纤维布；紧接着，进行逐层缠绕内模的步骤，将所述述片状碳纤维布逐层循环缠绕于一内模的周缘表面，而形成多层数且多角度缠绕的粗胚结构；随后，进行加热加压步骤，将该粗胚结构置入对应复合材轮框外形的模具内，并利用加热、加压技术对所述粗胚结构进行加热及加压，让碳纤维布可完全结合成一体状复合材轮框的制作。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：马水源，
申请(专利权)人：马水源，
类型：发明
国别省市：
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