阅读说明：本技术 一种球拍柄及其rtm成型模具、成型方法 (Racket handle and RTM (resin transfer molding) forming mold and method thereof ) 是由 井文奇 杜逸飞 张涛 田智立 魏洪峰 李卓达 刘雷波 夏雅男 于 2020-05-14 设计创作，主要内容包括：本发明涉及树脂基复合材料液态成型技术领域,尤其涉及一种球拍柄及其RTM成型模具、成型方法。球拍柄包括柄体,该柄体的一端具有用于容纳球框部或球杆部的腔体,在柄体内环绕腔体设置有减震层,拍击球后球杆部向球拍柄传递的震动会经过减震层阻断,能够有效阻断震动的传递,具有较好的减震性能,该减震层位于柄体的内部,不会影响柄体表面的刚度,更利于球员对拍柄进行操控和发力。另外,柄体由碳纤维树脂基复合材料制成,重量轻、结构强度高。RTM成型模具结构简单,能够批量生产内部具有减震层的球拍柄。RTM成型方法利用RTM成型模具,可以不用预浸料、热压罐,有效地降低设备成本、成型成本,且产品成型精度较高。(The invention relates to the technical field of resin-based composite material liquid forming, in particular to a racket handle, an RTM forming die and a forming method thereof. The racket handle includes the handle body, and the one end of this handle body has the cavity that is used for holding frame portion or club portion, is provided with the buffer layer around the cavity in the handle body, and the vibrations of racket portion to racket handle transmission can block through the buffer layer after the bat is strikeed, can effectively block the transmission of vibrations, has better shock attenuation performance, and this buffer layer is located the inside of the handle body, can not influence the rigidity on handle body surface, more does benefit to the sportsman and controls and give an emergency to the racket handle. In addition, the handle body is made of carbon fiber resin matrix composite material, and is light in weight and high in structural strength. The RTM forming die is simple in structure and can be used for batch production of racket handles with shock-absorbing layers inside. The RTM forming method utilizes the RTM forming die, prepreg and an autoclave are not needed, the equipment cost and the forming cost are effectively reduced, and the product forming precision is higher.)

一种球拍柄及其RTM成型模具、成型方法

技术领域

本发明涉及树脂基复合材料液态成型技术领域，尤其涉及一种球拍柄及其RTM成型模具、成型方法。

背景技术

目前市场上具有击球框部和握持柄部的球拍，例如羽毛球拍或网球拍，其球拍柄部的材质主要是木质或塑料。木质球拍柄强度低，在使用者的汗水的浸湿下还会出现松动断裂和老化，同时，木质球拍柄的质量也相对较重，不符合当前为球拍减重的大趋势。塑料球拍柄相对小众一些，其内部有填充材料，但一般结构相对不稳定且吸震能力较弱。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种重量轻、结构强度高、减震性能好的球拍柄，以解决前述问题。

为了实现上述第一个目的，第一方面，本发明提供了一种球拍柄，在其第一种实现方式中，球拍柄包括柄体，柄体的一端具有用于安装球框部或球杆部的腔体，腔体从柄体的端部沿柄体的轴向延伸，柄体的内部设有环绕腔体设置的减震层；

柄体为碳纤维树脂基复合材料。

结合本发明第一方面的第一种实现方式，其第二种实现方式中，球拍柄还包括配重体，用于调整球拍的重心；

配重体的一端具有螺纹连接部；

柄体用于安装配重体的端部具有螺纹孔，配重体通过螺纹连接部和螺纹孔的配合与柄体连接。

结合本发明第一方面的第一种或第二种实现方式，其第三种实现方式中，减震层为PMI泡沫。

结合本发明第一方面的第一至第三种中任一种实现方式，其第四种实现方式中，碳纤维树脂基复合材料中的碳纤维为连续的长纤维。

结合本发明第一方面的第二种中实现方式，其第五种实现方式中，配重体为碳纤维树脂基复合材料。

本发明的第二目的是提供一种用于成型球拍柄的RTM成型模具。

为了实现第二个目的，第二方面，本发明提供了一种用于成型本发明第一方面第一种、第三种或第四种实现方式中的球拍柄的RTM成型模具，在其第一种实现方式中，RTM成型模具包括：

下模，下模的合模面上设有与柄体的下半部相匹配的第一下型腔，第一下型腔相对应的一端设有一固定块下容纳腔，固定块下容纳腔内可拆卸的安装一固定块，固定块上固定有一腔体型芯，腔体型芯与腔体相匹配，其一端与固定块连接，另一端伸入第一下型腔，且腔体型芯的轴线与合模面位于同一平面；

第一下型腔至少与一个出胶口连通；

上模，上模的合模面上与第一下型腔相对应的位置设有与柄体的上半部相匹配的第一上型腔，第一上型腔相对应的一端设有一个与固定块下容纳腔相对应的固定块上容纳腔；

第一上型腔至少与一个注胶口连通；

下模和上模合模时，第一下型腔和第一上型腔形成与柄体相匹配的柄体型腔，腔体型芯位于型柄体腔内。

第三方面，本发明提供了一种用于成型本发明第一方面第五种实现方式中的球拍柄的RTM成型模具，在其第一种实现方式中，RTM成型模具包括：

下模，下模的合模面上设有与柄体的下半部相匹配的第一下型腔，第一下型腔的两端分别设有一固定块下容纳腔，每个固定块下容纳腔内均可拆卸的安装一固定块，相对应的一个固定块上固定有一腔体型芯，腔体型芯与腔体相匹配，其一端与相对应的固定块连接，另一端伸入第一下型腔，且腔体型芯的轴线与下模的合模面位于同一平面；另一固定块上固定有一螺纹孔型芯，螺纹孔型芯与螺纹孔相匹配，其一端固定于固定块，另一端伸入第一下型腔，且螺纹孔型芯与腔体型芯同轴设置；

下模的合模面上还设有与配重体的下半部相匹配的第二下型腔；

第一下型腔和第二下型腔分别至少与一个出胶口连通；

上模，上模的合模面上与第一下型腔相对应的位置设有与柄体的上半部相匹配的第一上型腔，第一上型腔的两端分别设有一个与固定块下容纳腔相对应的固定块上容纳腔；

上模的合模面与第二下型腔相对应的位置还设有第二上型腔，第二上型腔与配重体的上半部匹配；

第一上型腔和第二上型腔分别至少与一个注胶口连通；

下模和上模合模时，第一下型腔和第一上型腔形成与柄体相匹配的柄体型腔，腔体型芯和螺纹孔型芯分别位于柄体型腔内的两端；第二下型腔与第二上型腔形成与配重体相匹配的配重体型腔。

本发明的第三个目的是提供一种球拍柄的RTM成型方法。

为了实现第三个目的，第四方面，本发明提供的一种球拍柄的RTM成型方法，主要是利用第二方面第一种实现方式中的RTM成型模具成型无配重体的球拍柄，其第一种实现方式中，包括以下步骤：

根据球拍柄的尺寸确定所需二维纤维预成型体的层数为n层，n为正整数；

在第一下型腔内、第一上型腔内和腔体型芯的表面涂抹脱模剂；

将n/2层二维纤维预成型体依次铺设在第一下型腔内，每铺设一层二维预成型体涂覆一层定型剂，并在铺设过程中至少铺设一层下半部减震层，将腔体型芯通过固定块安装在下模，使腔体型芯位于已铺设的二维纤维预成型体上侧；

将剩余的n/2层二维纤维预成型体依次铺设在腔体型芯的上侧，每铺设一层二维预成型体涂覆一层定型剂，并在铺设过程中至少铺设一层上半部减震层；

合模：并保证上模和下模之间的合模间隔为零；

注胶：缓慢加压将树脂通过注胶口进入柄体型腔，当压力缓慢增加至0.6MPa，维持0.6MPa直至到出胶口无气泡出现，结束注胶；

固化：将合模后的成型模具放入烘箱中进行固化；

脱模：将上模和下模分开，将固定块与下模分离并通过腔体型芯带动成型的柄体一起与下模分离，再沿柄体的轴向将腔体型芯与柄体脱离。

结合第四方面第一种实现方式，在本发明第四方面的第二种实现方式中，减震层为PMI泡沫，在铺设PMI泡沫前，在PMI泡沫表面包覆胶膜，并在室温下对胶膜内抽真空，保证胶膜紧密吸附在PMI泡沫表面。

为了实现第三个目的，第五方面，本发明提供的一种球拍柄的RTM成型方法，主要是利用第三方面第一种实现方式中的RTM成型模具成型具有配重体的球拍柄，其第一种实现方式中，成型方法包括以下步骤：

根据球拍柄的尺寸确定所需二维纤维预成型体的层数为n层，n为正整数；

在第一下型腔内、第二下型腔内、第一上型腔内、第二上型腔内、腔体型芯的表面和螺纹孔型芯的表面涂抹脱模剂；

将n/2层二维纤维预成型体依次铺设在第一下型腔内，每铺设一层二维预成型体涂覆一层定型剂，并在铺设过程中至少铺设一层下半部减震层，将腔体型芯和螺纹孔型芯分别通过一固定块安装在相对应的固定块下容纳腔内，使腔体型芯和螺纹孔型芯位于已铺设的二维纤维预成型体上侧；

将剩余的n/2层二维纤维预成型体依次铺设在腔体型芯和螺纹孔型芯的上侧，每铺设一层二维预成型体涂覆一层定型剂，并在铺设过程中至少铺设一层上半部减震层；

将配重体的三维纤维预制体放入第二下型腔内；

合模：并保证上模和下模之间的合模间隔为零；

注胶：缓慢加压将树脂通过注胶口进入柄体型腔和配重体型腔，当压力缓慢增加至0.6MPa，维持0.6MPa直至到出胶口无气泡出现，结束注胶；

固化：将合模后的成型模具放入烘箱中进行固化；

脱模：将上模和下模分开，将两个固定块与下模分离并通过腔体型芯和螺纹孔型芯带动成型的柄体一起与下模分离，再沿柄体的轴向将腔体型芯和螺纹孔型芯与柄体脱离；

将成型后的配重体与模具脱离。

结合第四方面的第一种实现方式，在第四方面的第二种实现方式，减震层为PMI泡沫，在铺设PMI泡沫前，在PMI泡沫表面包覆胶膜，并在室温下对胶膜内抽真空，保证胶膜紧密吸附在PMI泡沫表面。

本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明提供的球拍柄，包括柄体，该柄体的一端具有用于容纳球框部或球杆部的腔体，在柄体内环绕腔体设置有减震层，拍击球后球杆部向球拍柄传递的震动会经过减震层阻断，能够有效阻断震动的传递，具有较好的减震性能，该减震层位于柄体的内部，不会影响柄体表面的刚度，更利于球员对拍柄进行操控和发力。另外，柄体由碳纤维树脂基复合材料制成，重量轻、结构强度高。

球拍柄还具有配重体，柄体的另一端具有与配重体相匹配的螺纹孔，通过调整重量或长度能够方便的调整球拍的重心。

本发明提供的RTM成型模具，结构简单，能够批量生产内部具有减震层的球拍柄。

本发明提供的球拍柄的RTM成型方法，其利用RTM成型模具，可以不用预浸料、热压罐，有效地降低设备成本、成型成本，且产品成型精度较高。

附图说明

本发明附图仅为说明目的提供，图中各部件的比例与数量不一定与实际产品一致。

图1是本发明实施例一中一种球拍柄的正视结构示意图；

图2是图1的A-A剖面示意图；

图3是本发明实施例一中一种配重体的半剖结构示意图；

图4是本发明实施例二中一种球拍柄的正视结构示意图；

图5是图4的B-B剖面示意图；

图6是本发明实施例三中一种成型模具的分解状态示意图；

图7是本发明实施例三中一种下模的结构示意图；

图8是本发明实施例三中一种上模的结构示意图；

图9是本发明实施例四中一种成型模具的分解状态示意图

图10是本发明实施例四中一种上模的结构示意图。

图中：100：球拍柄；101：柄体；1011：腔体；1012：减震层；102：配重体；

200：RTM成型模具；201：下模；2011：第一下型腔；2012：固定块下容纳腔；2013：出胶口；2014：第二下型腔；202：上模；2021：第一上型腔；2022：固定块上容纳腔；2023：注胶口；2024：第二上型腔；203：固定块；204：腔体型芯；205：螺纹孔型芯。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

术语解释：RTM是英文Resin Transfer Molding的缩写RTM，是指树脂传递模塑成型技术。

实施例一

参见图1和图2所示，本发明实施例提供的一种球拍柄100，包括柄体101，柄体101的一端具有用于安装球框部或球杆部的腔体1011，腔体1011从柄体101的端部沿柄体101的轴向延伸，柄体101的内部设有环绕腔体1011设置的减震层1012。

其中，柄体101为碳纤维树脂基复合材料制成。

使用时，球框部或球杆部(与球框部连接的杆部)通过腔体1011与球拍柄100连接，减震层1012位于柄体101内且环绕腔体1011设置，球拍击球后球杆部向球拍柄100传递的震动会经过减震层1012阻断，能够有效阻断震动的传递，具有较好的减震性能，该减震层1012位于柄体101的内部，不会影响柄体101表面的刚度，更利于球员对拍柄进行操控和发力。另外，柄体101由碳纤维树脂基复合材料制成，重量轻、结构强度高。

在一些实施方式中，减震层1022为一些软材材料或吸能效果好的材料，例如橡胶或PMI(聚甲基丙烯酰亚胺)泡沫等。

为了方便的调整球拍的重心，适应不同风格的使用者，在一些优选地实施方式中，参见图2和图3所示，柄体101与具有腔体1011的一端相对的另一端，设置配重体102，用于调整球拍的重心。

具体地，配重体102的一端具有螺纹连接部，柄体101用于安装配重体102的端部具有螺纹孔，配重体102通过螺纹连接部和螺纹孔的配合与柄体101螺纹连接，通过更换不同重量或不同长度的配重体，使球拍整体的重心发生变化，例如，当球员偏向于进攻型打法，则选取较短或相对较轻的配重体102来保证球拍的重心较为靠近球拍面(位于球框部)；当球员偏向于防守型打法，则选取较长或相对较重的配重体102来保证球拍的重心较为靠近球拍柄。

为了进一步提高球拍柄100的结构强度，在一些优选地实施方式中，碳纤维树脂基复合材料中的碳纤维为连续的长纤维，使得柄体101的比强度和比刚度更高，不易损坏。

为了在保证功能的前提下，尽量减轻球拍的整体重量，在一些优选地实施方式中，配重体102也采用碳纤维树脂基复合材料制成，当然配重体也可以采用其它纯树脂类材料，具体以能够使用RTM成型工艺与柄体同模成型为优选选择。

需要说明的是，球拍柄100可以作为羽毛球拍或网球拍等类型的球拍柄使用，在本申请中不作限定。

实施例二

参见图4和图5所示，本实施例二提供的一种球拍柄100，与实施例一基本相同，相同之处不再赘述，不同之外在于：球拍柄100不设置配重体102，因此，柄体101上也无需设置与配重体102连接的螺纹孔。

实施例三

参见图6-图8所示，本实施例三提供了一种能够成型实施例一中任一种球拍柄100的RTM成型模具200，该RTM成型模具200包括下模201和上模202。

参见图6和图7所示，下模201的合模面上设有与柄体101的下半部相匹配的第一下型腔2011，第一下型腔2011的两端分别设有一固定块下容纳腔2012，在需要时每个固定块下容纳腔2012内均能够可拆卸的安装一固定块203。

腔体型芯204的形状和尺寸与腔体101相匹配，且其一端固定于一固定块203，并通过该固定块203可拆卸的安装在下模201，另一端在柄体101的轴向上伸入第一下型腔。腔体型芯204的轴线与下模的合模面位于同一平面，即腔体型芯204的下半部位于第一下型腔2011内。

螺纹孔型芯205的形状和尺寸与螺纹孔相匹配，其一端固定于另外一个固定块203，并通过该固定块203可拆卸的安装在下模201，另一端在柄体101的轴向上伸入第一下型腔201，且螺纹孔型芯与腔体型芯同轴设置，即螺纹孔型芯205的下半部位于第一下型腔2011内。

下模的合模面上还设有与配重体102的下半部相匹配的第二下型腔2014。

下模201设有至少两个出胶口2013，第一下型腔2011和第二下型腔2014分别与至少一个出胶口2013连通，当然也可以根据需要增加出胶品2013的数量，在此不做限定。

如图6和图8所示，上模202的合模面上与第一下型腔2011相对应的位置设有与柄体101的上半部相匹配的第一上型腔2021，第一上型腔2021的两端分别设有一个与固定块下容纳腔2012相对应的固定块上容纳腔2022。上模202的合模面上与第二下型腔2014相对应的位置还设有与配重体102的上半部相匹配的第二上型腔2024。上模202设有至少两个注胶口2023，第一上型腔2021和第二上型腔2024分别与至少一个注胶口2023连通。

当下模201和上模202合模时，第一下型腔2011和第一上型腔2021形成与柄体1相匹配的柄体型腔，腔体型芯204和螺纹孔型芯205分别位于型柄体腔内的两端，第二下型腔2014与第二上型腔2024形成与配重体102相匹配的配重体型腔。

使用时，将相应的纤维预成型体放置相应的型腔内，合模后通过注胶口2023注胶，多余的胶液通过出胶口2013流出。利用该RTM成型模具制作球拍柄，可以不用预浸料、热压罐，有效地降低设备成本、成型成本，且产品成型精度较高。并且能够一次成型柄体和配重体，节约模具成本和制造成本，实现球拍柄能够进行批量化生产。

在一个优选地实施方式中，参见图6和图7所示，固定块203上设有至少一个丝孔2031，在将固定块203从下模201上拆卸时，可以利用与丝孔2031相区配的丝杆与固定块203螺纹配合，以方便拆卸。

需要说明的是，在其他一些实施方式中，配重体102也可以单独成型，尤其是针对非树脂类材料制成的配重体，也可以采用RTM成型方式之外的现有方式成型，在此不再赘述。

实施例四

参见图9和图10所示，本实施例四提供了一种能够成型实施例二中任一种球拍柄100的RTM成型模具200，由于实施例二中球拍柄100无设置配重体102，因此，本实施例中的RTM成型模具200与实施例三中的RTM成型模具200相比，取消其下模中第二下型腔2014和与第二下型腔2014连通的出胶口2013，以及用于成型螺纹孔的螺纹孔型芯205，用于固定螺纹孔型芯205的一个固定块203及用于容纳该固定块203的一个固定块下容纳腔2012。相对应的取消了上模202中第二上型腔2024及与第二上型腔2024连通的注胶口2023，还相应的取消了用于安装螺纹型芯的固定块上容纳腔2022。其他结构与实施例三基本相同，相同之处不再赘述。

实施例五

本实施例五提供了一种球拍柄的RTM成型方法，其利用实施例三中任一种RTM成型模具200成型具有配重体102的球拍柄100，包括以下步骤：

根据球拍柄的尺寸确定所需二维纤维预成型体的层数为n层，n为正整数；

在第一下型腔内、第二下型腔内、第一上型腔内、第二上型腔内、腔体型芯的表面和螺纹孔型芯的表面涂抹脱模剂；

将n/2层二维纤维预成型体依次铺设在第一下型腔内，每铺设一层二维预成型体涂覆一层定型剂，并在铺设过程中至少铺设一层下半部减震层，将腔体型芯和螺纹孔型芯分别通过一固定块安装在相对应的固定块下容纳腔内，使腔体型芯和螺纹孔型芯位于已铺设的二维纤维预成型体上侧；

将剩余的n/2层二维纤维预成型体依次铺设在腔体型芯和螺纹孔型芯的上侧，每铺设一层二维预成型体涂覆一层定型剂，并在铺设过程中至少铺设一层上半部减震层；

将配重体的三维纤维预制体放入第二下型腔内；

合模：并保证上模和下模之间的合模间隔为零；

注胶：缓慢加压将树脂通过注胶口进入柄体型腔和配重体型腔，当压力缓慢增加至0.6MPa，维持0.6MPa直至到出胶口无气泡出现，结束注胶；

固化：将合模后的成型模具放入烘箱中进行固化；

脱模：将上模和下模分开，将两个固定块与下模分离并通过通过腔体型芯和螺纹孔型芯带动成型的柄体一起与下模分离，再沿柄体的轴向将腔体型芯和螺纹孔型芯与柄体脱离；

将成型后的配重体与模具脱离，配重体与柄体螺纹连接得到组装好的球拍柄。

在一优选地实施方式中，减震层为PMI泡沫，在铺设PMI泡沫前，在PMI泡沫表面包覆胶膜，并在室温下对胶膜内抽真空，保证胶膜紧密吸附在PMI泡沫表面。

需要说明的是，本实施例中定型剂和脱模剂使用现有RTM成型工艺的常用的定型剂和脱模剂即可，在此不再赘述。

实施例六

本实施例六提供了一种球拍柄的RTM成型方法，其利用实施例四中任一种RTM成型模具200成型无配重体的球拍柄100，包括以下步骤：

根据球拍柄的尺寸确定所需二维纤维预成型体的层数为n层，n为正整数；

在第一下型腔内、第一上型腔内、腔体型芯的表面涂抹脱模剂；

将n/2层二维纤维预成型体依次铺设在第一下型腔内，每铺设一层二维预成型体涂覆一层定型剂，并在铺设过程中至少铺设一层下半部减震层，将腔体型芯通过固定块安装在下模，使腔体型芯位于已铺设的二维纤维预成型体上侧；

将剩余的n/2层二维纤维预成型体依次铺设在腔体型芯的上侧，每铺设一层二维预成型体涂覆一层定型剂，并在铺设过程中至少铺设一层上半部减震层；

合模：并保证上模和下模之间的合模间隔为零；

注胶：缓慢加压将树脂通过注胶口进入柄体型腔，当压力缓慢增加至0.6MPa，维持0.6MPa直至到出胶口无气泡出现，结束注胶；

固化：将合模后的成型模具放入烘箱中进行固化；

脱模：将上模和下模分开，将固定块与下模分离并通过腔体型芯带动成型的柄体一起与下模分离，再沿柄体的轴向将腔体型芯与柄体脱离。

在一个优选地实施方式中，减震层为PMI泡沫，在铺设PMI泡沫前，在PMI泡沫表面包覆胶膜，并在室温下对胶膜内抽真空，保证胶膜紧密吸附在PMI泡沫表面。

需要说明的是，本实施例中定型剂和脱模剂使用现有RTM成型工艺的常用的定型剂和脱模剂即可，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，不存在方案冲突的情况下，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

此外，在不脱离本发明的范围的情况下，对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。