碳框架及其制造方法

文档序号:310349 发布日期:2021-11-26 浏览:20次 >En<

阅读说明:本技术 碳框架及其制造方法 (Carbon frame and method for manufacturing same ) 是由 文培 于 2020-05-20 设计创作,主要内容包括:本发明涉及碳框架及其制造方法,提供能够提高扭转刚度的碳框架的制造方法及以此制造的碳框架,该方法包括:(a)准备至少两个泡沫的步骤;(b)用塑料分别包裹泡沫的步骤;(c)在塑料上层叠碳预浸料的步骤;(d)结合泡沫后放入模具的步骤;(e)向塑料内部注入热和风的步骤。(The present invention relates to a carbon frame and a method for manufacturing the same, and provides a method for manufacturing a carbon frame capable of improving torsional rigidity, and a carbon frame manufactured thereby, the method comprising: (a) a step of preparing at least two foams; (b) respectively wrapping the foams with plastics; (c) a step of laminating a carbon prepreg on a plastic; (d) placing the combined foam into a mold; (e) and injecting heat and wind into the plastic.)

碳框架及其制造方法

技术领域

本发明涉及碳框架及其制造方法,更具体来讲,涉及一种能够提高扭转刚度的碳框架及其制造方法。

背景技术

通常,框架是用于保持机器、器具和装置的形状的结构件,由各种材料例如木材、金属、塑料等形成。尤其,近来开发了重量轻且强度优异的碳材料的框架并应用于各种领域。

例如,在自行车的情况下,为了便于移动、运输和保管,轻量化被评价为重要因素,因此迄今为止正在应用碳框架。然而,由于碳框架价格昂贵,因此碳框架通常仅部分应用于昂贵的产品系列或承受最重负荷的主车架。

主车架受到从车座、把手等不同方向施加的负荷。即,施加到车座上的用户的体重、施加到把手上的用户的重量和拉力等强烈地挤压主框架的上端。但是,由于碳框架具有柔韧的特性,因此踩踏踏板时施加的扭转负荷可能会成为更大的问题。

为此,不断尝试提高碳框架的扭转刚度,但尚未找到解决方案。

发明内容

技术问题

本发明的提出是为了解决上述现有技术的问题,其目的在于提供能够提高扭转刚度的碳框架及其制造方法。

技术方案

作为解决上述技术问题的方案,

本发明提供碳框架的制造方法,包括:(a)准备至少两个泡沫的步骤;(b)用塑料分别包裹泡沫的步骤;(c)在塑料上层叠碳预浸料的步骤;(d)结合泡沫后放入模具的步骤;以及(e)向塑料内部注入热和风的步骤。

在这种情况下,所述碳框架的制造方法还可以包括粘接泡沫的连接部位的步骤。

在这种情况下,层叠在各个泡沫的预浸料可具有彼此不同的方向性。

此外,本发明提供了一种通过上述方法制造的碳框架。

技术效果

根据本发明,将至少两个框架结合为一个碳框架,从而可以有效地分散负荷。

此外,在连接框架的部位形成隔壁,从而可以防止框架扭曲。

而且,各个框架的碳预浸料具有彼此不同的方向性,因此可以承受从各个方向施加的负荷。

并且,由于上述各种效果,提高了框架的扭转刚度,因此预计能够应用于自行车以及需要更优异的刚度的军用产品。

附图说明

图1至图4是示出了根据本发明的优选实施例的碳框架的制造工艺的示意图;

图5是图4所示泡沫的剖面图;

图6是根据本发明的优选实施例的碳框架的剖面图。

附图标记说明

100:碳框架 110:第一泡沫

120:第二泡沫 130、140:塑料

150、160:碳预浸料 170:树脂粘合剂

具体实施方式

以下,将参照附图详细说明本发明的实施例,以便本发明所属技术领域的技术人员容易地实施。然而,本发明可以实施为多种不同形态,并不限定于在此说明的实施例。在附图中省略了与说明无关的部分,以明确地说明本发明,在整个说明书中对相似的部分赋予相似的附图标记进行说明。

图1至图4是示出根据本发明的优选实施例的碳框架的制造工艺的示意图,图5是图4所示泡沫的剖面图,图6是根据本发明的优选实施例的碳框架的剖面图。

参照图1至图6,使用泡沫制造根据本发明的优选实施例的碳框架100。

泡沫是用于在模具(图中未示出)内配置碳预浸料150、160的构件,可以由发泡聚苯乙烯(EPS:expanded polystyrene)形成。

本发明的技术特征在于,使用在彼此结合的状态下具有与碳框架100相同形状的至少两个泡沫。其中,以利用两个泡沫,即第一泡沫110和第二泡沫120来制造碳框架100的形态为例进行说明。

第一泡沫110和第二泡沫120具有半圆形剖面结构并且可以在彼此结合的状态下形成圆形剖面结构。由第一泡沫110和第二泡沫120形成的剖面结构可以是圆形,以及可以根据碳框架100的形状形成椭圆形、多边形或混合圆形部分和角形部分的不规则形状,并不特别限制。

另外,这里举例说明了泡沫的一侧开放的形状,但泡沫的一侧可不必是开放的,当然还可以具有与其他侧面一起封闭的形态。

并且,为了实现碳框架100的所需性能,与本实施例不同地用3个泡沫制造碳框架100的情况下,可以使用具有中心角为120度的扇形剖面结构的泡沫,用4个泡沫制造碳框架100的情况下,可以使用具有中心角为90度的扇形剖面结构的泡沫,可以以同样的方法使用5个以上泡沫。

当准备完第一泡沫110和第二泡沫120时,用塑料130、140分别包裹第一泡沫110和第二泡沫120。塑料130、140用于从第一泡沫110和第二泡沫120后述碳预浸料150、160使得与模具紧密接触。

之后,将碳预浸料150、160分别层叠在塑料130、140上。层叠碳预浸料150、160时,考虑到碳框架100所需的性能层叠成多层。在这种情况下,碳预浸料150和碳预浸料160可以层叠成具有彼此不同的方向性。

接着,将层叠有碳预浸料150、160的第一泡沫110和第二泡沫120组合并放入下部模具中,并在结合上部模具后,将热和风注入塑料130、140内部。

当高温空气被注入到塑料130、140中时,空气进入泡沫110、120与塑料130、140之间的同时将塑料130、140向外侧方向膨胀,由此,层叠在塑料130、140上的碳预浸料150、160被挤压到模具内壁的同时通过高温热成型。

最后,分离上部模具与下部模具,取出成型物,并去除泡沫110、120及塑料130、140,完成如图6所示的具有圆形剖面结构的碳框架100,完成的碳框架100内侧形成第一泡沫110的开口部侧碳预浸料150和与第二泡沫120的开口部侧碳预浸160连接成型的隔壁结构。这种情况下,可在碳预浸料150和另一个碳预浸料160的连接部位两端涂布树脂粘合剂170以加强结合力。

如上所述,制造碳框架100时具有两个框架组合成一个的形状,因此可以提高扭转刚度。例如,本发明的碳框架100用作自行车的主框架的情况下,当通过使用者的蹬踏将扭转负荷施加到主框架时,构成碳框架100的两个框架在各自弹性变形的同时吸收负荷,因此可以获得负荷分散效果。此外,由于本发明中的碳预浸150和碳预浸料160具有彼此不同的方向性,因此即使像自行车的主框架那样在多个方向上施加负荷,也能够有效地分散负荷。

但是,即使两个框架分散负荷,只要施加各个框架具有的弹性变形力以上的扭转负荷,框架终究会损坏,然而,在本发明中,两个框架通过隔壁连接,并且这种隔壁抑制了框架的扭转,从而能够防止框架被损坏。

并且,两个框架连接的部分由隔壁加强,这种隔壁具有与具有彼此不同的方向性的碳预浸料150、160接触的结构,因此除了隔壁以外还从碳框架100的外壁侧受到加强的力。

以上参照附图详细说明了本发明的优选实施例。但本发明的说明是用于例示的,本发明所属技术领域的普通技术人员可以理解在不改变本发明的技术思想或必要特征的情况下,可以容易地变形为其他具体形式。

因此,本发明的范围应由所附权利要求而不是上述详细说明来确定,并且应解释为源自权利要求的含义、范围及其等效概念的所有更改或变形的形态均包括在本发明的范围内。

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