专利名称：一种用碳素纤维制作异形产品的方法
技术领域：
本发明涉及一种用碳素纤维制作产品的方法,尤其是涉及到一种用碳素纤维制作异 形产品的方法。
背景技术：
目前，碳纤维是一种纤维状碳材料。它是一种强度比钢的大、密度比铝的小、比不 锈钢还耐腐蚀、比耐热钢还耐高温、又能像铜那样导电，具有许多宝贵的电学、热学和 力学性能的新型材料。碳纤维增强的复合材料可用作飞机结构材料、电磁屏蔽除电材料、 人工韧带等身体代用材料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱 动轴等。
碳素纤维是目前国际上新开发的材料，这种材料具有高强度、低密度等特点,已经成 为宇航和航空工业不可缺少的材料。碳素纤维用于宇航工业方面约占30 % 40 % ,体育 器械方面约占40% 50%。它可以使飞机的制造成本下降30%。其中用碳素纤维制作 自行车车架具有以下优点(l).碳素纤维车架是把碳素纤维对着发生应力的方向层层叠 而得到强度。碳纤维车架非常轻，这是它的密度和强的拉伸强度构成的。(2).冲击吸收 性好碳纤维用来制作残疾者运动时用的假腿，或者特殊的弹簧等被用在各领域。利用它 的吸收冲击力优异的性能，制作不用避震器的自行车。(3).碳纤维的基本成型方法是，在 模具上铺上纤维片然后流入树脂并烧固，可以制成各种形状的车架。
现有技术用碳素纤维制作异形产品的方法，通常采用尼龙长袋充气作内模，再在其 尼龙长袋外包覆碳素纤维层，放入模具后充气加热，以使碳素纤维固化成型。由于便于 一体成型，所采用的尼龙长袋的截面与异形壳体的最大截面相符，因此在用碳素纤维包 覆产品成型时，截面小的地方尼龙长袋就会折叠后外包覆碳素纤维，再充气加热成型； 充气是为了让尼龙长袋胀大后给碳素纤维层施压，以得到无气孔、强度及密度均好、且 壁厚均匀的碳素纤维壳体产品；由于截面小的地方，需尼龙长袋折叠后充气，因此充气 时其折叠部分也会充胀，因此产品成型时，内壁不光滑顺畅，不仅影响外观，壁厚也不 均匀，而且作用在碳素纤维层上的压力也不够，会影响产品的强度，易产生次品。由于 上述原因，尼龙长袋在充气时，所承受的气压也不尽相同，在产品的转角处及截面大的 地方，极易破裂，影响产品的成型。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有操作方便、对碳素纤维层可二次施压、易脱模、产品壁厚均匀、强度高，表面光滑顺畅的用碳素纤维制作异形产品 的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是 一种用碳素纤维制作异形产品的方法，包括如下步骤
1) .制作气袋芯轴，该气袋芯轴与产品形状相符，尺寸略小，内部为空心腔体，受 力会变形，耐高温，且受到高温不会与碳素纤维胶合；
2) .尼龙长袋设置在气袋芯轴的腔体内，且至少一端设有风嘴，形成封闭的气腔；
3) .在气袋芯轴的外表面均匀的包覆碳素纤维布，形成一定厚度的碳素纤维层；
4) .将包覆碳素纤维层的气袋芯轴放入已预热的模具内，闭合模具的动、定模板， 模具加热；
5) .将气源与风嘴相接，空气在尼龙长袋内流动，并沿气袋芯轴的形状将尼龙长袋 吹胀，给气袋芯轴施压；在模具内，受热的碳素纤维层在膨胀的气袋芯轴挤压下成形；
6).打开模具，取出成形产品，将气袋芯轴、尼龙长袋取出即获得碳素纤维成品。 所述的气袋芯轴壁厚为0.5-4mm,硬度为20-80邵氏，伸长率200%-420% ,拉伸 强度6.5-8.5 Mpa ，撕裂强度12-22KN/M。
所述的气袋芯轴壁厚为0.5-2mm,硬度为20-40邵氏，伸长率200%-300% ，拉 伸强度6.5-7Mpa，撕裂强度12-15KN/M。
所述的气袋芯轴壁厚为2-3mm，硬度为40-60邵氏，伸长率300%_350% ,拉伸 强度7-8 Mpa ，撕裂强度15-18KN/M。
所述的气袋芯轴壁厚为3-4画，硬度为60-80邵氏，伸长率350%-420% ，拉伸强 度8-8.5 Mpa ，撕裂强度18-22KN/M。
所述的气袋芯轴采用硅胶材料制成。
所述的气袋芯轴采用橡胶材料制成。
由于采用硅胶或橡胶制成的气袋芯轴具有受力会变形，无外力时易恢复原形、具有 一定的硬度、伸长率、拉伸强度及撕裂强度，并且受到高温不会与碳素纤维胶合，热胀 冷縮的特性；而且用硅胶或橡胶制成的气袋芯轴，易脱模，可以根据需要成形各种异形
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广叩o
由此可知本发明与背景技术相比具有如下特点
1.因气袋芯轴具有一定的硬度，对包覆在外表面的碳素纤维布给予支撑，方便碳素 纤维布的包覆，所包覆好的碳素纤维层均匀、平整、顺畅，从而提高工人的操作速度及2. 由于尼龙长袋设置在气袋芯轴内，并在气袋长袋内形成气道，当气源与尼龙长袋 的风嘴相接向内充气时，尼龙长袋在气袋芯轴的保护下进行充胀变形，保证尼龙长袋的 安全性，因此尼龙长袋不会无限变大，从而破裂影响碳素纤维的包覆。
3. 由于碳素纤维层是通过气袋芯轴对其施压的，因此受力均匀，而且由于气袋芯轴 具有热胀的特性，因此当气袋芯轴受热后膨胀，对碳素纤维层进行第二次施压，从而得 到壁厚均匀，强度好的碳素纤维产品。
4. 由于气袋芯轴便于脱模，可以成型内腔截面大，端部小的产品；而且由于受热后 它不与碳素纤维层胶合，并具有一定的韧性、受力易变形，因此将其从碳素纤维产品内 取出后，即恢复原状，仍可重复再使用,节约成本。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为欲用本发明制作的异形产品立体图2绘示了用本发明制成异形产品的结构剖示图
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具体实施例方式
实施例一， 一种用碳素纤维制作异形产品的方法，该异形产品结构如图1所示,其制 作方法包括如下步骤
1) .用硅胶材料成型气袋芯轴l，该气袋芯轴2与产品形状相符，尺寸略小，内部 为空心腔体，并有两组通道；所述的气袋芯轴壁厚1为2.5mm，硬度为40邵氏A ,伸 长率250%，拉伸强度7 Mpa ，拉裂强度19/M。
由于硅胶材料制成的气袋芯轴易1脱模，因此气袋芯轴l可成型内腔截面大，端部 小的产品；
2) .尼龙长袋2分别设置在气袋芯轴1的两组通道内，尼龙长袋两端口各设有风嘴 3，各自形成一个封闭的气腔；
3).在气袋芯轴1的外表面均匀的包覆碳素纤维布，形成一定厚度的碳素纤维层4; 因气袋芯轴1具有一定的硬度，对包覆在外表面的碳素纤维布给予支撑，方便碳素纤维 布的包覆，所以包覆好的碳素纤维层4均匀、平整、顺畅，从而提高工人的操作速度及 产品质量；
4) .将包覆碳素纤维层4的气袋芯轴1放入己预热的模具内，闭合模具的动、定模 板，模具加热；
5) .将气源与风嘴3相接，空气在尼龙长袋2内流动，并沿气袋芯轴l的形状将尼龙长袋2吹胀，给气袋芯轴l施压；在模具内，受热的碳素纤维层4在膨胀的气袋芯轴 1挤压下成形，由于气袋芯轴1具有热胀的特性，因此当气袋芯轴1受热后膨胀，对碳 素纤维层4进行第二次施压，从而使本碳素纤维产品壁厚均匀，强度好；
6).打开模具，取出成形产品，将气袋芯轴l、尼龙长袋2取出即获得碳素纤维产
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由于采用硅胶或橡胶制成的气袋芯轴l具有受力会变形，无外力时易恢复原形、具 的一定的硬度、韧性，并且受到高温不会与碳素纤维层胶合，热胀冷缩的特性。
由此可知本发明与背景技术相比还具有如下特点
1. 由于尼龙长袋2设置在气袋芯轴1内，并在气袋芯轴2内形成气道，当气源与尼 龙长袋3的风嘴3相接向内充气时，尼龙长袋2在气袋芯轴1的保护下进行充胀变形， 保证尼龙长袋2的安全性，因此尼龙长袋2不会无限变大破裂，而影响碳素纤维的包覆。
2. 由于受热后气袋芯轴1不与碳素纤维层4胶合，并具有一定的韧性、受力易变形， 因此将其从碳素纤维产品内取出后，便恢复原状，仍可重复再使用，节约成本。
实施例二， 一种用碳素纤维制作异形产品的方法，与实例一不同之处在于采用橡 胶材料成型气袋芯轴l，该气袋芯轴2与产品形状相符，尺寸略小，内部为空心腔体， 并有两组通道；所述的气袋芯轴壁厚l为3mm,硬度为60邵氏A伸长率350%.拉 伸强度8Mpa .拉裂强度20/M。
以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能以此限定本发明实施的范围，即依 本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的 范围内。
权利要求
1.一种用碳素纤维制作异形产品的方法，其特征在于包括如下步骤1).制作气袋芯轴，该气袋芯轴与产品形状相符，尺寸略小，内部为空心腔体，受力会变形，耐高温，且受到高温不会与碳素纤维胶合；2).尼龙长袋设置在气袋芯轴的腔体内，且至少一端设有风嘴，形成封闭的气腔；3).在气袋芯轴的外表面均匀的包覆碳素纤维布，形成一定厚度的碳素纤维层；4).将包覆碳素纤维层的气袋芯轴放入已预热的模具内，闭合模具的动、定模板，模具加热；5).将气源与风嘴相接，空气在尼龙长袋内流动，并沿气袋芯轴的形状将尼龙长袋吹胀，给气袋芯轴施压；在模具内，受热的碳素纤维层在膨胀的气袋芯轴挤压下成形；6).打开模具，取出成形产品，将气袋芯轴、尼龙长袋取出即获得碳素纤维成品。
2. 根据权利要求l所述的一种用碳素纤维制作异形产品的方法，其特征在于所述 的气袋芯轴壁厚为:0. 5-4圆,硬度为:20-80邵氏，伸长率200%-420% ，拉伸强度6. 5-8. 5 Mpa ，撕裂强度12-22KN/M。
3. 根据权利要求2所述的一种用碳素纤维制作异形产品的方法，其特征在于所述 的气袋芯轴壁厚为0.5-2mra,硬度为20-40邵氏，伸长率200%_300% ，拉伸强度6.5-7 Mpa ，撕裂强度12-15KN/M。
4. 根据权利要求2所述的一种用碳素纤维制作异形产品的方法，其特征在于所述 的气袋芯轴壁厚为2-3mm,硬度为40-60邵氏，伸长率300%_350% ，拉伸强度7_8 Mpa ， 撕裂强度15-18KN/M。
5. 根据权利要求2所述的一种用碳素纤维制作异形产品的方法，其特征在于所述 的气袋芯轴壁厚为3-4ram，硬度为60-80邵氏，伸长率350%-420% ,拉伸强度8-8. 5 Mpa ， 撕裂强度18-22KN/M。
6. 根据权利要求1所述的一种用碳素纤维制作异形产品的方法，其特征在于所述 的气袋芯轴采用硅胶材料制成。
7. 根据权利要求1所述的一种用碳素纤维制作异形产品的方法，其特征在于所述 的气袋芯轴采用橡胶材料制成。
全文摘要
本发明公开了一种用碳素纤维制作异形产品的方法，采用硅胶或橡胶制成气袋芯轴，因气袋芯轴具有一定的硬度，对包覆在外表面的碳素纤维布给予支撑，方便碳素纤维布的包覆，所包覆好的碳素纤维层均匀、平整、顺畅，从而提高工人的操作速度及产品质量。由于尼龙长袋设置在气袋芯轴内，并在气袋长袋内形成气道，当气源与尼龙长袋的风嘴相接向内充气时，尼龙长袋在气袋芯轴的保护下进行充胀变形，保证尼龙长袋的安全性，因此尼龙长袋不会无限变大，从而破裂影响碳素纤维的包覆。由于碳素纤维层是通过气袋芯轴对其施压的，因此受力均匀，而且由于气袋芯轴具有热胀的特性，因此当气袋芯轴受热后膨胀，对碳素纤维层进行第二次施压，从而得到壁厚均匀，强度好的碳素纤维产品。
文档编号B28B1/00GK101628444SQ200810071429
公开日2010年1月20日 申请日期2008年7月17日 优先权日2008年7月17日
发明者章海冰 申请人:章海冰