[发明专利]一种高壁厚碳管成型装置及成型方法

说明书

本发明涉及体育用品技术领域，尤其是一种高壁厚碳管成型装置，包括高压管体，在高压管体的两端通过法兰圈分别连接有锥形套环，在两个锥形套环之间设置有硅胶管，硅胶管与锥形套环之间密封连接，在高压管体两端的锥形套环内分别设置有锥形堵头，其中一端的锥形堵头位于通孔内。一种采用上述成型装置进行高壁厚碳管成型方法，其包括预型体制备及成型等工序。本发明所得到的一种高壁厚碳管成型装置及成型方法，将预型体装入高压管体内后，将硅胶管包覆在预型体上，然后再利用高压空气对硅胶管外壁施压，确保预型体成型过程中在树脂稀化壁厚变薄的情况下使其受到的压力相同。

技术领域

本发明涉及体育用品技术领域，尤其是一种高壁厚碳管成型装置及成型方法。

背景技术

目前的高壁厚碳管成型方式多采用模压或真空袋成型方式，OPP缠绕方式，且为多次成型，每次包覆较薄的壁厚的方式成型高壁厚碳管；成型出来后的碳管内壁及外壁圆周不均匀及碳管内部复合材料层间结合不好，有孔洞、壁厚不均等现象；传统的高壁厚碳管内部分层及壁厚不均导致碳管品质不高，比如CNC加工切铣不良较高。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术的不足而提供一种能确保高壁厚的碳管成型稳定性且壁厚一致、层间结合良好的高壁厚碳管成型装置及成型方法。

为了达到上述目的，本发明所设计的一种高壁厚碳管成型装置，包括高压管体，在高压管体的两端通过法兰圈分别连接有锥形套环，且其中一端的法兰圈与高压管体之间为密封，另一端的法兰圈与高压管体连接后存在一个通孔，通孔的轴向与高压管体轴向一致，在两个锥形套环之间设置有硅胶管，硅胶管与锥形套环之间密封连接，在高压管体两端的锥形套环内分别设置有锥形堵头，其中一端的锥形堵头位于通孔内，在高压管体的侧边设置有连接管，连接管的一端封闭，另一端连接高压气管，连接管与高压管体贴合，且在贴合处设置有通气孔，通气孔连通高压管体与连接管。

位于通孔内的锥形堵头与通孔处的法兰圈之间设置有卡件。

一种采用上述成型装置进行高壁厚碳管成型方法，具体包括如下步骤：

（1）、根据产品需求裁剪碳纤维纱料；

（2）、选用合适规格的钢芯押条，并在钢芯押条上套上不封口的尼龙膜管；

（3）、在套有尼龙膜管的钢芯押条上包裹碳纤维纱料，得到碳管预型体；

（4）、在碳管预型体上缠上一层OPP胶带；

（5）、将成型装置的连接管接真空阀，高压管体内抽真空，高压管体内的硅胶管被吸附在高压管体的内壁上，然后将夹持在碳管预型体两端的锥形堵头及碳管预型体从通孔内穿入，穿过硅胶管后卡入锥形套环内；然后关闭真空阀，硅胶管收缩，并包覆在碳管预型体上；将连接管接到高压气阀门上，向高压管体内通入高压空气，高压空气作用在硅胶管的外壁上将碳管预型体压紧；

（6）、将成型装置在150℃的温度状态进行成型，成型时间70min，成型结束后得到高壁厚碳管。

本发明所得到的一种高壁厚碳管成型装置及成型方法，将预型体装入高压管体内后，将硅胶管包覆在预型体上，然后再利用高压空气对硅胶管外壁施压，确保预型体成型过程中在树脂稀化壁厚变薄的情况下使其受到的压力相同。

其核心技术在于：高壁厚的碳管在高温下，环氧树脂会稀化，流动，纱料会变薄，采用模压成型方式，内外模的空间已定，纱料变薄不能增补压力；真空袋成型或OPP缠绕方式，虽在树脂稀化纱料变薄的情况下可以增补一些压力，但对高壁厚碳管增补压力不大，不能压实纱料的层间孔洞；本技术方案的实施，高壁厚碳管预型体是包覆在硅胶管内，硅胶管与高压管体形成一个密闭空间，高壁厚碳管预型体表面是硅胶管，高压状态下，硅胶管可以持续给高壁厚碳管预型体加压，在树脂稀化壁厚变薄的情况下可以受到相同的压力。从而确保成型的稳定性及壁厚一致、层间结合良好，同时外形无夹纱孔洞等不良的现象。

附图说明