[发明专利]一种碳纤维车架的成型加工装置及成型加工方法

说明书

本发明公开一种碳纤维车架的成型加工装置及成型加工方法，其中，碳纤维车架的成型加工装置包括模具和组合模型；模具包括模盖和底模，模盖和底模铰接，模盖盖在底模上；底模设置有模穴；模盖和底模之间还设置有活动块；模盖靠近底模时以推动活动块，活动块上设置有定位孔；组合模型，包括电机型腔和内芯模型，电机型腔模型套在内芯模型的外表面；组合模型位于型腔内；组合模型用于卷制碳纤维布；内芯模型内部设置有气袋，气袋用于支撑所述内芯模型。一种碳纤维车架的成型加工方法，加工步骤包括：剪裁碳纤维布；3D打印电机型腔：电机型腔与内芯模型组合；碳纤维布卷制；预成型；成型。本发明的技术方案降低产品出现影响强度和质量问题的概率。

技术领域

本发明涉及碳纤维生产成型领域，特别涉及一种碳纤维车架的成型加工装置及成型加工方法。

背景技术

自行车的材料有已往使用的铬钼钢以外、还有铁，铝、钛、碳纤、镁等不断出现新材料——碳纤维。碳纤维不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼具纺织纤维的柔软可加工性。它比重不到钢的1/4，但强度却非常强。而且其耐蚀性出类拔萃，是新一代增强纤维，具有材料轻、高强度、高性能和抗氧化的特点。在使用碳纤维布生产电动自行车时，其电机部位结构复杂，形状各异；此部位是车架核心强度部位，承载了电动自行车整体重量，因此电机部位要求强度高和性能好；目前电机部位的成型技术是采用PU膜作为模具内芯，并在PU膜的外表面进行碳纤维卷料；然后在成型时采用铁活动块挤压成型；因为PU膜在定型过程中需要在内部穿入气袋，待气袋充气膨胀后，支撑在PU膜的内部，在加温定型过程中，PU膜容易出现变形，导致贴在表面的碳纤维布不顺，最终导致产品成型后产生夹纱、内折、缺形状和强度极不稳定的问题；若卷料层数增加强度则必然会造成产品材料成本增加，同时还会使得产品重量加重，失去碳纤材料专有的特性。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种碳纤维车架的成型加工装置及成型加工方法，旨在减少产品成型后出现夹纱、内折、缺形状的情况，保证车架的强度和性能。

为实现上述目的，本发明提出一种碳纤维车架的成型加工装置，包括：

模具，包括模盖和底模，所述模盖和底模铰接，所述模盖盖在所述底模上；所述底模设置有模穴；所述模盖和底模之间还设置有活动块；所述模盖靠近所述底模时推动所述活动块，所述活动块上设置有定位孔；

组合模型，包括电机型腔和内芯模型，所述电机型腔模型套在内芯模型的外表面；所述组合模型位于型腔内；所述组合模型用于卷制碳纤维布；所述内芯模型内部设置有气袋，所述气袋用于支撑所述内芯模型；

三维打印机，用于打印所述电机型腔。

优选地，所述电机型腔为塑料固态壳；所述电机型腔的内部设置有腔体，所述腔体的形状与所述内芯模型的电机部位的形状相同，所述内芯模型的电机部位以卡入腔体内。

优选地，所述内芯模型采用塑料薄膜制成。

优选地，采用上述任意一项所述的碳纤维车架的成型加工装置；该方法包括以下步骤：

剪裁碳纤维布；

用三维打印机依设计图纸的电机部位结构，打印具有固定形态的三维型腔模型，以获得电机型腔；

将所述电机型腔模型套在车架整体的内芯模型，使电机型腔与内芯模型的电机部位贴合，以获得组合模型；

将剪裁完成的碳纤维碳材料一层层在组合模型的外表面上进行卷制，电机部位的碳纤维布卷制在电机型腔的外表面；

在卷制完成的组合模型的内部穿入气袋，并将其放入模具的模穴中；

将模具闭合，并将气袋与充气设备连接；对模具的内部进行的定型环境参数设置；成型后获得碳纤维车架。

优选地，所述裁碳纤维布的步骤包括：