[发明专利]复合材料缠绕自行车车架的制造方法

说明书

本发明属于自行车制造工艺方法

自行车车架最早是将分离管件用焊接、铜锌焊或其它连接方法组装而成，此种构造在自行车车架各个接头或管件受到不同作用力时，往往导致在接头处断裂，造成危险事故。后来采用铝合金在车架模型中挤压成型方法，但因为铝合金的传热效率高，所以挤压成型后的铝合金车架在加工之前要进行时效硬化处理，在超过205℃高温加工后产生铝合金脆化现象，导致强度降低，受外力撞击时易产生断裂。最近美国专利号为4828781的专利，是利用复合材料在自行车三角车架模具内形成一车架外壳，再使用气袋吹气挤压此车架外壳使其紧靠模具的内壁上，再经过树脂热硬化过程成型一车架。此种方法热压成型的时间太长，金属模具的设计与开模成本高，工艺复杂，可能产生气袋扭结而造成复合材料的强化纤维并非连续状态，从而产生局部强度较低的问题。很难达到完全实施的目的。

为了制造强度高的车架，克服上述各种工艺方法中的不足，经过潜心研究，发明了用复合材料缠绕自行车车架的制造工艺方法，用强化纤维连续缠绕产生补强作用，并且无接点。

本发明是将予先成型的自行车车架，经过脱脂处理及阳极化处理，用复合材料缠绕其上，其特征在于：

（1）先将该车架的外表面涂布一层液体耦连剂;

（2）将表面涂有耦连剂的车架放在干燥室内作第一次热处理，其温度控制在70℃～80℃，烘干时间约五分钟;

（3）将复合材料的强化纤维涂附一层树脂构成予浸料，将此预浸料依车架之各部分结构的受力状态，与车架的轴向做不同夹角与不同层数缠绕车架;

（4）再使用热可缩性胶带塞洛凡纱（Cellophane  Yarn）在车架上施加适当拉力，且热可缩性胶带之间保持一固定宽度的间隔，加以缠绕包覆于车架上。

（5）将完成缠绕包覆之车架放至高温炉中做第二次加热处理，其温度控制在120℃～150℃，加热时间为1～2小时，使耦连剂与复合材料之纤维组织融合键结在一起。

（6）将热可缩性胶带剥去。

试在铝合金一体成型的自行车车架上利用本发明缠绕强化纤维复合材料之工艺进一步说明该方法，图1是一架铝合金车架，包含有一前三通管（10），其上方有上管（11），下方接有下管（12），上管（11）连接至略呈垂直状的座管（13），该座管（13）上端再向后延伸有两支后上叉杆（14），其后上叉杆（14）的末端为后叉端（15），这两支后叉端向前延伸为后下叉（16），并与座管（13）及下管（12）连至五通管（20）而构成车架。用本发明制造工艺流程为：

（1）先将预先成型的铝合金车架经过净化处理，去掉车架上的油脂及其它污物，再经阳极化处理，将铝合金车架浸入硫酸槽内电解，使其车架表面产生铝氧化膜以保护车架表面不被浸蚀。

（2）将该车架之外表面涂附一层液体硅烷（sinH_2n+2），以增强铝合金车架与强化纤维之间的接触效果。硅烷是一种接触效果良好的耦连剂。

（3）立刻将涂附硅烷的车架放入烘干室中做第一次加热处理，其室内加热温度为70℃～80℃，时间约为五分钟。