[发明专利]一种用于成型碳纤维汽车轮圈的模具及用该模具制作产品的方法

说明书

所属技术领域

本发明涉及到一种完全用碳纤维成型的汽车轮毂的模具结构及用该模具制作产品的方法。

背景技术

已有的汽车轮轮毂是采用铝合金浇铸模成型坯品，然后再进行机械加工，由于汽车轮轮毂产品尺寸较大、壁厚不均匀，浇铸出来的坯品经加工后常发现气孔，密度疏松，达不到产品的使用强度及密封效果，轻的经补救后可以使用，严重的只能作废料重新回炉，这样增加了产品的成本及降低了生产效率。而且由于众多凹槽、安装孔也需要后续加工，增加了轮圈生产工序及生产时间。

众所周知，碳纤维是一种重量为钢材的1/4，但强度比钢大、而密度又比铝少、比不锈钢更加耐腐蚀和耐高温、抗拉能力也经钢强的一种适合在多个领域使用的新型材料。其应用在体育方面大约占了30％。而最令大家熟悉的应该是应用在各种赛车的各式各样的碳纤维部件了。因此怎样将碳纤维成型汽车轮圈则是业界所研发的项目，也是本申请人所研发的课题。

发明内容

本发明的创作目的是提供一种用于碳纤维汽车轮毂坯品固化成型的模具结构，主要是可以增加汽车轮圈强度、提升产品品质层次，节能降耗，成型结构简单，减少制作过程所需的步骤与时间的损耗等优点及功效，并且可增加模具配件的使用寿命，易耗配件容易更换。

为达致上述目的，本申请人特别设计一种用于碳纤维汽车轮毂坯品固化成型的模具结构，包括固化成型碳纤维汽车轮毂坯品底部形状的下芯模、至少两片固化成型碳纤维汽车轮毂坯品外圈形状的侧模及设有内气袋的上芯模，内气袋与上芯模固定连接，其形状与汽车轮毂坯品内腔形状一致，尺寸略小于汽车轮毂坯品内腔；上芯模与两侧模及下芯模合模，其上芯模的内气袋与两侧模及下芯模形成容纳汽车轮毂坯品的腔体；所述的上芯模还设有可将内气袋加热、充胀的热源及气体通道。

其优选方案为：在坯品与上芯模的内气袋之间还夹设有外气袋；外气袋的形状与汽车轮毂坯品内腔形状相一致，且内气袋尺寸略小于外气袋尺寸。

其优选方案为：所述的内气袋采用硅胶制成，它与上芯模配合面设有凸缘，内气袋的凸缘通过压板锁固在上芯模。

其优选方案为：所述的外气袋采用硅胶制成，它与压板的配合面设有凸缘，外气袋通过凸缘夹设在压板与轮毂坯品之间，且将压板、内气袋与汽车轮毂坯品分隔。

其优选方案为：所述的热源为加热器，加热器固定在上芯模上，其加热部分悬设在内气袋中。

其优选方案为：所述的热源为蒸气，并通过气体通道输入内气袋。

本申请人特别设计还提供有采用上述模具结构制作碳纤维汽车轮毂产品的方法：

步骤一、将碳纤维层排叠成汽车轮毂的预型产品，并对形成预型产品的碳纤维层进行理顺及补强；

步骤二、将预型产品放置在权利要求1的模具中的下芯模，并按预型产品的花鼓结构与下芯模的相应结构进行对接定位，使预型产品贴合下芯模；

步骤三、将模具中的两侧模从侧面推入合模，使预型产品的外圈与侧模腔体贴合到位；

步骤四、将已经装配好的上芯模与下芯模及侧模合模到位无大缝隙；所述上芯模设有内气袋，内气袋与上芯模固定连接，其形状与汽车轮毂坯品内腔形状一致，且尺寸略小于汽车轮毂内腔；所述的上芯模还设有可将内气袋加热、充胀的热源及气体通道；

步骤五、按预设值对内气袋进行加热、加压使汽车轮毂的预型产品在模具中固化成型，冷却后打开模具即可得到汽车轮毂产品。

其优选方案为：在步骤三和步骤四之间还包括将已制作好的、且与轮毂产品形状一致的外气袋放入轮毂的预型产品内腔，外气袋与轮毂的预型产品内腔贴合到位，且外气袋将压板、内气袋与汽车轮毂坯品分隔。

其优选方案为：对内气袋进行加热的温度为120-150度，气压为6-12KG。

本发明的有益效果是：

一、由于可对内气袋进行加热、加压，轮毂坯品不但可通过模具外部进行加热达到固化温度，同时还由内气袋温度加热，这样不但节省了轮毂坯品固化时间，同时也迅速达到固化温度，节省了加热时间，提高了效率，降低成本。

二、由于本发明采用了双层成型气袋，固定在上芯模的内气袋不便于更换，它通过外气袋间接的对轮毂坯品进行加热、加压，使之固化成型；这样内气袋因有外气袋的保护，不与坯品直接接触，没有受到坯品中化学物的侵蚀和污染，可以提升10倍以上的使用寿命，而外气袋因不考虑其密封性能，其使用命也大有提高；另外虽然外气袋会与轮毂坯品接触受到污染，但它夹设在轮毂坯品与上芯模内气袋之间，没有固定连接便于更换。

三、采用上述模具结构生产的全碳纤维汽车轮毂，相比普通的铝合金轮毂强度高，提升产品品质层次。