一種自行車的複合材料車架管材的製作方法

2023-05-14 07:12:46 1

專利名稱：一種自行車的複合材料車架管材的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於自行車領域，特別涉及一種自行車的複合材料車架管材。(ニ)
背景技術：
自行車主要是靠人力踩踏為動カ前進的代步工具，與摩託車、汽車等交通工具相比，自行車雖然相対速度較慢，但安全性高，且兼具有鍛鍊身體的功效，因此受到了廣泛歡迎。自行車結合運用了人體工學、空氣動力學的相關原理，零部件眾多，如車架、叉架、把手、輪圈、鏈條等。為降低自行車重量，節省騎乘者的體力，自行車已經由用金屬材料製作逐漸發展到用纖維複合材料尤其是碳纖維複合材料製作。碳纖維複合材料與金屬材料相比，其密度僅有1.6g/m3，僅為鋼的1/5，因此可以大大降低自行車自重。此外，碳纖維複合材料還具有耐腐蝕性能優異、比強度、比模量高等優點。首先用碳纖維複合材料製作的複合材料部件包括前後叉架、曲柄、座管、握把，隨著複合材料成型與設計技術的發展，又出現了碳纖維 複合材料車架、車輪等。自行車車架為管狀結構，雖然碳纖維複合材料有著眾多的優點，但其也有一大缺點，即由於複合材料的表面硬度較低，不耐劃傷，受到硬物撞擊作用時，容易留下很深的凹痕，影響車架整體力學性能，造成安全隱患，也影響外觀；因此需要設計ー種新型的複合材料車架管材結構，在保留原複合材料優點的基礎上，提高複合材料車架管材的表面硬度及耐劃傷性能。
發明內容本實用新型為了彌補現有技術的不足，提供了ー種結構簡單、使用性能好的自行車的複合材料車架管材。本實用新型是通過如下技術方案實現的一種自行車的複合材料車架管材，包括外層金屬層，其特徵在於所述金屬層內套設有複合材料空心基管，空心基管內設置有低密度泡沫夾芯材料。本實用新型將空心基管和內部泡沫夾芯材料之間設置成三明治夾芯結構，在受到外部載荷作用時，兩者會發生剪切作用，進ー步提高車架的結構剛度；基管外部設置金屬層，在保持原管材質輕、高強等特點的基礎上，提高表面的硬度以及車架的整體抗衝擊能力。本實用新型的更優方案為所述複合材料空心基管為纖維增強複合材料，包括增強纖維和基體樹脂。所述外層金屬層為鋁合金、鈦合金或鋼材料。所述低密度泡沫夾芯材料為聚こ烯泡沫、聚丙烯泡沫、聚氨酯泡沫或酚醛泡沫。所述增強纖維為碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維和玄武巖纖維中的ー種或多種。所述基體樹脂為不飽和樹脂、環氧樹脂、こ烯基酯樹脂和酚醛樹脂中的一種或多種。本實用新型可以通過先在模具中成型複合材料基管，然後通過熔融噴塗、電鍍、電鑄或其他エ藝在基管表面形成金屬層的方法製作，也可以採用在模具表面先製作ー層金屬層，然後再在該層的基礎上成型複合材料基管的方法製作；內部的泡沫夾芯材料可以在基管成型後通過直接在基管內部發泡獲得，也可以通過將泡沫材料加工成所需的形狀，用膠黏劑將泡沫夾芯材料與基管繼續擰粘結的方式設置。本實用新型的管材外層為金屬層，與傳統的複合材料車架管材相比，其所能適用的連接方式更多，包括鉚接、焊接、螺栓連接等，有利於車架的組成。本實用新型的基管為纖維增強複合材料，因此具有密度低、質量輕、強度好、韌性高等優點，在基管外部的金屬層具有較高的硬度，可耐劃傷以及承受重物的撞擊，在基管的內部填充低密度多孔泡沫夾芯，在自行車行駛過程中，泡沫材料的多孔結構可以吸收車輛因受到衝擊、震動作用而施加到車架上的載荷，減少車架震動，保證車架的使用可靠性和舒適性。本實用新型結構簡単，使用方便，設計合理，可以使自行車車架更加輕便、可靠，提高行駛的安全性和舒適性，適於廣泛推廣應用。 以下結合附圖
對本實用新型作進ー步的說明。附圖I為本實用新型的結構示意圖。圖中，I金屬層，2空心基管，3夾芯材料。
具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型做進ー步說明。實施例I :通過拉擠、纏繞、熱壓等成型エ藝製作複合材料基管，並通過熔融噴塗、電鍍、電鑄或其它エ藝在基管表面形成ー層金屬層。將適量的泡沫發泡所需原材料填充入基管中，並進行發泡，使泡沫填滿基管空腔，從而獲得三明治夾芯結構自行車車架管材。實施例2 在成型模具表面噴塗ー層金屬層，在該金屬層上鋪設纖維織物並塗刷樹脂膠液，或直接鋪設預浸料，鋪設完畢後，模具合模加壓，待樹脂固化後脫摸。將適量的泡沫發泡所需原材料填充入基管中，並進行發泡，使泡沫填滿基管空腔，從而獲得三明治夾芯結構自行車車架管材。實施例3:通過拉擠、纏繞、熱壓等成型エ藝製作複合材料基管，並通過熔融噴塗、電鍍、電鑄或其它エ藝在基管表面形成ー層金屬層。選擇合適的泡沫材料加工成棒狀，直徑略小於基管內徑。在泡沫材料表面塗敷膠粘劑，插入基管內部，使之與基管粘接。實施例4 在成型模具表面噴塗ー層金屬層，在該金屬層上鋪設纖維織物並塗刷樹脂膠液，或直接鋪設預浸料，鋪設完畢後，模具合模加壓，待樹脂固化後脫摸。選擇合適的泡沫材料加工成棒狀，直徑略小於基管內徑。在泡沫材料表面塗敷膠粘劑，插入基管內部，使之與基管粘接。本實用新型除用於自行車複合材料車架管材外，還可用於對重量要求比較嚴格的其它特殊箱體骨架，例如航空貨櫃、軍用方艙、移動營房等。
權利要求1.一種自行車的複合材料車架管材，包括外層金屬層(1)，其特徵在於所述金屬層(O內套設有複合材料空心基管(2)，空心基管(2)內設置有低密度泡沫夾芯材料(3)。
2.根據權利要求I所述的自行車的複合材料車架管材，其特徵在於所述複合材料空心基管(2)為纖維增強複合材料。
3.根據權利要求I所述的自行車的複合材料車架管材，其特徵在於所述外層金屬層(I)為招合金、鈦合金或鋼材料。
4.根據權利要求I所述的自行車的複合材料車架管材，其特徵在於所述低密度泡沫夾芯材料(3)為聚こ烯泡沫、聚丙烯泡沫、聚氨酯泡沫或酚醛泡沫。
專利摘要本實用新型屬於自行車領域，特別公開了一種自行車的複合材料車架管材。該自行車的複合材料車架管材，包括外層金屬層，其特徵在於所述金屬層內套設有複合材料空心基管，空心基管內設置有低密度泡沫夾芯材料。本實用新型結構簡單，使用方便，設計合理，可以使自行車車架更加輕便、可靠，提高行駛的安全性和舒適性，適於廣泛推廣應用。
文檔編號B62K19/16GK202657183SQ20122005370
公開日2013年1月9日 申請日期2012年2月20日 優先權日2012年2月20日
發明者楊小兵, 龍國榮, 卞志勇, 王春青 申請人:泰山體育產業集團有限公司, 山東泰山瑞豹複合材料有限公司