[发明专利]金属轮圈盘结合碳纤维补强的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属轮圈盘制备技术，尤其涉及一种金属轮圈盘结合碳纤维补强的制造方法，藉以能兼具轻质化与低成本之效。

背景技术

按，由于碳纤维复合材料具有高强度、散热快、回复性与弹性佳之特性，同时碳纤维复合材料更具有重量轻之效，近年来碳纤维复合材料技术的开发越来越成熟，所应用的范围也越来越广泛，如轮圈、车架、车板等，其能大幅减轻车体的重量，而能达到省油之效，但其制造成本高，无形间提高了碳纤维产品的价格，使其难以被广泛的普及化。

而现有的汽车轮圈也开始采用碳纤维复合材料来制造，但轮圈的轮圈盘因构成型态的因素，为了提高其产生效率与成品率，现有轮圈盘仍以金属材质，如铝合金、不锈钢等模注而成，然在强调材质轻量化的前提下，上述金属材质的轮圈盘实无法满足轻量化的要求，而如采用碳纤维复合材料来制造轮圈盘，则又存在有成本过高的问题，造成其价格居高不下的状况。

换言之，现有汽车轮圈的轮圈盘无法同时兼具低成本与轻质化的功效，造成金属轮圈盘存在有耗油、而碳纤维轮圈盘存在有价格高及无法普及等问题，无法满足实际使用的需求，有进一步改良的必要。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种金属轮圈盘结合碳纤维补强之制造方法，以解决现有轮圈盘因无法兼具低成本与轻质化所造成的不便与困扰。藉以能大幅减轻轮圈盘的重量，而达到省油的目的，使其具有节能减碳之效，且更兼具低成本之效，能被有效的普及，大幅提升其经济效益。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种金属轮圈盘结合碳纤维补强的制造方法，其于一金属材质制的轮圈盘上结合有多个碳纤维体，该制造方法的步骤至少包含有： 

一制备轮圈盘的步骤，预先形成有一金属材质的轮圈盘，该轮圈盘内具有多个放射状轮肋，且轮圈盘或该等轮肋上形成有至少一供结合碳纤维体的补强孔；

一制备碳纤维片的步骤，将碳纤维编织成一碳纤维布，且将碳纤维布含浸于树脂槽中，该碳纤维布并使其中径向纱束形成不同角度；

一碳纤维片裁切的步骤，将该碳纤维布利用裁剪技术裁切成预定对应轮圈盘补强孔形状的片状碳纤维布，进一步由多个不同角度的碳纤维布逐层堆栈、且经加热加压成一碳纤维片；

一模内热压的步骤，将该补强孔含有多层碳纤维片的轮圈盘置于对应外形的模具内，并利用加热、加压技术，对多层数、多角度的碳纤维片进行加热及加压，使该等相堆栈的碳纤维片完全结合成一体状的碳纤维体，最后完成具碳纤维体的轮圈盘的制作。

其中：该制备轮圈盘的步骤中所形成的补强孔选自贯穿状或未贯穿的凹槽状。

其中该制备轮圈盘的步骤中所形成的补强孔内缘壁面分别形成有至少一道凸缘或至少一道凹缘或至少其中之一，使碳纤维体能够稳固结合于补强孔内。

其中该制备碳纤维片的步骤中的碳纤维选自碳纤维、玻璃强化纤维、聚酯纤维或芳香族聚酰胺类纤维的复合材料。

其中该制备碳纤维片的步骤中使碳纤维布为经向呈纱束、而纬向以细小纱束连结交织，经向纱束与纬向纱束比例为9：1。

其中该制备碳纤维片的步骤中所含浸的树脂选自环亚树脂、PU树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚乙烯、丙烯腈-苯乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙丁二醇酯、聚苯醚醚酮或聚酰胺酰的至少其中之一。

其中该制备碳纤维片的步骤中树脂的含量为总重量的22%～40%。

其中该制备碳纤维片的步骤中堆栈形成碳纤维片的碳纤维布分别呈正45度、负45度、90度及0度。

其中该模内热压的步骤中加热温度为120度至260度、持续30分钟至60分钟。

其中该轮圈盘为一体成型于一轮圈上。

本发明所提供的金属轮圈盘结合碳纤维补强的制造方法，具有以下优点：

透过本发明前述技术手段的展现，使得本发明制造而成的金属轮圈盘可利用碳纤维体来减轻重量，如此可达到省油之目的，而具有节能减碳之效，同时兼具降低成本之效，使其能被普及应用于现有轮圈中，从而使本发明的金属轮圈盘在轻量化、节能减碳、低成本及高强度等方面较现有者更具功效增进。

附图说明

图1为本发明金属轮圈盘结合碳纤维补强之制造方法的流程示意图。

图2为本发明之金属轮圈盘具碳纤维体的简要架构示意图。

图3为本发明之金属轮圈盘中具凸缘的补强孔简要架构示意图，其中图3A为补强孔之状态；图3B为置入碳纤维片之状态。