[发明专利]碳纤维轮圈制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种碳纤维轮圈的制造方法，特别涉及一种以热固性树脂为基材的复合材料所形成的刹车层的碳纤维轮圈制造方法。

背景技术

目前市面上的自行车，大体上可分为夹式刹车及碟式刹车两种，其中采用夹式刹车的自行车刹车系统，因其构造简单且重量轻、价格低廉而被广为使用，且因近年来自行车走轻量化趋势，逐渐采用碳纤维复合材料取代传统的铝合金材料，通过碳纤维复合材料具有重量轻的优点外，亦因碳纤维复合材料具有高强度及良好的吸震效果而成为风气。然而碳纤维自行车轮圈如图1所示，不仅要支撑乘骑者和自行车本身的重量，还必须负荷各种路况所带来上下冲击和左右晃动的压力及扭力。当自行车行走长陡连续下坡路段时，通过刹车块与轮圈摩擦而达到减速或停止效果，然因碳纤维复合材料制造的轮圈其散热不易，在刹车时轮圈不断的与刹车块接触磨擦产生热，相对的该轮圈会累积热能，在不能快速散热的情况下，将导致轮圈容易被刮伤、损裂及变形，甚至引发轮圈断裂或刹车失灵的危险。

为解决上述问题，相关业界采取以下几种处理措施：

如中国台湾公告第M389648号具有保护皮膜的自行车复合材料轮框，请参阅图2，其包含有一金属框101及一碳纤维框102，该金属框101的两侧各具有一刹车部11，该两刹车部11供自行车刹车系统的刹车块（图未示）接触产生摩擦力，使行进中的自行车减速或刹车停止。该刹车部11以熔射制程喷涂金属粉末于该刹车部11的表面以形成一保护皮膜20，该保护皮膜20代替该刹车部11与自行车的刹车块接触。

然因采取金属熔射喷涂方式成本太高，反应在自行车售价上并不具市场的竟争力，且该自行车轮框还包含有金属框部分，实质上相较于完全为碳纤维复合材料制造的轮框，尚未能彻底达到轻量化目标。

还有在自行车轮圈的刹车部施以表面电镀，使该刹车部的表面具有一层电镀金属层，该电镀金属层的表面与自行车的刹车块接触摩擦达到减速或刹车停止效果。此种以金属镀层方式附着在轮圈的表面，一旦使用相当时间，该金属镀层会有剥离的情况产生，且保养及维修皆需耗费大量时间与金钱，并不符合成本利益。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种使用寿命长并具高安全性止滑减速及刹车效果的碳纤维轮圈制造方法。

为达到上述目的，本发明提供一种碳纤维轮圈制造方法，包括下列步骤：

步骤一，预备一碳纤维复合材料及一热固性树脂为基材的复合材料；

步骤二，备置一模具用以供该碳纤维轮圈成型，先将该碳纤维复合材料置入该模具内使该碳纤维复合材料依该模具形状分布形成一预成型轮圈；

步骤三，取出该预成型轮圈后，再将该热固性树脂为基材的复合材料分别贴设在该预成型轮圈两侧的刹车边处，形成一刹车层；    

步骤四，将该预成型轮圈重新放入该模具内，并经由加热加压程序，令该预成型轮圈及该热固性树脂为基材的复合材料一体成型出一轮圈；以及

步骤五，取出表面两侧各具有该刹车层的该轮圈。

进一步地，其中该模具表面供该刹车层接触部分形成有一粗化表面，该粗化表面在该刹车层进行表面粗化处理。

进一步地，其中该粗化表面具有复数条环状纹路。

进一步地，其中该复数条环状纹路与该轮圈为同心圆分布。

进一步地，其中该环状纹路的断面为凹沟。

进一步地，其中该刹车层的表面以加工方式进行表面粗化处理。

进一步地，其中该刹车层的表面形成复数条环状纹路。

进一步地，其中该环状纹路的断面为凹沟。

进一步地，其中该热固性树脂为环氧树脂、聚酯系树脂或压克力系树脂的任意一种。

本发明还提供一种碳纤维轮圈制造方法，包括下列步骤：

步骤一，预备有一碳纤维复合材料；

步骤二，备置一模具用以供该碳纤维轮圈成型，将该碳纤维复合材料置入该模具内，并经由加热加压程序，令该碳纤维复合材料一体成型出一轮圈；

步骤三，取出该轮圈；

步骤四，利用加工方式于该轮圈二侧的刹车边位置，进行第一次表面粗化处理；

步骤五，第一次表面粗化处理后，于该轮圈的粗化表面涂布一热固性树脂为基材的复合材料形成一刹车层；

步骤六，于该刹车层未硬化之前，再于该刹车层表面进行第二次表面粗化处理； 

步骤七，硬化该刹车层。

进一步地，其中该第二次表面粗化处理于该刹车层表面加工出复数条环状纹路。

进一步地，其中该复数条环状纹路与该轮圈为同心圆分布。

进一步地，其中该环状纹路的断面为凹沟。