[发明专利]由复合材料构成的零部件以及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及由复合材料制备零部件的方法。尤其是，本发明涉及制备自行车配件的零部件，如车座和自行车鞋，以及制备自行车组件，尤其是制备车架。

背景技术

为了提供用于自行车的轻量结构，在实践中尤其实施纤维强化的复合材料，尤其是碳纤维强化的复合材料。尤其是由碳纤维强化的塑料制备自行车车架。

所述制备时耗费的，尤其是因为在烘箱中烘焙零部件时的长的加工时间。通常还需要耗费的精加工步骤，如磨光和抛光边缘。

但是由于特别轻便的设计在自行车中起着重要的作用，所以接受与此相关的缺点。

本发明的目的

因此本发明的目的在于，由纤维复合材料简单地制备具有低重量的零部件。尤其是，应当很大程度上简化批量生产。

此外，尽可能多的形式多样性应当是可能的，从而使得零部件尤其是还应当适合于自行车附件，如车座和自行车鞋。

发明内容

本发明的目的已经通过根据独立权利要求之一的由复合材料制备零部件的方法以及复合材料组成的零部件得以解决。

本发明的优选的实施方案和改进方案改进方案是各项从属权利要求的主题。

本发明涉及由复合材料制备零部件的方法。尤其是应当制成自行车的部件或自行车的附件。

尤其是将零部件作为车座的基座或作为自行车鞋的鞋底的部件使用。

首先提供包围中空室的轻量结构。尤其设计为使用蜂窝板，尤其是由塑料组成的蜂窝板。这种类型的也被称为蜂巢的零部件可作为片材使用。具有蜂窝芯的夹层板尤其由聚酰胺、聚丙烯或聚碳酸酯组成并且可以任选地还已经用纤维，尤其是用玻璃纤维或碳纤维强化。优选地，还使用由聚酰胺组成的夹层板。其具有高的强度。

在尤其作为片材形成的轻量结构上，在至少一侧上，优选在两侧上铺设预浸渍的纤维复合垫的多个层。

将预浸渍的纤维复合垫理解为织物或非织造织物，其尤其由碳纤维或由玻璃纤维组成。

通过预浸渍实现了纤维复合垫可以彼此，但同时也与轻量结构连接。

浸渍例如可以为由现有技术已知的环氧树脂，采用所述环氧树脂浸润纤维复合垫。树脂仅部分地交联，使得其具有粘稠和粘性的稠度。在供热下环氧树脂交联并且在这种情况下形成轻质但是高强度的复合材料。

在下文还详细描述的本发明的替代性实施方案的情况下，使用热塑性浸渍。这因此在热作用下是液态的。应理解的是，这种类型的浸渍也可以作为牢固的涂层或作为另外的层，尤其是作为薄膜存在。

将轻量结构和纤维复合垫的复合体压制，尤其是压延。这尤其在热作用下进行。

尤其是在将热塑性材料用于浸渍纤维垫的情况下，在热作用下进行压制，从而使得浸渍熔化并且纤维复合垫和轻量结构彼此连接。

使用热塑性浸渍时的优点尤其在于较快的加工时间。为了连接纤维复合垫，必须将零部件仅升温超过Tg，并且随后冷却至室温，这比热固性塑料的交联，例如环氧树脂的交联快得多地进行。

作为热塑性浸渍或热塑性预浸料，尤其可以使用聚丙烯或聚酰胺，尤其是PA6、PA12或PA6.6，以及PEEK、POM、PVC、PPS以及下组：热塑性弹性体的(苯乙烯系嵌段共聚物，TPE-s)、聚烯烃共混物(TPE-o)、热塑性聚酰胺(TPU)、热塑性共聚酯或热塑性聚酰胺。

用热塑性塑料浸渍可以例如由此进行，将单个纤维用热塑性塑料涂覆，比方说通过浸入或通过挤出。然后将因此用热塑性塑料包裹的纤维加工成织物。

另一种可能性在于使用热塑性材料的薄膜，将其与纤维复合垫连接，例如通过压延。将因此制得的复合材料作为用热塑性塑料浸渍的纤维垫使用。

优选地，由因此产生的片状复合材料切割，尤其是冲压半成品。在一个步骤中因此首先通过将半成品与所产生的复合材料分离而进行成型。

尤其是在使用热塑性浸渍的情况下，然后可以使半成品在热作用下变形，尤其是深冲。应理解的是，为此优选还使用热塑性轻量结构。

尤其是在使用非热塑性轻量结构的情况下使其变形并且通过冷却的热塑性塑料保持在模具中。因此制成的半成品处于预应力下，这可以用于改进其机械稳定性。非热塑性轻量结构也可以引起预应力，因为并不使其这样强烈地升温而使得结构完全热塑性变形。

由片材可以成型几乎任意形状的物体，然而其通常具有基本上均匀的层厚度。

然后可以如在改进方案的情况下设计为将半成品用热塑性塑料后注塑。由此能够产生具有几乎任意形状的三维物品，其中设置有纤维垫的轻量结构形成零部件的芯部。