碳纖維輪轂的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本技術(shù)涉及碳纖維輪轂。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的碳纖維輪轂，由碳纖維組成，但其碳纖維走向雜亂無(wú)序，強(qiáng)度和韌性較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本技術(shù)的目的是提供一種碳纖維排布有序，能夠有效提高輪轂強(qiáng)度和韌性的碳纖維輪轂。
[0004]本技術(shù)所述的碳纖維輪轂，包括間隔排布的徑向?qū)雍同|向?qū)?徑向?qū)雍同|向?qū)泳商祭w維組成;徑向?qū)又械母魈祭w維經(jīng)過(guò)輪輻在輪轂中心與輪緣之間延伸；瑋向?qū)又械母魈祭w維環(huán)繞輪轂軸線。
[0005]上述的碳纖維輪轂，一徑向?qū)又械难由斓捷喚壍囊惶祭w維，接著延伸到輪轂的另一徑向?qū)?，再?jīng)過(guò)輪輻，到達(dá)輪轂中心，形成另一徑向?qū)又械囊惶祭w維。
[0006]上述的碳纖維輪轂，一徑向?qū)又械难由斓捷嗇炛行牡囊惶祭w維，接著延伸到輪轂的另一徑向?qū)樱俳?jīng)過(guò)輪輻，到達(dá)輪緣，形成另一徑向?qū)又械囊惶祭w維。
[0007]上述的碳纖維輪轂，徑向?qū)又械难由斓捷喚壍囊惶祭w維，再環(huán)繞輪轂軸線，形成瑋向?qū)又械囊惶祭w維。
[0008]上述的碳纖維輪轂，徑向?qū)又械难由斓捷嗇炛行牡囊惶祭w維，再環(huán)繞輪轂軸線，形成瑋向?qū)又械囊惶祭w維。
[0009]本技術(shù)的有益效果:本技術(shù)中碳纖維使用徑向?qū)又刑祭w維(經(jīng)線)+瑋向?qū)又刑祭w維（瑋線）的規(guī)則排列方法，與纖維結(jié)構(gòu)雜亂排列的常規(guī)碳纖維輪轂相比，在使用相同的材料和相同輪轂形狀的情況下，可獲得更高強(qiáng)度的輪轂，有更高的強(qiáng)度和韌性。
[0010]碳纖維輪轂的碳纖維排列，根據(jù)強(qiáng)度需要，分為經(jīng)線和瑋線兩大部分，經(jīng)線基本沿著徑向和軸向延伸，瑋線基本環(huán)繞輪轂軸線。經(jīng)線經(jīng)過(guò)輪輻在輪轂中心與輪緣之間延伸。例如，經(jīng)線從輪轂中心開(kāi)始，經(jīng)過(guò)輪輻，延伸到輪緣，可以切斷，或者一直延伸到輪轂的另一徑向?qū)釉俳?jīng)過(guò)輪輻，到達(dá)輪轂中心，或者順著輪緣繞成瑋線。經(jīng)線的主要作用承擔(dān)輪轂端面承受的彎曲負(fù)載、端面的徑向壓力、以及沿著輪轂軸向的彎曲力等;瑋線主要是順著輪轂的圓周方向排列的碳纖維，瑋線主要承擔(dān)輪轂的徑向負(fù)載。
[0011]本技術(shù)還提供了一種方便快捷、生產(chǎn)效率高的碳纖維輪轂的碳纖維排布方法。
[0012]本技術(shù)所述的碳纖維輪轂的碳纖維排布方法，采用徑向?qū)雍同|向?qū)咏惶媾挪挤椒?，先排布徑向?qū)踊蛘攥|向?qū)?徑向?qū)又械母魈祭w維經(jīng)過(guò)輪輻在輪轂中心與輪緣之間延伸；瑋向?qū)又械母魈祭w維環(huán)繞輪轂軸線。
[0013 ]本技術(shù)所述的碳纖維輪轂的碳纖維排布方法的有益效果:這種碳纖維排布方法有規(guī)則，十分適于自動(dòng)化生產(chǎn);按照這種排布方法可以以3D技術(shù)打印生產(chǎn)出碳纖維輪轂，生產(chǎn)效率高。
[0014]所述碳纖維輪轂的碳纖維排布方法，一徑向?qū)又械母魈祭w維的排布方法是:把組成該徑向?qū)拥母魈祭w維先后或同時(shí)排布在輪轂中心與輪緣之間形成一個(gè)完整的徑向?qū)?一瑋向?qū)又械母魈祭w維的排布方法是:把組成該瑋向?qū)拥母魈祭w維先后或同時(shí)環(huán)繞輪轂軸線而形成一個(gè)完整的瑋向?qū)印?br>[0015]徑向?qū)又械母魈祭w維先后排布是指，先排布一根碳纖維，再排布另一根碳纖維。先后排布時(shí)，最好按照相鄰次序進(jìn)行排布，即先排布第一根碳纖維，再排布與第一根碳纖維相鄰的第二根碳纖維，再排布與第二根碳纖維相鄰的第三根碳纖維，依此類(lèi)推。徑向?qū)拥母魈祭w維同時(shí)排布是指同一時(shí)間一起排布組成該徑向?qū)拥母魈祭w維。
[0016]瑋向?qū)又械母魈祭w維先后排布是指，先排布一根環(huán)繞輪轂軸線的碳纖維，再排布另一根環(huán)繞輪轂軸線的碳纖維。先后排布時(shí)，最好按照相鄰次序進(jìn)行排布，即先排布環(huán)繞輪轂軸線的第一根碳纖維，再排布與第一根碳纖維相鄰的環(huán)繞輪轂軸線的第二根碳纖維，再排布與第二根碳纖維相鄰的環(huán)繞輪轂軸線的第三根碳纖維，依此類(lèi)推。瑋向?qū)拥母魈祭w維同時(shí)排布是指同一時(shí)間一起排布組成該瑋向?qū)拥沫h(huán)繞輪轂軸線的各碳纖維。
[0017]所述碳纖維輪轂的碳纖維排布方法，一徑向?qū)又械母魈祭w維的排布方法是:把一根碳纖維在輪轂中心與輪緣之間反復(fù)折回而形成一個(gè)完整的徑向?qū)?一瑋向?qū)又械母魈祭w維的排布方法是:把一根碳纖維環(huán)繞輪轂軸線而形成一個(gè)完整的瑋向?qū)?。這樣，一根碳纖維經(jīng)反復(fù)折回就形成一個(gè)徑向?qū)?一根碳纖維經(jīng)多次環(huán)繞輪轂軸線就形成一個(gè)瑋向?qū)印较驅(qū)又械奶祭w維可以以輪轂中心作為起始處，向著輪緣方向延伸，再折回到輪轂中心，如此反復(fù)，完成一個(gè)完整的徑向?qū)优挪?。也可以以輪緣作為起始處，向著輪轂中心方向延伸，再折回到輪緣，如此反?fù)，完成一個(gè)完整的徑向?qū)优挪肌，|向?qū)又械奶祭w維可以以輪轂中心作為起始處，環(huán)繞輪轂軸線，環(huán)繞時(shí)半徑先逐漸增大但軸線位置不變，然后再保持半徑不變逐漸改變軸向位置，直到輪緣處，完成一個(gè)完整的瑋向?qū)优挪?。也可以以輪緣作為起始處，環(huán)繞輪轂軸線，環(huán)繞時(shí)半徑先保持不變逐漸改變軸向位置，然后再逐漸縮小半徑但軸線位置不變，直到輪轂中心處，完成一個(gè)完整的瑋向?qū)优挪肌?br>[0018]所述的碳纖維輪轂的碳纖維排布方法，一徑向?qū)又械母魈祭w維與一瑋向?qū)又械母魈祭w維是一根連續(xù)的碳纖維。這樣就采用一根連續(xù)的碳纖維先排布一個(gè)完整的徑向?qū)雍?，接著排布一個(gè)完整的瑋向?qū)?，也就是說(shuō)，一個(gè)徑向?qū)又械母魈祭w維與一個(gè)瑋向?qū)拥母魈祭w維是一根連續(xù)的碳纖維組成。
[0019 ]當(dāng)然，所述的碳纖維輪轂的碳纖維排布方法，各徑向?qū)又械母魈祭w維與各瑋向?qū)又械母魈祭w維是一根連續(xù)的碳纖維。這樣就采用一根連續(xù)的碳纖維先排布一個(gè)完整的徑向?qū)雍?，接著排布一個(gè)完整的瑋向?qū)?，如此交替排布徑向?qū)雍同|向?qū)樱纯刹捎靡桓祭w維完成整個(gè)輪轂的碳纖維排布。當(dāng)然，先排布瑋向?qū)釉倥挪紡较驅(qū)右餐耆强梢缘摹?br>[0020]所述的碳纖維輪轂的碳纖維排布方法，各徑向?qū)又械母魈祭w維是一根連續(xù)的碳纖維，各瑋向?qū)又械母魈祭w維是另一根連續(xù)的碳纖維。先采用一根碳纖維排布一個(gè)完整的徑向?qū)?，再用另一根碳纖維排布一個(gè)完整的瑋向?qū)?，接著用之前的徑向?qū)又械奶祭w維繼續(xù)排布另一個(gè)完整的徑向?qū)?，再用之前的瑋向?qū)又械奶祭w維繼續(xù)排布另一個(gè)完整的瑋向?qū)?，如此交替排布徑向?qū)雍同|向?qū)?，即可采用兩根碳纖維完成整個(gè)輪轂的碳纖維排布。當(dāng)然，先排布瑋向?qū)釉倥挪紡较驅(qū)右餐耆强梢缘摹?br>【附圖說(shuō)明】
[0021 ]圖I是碳纖維輪轂示意圖。
[0022]圖2是輪轂的瑋向?qū)邮疽鈭D。
[0023]圖3是輪轂的徑向?qū)邮疽鈭D。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本技術(shù)作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0025]實(shí)施例I:兩根碳纖維排布碳纖維輪轂
[0026]參見(jiàn)圖I所示的碳纖維輪轂3，包括間隔排布的徑向?qū)覫和瑋向?qū)?。排布時(shí)，以一根碳纖維11先基本順著輪轂的徑向方向，從輪轂中心31開(kāi)始沿著輪轂左側(cè)端面32經(jīng)過(guò)輪輻33向外延伸，然后再順著輪轂的軸向方向向右延伸到輪緣34，接著反向折回，再順著輪轂的軸向方向向左延伸，再向內(nèi)基本順著輪轂的徑向方向經(jīng)過(guò)輪輻，到達(dá)輪轂中心，再反向折回，基本順著輪轂的徑向方向向外延伸，如此反復(fù)，完成一個(gè)完整的徑向?qū)优挪肌Ｒ粋€(gè)完整的徑向?qū)优挪纪瓿珊?，接著排布與已經(jīng)完成排布的徑向?qū)酉噜彽默|向?qū)印?br>[0027]瑋向?qū)?中的碳纖維21(瑋線)基本環(huán)繞輪轂軸線。排布時(shí)，以一根碳纖維21以輪轂中心作為起始處，環(huán)繞輪轂軸線，環(huán)繞時(shí)半徑先逐漸增大但軸線位置不變，然后再保持半徑不變逐漸改變軸向位置，直到輪緣處，完成一個(gè)完整的瑋向?qū)优挪肌?br>[0028]這樣交替排布徑向?qū)雍同|向?qū)樱笠粋€(gè)徑向?qū)又械奶祭w維是前一個(gè)徑向?qū)又械奶祭w維的延續(xù)，后一個(gè)瑋向?qū)又械奶祭w維是前一個(gè)瑋向?qū)又械奶祭w維的延續(xù)，即可采用兩根碳纖維完成整個(gè)輪轂的碳纖維排布。排布碳纖維時(shí)，注意讓開(kāi)輪轂孔35(輪轂孔內(nèi)無(wú)碳纖維），這樣排布完成后形成的輪轂，就自然形成了輪轂孔。
[0029]實(shí)施例2:—根碳纖維排布碳纖維輪轂
[0030]排布時(shí)，以一根碳纖維先從輪緣處順著輪轂的軸向方向向左延伸，再向內(nèi)基本順著輪轂的徑向方向經(jīng)過(guò)輪輻，到達(dá)輪轂中心，再反向折回，基本順著輪轂的徑向方向向外延伸，然后再順著輪轂的軸向方向向右延伸到輪緣，接著反向折回，如此反復(fù)，完成一個(gè)完整的徑向?qū)优挪肌Ｒ粋€(gè)完整的徑向?qū)优挪纪瓿珊?，接著排布與已經(jīng)完成排布的徑向?qū)酉噜彽默|向?qū)印?br>[0031 ]把已經(jīng)完成排布的徑向?qū)又刑祭w維末端作為要排布的瑋向?qū)又刑祭w維的首端。排布時(shí)，把該根碳纖維以輪緣作為起始處，環(huán)繞輪轂軸線，環(huán)繞時(shí)先保持半徑不變逐漸改變軸向位置，再逐漸減小半徑但軸線位置不變，直到輪轂中心處，完成一個(gè)完整的瑋向?qū)优挪?。一個(gè)完整的瑋向?qū)优挪纪瓿珊螅又挪寂c已經(jīng)完成排布的瑋向?qū)酉噜彽膹较驅(qū)印?br>[0032]這樣交替排布徑向?qū)雍同|向?qū)?，即可采用一根碳纖維完成整個(gè)輪轂的碳纖維排布。排布碳纖維時(shí)，注意讓開(kāi)輪轂孔(輪轂孔內(nèi)無(wú)碳纖維），這樣排布完成后形成的輪轂，就自然形成了輪轂孔。
[0033]使用經(jīng)線+瑋線的排列方法，根據(jù)輪轂的受力和強(qiáng)度需要，排布碳纖維的密度、厚度和主要走向，在使用相同的材料和相同輪轂形狀的情況下，可獲得更高強(qiáng)度的輪轂。本發(fā)明的按照經(jīng)瑋線方法制成的碳纖維輪轂好比鍛造輪轂(纖維結(jié)構(gòu)有序排列），所以有更高的強(qiáng)度和韌性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.碳纖維輪轂，其特征是:包括間隔排布的徑向?qū)雍同|向?qū)?徑向?qū)雍同|向?qū)泳商祭w維組成;徑向?qū)又械母魈祭w維經(jīng)過(guò)輪輻在輪轂中心與輪緣之間延伸；瑋向?qū)又械母魈祭w維環(huán)繞輪轂軸線。2.如權(quán)利要求I所述的碳纖維輪轂，其特征是：一徑向?qū)又械难由斓捷喚壍囊惶祭w維，接著延伸到輪轂的另一徑向?qū)?，再?jīng)過(guò)輪輻，到達(dá)輪轂中心，形成另一徑向?qū)又械囊惶祭w維。3.如權(quán)利要求I所述的碳纖維輪轂，其特征是:一徑向?qū)又械难由斓捷嗇炛行牡囊惶祭w維，接著延伸到輪轂的另一徑向?qū)?，再?jīng)過(guò)輪輻，到達(dá)輪緣，形成另一徑向?qū)又械囊惶祭w維。4.如權(quán)利要求I所述的碳纖維輪轂，其特征是:徑向?qū)又械难由斓捷喚壍囊惶祭w維，再環(huán)繞輪轂軸線，形成瑋向?qū)又械囊惶祭w維。5.如權(quán)利要求I所述的碳纖維輪轂，其特征是：徑向?qū)又械难由斓捷嗇炛行牡囊惶祭w維，再環(huán)繞輪轂軸線，形成瑋向?qū)又械囊惶祭w維。
【專(zhuān)利摘要】本技術(shù)提供一種碳纖維排布有序，能夠有效提高輪轂強(qiáng)度和韌性的碳纖維輪轂。它包括間隔排布的徑向?qū)雍途曄驅(qū)?；徑向?qū)雍途曄驅(qū)泳商祭w維組成；徑向?qū)又械母魈祭w維經(jīng)過(guò)輪輻在輪轂中心與輪緣之間延伸；緯向?qū)又械母魈祭w維環(huán)繞輪轂軸線。
【IPC分類(lèi)】B32B9/00
【公開(kāi)號(hào)】CN205149065
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520912407
【發(fā)明人】林中尉
【申請(qǐng)人】林中尉
【公開(kāi)日】2016年4月13日
【申請(qǐng)日】2015年11月17日