复材管件成化的方法及装置与流程

本发明关于一种管件成化的装置，特别关于一种复材管件成化的装置。

本发明又关于一种使用上述复材管件成化的装置的方法。

背景技术：

市面上的金属管件用途相当广泛，其中，长形管件主要用以输送气体或液体，由于金属的质地坚硬，因此能够承受较大的压力，然而一般金属管件的重量较其他材质的管件的重量为重，且价格也较为高昂，也有基础的管形结构，管件的长度极短，且为配合不同工程需求，该管件会有复杂的管壁形态，以应对不同方向的力量，以方便成型出中空碟状的结构体，或轮圈或轮体的外框等，为此业界便研发出一种由金属及复合材料所构成的复材管件，复材管件具有重量轻，价格低廉的优点，而且强度及硬度亦不逊色于一般金属管件。

已知复材管件成化的装置，如图1所示，包括：

一第一模具91及一第二模具92，该第一模具91及该第二模具92的外周缘分别具有一凹部u，该第一模具91及该第二模具92相互连接，进而让该第一模具91的凹部u及该第二模具92的凹部u连通形成一模槽u1。

已知复材管件成化的装置于使用时状态详述如下：

首先，将一基材k及至少一复合材料预浸布层l依序上模铺放，该复合材料预浸布层l包括一纤维l1及一树酯l2；

之后，再于该模槽u1的外围加热，由此对位于该模槽u1内的基材k及复合材料预浸布层l加热，让树酯l2产生黏着的效果，使复合材料预浸布层l与该基材k结合形成一复材管件；

而后，开启该第一模具91及该第二模具92，使该第一模具91及该第二模具92分离，让用者便能够取得该复材管件。

然而，已知复材管件成化的装置主要通过对于该模槽u1内的基材k及复合材料预浸布层l加热，使基材k及复合材料预浸布层l结合，然而习知复材管件成化的装置，不但极易造成材料分布不均匀厚度不一，极易造成成品受力不平衡，且同时亦造成加热的过程中加热不均的问题，进而让基材及复合材料的结合效果大幅降低，更影响复材管 件的结构的稳固性，是以需要一种复材管件成化的方法及装置。

技术实现要素：

本发明提供一种复材管件成化方法，其主要目的是提供一种能够制造出结构稳固，成形效果佳的复材管件的复材管件成化方法。

本发明的另一目的是提供一种复材管件成化装置，其主要目的是提供一种能够实施前述方法的装置。

为达前述目的，本发明复材管件成化装置，包括：

一第一模具，该第一模具的外周缘具有一第一模面，该第一模具的一端具有一第一接邻端，该第一模具的另一端具有一第一限制端，该第一限制端的直径大于该第一接邻端的直径；

一第二模具，该第二模具的外周缘具有一第二模面，该第二模具的一端具有一第二接邻端，该第二模具的另一端具有一第二限制端，该第二限制端的直径大于该第二接邻端的直径，该第二接邻端与该第一接邻端连接，该第一模面及该第二模面连接形成一成形面；以及

一真空袋膜，封闭于该第一模具及该第二模具外，该真空袋膜与该第一模具及该第二模具间形成一封闭空间，该真空袋膜连接一真空泵，该真空泵与该封闭空间连通。

为达前述目的，本发明复材管件成化方法，包括：

关模步骤，提供基材、第一模具及第二模具，基材为一管体，基材具有一穿孔，穿孔的一端具有一第一开放口，穿孔的另一端具有一第二开放口，使第一模具及第二模具分别自基材的两端朝该基材移动，第一模具自第一开放口穿入基材的穿孔，第二模具自第二开放口穿入基材的穿孔，第一模具的第一接邻端及该第二模具的第二接邻端接合，使第一模面及第二模面连接形成该成形面，由此让基材包覆于该成形面；

上模步骤，将至少一复合材料及至少一金属材料交互铺放于基材上，复合材料包括一树酯及一纤维；

包覆真空袋膜步骤，将真空袋膜封闭于该第一模具及第二模具外，由此使真空袋膜与第一模具及第二模具之间形成封闭空间；

抽真空步骤，令真空泵抽取封闭空间内的空气，使封闭空间呈现真空状态，通过封闭空间内外的气压差迫使真空袋膜压覆于复合材料及金属材料上，由此将基材、复合材料及金属材料压实，并通过复合材料的树酯使基材、复合材料及金属材料结合，以形成 复材管件；

去除真空袋膜步骤，将真空袋膜自第一模具及第二模具外取下：以及

开模步骤，使该第一模具及该第二模具分离，由此让成形的复材管件离模，以利使用者取得复材管件。

由前述可知，本发明复材管件成化的方法主要通过依序执行关模步骤、上模步骤、包覆真空袋膜步骤、抽真空步骤、去除真空袋膜步骤及开模步骤，便能够达成提供一种能使复材管件的结构稳固，固化成形效果佳的复材管件成化方法的目的，另可配合具有动力源的旋转台结构，供管件于成型时辅助成型釜中进行旋转以形成离心力，以利管件中的复合材料中的各类树酯于固化前更能均匀的分布于管件外周缘处形成高表面质量的成品。

附图说明

图1为习知复材管件成化装置的示意图。

图2为本发明复材管件成化装置的示意图。

图3a为本发明复材管件成化方法的关模步骤的示意图。

图3b为本发明复材管件成化方法的关模步骤的示意图。

图4为本发明复材管件成化方法的上模步骤及包覆真空袋膜步骤的示意图。

图5为本发明复材管件成化方法的抽真空步骤的示意图。

图5b为图5a的局部放大图。

图6为本发明复材管件成化方法的加压空步骤及加温步骤的示意图。

图7为本发明复材管件配合具有动力源旋转台作业的示意图。

图8为本发明复材管件成化方法的开膜步骤的示意图。

图9为本发明复材管件成化方法的示意图。

说明书附图中的符号解释如下：

《现有技术》

第一模具91第二模具92

基材k复合材料预浸布层l

纤维l1树酯l2

凹部u模槽u1

《本发明》

第一模具10第一内侧101

第一外侧102第一模面11

第一接邻端12第一限制端13

第二模具20第二模面21

第二接邻端22第二限制端23

成形面30真空袋膜40

封闭空间41真空泵42

辅助成型釜50旋转台51

动力源510平台511

基材60穿孔61

第一开放口611第二开放口612

复合材料70树酯71

纤维72金属材料80

关模步骤a上模步骤b

包覆真空袋膜步骤c抽真空步骤d

加压步骤e加热步骤f

去除真空袋膜步骤g开模步骤h

扩张方向l

具体实施方式

为使贵审查委员对本发明的目的、特征及功效能够有更进一步的了解与认识，以下兹请配合图式简单说明详述如后：

本发明复材管件成化装置，如图2所示，包括：

一第一模具10，该第一模具10的外周缘具有一第一模面11，该第一模具10的一端具有一第一接邻端12，该第一模具10的另一端具有一第一限制端13，该第一限制端13的直径大于该第一接邻端12的直径，该第一模具10具有相对的一第一内侧101及一第一外侧102，该第一模面11位于该第一外侧102，定义该第一内侧101延伸至该第一外侧102的方向为一扩张方向l，该第一模面11从该第一接邻端12至该第一限制端13沿着该扩张方向l扩张；

一第二模具20，该第二模具20的外周缘具有一第二模面21，该第二模具20的一 端具有一第二接邻端22，该第二模具20的另一端具有一第二限制端23，该第二限制端23的直径大于该第二接邻端22的直径，该第二接邻端22与该第一接邻端12连接，该第一模面11及该第二模面21连接形成一成形面30，该第二模面21从该第二接邻端22至该第二限制端23沿着该扩张方向l扩张；

一真空袋膜40，封闭于该第一模具10及该第二模具20外，该真空袋膜40与该第一模具10及该第二模具20间形成一封闭空间41，该真空袋膜40用以让该封闭空间41与外界空气隔绝，该真空袋膜40连接一真空泵42，该真空泵42与该封闭空间41连通；以及

一辅助成型釜50，该第一模具10、该第二模具20及该真空袋膜40设置于该辅助成型釜50内，该辅助成型釜50用以对该第一模具10、该第二模具20及该真空袋膜40加压及加温；另可如图7所示，是可配合一具有动力源510的旋转台51结构，该旋转台51于动力源510顶部设有一平台511，以供管件置入该辅助成型釜50中的平台511上。

本发明复材管件成化方法，如3a图至图9所示，包括；

关模步骤a，如图3a、3b及图9所示，提供基材60、第一模具10及第二模具20，基材60是呈管状，基材60具有一穿孔61，穿孔61的一端具有一第一开放口611，穿孔61的另一端具有一第二开放口612，使该第一模具10及该第二模具20分别自基材60的两端朝该基材60移动，第一模具10自第一开放口611穿入基材60的穿孔61，第二模具20自第二开放口612穿入基材60的穿孔61，第一模具10的第一接邻端12与该第二模具20的第二接邻端22接合，使第一模面11及第二模面21连接形成该成形面30，由此让基材60包覆于该成形面30；

上模步骤b，如图4及图9所示，将至少一复合材料70及至少一金属材料80交互铺放于基材60上，复合材料70的材质视产品应用而定，复合材料70可为碳纤维复合材料、克拉纤维复合材料、玻璃纤维复合材料、染色纤维复合材料或混编纤维复合材料，该复合材料70包括一树酯71及一纤维72，该树酯71为一热固性树酯或一热固性树酯，该纤维72的编织方式则选自单方向排列方式、平织方式、缎织方式、斜纹织方式及多方向织方式等其中之一；

包覆真空袋膜步骤c，如图4及图9所示，将真空袋膜40封闭于该第一模具10及第二模具20外，由此使真空袋膜40与第一模具10及第二模具20之间形成封闭空间41；

抽真空步骤d，如图5及图9所示，令真空泵42抽取封闭空间41内的空气，使封 闭空41间呈现真空状态，通过封闭空间41内外的气压差迫使真空袋膜40压覆于复合材料70及金属材料80上，由此将基材60、复合材料70及金属材料80压实，并由复合材料70的树酯71使基材60、复合材料70及金属材料80结合，以形成复材管件；

加压步骤e，如图6及图9所示，将第一模具10、第二模具20及真空袋膜40置入辅助成型釜50内，通过辅助成型釜50对第一模具10、第二模具20及真空袋膜40加压，增加真空袋膜40压覆于复合材料70及金属材料80的力量，由此使基材60、复合材料70及金属材料80的结合关更为稳固；

加热步骤f，如图6及图9所示，通过辅助成型釜50对基材60、复合材料70及金属材料80加温，使基材60、复合材料70及金属材料80的固化效果更佳；

去除真空袋膜步骤g，如图8所示，将真空袋膜40自第一模具10及第二模具20外取下：

开模步骤h，如图8及图9所示，使该第一模具10及该第二模具20分离，由此使复材管件离模，以利使用者取得复材管件。

由前述可知，本发明复材管件成化的方法主要通过依序执行关模步骤a、上模步骤b、包覆真空袋膜步骤c、抽真空步骤d、去除真空袋膜步骤g及开模步骤h，便能够达成提供一种能使复材管件的结构稳固，固化成形效果佳的复材管件成化方法的目的，另可配合该具有动力源510的旋转台51结构，供管件置入该辅助成型釜50中的平台511上，于加热步骤f程序进行时，同时旋转使以形成离心力，以利管件中的复合材料中的各类树酯于固化前更能均匀的分布于管件外周缘处形成高表面质量的成品。