一种纤维增强扣具及其成型工艺的制作方法

文档序号:19937839发布日期:2020-02-14 22:47阅读:193来源:国知局

本发明涉及扣具的技术领域,特别是指一种纤维扣具及其成型工艺。



背景技术:

现有技术中常见的织带扣具包括塑料扣具和金属扣具,其中塑料扣具强度要求不高,采用塑料注塑成型工艺生产,塑料扣具大多包括公扣及母扣,藉由连接于两种不同织带的公扣与母扣扣接组合,以达到便于自由连系且固定两端织带的作用,这种扣具广泛应用于安全帽、背包或鞋子鞋带的扣合。而常见的金属扣具是采用各种金属加工制造而成,常见的金属扣具如皮带扣或者承重较大的公扣及母扣。

现有的金属扣具重量重,需要应用在接触皮肤的场所时亲肤感差,尤其在冬天,冰冷的金属质感会刺激到使用者,体验性差。而塑料扣具的强度无法满足高强度的使用需求。



技术实现要素:

本发明的目的在于克服现有技术的不足而提供一种强度高、重量轻且亲肤效果好的纤维增强扣具及其成型工艺。

为了达成上述目的,本发明的解决方案是:

一种纤维增强扣具的成型工艺,其包括以下步骤:

步骤a:制备连续长纤维缠绕带;具体包括以下步骤:

步骤a1纤维准备:依产品功能需求选择合适的纤维纱、布(管布)或毡等。

步骤a2树脂准备:依产品功能需求选择并调配好合适的树脂。

步骤a3纤维预浸:对所采用的纤维纱、布(管布)或毡等织物用调配好的树脂进行上浆预浸制作,并进行中低温(约50~90℃)预烘烤。如采用干纱则不需预浸作业,直接采用浇灌或注压树脂的方式进行并辅以必要的加热成型。如采用热塑性树脂则也可采用类注塑方式进行。并根据需求控制好树脂含量。

步骤b:将步骤a中的缠绕带在缠绕治具上进行缠绕,缠绕需依产品的设计按照预先设定的方向进行缠绕,并根据设定的缠绕量控制好缠绕的圈数,缠绕时,将缠绕带沿着产品筋条轴向方向纵向缠绕,可采用手工也可采用设备或设备辅助。

步骤c:将缠绕有缠绕带的缠绕治具放入产品的模具中加热成型;

步骤d:成型后脱模即得到纤维增强扣具。

进一步,步骤a包括以下步骤:

步骤a1:依产品功能需求选择纤维原料,并裁成所要的轴向纤维;

步骤a2:依产品功能需求选择并调配好树脂,树脂的含量占长纤维缠绕带的20%以上;

步骤a3:对所选择的纤维原料用调配好的树脂进行上浆预浸作业,并进行中低温50~90预烘烤,得到所述连续长纤维缠绕带。

进一步,步骤a也可包括以下步骤:

步骤a1:选择干纱作为纤维原料,并裁成所要的轴向纤维;

步骤a2:依产品功能需求选择并调配好树脂;

步骤a3:将步骤a1的轴向纤维与步骤a2的树脂进行浇灌或者注压,并进行加热成型。

进一步,所述步骤a1中,纤维原料为纤维纱、纤维布、纤维管布或者纤维毡中的任意一种或者任意组合。

进一步,所述步骤a2中,所述树脂的含量为30%~50%,较最佳为35%。

进一步,所述步骤b中长纤维缠绕带在径向及轴向的方向上纤维的量超过50%,与缠绕方向成角度的纤维不超过50%,此处的百分比是指缠绕带中纤维含量的百分比,也是指在缠绕位置处纤维带的缠绕量;

进一步,所述的一种纤维增强扣具的成型工艺,包括位于步骤d之后的:

步骤e:将预先准备好的膜状树脂物质贴于步骤d中的纤维增强扣具的产品表面。

进一步,步骤c中,所述模具内贴有预先准备好的膜状树脂物质,使步骤d中所述纤维增强扣具的表面形成有与膜状树脂物质的图案。

进一步,步骤d中,所述的加热成型包括模压加热成型、袋压加热成型或者外加缠热缩性膜后加热成型或注压成型中的任意一种。

本发明还提供一种一种使用所述的成型工艺制备而成的纤维增强扣具。

采用上述结构后,本发明采用纤维增强材料制作的扣具,因其密度远低于扣具可用的金属,故质量只是一般金属扣具的三分之一到五分之一;另其热传导系数也远低于金属,亲肤使用体验上也远高于金属扣具。另外,本发明与塑料扣具相比,本发明纤维增强扣具的强度远超塑料扣具,甚至接近了不锈钢金属扣具的强度。

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案,下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

本发明揭示一种纤维增强扣具的成型工艺,其包括以下步骤:

步骤a:制备连续长纤维缠绕带;

纤维缠绕带的制备包括以下步骤:

步骤a1:纤维准备,依产品功能需求选择合适的纤维纱、纤维布、纤维管布、纤维毡或干纱等。纤维缠绕带可以采用预浸纤维料,也可采用干纱、布、管布或毡等织物及其预浸料。

步骤a2:树脂准备,依产品功能需求选择并调配好合适的树脂,制作本发明扣具产品的树脂含量在20%以上,区间最佳在35%左右,所涉树脂可以是反应成型的热固性树脂,也可是非化学反应成型的热塑性树脂。

步骤a3:纤维预浸,对所采用的纤维纱、纤维布、纤维管布或纤维毡等织物用步骤a2调配好的树脂进行上浆预浸制作,并进行中低温(约50~90℃)预烘烤。如采用干纱则不需预浸作业,直接采用浇灌或注压树脂的方式进行并辅以必要的加热成型。如采用热塑性树脂则也可采用类注塑方式进行,并根据需求控制好树脂含量。

步骤b:缠绕作业,将步骤a中的缠绕带在缠绕治具上进行缠绕,缠绕需依产品的设计按照预先设定的方向进行缠绕,并根据设定的缠绕量控制好缠绕的圈数。缠绕是在缠绕治具上进行,治具是依产品形状设计而成。缠绕时在产品径/轴线的方向(指的是产品各位置的受力方向)上纤维的量超50%,与缠绕方向成角度的纤维量不宜超过50%。连续长纤维经径/轴向缠绕铺设后,使得纤维能最大限度的承受外力,发挥碳纤维复合材料的强度优势,最终使采用本发明的产品强度最优化。

步骤c:成型作业,将缠绕有缠绕带的缠绕治具放入产品的模具中加热成型;成型方式可采用模压加热成型或者采用袋压加热成型或者外加缠热缩性膜后加热成型等。因为治具是依产品形状设计而成,故也可作为成型时模具的一部份,步骤b完成后直接放入模具内压力加热成型后取出。

步骤d:成型后脱模即得到纤维增强扣具。

步骤e:产外外观加工,为简化产品后续加工,并达亲环保,在成型时还可采用模内装饰和/或加贴外观改善膜方式进行,以实现免后段喷涂加工。主要方法是采用一种事先准备好的膜状树脂物质(该膜况物质还可采用丝印等印刷技术事先印刷所需图案)贴于缠绕预制好的产品上或直接贴于模内再与缠绕预制品一同成型,这样成型出来的产品外观便可免常用技术的喷涂加工。

本发明采用纤维缠绕法制做环形扣具可适合于单孔或多孔的环形产品,也适用非封闭环形扣具或其他产品;本发明采用纤维增强材料制作的扣具,因其密度远低于扣具可用的金属,故质量只是一般金属的扣具的三分之一到五分之一;另其热传导系数也远低于金属,亲肤使用体验上也远胜于金属扣具。与塑料扣具相较,本发明扣具强度远超塑料扣具,甚至接近了不锈钢金属扣具的强度。

上述实施例并非限定本发明的产品形态和式样,任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰,皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

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