本发明涉及体育用品,特别是涉及用纤维布带条制作空心管坯的制造方法及其空心管产品。
背景技术:
1、随着人们生活水平的提高以及全民健身热潮的兴起,羽毛球、壁球、网球等球类运动得到了广泛普及。其中,羽毛球拍、壁球拍、网球拍等都属于利用纤维布制作成空心管产品。整个制作过程如下:首先,将整片的预浸了树脂的碳纤维布和/或玻璃纤维布按照结构比例裁成规格不同的纤维布片;然后,将预浸树脂的纤维布片按照设计进行直管卷曲、多层排叠,将尼龙风管包于里层,卷制成内空的条状空心管;然后,将碳纤维布和/或玻璃纤维布卷成的空心管,按球拍形态放入吹气热模压模具内,对空心管内的尼龙风管灌入一定气压的压缩空气,使空心管的外壁完全贴合热压模具的内壁,同时将热模压模具加热升温,预浸的树脂受热流动而扩散并均匀包裹所有纤维,待停止加热模具冷却而树脂固化后,停止对尼龙管吹气;最后,打开模具后,一支预设的羽毛球拍、网球拍、壁球拍的初坯制作完成。在上述制作过程中,这种多层纤维布片排叠包裹尼龙风管制作空心管的方式通常称为直管卷曲方式,该种方式因需要将若干个纤维布片一一卷到尼龙风管表面,属于间隙性生产过程,效率低,而且多个纤维布片在尼龙风管的轴向会有重叠部分,导致空心管存在厚簿不一的情况,径向受力不均匀。
技术实现思路
1、本发明的目的是解决上述技术问题,提供用纤维布带条制作空心管坯的制造方法及其空心管产品,采用螺旋卷曲的方式成形出来的空心管,要比直管卷曲出来的受力好、管体更加结实,而且能够连续卷合空心管,生产效率更高。
2、为实现上述目的,本发明提供了如下方案:本发明公开了用纤维布带条制作空心管坯的制造方法,先通过螺旋制管机制作纤维布空心管坯体,螺旋制管机包括一轴芯和一组位于轴芯两侧的滚筒,其中一个是主动滚筒由电机带动,另一个是从动滚筒,主动滚筒通过转动皮带带动从动滚筒转动;转动皮带紧紧地交叉缠绕在轴芯上,包括以下步骤:
3、s1、提供多个设定宽度、有预浸树脂的连续的纤维布带条;
4、s2、多层有预浸树脂的连续的纤维布带条被重叠并且螺旋地卷曲缠绕在轴芯表面,多层重叠的所述纤维布带条被卷入紧紧地交叉缠绕在轴芯上,并且卷入转动着的转动皮带内,紧紧地交叉缠绕在轴芯上的转动皮带带动多层重叠的所述纤维布带条做旋转运动,连续不断地螺旋卷曲在轴芯表面进而形成所述的纤维布管坯体;在紧紧地交叉缠绕在轴芯上的转动皮带的摩擦力推动之下,所述的纤维布管坯体不断地从轴芯的另一端被送出;
5、s3、纤维布管坯体按照预设长度截断形成所需长度的纤维布管坯。
6、优选地,螺旋卷曲的各层所述纤维布带条的边沿与轴芯之间的夹角一致。
7、优选地,螺旋卷曲的各层所述纤维布带条的边沿与轴芯之间的夹角为±45度和/或±60度。
8、优选地,包括步骤s4,往截断的纤维布管坯内插入尼龙风管,装入预设形状的热模压模具内加热升温,同时给尼龙风管吹气,纤维布管坯均匀受热,所述纤维布管坯外壁贴合所述热压模具表面,模具冷却后所述预浸树脂固化,停止对所述尼龙风管吹气,从而获得所需要的空心管。
9、优选地,各层所述的纤维布带条的宽度根据需要事先设定,至少有一层所述的纤维布带条的边界相互重叠形成相互重叠区,所述的相互重叠区形成所述的空心管坯的强度加强区,而紧贴轴芯的那层所述的纤维布带条没有重叠区;每一层所述的纤维布带条均为螺旋状卷曲,所述的相互重叠区轴向均匀分布,不会导致轴向克重和受力不均。
10、优选地,每一层有预浸树脂的连续的纤维布带条的其中一面均贴合有一层离心纸,另一面附有一层簿膜;在有预浸树脂的连续的纤维布带条被转动皮带卷入之前,紧贴轴芯的那一层有预浸树脂的连续的纤维布带条的离心纸随同有预浸树脂的连续纤维布带一起被卷到轴芯上,并且该层有预浸树脂的连续纤维布带的离心纸紧贴在轴芯上,直到所述的纤维布管坯体被裁切成所述纤维布管坯后,再将该离心纸抽掉;其它层有预浸树脂的连续的纤维布带条带在被卷入转动皮带前,先将离心纸同步剥离;每一层纤维布条带的簿膜在所述的纤维布条带被卷入皮带前须被同步剥离。
11、还公开了空心管产品,主要由空心管坯制作而成,所述空心管坯采用了上述的用纤维布条带制作空心管坯的制造方法制作而成。
12、优选地,所述空心管产品包括但不限于空心管、皮划艇浆浆柄、羽毛球拍、网球拍或壁球拍,所述羽毛球拍、网球拍或壁球拍包括拍框和拍杆,所述拍框和拍杆为所述空心管坯制作而成。
13、优选地,制成空心管产品的空心管坯的所述纤维布为碳纤维布和/或玻璃纤维布。
14、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果:
15、1、本发明中,采用多个设定宽度、有预浸树脂的连续的纤维布带条,为生产的连续性提供了保障生产的可连续性,相比将整片的预浸了树脂的碳纤维布和/或玻璃纤维布按照结构比例裁成规格不同的纤维布片,然后,将预浸树脂的纤维布片按照设计进行直管卷曲、多层排叠的传统工艺的效率有明显的提高。
16、2、本发明中,空心管坯采用了连续螺旋卷曲的方式制作而成,与直管卷曲、多层排叠制成的空心管相比,连续螺旋卷曲的方式成形出来的空心管坯的每一层的纤维布带条均为螺旋状卷曲,轴向和径向的克重和受力均匀,而直管卷曲、多层排叠制作而成的空心管坯,最里层和最外层均有一直线形的重合边,导致该空心管产品的径向克重和受力不均。
17、3、本发明中,相互重叠区轴向均匀分布,重叠区就是受力加强区,可有效提高空心管产品轴向和径向的受力性能。
18、4、本发明中,往截断的纤维布管坯内插入尼龙风管,装入预设形状的热模压模具内加热升温后,给尼龙风管吹气,可使纤维布管坯均匀受热,使纤维布管坯外壁贴合热压模具表面,待模具冷却预浸树脂固化后,停止对尼龙风管吹气,便可获得所需要的空心管,空心管产品的表面状态是由热压模具内壁表面状态决定,与是否有重叠区无关,因此,重叠区可以提高空心管产品的受力性能,但不会影响空心管产品的外观。
19、5、本发明中,紧贴轴芯的那层有预浸树脂的连续纤维布带的离心纸紧贴在轴芯上,直到纤维布管坯体被裁切成纤维布管坯后,再将该离心纸抽掉,可以防止预浸树脂粘连到轴芯上,其它层有预浸树脂的连续的纤维布带条带在被卷入转动皮带前,须先将离心纸同步剥离,以使有预浸树脂的连续的纤维布带条彼此相互粘连。
20、6、本发明中,无论是纤维平行排列所形成的纤维条带,还是经纬编织形成的纤维条带,纤维丝与空心管轴芯成一定夹角时,纤维各个方向的综合受力更大,而传统直管卷曲、多层排叠工艺制作空心管坯时,将整片的预浸了树脂的碳纤维布和/或玻璃纤维布按照结构比例裁成规格不同的纤维布片时,会刻意将纤维布裁切成与纤维丝形成一定夹角,这样受力性能得到了发挥,但材料的利用率却会降低,而用连续螺旋卷曲方法制作纤维布条带空心管时,纤维布条带与轴芯自然形成一夹角,此外还可以通过调整纤维布条带的卷入方向调整夹角的大小。
21、7、本发明中,多层重叠的纤维布带条被卷入紧紧地交叉缠绕在轴芯上,并且卷入转动着的转动皮带内,可带动多层重叠的纤维布带条做旋转运动,连续不断地螺旋卷曲在轴芯表面进而形成纤维布管坯体,在转动皮带的摩擦力推动之下,纤维布管坯体不断地从轴芯的另一端被送出,依靠转动皮带带动和张紧力的挤压,可将所卷曲的空心管坯体的多层预浸树脂纤维布带条彼此压平、压实、压紧,使纤维布管内部更加结实,纤维布带条之间通过树脂的黏着的更加紧密,因此,受力性能更好;而传统直管卷曲、多层排叠方法制作空心管坯时,每一层之间留有不同间隙,进而影响受力性能。
1.用纤维布带条制作空心管坯的制造方法,先通过螺旋制管机制作纤维布空心管坯体,螺旋制管机包括一轴芯和一组位于轴芯两侧的滚筒,其中一个是主动滚筒由电机带动,另一个是从动滚筒,主动滚筒通过转动皮带带动从动滚筒转动;转动皮带紧紧地交叉缠绕在轴芯上,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的用纤维布带条制作空心管坯的制造方法,其特征在于,螺旋卷曲的各层所述纤维布带条的边沿与轴芯之间的夹角一致。
3.根据权利要求1所述的用纤维布带条制作空心管坯的制造方法,,其特征在于,螺旋卷曲的各层所述纤维布带条的边沿与轴芯之间的夹角为±45度和/或±60度。
4.根据权利要求1所述的用纤维布带条制作空心管坯的制造方法,其特征在于,包括步骤s4,往截断的纤维布管坯内插入尼龙风管,装入预设形状的热模压模具内加热升温,同时给尼龙风管吹气,纤维布管坯均匀受热,所述纤维布管坯外壁贴合所述热压模具表面,模具冷却后所述预浸树脂固化,停止对所述尼龙风管吹气,从而获得所需要的空心管。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的用纤维布带条制作空心管坯的制造方法,其特征在于,各层所述的纤维布带条的宽度根据需要事先设定,至少有一层所述的纤维布带条的边界相互重叠形成相互重叠区,所述的相互重叠区形成所述的空心管坯的强度加强区,而紧贴轴芯的那层所述的纤维布带条没有重叠区;每一层所述的纤维布带条均为螺旋状卷曲,所述的相互重叠区轴向均匀分布,不会导致轴向克重和受力不均。
6.根据权利要求1所述的用纤维布带条制作空心管坯的制造方法,其特征在于,每一层有预浸树脂的连续的纤维布带条的其中一面均贴合有一层离心纸,另一面附有一层簿膜;在有预浸树脂的连续的纤维布带条被转动皮带卷入之前,紧贴轴芯的那一层有预浸树脂的连续的纤维布带条的离心纸随同有预浸树脂的连续纤维布带一起被卷到轴芯上,并且该层有预浸树脂的连续纤维布带的离心纸紧贴在轴芯上,直到所述的纤维布管坯体被裁切成所述纤维布管坯后,再将该离心纸抽掉;其它层有预浸树脂的连续的纤维布带条带在被卷入转动皮带前,先将离心纸同步剥离;每一层纤维布条带的簿膜在所述的纤维布条带被卷入皮带前须被同步剥离。
7.空心管产品,其特征在于,主要由空心管坯制作而成,所述空心管坯采用了如权利要求4至6任意一项所述的用纤维布条带制作空心管坯的制造方法制作而成。
8.根据权利要求7所述的空心管产品,其特征在于,所述空心管产品包括但不限于空心管、皮划艇浆浆柄、羽毛球拍、网球拍或壁球拍,所述羽毛球拍、网球拍或壁球拍包括拍框和拍杆,所述拍框和拍杆为所述空心管坯制作而成。
9.根据权利要求8所述的空心管产品,其特征在于,制成空心管产品的空心管坯的所述纤维布为碳纤维布和/或玻璃纤维布。