專利名稱：具有倒鉤的復(fù)合材料工件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料工件的制造方法，特別是指一種具有倒鉤的復(fù)合材料工
件的制造方法。
背景技術(shù)：
如圖1所示，為中國(guó)臺(tái)灣公告第M331441號(hào)"復(fù)合材結(jié)合塑料材結(jié)構(gòu)"新型專利申 請(qǐng)，該專利申請(qǐng)中披露一種利用可上下開(kāi)模的模具11來(lái)將對(duì)向疊合的復(fù)合材與塑料材12 進(jìn)行熱壓成型的制造方法，但是，此種上下開(kāi)模式的模具11在配合成型具有倒鉤造型(所 謂"倒鉤造型"是指開(kāi)口面積小于內(nèi)部最大截面積的態(tài)樣的工件)的工件時(shí)，就會(huì)受限于其 脫模方式而造成硬化成型后的工件無(wú)法順利脫離該模具的情況，因此，此類(lèi)的成型方式只 限于制造不具倒鉤造型的工件。 如圖2所示，為中國(guó)臺(tái)灣公告第M257243號(hào)"高爾夫球桿頭模具的模仁"新型專利 申請(qǐng)，該專利申請(qǐng)中是利用多塊可逐塊拆卸的模仁22配合一模具21，以在脫模過(guò)程中將所 述模仁22以特定脫出順序、脫模角度及脫模路徑逐塊自成型后的工件(就是球桿頭)23內(nèi) 取出，而此種制造方式雖可成功制造出具有倒鉤造型的工件23，但是，由于所述模仁22之 間一定存在著縫隙，因此在熱壓成型的過(guò)程中，用于成型該工件23的原料勢(shì)必會(huì)滲入所述 模仁22的相互接合處的縫隙中，因此，在該具有倒鉤造型的工件23脫離該模具21及模仁 22后，其內(nèi)部表面就會(huì)形成有多余的溢料線(圖未示)，也就是俗稱的"毛邊"，必須再經(jīng)過(guò) 一個(gè)毛邊研磨的加工程序以將毛邊去除，進(jìn)而增加整體制程的復(fù)雜度。
由此可見(jiàn)，一般用于制造具有倒鉤造型的工件的制造方法，仍有許多可以再進(jìn)一 步改善的地方。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種制造具有倒鉤造型的工件，且該工件在脫模后其內(nèi)部表 面不會(huì)產(chǎn)生溢料線的復(fù)合材料工件制造方法。
于是，本發(fā)明具有倒鉤的復(fù)合材料工件的制造方法，包含一芯模制備步驟、一支
撐件置放步驟、一復(fù)合材料貼覆步驟、一加熱硬化步驟、一脫模步驟及一取出步驟。 該芯模制備步驟是利用遇熱后會(huì)膨脹的軟性材質(zhì)以制出一芯模并備用，該芯模具
有一本體部、一自該本體部延伸出的突出部，以及一自該突出部頂面凹陷至該本體部的容
置槽，且該突出部的外徑小于該本體部的外徑。 該支撐件置放步驟是將一支撐件放入該芯模的容置槽內(nèi)以支撐該本體部及突出 部。 該復(fù)合材料貼覆步驟是將一復(fù)合材料貼覆于該芯模的本體部的外表面。 該加熱硬化步驟是將貼覆有復(fù)合材料的該芯模及支撐件放入一模具中并加熱，以
使該芯模遇熱膨脹后將該復(fù)合材料緊密推抵于該模具的模穴內(nèi)壁面，而該復(fù)合材料經(jīng)過(guò)加
熱后也會(huì)硬化，并形成一具有倒鉤的工件。
3
該脫模步驟是將該芯模、支撐件及貼覆于該芯模的本體部上的復(fù)合材料自該模具 中取出，再將該支撐件自該芯模的容置槽內(nèi)取出。 該取出步驟是對(duì)該芯模的突出部施予朝該容置槽方向的夾制力量以使其產(chǎn)生壓 縮形變，借此連動(dòng)該本體部隨之產(chǎn)生壓縮形變，進(jìn)而使該本體部可自該具有倒鉤的工件內(nèi) 取出。 本發(fā)明所述的具有倒鉤的復(fù)合材料工件的制造方法，在該芯模制備步驟中，該芯
模的軟性材質(zhì)選自于下列所構(gòu)成的群組聚氨基甲酸乙酯泡棉、硅膠、橡膠。 本發(fā)明所述的具有倒鉤的復(fù)合材料工件的制造方法，在該復(fù)合材料貼覆步驟中，
該復(fù)合材料選自于下列所構(gòu)成的群組含浸樹(shù)脂的碳纖維、玻璃纖維、硼纖維、芳綸纖維。 本發(fā)明所述的具有倒鉤的復(fù)合材料工件的制造方法，在該支撐件置放步驟中，該
支撐件具有一個(gè)嵌入部，及一個(gè)設(shè)置于該嵌入部上的夾取部，該嵌入部置于該芯模的容置
槽內(nèi)，而該夾取部突伸于該容置槽外。 本發(fā)明所述的具有倒鉤的復(fù)合材料工件的制造方法，在該支撐件置放步驟中，該 支撐件的嵌入部及夾取部皆是由金屬所制成。 本發(fā)明所述的具有倒鉤的復(fù)合材料工件的制造方法，在該支撐件置放步驟中，該 支撐件為一氣袋。 本發(fā)明所述的具有倒鉤的復(fù)合材料工件的制造方法，在該支撐件置放步驟中，該 支撐件為加熱后會(huì)釋放氣體而膨脹的硬質(zhì)發(fā)泡材。 本發(fā)明所述的具有倒鉤的復(fù)合材料工件的制造方法，該硬質(zhì)發(fā)泡材的材質(zhì)選自于 下列所構(gòu)成的群組無(wú)機(jī)碳酸鹽、無(wú)機(jī)碳酸氫鹽、有機(jī)三乙醇胺。 本發(fā)明的有益效果在于利用該芯模是由可壓縮的軟性材質(zhì)所一體成型的特性， 使其于脫模時(shí)可通過(guò)壓縮形變而順利自該具有倒鉤造型的工件內(nèi)取出，且該芯模與該模具 相配合地對(duì)該復(fù)合材料進(jìn)行熱壓時(shí)，由于其一體成型的外形不具縫隙，因此不會(huì)在工件的 內(nèi)表面產(chǎn)生溢流線，使其不需再經(jīng)過(guò)一道毛邊研磨加工程序，進(jìn)而有效簡(jiǎn)化整體制程。


圖1是一剖視圖，說(shuō)明中國(guó)臺(tái)灣公告第M331441號(hào)"復(fù)合材結(jié)合塑料材結(jié)構(gòu)"新型 專利申請(qǐng)的制造方法； 圖2是一剖視圖，說(shuō)明中國(guó)臺(tái)灣公告第M257243號(hào)"高爾夫球桿頭模具的模仁"新 型專利申請(qǐng)的模仁逐塊拆卸的情形； 圖3是一流程示意圖，說(shuō)明本發(fā)明具有倒鉤的復(fù)合材料工件的制造方法的第一較 佳實(shí)施例的制造流程； 圖4是一立體圖，說(shuō)明該第一較佳實(shí)施例的一芯模制備步驟所制出的一芯模；
圖5是一側(cè)視圖，說(shuō)明該芯模的側(cè)視狀態(tài)； 圖6是一立體組合圖，說(shuō)明一支撐件置放于該芯模的容置槽內(nèi)的狀態(tài)； 圖7是一剖視圖，說(shuō)明該支撐件置放于該芯模的容置槽內(nèi)的狀態(tài)； 圖8是一立體組合圖，說(shuō)明該第一較佳實(shí)施例的一復(fù)合材料貼覆步驟中，將一復(fù)
合材料貼覆于該芯模的一本體部的外表面上的情形； 圖9是一立體分解圖，說(shuō)明該第一較佳實(shí)施例的一加熱成型步驟中將一貼覆有復(fù)件放入一模具中的情形； 圖10是一立體分解圖，說(shuō)明該第一較佳實(shí)施例的一脫模步驟中將該支撐件與該 芯模脫離的情形； 圖11是一剖視圖，說(shuō)明圖10中芯模的剖視情形； 圖12是一剖視圖，說(shuō)明該第一較佳實(shí)施例的一取出步驟中對(duì)該芯模施予外力使 其壓縮變形的狀態(tài)； 圖13是一立體圖，說(shuō)明該利用第一較佳實(shí)施例所制出的具有倒鉤造型的工件成
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PR 圖14是一剖視圖，說(shuō)明本發(fā)明具有倒鉤的復(fù)合材料工件的制造方法的第二較佳 實(shí)施例的一支撐件為一氣袋； 圖15是一剖視圖，說(shuō)明本發(fā)明具有倒鉤的復(fù)合材料工件的制造方法的第三較佳 實(shí)施例的一支撐件為硬質(zhì)發(fā)泡材。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。在本發(fā)明被詳細(xì)描述之前，要注 意的是，在以下的說(shuō)明中，類(lèi)似的組件以相同的編號(hào)來(lái)表示。 參閱圖3，本發(fā)明具有倒鉤的復(fù)合材料工件的制造方法的第一較佳實(shí)施例，依序包 含一芯模制備步驟3、 一支撐件置放步驟4、 一復(fù)合材料貼覆步驟5、 一加熱硬化步驟6、 一脫 模步驟7及一取出步驟8。 參閱圖4、5，依據(jù)圖3所示的該芯模制備步驟3是以遇熱后會(huì)膨脹的軟性材質(zhì)制出 一芯模31并備用，該芯模31具有一本體部311、一自該本體部311延伸出的突出部312，以 及一 自該突出部312頂面凹陷至該本體部311的容置槽313，且該突出部312的外徑小于 該本體部311的外徑。該本體部311是在后續(xù)復(fù)合材料貼覆步驟5中，作為一個(gè)供復(fù)合材 料51(見(jiàn)圖8)貼覆的表面，并于貼覆后使該復(fù)合材料51形成一具有倒鉤造型的態(tài)樣(見(jiàn) 圖11)，而該突出部312是提供后續(xù)取出步驟8中，以外力擠壓時(shí)的施力處(見(jiàn)圖12)。
該軟性材質(zhì)具有可因外力而產(chǎn)生壓縮變形，且在遇熱后會(huì)膨脹的物理特性，在本 實(shí)施例中，該芯模31的本體部311及突出部312是由聚氨基甲酸乙酯(Polyurethane，PU) 泡棉所制成，但是也可采用橡膠、硅膠或等效的材質(zhì)，此外，該本體部311及突出部312是呈 一體成型的態(tài)樣，至于如何利用軟性材質(zhì)一體成型出具有槽孔態(tài)樣的結(jié)構(gòu)體，例如使用壓 出成型、射出灌入模具成型，或利用CNC加工機(jī)以刀具切削整塊橡膠成型的技術(shù)手段等，皆 應(yīng)為所屬技術(shù)領(lǐng)域人士所能夠了解并輕易實(shí)施的，在此不再加以贅述。
參閱圖6、7，依據(jù)圖3所示的該支撐件置放步驟4是先制出一金屬材質(zhì)的支撐件 41，該支撐件41具有一與該芯模31的容置槽313概呈相同形狀的嵌入部411，及一設(shè)置于 該嵌入部411上的夾取部412，之后再將該嵌入部411置于該芯模31的容置槽313內(nèi)，而在 該嵌入部411置入該容置槽313內(nèi)后，該夾取部412則是突伸于該容置槽313外。由于該 芯模31是由軟性材質(zhì)所制成，當(dāng)該支撐件41的嵌入部411置放于該容置槽313內(nèi)時(shí)，就可 對(duì)該芯模31的本體部311及突出部312支撐，使其不至于變形，以利后續(xù)復(fù)合材料貼覆步 驟5的實(shí)施。 參閱圖8，依據(jù)圖3所示的該復(fù)合材料貼覆步驟5是將一復(fù)合材料51貼覆于該芯
5模31的本體部311的外表面，并于貼覆后使該復(fù)合材料51形成一具有倒鉤造型的態(tài)樣(見(jiàn) 圖11)，而該復(fù)合材料51的種類(lèi)則視成品工件100(顯示于圖13)所需的材質(zhì)而定，例如含 浸樹(shù)脂的碳纖維、玻璃纖維、硼纖維、芳綸纖維等，在此并不加以設(shè)限。 參閱圖9，如圖3所示的該加熱硬化步驟6是將貼覆有復(fù)合材料51的該芯模31及 支撐件41放入一可上下開(kāi)合的模具61中加熱，以使該芯模31的本體部311遇熱膨脹后，將 該復(fù)合材料51緊密推抵于該模具61的模穴內(nèi)壁面，而該復(fù)合材料51在加熱后也會(huì)硬化， 并形成一具有倒鉤102的工件100(顯示于圖12、 13)。 配合參閱圖9、10，并如圖3所示的該脫模步驟7是將完成加熱程序并冷卻后的該 模具61打開(kāi)，并將該芯模31、支撐件41及貼覆于該芯模31的本體部311上且已硬化的復(fù) 合材料51自該模具61中取出，之后再通過(guò)挾持該支撐件41的夾取部412，以將該嵌入部 411自該芯模31的容置槽313內(nèi)取出，而當(dāng)該支撐件41的嵌入部411自該容置槽313內(nèi)取 出后，就會(huì)空出該容置槽313，以提供后續(xù)的取出步驟8中該本體部311及該突出部312受 力擠壓而變形的空間。 參閱圖11、12，并配合參閱圖13，如圖3所示的該取出步驟8是對(duì)該芯模31的突出 部312施予朝該容置槽313方向的夾制力量(如圖12中箭頭所示)，以使該突出部312產(chǎn) 生壓縮形變，并借此連動(dòng)該本體部311隨之產(chǎn)生壓縮形變，進(jìn)而使該本體部311可自該具有 倒鉤102的工件100的內(nèi)部取出，并留下一具有倒鉤102造型的工件IOO(如圖13所示)。
如圖14所示，本發(fā)明具有倒鉤的復(fù)合材料工件的制造方法的第二較佳實(shí)施例，大 致上與該第一較佳實(shí)施例相同，相同的地方不再贅言，其中不相同的地方在于在如圖3所 示的該支撐件置放步驟4中，該支撐件41為一內(nèi)部可充氣的氣袋，并在充滿氣體后頂?shù)钟?該芯模31的本體部311及突出部312，進(jìn)而支撐該本體部311及突出部312，至于該氣袋的 材質(zhì)可為尼龍、乳膠，或硅膠等。 如圖15所示，本發(fā)明具有倒鉤的復(fù)合材料工件的制造方法的第三較佳實(shí)施例，大 致上與該第一較佳實(shí)施例相同，相同的地方不再贅言，其中不相同的地方在于在如圖3所 示的該支撐件置放步驟4中，該支撐件41為加熱后會(huì)釋放氣體而膨脹的硬質(zhì)發(fā)泡材，例如 無(wú)機(jī)碳酸鹽和碳酸氫鹽材質(zhì)，或有機(jī)的三乙醇胺發(fā)泡材質(zhì)，在加熱硬化步驟6中會(huì)同時(shí)產(chǎn) 生二氧化碳或氮?dú)獾葻o(wú)毒氣體而膨脹變大，以在該加熱硬化步驟6中頂?shù)钟谠摫倔w部311 及突出部312，進(jìn)而支撐該芯模31的本體部311及突出部312，并輔助該芯模31的本體部 311及突出部312膨脹，以將貼覆于該本體部311外表面的復(fù)合材料51緊密地推抵至該模 具61(見(jiàn)圖9)的模穴內(nèi)壁面。 通過(guò)上述的軟性芯模31具有一體成型的本體部311及突出部312，并具有可壓縮 變形的特性，使該本體部311在該復(fù)合材料51硬化后，仍可通過(guò)施予該突出部312的外力 而驅(qū)使該本體部311產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的壓縮變形，使其在變形后的最大外徑是小于該工件100 的倒鉤102造型所圍繞界定出的開(kāi)口 104 (見(jiàn)圖12、 13)，進(jìn)而使該本體部311可從該具有倒 鉤102造型的工件100內(nèi)被取出，而因此不會(huì)產(chǎn)生工件100成品無(wú)法自該芯模31順利脫開(kāi) 的情況。 再者，該芯模31的本體部311及突出部312是呈一體成型的態(tài)樣，并不像如一般 的模仁之間具有縫隙，因此在本發(fā)明中，與該本體部311相接觸的復(fù)合材料51在硬化成型 時(shí)就不會(huì)如一般產(chǎn)生溢料線，而使該復(fù)合材料51在硬化成型后其工件100的內(nèi)表面就能夠呈現(xiàn)平整的態(tài)樣，因此不需再對(duì)其內(nèi)表面進(jìn)行額外的毛邊研磨加工程序，有助于簡(jiǎn)化整體 制作程序，進(jìn)而有效提高制程效率及降低制造成本。 歸納上述，本發(fā)明具有倒鉤的復(fù)合材料工件的制造方法，利用該芯模31的本體部 311及突出部312是由可壓縮的軟性材質(zhì)所制成并呈一體成型的特性，使該芯模31的本體 部311及突出部312于脫模時(shí)，可通過(guò)壓縮形變而順利自該具有倒鉤102造型的工件100 內(nèi)取出，且該芯模31的本體部311與該模具61相配合地對(duì)該復(fù)合材料51進(jìn)行熱壓時(shí)，由 于其一體成型的外形不具縫隙，因此不會(huì)在復(fù)合材料51的內(nèi)表面產(chǎn)生溢流線，使成品工件 100不需再經(jīng)過(guò)一道毛邊研磨加工程序，進(jìn)而能夠有效簡(jiǎn)化整體制程以提升制程效率及降 低成本，所以確實(shí)能達(dá)到本發(fā)明的目的。
權(quán)利要求
一種具有倒鉤的復(fù)合材料工件的制造方法，其特征在于，該制造方法包含一個(gè)芯模制備步驟，以遇熱后會(huì)膨脹的軟性材質(zhì)制出一個(gè)芯模并備用，該芯模具有一個(gè)本體部、一個(gè)自該本體部延伸出的突出部，以及一個(gè)自該突出部頂面凹陷至該本體部的容置槽，且該突出部的外徑小于該本體部的外徑；一個(gè)支撐件置放步驟，將一個(gè)支撐件放入該芯模的容置槽內(nèi)以支撐該本體部及突出部；一個(gè)復(fù)合材料貼覆步驟，將一個(gè)復(fù)合材料貼覆于該芯模的本體部的外表面；一個(gè)加熱硬化步驟，將貼覆有復(fù)合材料的該芯模及該支撐件放入一個(gè)模具中并加熱，以使該芯模遇熱膨脹后將該復(fù)合材料緊密推抵于該模具的模穴內(nèi)壁面，而該復(fù)合材料經(jīng)過(guò)加熱后也會(huì)硬化，并形成一個(gè)具有倒鉤的工件；一個(gè)脫模步驟，將該芯模、該支撐件及貼覆于該芯模的本體部上的復(fù)合材料自該模具中取出，再將該支撐件自該芯模的容置槽內(nèi)取出；以及一個(gè)取出步驟，對(duì)該芯模的突出部施予朝該容置槽方向的夾制力量以使其產(chǎn)生壓縮形變，借此連動(dòng)該本體部隨之產(chǎn)生壓縮形變，進(jìn)而使該本體部可自該具有倒鉤的工件內(nèi)取出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有倒鉤的復(fù)合材料工件的制造方法，其特征在于，在該芯模制備步驟中，該芯模的軟性材質(zhì)選自于下列所構(gòu)成的群組聚氨基甲酸乙酯泡棉、硅膠、橡膠。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有倒鉤的復(fù)合材料工件的制造方法，其特征在于，在該復(fù)合材料貼覆步驟中，該復(fù)合材料選自于下列所構(gòu)成的群組含浸樹(shù)脂的碳纖維、玻璃纖維、硼纖維、芳綸纖維。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有倒鉤的復(fù)合材料工件的制造方法，其特征在于，在該支撐件置放步驟中，該支撐件具有一個(gè)嵌入部，及一個(gè)設(shè)置于該嵌入部上的夾取部，該嵌入部置于該芯模的容置槽內(nèi)，而該夾取部突伸于該容置槽外。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有倒鉤的復(fù)合材料工件的制造方法，其特征在于，在該支撐件置放步驟中，該支撐件的嵌入部及夾取部皆是由金屬所制成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有倒鉤的復(fù)合材料工件的制造方法，其特征在于，在該支撐件置放步驟中，該支撐件為一氣袋。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有倒鉤的復(fù)合材料工件的制造方法，其特征在于，在該支撐件置放步驟中，該支撐件為加熱后會(huì)釋放氣體而膨脹的硬質(zhì)發(fā)泡材。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有倒鉤的復(fù)合材料工件的制造方法，其特征在于，該硬質(zhì)發(fā)泡材的材質(zhì)選自于下列所構(gòu)成的群組無(wú)機(jī)碳酸鹽、無(wú)機(jī)碳酸氫鹽、有機(jī)三乙醇胺。
全文摘要
一種具有倒鉤的復(fù)合材料工件的制造方法，包含；一芯模制備步驟、一支撐件置放步驟、一復(fù)合材料貼覆步驟、一加熱硬化步驟、一脫模步驟及一取出步驟。本發(fā)明利用該芯模制備步驟中由可壓縮的軟性材質(zhì)以制出一體成型的芯模，使該芯模于該脫模步驟中可通過(guò)壓縮形變而順利自該具有倒鉤造型的工件內(nèi)取出，且于該加熱硬化步驟中該芯模與該模具相配合地對(duì)該復(fù)合材料進(jìn)行熱壓時(shí)，由于該芯模是一體成型且不具縫隙，因此不會(huì)在復(fù)合材料的內(nèi)表面產(chǎn)生溢流線，使成品的工件不需再經(jīng)過(guò)一道毛邊研磨加工程序，進(jìn)而有效簡(jiǎn)化整體制程及節(jié)省制造成本。
文檔編號(hào)B29C43/36GK101733886SQ20081017529
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2008年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月13日
發(fā)明者曾皆富 申請(qǐng)人:明安國(guó)際企業(yè)股份有限公司