以金屬細網加強復合材料的結構的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型是有關于一種以金屬細網加強復合材料的結構,特別是指其于纖維復 合材料中加入金屬細網構成的復合材料結構。
【背景技術】
[0002] 按,目前纖維復合材料例如碳纖維或玻璃纖維復合材料通常有脆性斷裂 (brittle fracture)的缺點,當遇到外力產生破壞時,會有瞬間斷裂而導致災難性破壞 (Catastrophic failure)的危險,例如目前自行車很流行采用的碳纖維復合材料前叉 (Carbon Fork),當其受到前輪驟烈沖擊(Impact)時,會在前叉豎管(Steerer)及肩頸 (Crown)區域產生斷裂,造成瞬間前輪脫離而導致騎乘人員摔翻,而有致命性的危險。
[0003] 因此,目前纖維復合材料的結構耐沖擊強度,實在有必要進行改善,以防止其脆性 斷裂。 【實用新型內容】
[0004] 本實用新型的目的,在于提供一種以金屬細網(metalmesh)加強復合材料的結 構,借助在纖維復合材料中加入金屬細網構成一體,并利用金屬細網材料的強度及破裂韌 性,防止復合材料的脆性斷裂,強化復合材料的強度及耐沖擊性。
[0005] 為達上述的目的,本實用新型一種以金屬細網加強復合材料的結構,包含一第一 復材層體、一第二復材層體、一金屬細網、一上側復層纖維體、一下側復層纖維體。
[0006] 該金屬細網、該上側復層纖維體、該下側復層纖維體位于該第一復材層體、該第 二復材層體之間,各纖維體包含復數或單數的纖維體,纖維體可為不同纖維角度的排列, 或為不同編織纖維的型式,上側復層纖維體與下側復層纖維體可呈對稱排列(Symmetric stacking sequence)〇
[0007] 本實用新型一實施例,上側纖維體包含一第一纖維體、一第二纖維體、一第三纖維 體;該下側復層纖維體包含一第四纖維體、一第五纖維體、一第六纖維體,該第二纖維體和 第三纖維體呈交叉結構(Angle-ply structure),該第五纖維體和該第六纖維體呈交叉結 構,該第一纖維體、該第二纖維體、該第三纖維體位置可相對于該第四纖維體、該第五纖維 體、該第六纖維體呈對稱排列。
[0008] 為達上述的目的,本實用新型還提供一種以金屬細網加強復合材料的結構,其包 含一第一復材層體、一第二復材層體、至少二個金屬細網、一第一纖維體、一第二纖維體、一 第三纖維體、一第四纖維體、一第五纖維體、一第六纖維體、一第七纖維體、一第八纖維體、 一第九纖維體、一第十碳纖維體,其中:
[0009] 該金屬細網、該第一纖維體、該第二纖維體、該第三纖維體、該第四纖維體、該第五 纖維體、該第六纖維體、該第七纖維體、該第八纖維體、該第九纖維體、該第十纖維體位于該 第一復材層體、該第二復材層體之間,該第二纖維體、該第三纖維體纖維排列角度呈交叉結 構,該第五纖維體、該第六纖維體纖維排列角度呈交叉結構,該第七纖維體、該第八纖維體 纖維排列角度呈交叉結構,該第九纖維體、該第十纖維體纖維排列角度呈交叉結構,該第一 纖維體、該第二纖維體、該第三纖維體、該第七纖維體、該第八纖維體位置相對于該第四纖 維體、該第五纖維體、該第六纖維體、該第九纖維體、該第十纖維體呈對稱排列。
[0010] 借助高強度、高吸收沖擊能量的金屬細網加入于纖維復合材料零組件(例如自行 車的前叉(Fork)、車架(Frame)、或座管(Seat post)),與復合材料一體成型,應用金屬細 網的孔目,產生易粘著的互穿型(Intra-penetrating network)結構,并利用金屬細網材料 的強度及破裂韌性(Toughness),防止復合材料的脆性斷裂,強化零件的強度及耐沖擊性, 具有預警性作用特點,避免零件的災難性破壞,保障騎乘者生命安全。
【附圖說明】
[0011] 圖1是本實用新型的剖面圖。
[0012] 圖2是本實用新型的另一構造剖面圖。
[0013] 圖3是本實用新型的再一構造剖面圖。
[0014] 【主要元件符號說明】
[0015] 第一復材層體11
[0016] 第二復材層體12
[0017] 金屬細網20
[0018] 第一纖維體31
[0019] 第二纖維體32
[0020] 第三纖維體33
[0021] 第四纖維體34
[0022] 第五纖維體35
[0023] 第六纖維體36
[0024] 第七纖維體37
[0025] 第八纖維體38
[0026] 第九纖維體39
[0027] 第十纖維體30
[0028] 上側復層纖維體3
[0029] 下側復層纖維體300。
【具體實施方式】
[0030] 請參考圖1所示,本實用新型一種以金屬細網加強復合材料的結構,包含一第一 復材層體11、一第二復材層體12、一金屬細網20、一上側復層纖維體3、一下側復層纖維體 300,其中:
[0031] 該金屬細網20、該上側復層纖維體3、該下側復層纖維體300位于該第一復材層體 11、該第二復材層體12之間。
[0032] 在實施例圖中,該金屬細網20結合在該上側復層纖維體3及該下側復層纖維體 300之間,該第一復材層體11結合在上側復層纖維體3外側、該第二復材層體12結合在下 側復層纖維體300外側。
[0033] 本實用新型該第一復材層體11、該第二復材層體12、上側復層纖維體3、下側復層 纖維體300的材料選自玻璃纖維織布(Glass Fabric)、碳纖維織布(Carbon Fabric)、單一 方向纖維預浸料(Unidirectional Prepreg)、或表面席(Surface Matt)其中之一,其可在 本實用新型的不同層體交互應用來配合復合材料的設計結構,例如自行車的車架、前叉的 設計強度(Strength)、重量配置(Weight Distribution)、剛性(Rigidity)等所需。
[0034] 本實用新型一實施例該上側復層纖維體3包含一第一纖維體31、一第二纖維體 32、一第三纖維體33 ;該下側復層纖維體300包含一第四纖維體34、一第五纖維體35、一第 六纖維體36,其中:
[0035] 較佳者該各纖維層位置對稱排列在本實用新型的結構中,或不同的纖維層可以有 相異或相同的纖維角度互相疊置組合,例如上側復層纖維體3和下側復層纖維體300位置 對稱,或進一步實施例第一纖維體31位置相對于該第四纖維體34呈對稱排列;該第二纖維 體32和該第三纖維體33呈交叉結構;或該第二纖維體32位置相對于該第五纖維體35呈 對稱排列;或該第五纖維體35和該第六纖維體36呈交叉結構;或該第三纖維體33位置相 對于該第六纖維體36呈對稱排列。
[0036] 本實用新型一實施例,請參閱圖1所示,本實用新型包含一第一復材層體11 ; 一第 二復材層體12 ;-金屬細網20 ;該上側復層纖維體3包含一第一纖維體31、一第二纖維體 32、一第三纖維體33、該下側復層纖維體300包含一第四纖維體34、一第五纖維體35、一第 六纖維體36,其中:
[0037] 該金屬細網20 -側由內向外依序結合該第一纖維體31、該第二纖維體32、該第三 纖維體33再結合該第一復材層體11 ;該金屬細網20另一側由內向外依序結合該第四纖維 體34、該第五纖維體35、該第六纖維體36再結合該第二復材層體12 ;該第二纖維體32和 該第三纖維體33纖維排列角度呈交叉結構;該第五纖維體35和該第六纖維體36纖維排列 角度呈交叉結構;該第一纖維體31、該第二纖維體32、該第三纖維體33位置相對于該第四 纖維體34、該第五纖維體35、該第六纖維體36纖維排列角度呈對稱排列。
[0038] 本實用新型借助高強度、高吸收沖擊能量的金屬細網20加入于該第一纖維體 31、該第二纖維體32、該第三纖維體33、該第四纖維體34、該第五纖維體35、該第六纖維 體36及該第一復材層體11、該第二復材層體12所組成的纖維復合材料中,由于本實用新 型各構件間可以樹脂加以粘著而一體成型,因此,應用金屬細網20的孔目,產生易粘著的 互穿型(Intra-penetrating network)結構,并利用金屬細網20材料的強度及破裂韌性 (Toughness),防止復合材料的脆性斷裂,強化零件的強度及耐沖擊性,具有預警性作用特 點,避免零件的災難性破壞,保障騎乘者生命安全。
[0039] 請參閱圖2所示,本實用新型另一實施例包含一第一復材層體11、一第二復材層 體12、至少一金屬細網20,該上側復層纖維體3包含一第一纖維體31、一第二纖維體32、一 第三纖維體33、一第七纖維體37、一第八纖維體38 ;該下側復層纖維體300包含一第四纖 維體34、一第五纖維體35、一第六纖維體36、第九纖維體39