碳纖維輪轂的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本技術涉及碳纖維輪轂。
【背景技術】
[0002]現有的碳纖維輪轂，由碳纖維組成，但其碳纖維走向雜亂無序，強度和韌性較低。
【發明內容】
[0003]本技術的目的是提供一種碳纖維排布有序，能夠有效提高輪轂強度和韌性的碳纖維輪轂。
[0004]本技術所述的碳纖維輪轂，包括間隔排布的徑向層和瑋向層;徑向層和瑋向層均由碳纖維組成;徑向層中的各碳纖維經過輪輻在輪轂中心與輪緣之間延伸；瑋向層中的各碳纖維環繞輪轂軸線。
[0005]上述的碳纖維輪轂，一徑向層中的延伸到輪緣的一碳纖維，接著延伸到輪轂的另一徑向層，再經過輪輻，到達輪轂中心，形成另一徑向層中的一碳纖維。
[0006]上述的碳纖維輪轂，一徑向層中的延伸到輪轂中心的一碳纖維，接著延伸到輪轂的另一徑向層，再經過輪輻，到達輪緣，形成另一徑向層中的一碳纖維。
[0007]上述的碳纖維輪轂，徑向層中的延伸到輪緣的一碳纖維，再環繞輪轂軸線，形成瑋向層中的一碳纖維。
[0008]上述的碳纖維輪轂，徑向層中的延伸到輪轂中心的一碳纖維，再環繞輪轂軸線，形成瑋向層中的一碳纖維。
[0009]本技術的有益效果:本技術中碳纖維使用徑向層中碳纖維(經線)+瑋向層中碳纖維（瑋線）的規則排列方法，與纖維結構雜亂排列的常規碳纖維輪轂相比，在使用相同的材料和相同輪轂形狀的情況下，可獲得更高強度的輪轂，有更高的強度和韌性。
[0010]碳纖維輪轂的碳纖維排列，根據強度需要，分為經線和瑋線兩大部分，經線基本沿著徑向和軸向延伸，瑋線基本環繞輪轂軸線。經線經過輪輻在輪轂中心與輪緣之間延伸。例如，經線從輪轂中心開始，經過輪輻，延伸到輪緣，可以切斷，或者一直延伸到輪轂的另一徑向層再經過輪輻，到達輪轂中心，或者順著輪緣繞成瑋線。經線的主要作用承擔輪轂端面承受的彎曲負載、端面的徑向壓力、以及沿著輪轂軸向的彎曲力等;瑋線主要是順著輪轂的圓周方向排列的碳纖維，瑋線主要承擔輪轂的徑向負載。
[0011]本技術還提供了一種方便快捷、生產效率高的碳纖維輪轂的碳纖維排布方法。
[0012]本技術所述的碳纖維輪轂的碳纖維排布方法，采用徑向層和瑋向層交替排布方法，先排布徑向層或者瑋向層;徑向層中的各碳纖維經過輪輻在輪轂中心與輪緣之間延伸；瑋向層中的各碳纖維環繞輪轂軸線。
[0013 ]本技術所述的碳纖維輪轂的碳纖維排布方法的有益效果:這種碳纖維排布方法有規則，十分適于自動化生產;按照這種排布方法可以以3D技術打印生產出碳纖維輪轂，生產效率高。
[0014]所述碳纖維輪轂的碳纖維排布方法，一徑向層中的各碳纖維的排布方法是:把組成該徑向層的各碳纖維先后或同時排布在輪轂中心與輪緣之間形成一個完整的徑向層;一瑋向層中的各碳纖維的排布方法是:把組成該瑋向層的各碳纖維先后或同時環繞輪轂軸線而形成一個完整的瑋向層。
[0015]徑向層中的各碳纖維先后排布是指，先排布一根碳纖維，再排布另一根碳纖維。先后排布時，最好按照相鄰次序進行排布，即先排布第一根碳纖維，再排布與第一根碳纖維相鄰的第二根碳纖維，再排布與第二根碳纖維相鄰的第三根碳纖維，依此類推。徑向層的各碳纖維同時排布是指同一時間一起排布組成該徑向層的各碳纖維。
[0016]瑋向層中的各碳纖維先后排布是指，先排布一根環繞輪轂軸線的碳纖維，再排布另一根環繞輪轂軸線的碳纖維。先后排布時，最好按照相鄰次序進行排布，即先排布環繞輪轂軸線的第一根碳纖維，再排布與第一根碳纖維相鄰的環繞輪轂軸線的第二根碳纖維，再排布與第二根碳纖維相鄰的環繞輪轂軸線的第三根碳纖維，依此類推。瑋向層的各碳纖維同時排布是指同一時間一起排布組成該瑋向層的環繞輪轂軸線的各碳纖維。
[0017]所述碳纖維輪轂的碳纖維排布方法，一徑向層中的各碳纖維的排布方法是:把一根碳纖維在輪轂中心與輪緣之間反復折回而形成一個完整的徑向層;一瑋向層中的各碳纖維的排布方法是:把一根碳纖維環繞輪轂軸線而形成一個完整的瑋向層。這樣，一根碳纖維經反復折回就形成一個徑向層;一根碳纖維經多次環繞輪轂軸線就形成一個瑋向層。徑向層中的碳纖維可以以輪轂中心作為起始處，向著輪緣方向延伸，再折回到輪轂中心，如此反復，完成一個完整的徑向層排布。也可以以輪緣作為起始處，向著輪轂中心方向延伸，再折回到輪緣，如此反復，完成一個完整的徑向層排布。瑋向層中的碳纖維可以以輪轂中心作為起始處，環繞輪轂軸線，環繞時半徑先逐漸增大但軸線位置不變，然后再保持半徑不變逐漸改變軸向位置，直到輪緣處，完成一個完整的瑋向層排布。也可以以輪緣作為起始處，環繞輪轂軸線，環繞時半徑先保持不變逐漸改變軸向位置，然后再逐漸縮小半徑但軸線位置不變，直到輪轂中心處，完成一個完整的瑋向層排布。
[0018]所述的碳纖維輪轂的碳纖維排布方法，一徑向層中的各碳纖維與一瑋向層中的各碳纖維是一根連續的碳纖維。這樣就采用一根連續的碳纖維先排布一個完整的徑向層后，接著排布一個完整的瑋向層，也就是說，一個徑向層中的各碳纖維與一個瑋向層的各碳纖維是一根連續的碳纖維組成。
[0019 ]當然，所述的碳纖維輪轂的碳纖維排布方法，各徑向層中的各碳纖維與各瑋向層中的各碳纖維是一根連續的碳纖維。這樣就采用一根連續的碳纖維先排布一個完整的徑向層后，接著排布一個完整的瑋向層，如此交替排布徑向層和瑋向層，即可采用一根碳纖維完成整個輪轂的碳纖維排布。當然，先排布瑋向層再排布徑向層也完全是可以的。
[0020]所述的碳纖維輪轂的碳纖維排布方法，各徑向層中的各碳纖維是一根連續的碳纖維，各瑋向層中的各碳纖維是另一根連續的碳纖維。先采用一根碳纖維排布一個完整的徑向層，再用另一根碳纖維排布一個完整的瑋向層，接著用之前的徑向層中的碳纖維繼續排布另一個完整的徑向層，再用之前的瑋向層中的碳纖維繼續排布另一個完整的瑋向層，如此交替排布徑向層和瑋向層，即可采用兩根碳纖維完成整個輪轂的碳纖維排布。當然，先排布瑋向層再排布徑向層也完全是可以的。
【附圖說明】
[0021 ]圖I是碳纖維輪轂示意圖。
[0022]圖2是輪轂的瑋向層示意圖。
[0023]圖3是輪轂的徑向層示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖和【具體實施方式】對本技術作進一步說明。
[0025]實施例I:兩根碳纖維排布碳纖維輪轂
[0026]參見圖I所示的碳纖維輪轂3，包括間隔排布的徑向層I和瑋向層2。排布時，以一根碳纖維11先基本順著輪轂的徑向方向，從輪轂中心31開始沿著輪轂左側端面32經過輪輻33向外延伸，然后再順著輪轂的軸向方向向右延伸到輪緣34，接著反向折回，再順著輪轂的軸向方向向左延伸，再向內基本順著輪轂的徑向方向經過輪輻，到達輪轂中心，再反向折回，基本順著輪轂的徑向方向向外延伸，如此反復，完成一個完整的徑向層排布。一個完整的徑向層排布完成后，接著排布與已經完成排布的徑向層相鄰的瑋向層。
[0027]瑋向層2中的碳纖維21(瑋線)基本環繞輪轂軸線。排布時，以一根碳纖維21以輪轂中心作為起始處，環繞輪轂軸線，環繞時半徑先逐漸增大但軸線位置不變，然后再保持半徑不變逐漸改變軸向位置，直到輪緣處，完成一個完整的瑋向層排布。
[0028]這樣交替排布徑向層和瑋向層，后一個徑向層中的碳纖維是前一個徑向層中的碳纖維的延續，后一個瑋向層中的碳纖維是前一個瑋向層中的碳纖維的延續，即可采用兩根碳纖維完成整個輪轂的碳纖維排布。排布碳纖維時，注意讓開輪轂孔35(輪轂孔內無碳纖維），這樣排布完成后形成的輪轂，就自然形成了輪轂孔。
[0029]實施例2:—根碳纖維排布碳纖維輪轂
[0030]排布時，以一根碳纖維先從輪緣處順著輪轂的軸向方向向左延伸，再向內基本順著輪轂的徑向方向經過輪輻，到達輪轂中心，再反向折回，基本順著輪轂的徑向方向向外延伸，然后再順著輪轂的軸向方向向右延伸到輪緣，接著反向折回，如此反復，完成一個完整的徑向層排布。一個完整的徑向層排布完成后，接著排布與已經完成排布的徑向層相鄰的瑋向層。
[0031 ]把已經完成排布的徑向層中碳纖維末端作為要排布的瑋向層中碳纖維的首端。排布時，把該根碳纖維以輪緣作為起始處，環繞輪轂軸線，環繞時先保持半徑不變逐漸改變軸向位置，再逐漸減小半徑但軸線位置不變，直到輪轂中心處，完成一個完整的瑋向層排布。一個完整的瑋向層排布完成后，接著排布與已經完成排布的瑋向層相鄰的徑向層。
[0032]這樣交替排布徑向層和瑋向層，即可采用一根碳纖維完成整個輪轂的碳纖維排布。排布碳纖維時，注意讓開輪轂孔(輪轂孔內無碳纖維），這樣排布完成后形成的輪轂，就自然形成了輪轂孔。
[0033]使用經線+瑋線的排列方法，根據輪轂的受力和強度需要，排布碳纖維的密度、厚度和主要走向，在使用相同的材料和相同輪轂形狀的情況下，可獲得更高強度的輪轂。本發明的按照經瑋線方法制成的碳纖維輪轂好比鍛造輪轂(纖維結構有序排列），所以有更高的強度和韌性。
【主權項】
1.碳纖維輪轂，其特征是:包括間隔排布的徑向層和瑋向層;徑向層和瑋向層均由碳纖維組成;徑向層中的各碳纖維經過輪輻在輪轂中心與輪緣之間延伸；瑋向層中的各碳纖維環繞輪轂軸線。2.如權利要求I所述的碳纖維輪轂，其特征是：一徑向層中的延伸到輪緣的一碳纖維，接著延伸到輪轂的另一徑向層，再經過輪輻，到達輪轂中心，形成另一徑向層中的一碳纖維。3.如權利要求I所述的碳纖維輪轂，其特征是:一徑向層中的延伸到輪轂中心的一碳纖維，接著延伸到輪轂的另一徑向層，再經過輪輻，到達輪緣，形成另一徑向層中的一碳纖維。4.如權利要求I所述的碳纖維輪轂，其特征是:徑向層中的延伸到輪緣的一碳纖維，再環繞輪轂軸線，形成瑋向層中的一碳纖維。5.如權利要求I所述的碳纖維輪轂，其特征是：徑向層中的延伸到輪轂中心的一碳纖維，再環繞輪轂軸線，形成瑋向層中的一碳纖維。
【專利摘要】本技術提供一種碳纖維排布有序，能夠有效提高輪轂強度和韌性的碳纖維輪轂。它包括間隔排布的徑向層和緯向層；徑向層和緯向層均由碳纖維組成；徑向層中的各碳纖維經過輪輻在輪轂中心與輪緣之間延伸；緯向層中的各碳纖維環繞輪轂軸線。
【IPC分類】B32B9/00
【公開號】CN205149065
【申請號】CN201520912407
【發明人】林中尉
【申請人】林中尉
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年11月17日