我觀察了一年多的時間
每當有接觸到CLINCHER 碳纖車圈,我就會特別注意軌道的成型作法
這次台北展,我留意許多碳纖廠的車圈造型,發現以下這樣的製程方式越來越多廠使用
用一個ABS塑料內模,舖疊碳料,纏繞碳布,滾成一個接近長方型的實心結構體
再包覆汽袋與堆疊補強環的肚子作貼合,入模充氣加壓加熱成型
脫模後,再用車洗床加工切削,切出軌道,破壞裡頭的ABS塑料,完成CLINCHER車圈
ABS塑料近回收系統循環再製...
這樣的優點:
1.碳纖鋪疊快速與簡單
2.成型後的外觀漂亮與平整
3.可加速產能
以下是我用電子放大鏡蒐集到一些碳纖CLINCHER截面樣品圖片
可以明顯的看出碳纖堆疊方式,每一家廠商都有差異
可以從中判斷品質優劣
下面4張照片的CLINCHER 成型方式個人認為最不理想
但卻是目前越來越多廠使用的製程
這是上述我解說的製程,用傳統車洗加工機切削加工而成的製程...
纖維連續性被砍斷
碳纖複合材料加工,常用的方式:
1.水刀 2.雷射 3.超音波 4.鑽孔/車铣刀具
而最常使用的是車铣與鑽孔的後加工方式,大多是高速旋轉的刀具
與其說切削,更貼切的是撞擊,纖維與樹脂結合後會是硬與脆的結構物件,撞擊,將其撞斷
這樣的加工方式,影響到碳纖加工品質的因素有:
1.進刀速度
2.刀具型狀
3.刀具耐磨性...等
碳纖複材在加工過程中,常見有可能引起的損傷:
1.熱交換
2.碳纖拉出
3.產生絨毛
4.層間裂縫
5.脫層
6.幾何變型
7.粉塵...(碳纖會導電,粉塵容易造成電器用品短路)
展場中,我刻意問了幾家廠商,有廠商的回覆是:
他們車削處理的非常的平整...
以下是SEM微觀放大圖片
車削過後的碳纖結構,上述2.3.4情況明顯
除了已弱化結構,還會增加水氣進駐的機會
水氣進駐所產生的冷縮熱脹現象,是加速為裂紋成長的主要關鍵因子
而碳纖的一切破壞行為始於微裂紋...
長遠的耐用度備受考驗
下面為雷射加工方式所產生的斷面
纖維與樹脂都是被燒斷
纖維斷面呈圓球狀,相較車铣加工,平整與光滑
碳纖CLINCHER的對手件是橡膠外胎
接觸的位置若有太多毛邊與結構弱化情況,搭配橡膠車胎在拆與裝的過程中
橡膠會有較大的磨擦力,CLINCHER疊層結構因此被拉破的機率會上升
我家墨陽所使用的車圈
會事先過濾這一加工環節
降低車主暴露在風險因子當中
進而增加產品可靠度與耐用度...
#文章部分內容參考複合材料入門機械加工章節
#部分圖片出自逢甲大學郭文雄老師
#山姆叔叔技研