复合材料管件成型方法及其装置 本发明涉及一种复合材料管件成型方法及其装置。
目前的复合材料管件的制法,基本包括两道缠绕工序,请配合参阅图5所示,其是于一铁芯30外部绕设有复合材料31后,于复合材料31外部再绕设带状的收缩胶膜32,由于其收缩胶膜32为带状结构,而在绕设的过程中,带状的收缩胶膜32相互叠合处形成一高度差,即收缩胶膜32相对复合材料31表面处形成有空隙320,如此,于加热成型后,复合材料31会熔解流动并受收缩胶膜32收缩的挤压,有部份的复合材料31会被挤至该空隙320处,致使复合材料31管件的表面具有高度上的差异,因此于成型后,仍需要经过适当的表面处理方能提供完成成品,故而在加工程序中,存在诸多的缺点,诸如:
1.加工程序多时间长:其两道缠绕工序所需的时间长,加以后续表面处理的时间及人力的耗费均非常多,造成整体制作时间及成本上的负担,不符合经济的原则。
2.收缩胶膜32外部缠绕易造成复合材料31的外露:收缩胶膜32是以缠绕的方式定位于复合材料31外部,而其收缩胶膜32带体与带体相叠之处,易有分离露出的缺点,对于整体施工的质量影响较大,故有改良的必要。
3.收缩胶膜32使用成本高:收缩胶膜32于加热收缩后,即无法再行使用,必须于每一次的施工时,使用全新地收缩胶膜32,造成其使用的成本甚高。
本发明的目的在于提供一种复合材料管件成型方法及其装置,可以制成高品质无需后续表面处理的管件成品,更可以高效率的方式成型复合材料管件,从而能降低生产成本提高产品质量。
本发明的技术方案在于提供一种复合材料管件成型方法,其特征在于:依序包括如下步骤:
(1)缠绕:将复合材料依习知的方式绕于铁芯的外部;
(2)套入胶套:将铁芯绕有复合材料部份套入于一袋状的胶套内部;
(3)置入成型室:将前述的整体结构置入一成型装置的成型室内;
(4)抽真空:对成型室内抽真空,将胶套与复合材料间的空气抽去,使胶套自然的贴覆于复合材料外部;
(5)加入热媒:同时于成型室内导入热媒,该热媒为一高压高温的液体,使其对复合材料加热收缩成型;
(6)成型:成型成一体的结构;
(7)抽出热媒:将成型室内的热媒抽出;
(8)冷却:将前述结构以冷媒冷却;
(9)脱胶套:针对胶套与复合材料间进行放气,即将抽真空的空气泵予以关闭,胶套与复合材料间放入空气,再行充气加压,使胶套确实与复合材料管件脱离;
(10)抽铁芯:抽出铁芯,即得到管件的成品。
所述的复合材料管件成型方法,其特征在于:
在步骤(1)之后可于铁芯顶、底部各套设一膜盖与膜座,而于膜盖与膜座的外缘各套置入收缩胶膜开口端部,使铁芯绕有复合材料的部分位于收缩胶膜的范围内;此后进行该步骤(3)。
所述的复合材料管件成型方法,其特征在于:缠绕的过程可以卷取的方式进行,即是将复合材料于铁芯的外部经上胶后卷取整片式的复合材料。
所述的复合材料管件成型方法,其特征在于:该步骤(5)所用的热媒可以是热煤油,温度为摄氏100-200度,压力为0.1-2atm。
所述的复合材料管件成型方法,其特征在于:该步骤(8)所用的冷媒可以是水。
本发明还提供一种复合材料管件成型装置,包括一成型室,其特征在于:该成型室的侧壁顶、底部设有一入口与出口,而成型室的底部设有一座部,该座部具有多个各设有螺纹孔的结合部,以膜座底部所设的阳螺纹与结合部的螺纹孔结合成一体,而膜座上还设有上、下贯穿的通气孔与座部所设的中空的连通室连通,该连通室侧壁另设有抽气口。
本发明具有以下的优点:
1.成品品质高:其复合材料管件的成品表面平滑,并无过度高低层叠的变化,可确实的提高其成品的品质。
2.制法单纯:其胶套35的设置是以膜袋的方式直接套设,无需复杂的绕设过程,可有效的降低制作的时间成本,更无需后续的表面处理作业,可确实的节省制作的成本。
3.可大量制作:由于其胶套35套置较为方便,并可于大型的成型室20内同时置入数量极大的套有胶套35的复合材料31与铁芯30套合结构,可同时成型出数量庞大的管件,无需逐一操作,有效的提高制作的效率。
4.胶套35可重复使用节省成本:其胶套35是为一橡胶质的胶套结构,可重复使用,以节省使用的成本。为能进一步了解本发明的结构特征及其功效,本发明将以较佳实施例附以图式详细说明如后:
附图图面的说明:
图1是本发明的生产流程示意图。
图2是本发明的成型室配合剖面示意图。
图3是本发明的铁芯绕设复合材料并套设收缩胶膜平面示意图。
图4是本发明的铁芯绕设复合材料并套设收缩胶膜剖面放大示意图。
图5:是习知的铁芯绕设复合材料并绕设收缩胶膜剖面示意图。
请配合参阅图1、2、3所示,本发明复合材料管件成型方法的制作流程依序包括有如下步骤:
(1)缠绕:将复合材料31依习知的方式绕于铁芯30的外部;
(2)套入胶套:于铁芯30顶、底部各套设有一膜盖33与膜座34,使膜盖33与膜座34的外缘各套置入胶套35开口端部,使铁芯30绕有复合材料31的部份套设于胶套35之内;
(3)置入成型室:将前述的整体结构置入一成型装置内,而配合其成型的装置具有一成型室20,成型室20侧壁顶、底部设有一入口201与出口202,而成型室20的底部设有一座部21,座部21的结合部210具有螺孔与膜座34底部的阳螺纹结合成一体,而膜座34处设有上、下贯穿的通气孔340,与座部21所设的中空的连通室211连通,而其连通室211侧壁另设有抽气口212以利抽真空的进行;
(4)抽真空:经抽气口212、通气孔340对成型室20抽真空,所有固定于成型室20座部21上的各套有胶套35的未成品结构,在进行抽真空作业时,将胶套35与复合材料31间的空气予以抽去,使胶套35自然的贴覆于复合材料31外部,并具有强力收缩的效果;
(5)加入热媒:同时从成型室20的入口201导入热媒,该热媒为一高压高温的液体,不但可使胶套35更紧缩于复合材料31外部,更可使复合材料31于胶套35收缩套紧的状态下,被予以加热融合成一体的结构;加入的热媒可以用热煤油,温度为摄氏100-200度,压力为0.1-2atm;
(6)成型:即复合材料31成型为一体的结构;
(7)抽出热媒:由成型室20的出口202抽出热媒;
(8)冷却:将前述结构予以冷却,而冷却时是可以冷媒灌入成型室20中;冷媒可以是水;
(9)脱胶套:针对胶套35与复合材料31间进行放气180,即将抽真空的空气泵予以关闭,可使胶套35与复合材料31间放入空气,再行充气加压181,以使胶套35确实与复合材料31管件脱离;
(10)抽铁芯:并抽出铁芯30,使复合材料31的管件再与铁芯分离完成管件的制作。
而前述的制法中,其步骤1缠绕的过程亦可以卷取步骤101的方式代替,即是于铁芯30的外部上胶后直接卷取整片式的复合材料31,亦可达到上述的功能。
再者,前述步骤2套入胶套的过程中,其使用的胶套35为一具有收缩弹性的套体,而其原始的外径略小于铁芯30的直径,而当铁芯30欲置入胶套35内,可对胶套35内径处直接予以吹气扩大其内径后,再将铁芯30直接固定于胶套35间,再进行后续的步骤,如此,于胶套35收缩的过程中,其胶套35可确实的贴附于铁芯30的外部,不致产生任何的皱折,可有效的提高成品成型后的质量;待成型后,再对胶套35内径处充气,使原贴附于铁芯30外部的胶套35开始扩大其内径,使胶套35自行与铁芯30的表面分离,再将铁芯30抽出即可,即完成步骤9脱胶套的过程。