由于復(fù)合材料具有優(yōu)異的物理性能和重量輕等特點(diǎn)。因此,多數(shù)網(wǎng)球拍用復(fù)合材料來(lái)制造,其中所選用的材料有碳纖維、玻璃纖維、硼纖維等,又以預(yù)浸布的使用較為普遍。20世紀(jì)70年代以來(lái),廣泛采用了玻璃纖維碳纖維等作為強(qiáng)化纖維的FRP(熱固性纖維增強(qiáng)塑料)材料制造網(wǎng)球拍。為進(jìn)一步提高球拍框的性能,生產(chǎn)廠家不斷的改進(jìn)球拍框的制造方法,下面介紹一種復(fù)合材料網(wǎng)球拍框的制造方法。
1.制造方法簡(jiǎn)介
制造球拍框使用的強(qiáng)化纖維,一般為長(zhǎng)纖維、短纖維、單晶纖維等使用的基體樹脂,主要為環(huán)氧樹脂等熱固性樹脂,部分為尼龍6.6等熱塑料樹脂。使用環(huán)氧樹脂時(shí),為了使球拍框具有耐受繃緊腸弦的強(qiáng)度并保持將球擊回時(shí)所需要的強(qiáng)度,就要增加框拍整體的剛性,這樣就會(huì)出現(xiàn)較硬的打球感。由于拍框的硬度過(guò)強(qiáng),在實(shí)際使用中球拍的壽命要受到約束。另外,拍框涂層表面常因受到接觸摩擦,出現(xiàn)損傷,以***斷裂。
采用具有較好的振動(dòng)衰減性和疲勞強(qiáng)度的纖維增強(qiáng)塑料制成球拍框能夠克服上述不足,保持球拍框的良好性能。其制造方法是將熱固性長(zhǎng)纖維增強(qiáng)塑料和熱塑性長(zhǎng)纖維增強(qiáng)塑料混和,形成纖維增強(qiáng)塑。用這種塑料制造球拍框的工序是先用侵透了熱塑性樹脂的預(yù)浸材料被覆在芯體上并進(jìn)行折疊滾壓后加以烘干裁切,再用熱塑性長(zhǎng)纖維增強(qiáng)塑料薄片或筒狀材料進(jìn)行被覆,然后放入成形用金屬模具中加熱***塑料熔點(diǎn)以上,并設(shè)定時(shí)間打入高壓氣體或注入熔劑以提供內(nèi)壓,使纖維布在模具中成型,然后加以冷卻開模,即可將成型的球拍框由模具中取出。
該項(xiàng)技術(shù)中使用的熱塑性長(zhǎng)纖維增強(qiáng)塑料是由纖維材料和基體樹脂構(gòu)成。纖維材料具有振動(dòng)衰減性、韌性等能改善并保持球拍框的各種特性,基體樹脂具有可撓性,能把拍框的剛性控制在較小限度。由于熱固性長(zhǎng)纖維增強(qiáng)塑料硬化時(shí),基體樹脂會(huì)熔融軟化,使兩者緊密粘接。該項(xiàng)技術(shù)能夠在球拍框的任意位置上按照需要量配置使用熱塑性長(zhǎng)纖維增強(qiáng)塑料片,可改善并保持球拍框的各種特性。同時(shí)由于基體樹脂具有很好的可撓性,既可把剛性控制在較小限度,又可以在需要的位置按照所要求的量進(jìn)行安排使用。此外,由于它的成形性很好,可以與其它部件混合配置,可分別隨意改變其振動(dòng)衰減性,進(jìn)行各種振動(dòng)設(shè)計(jì)。同時(shí),通過(guò)控制樹脂的使用可改變球拍框的彈性和粘性。從而可以制成各種規(guī)格式樣的球拍框。
2.具體加工工序
此方法的特點(diǎn)是在滾壓與裁切兩個(gè)步驟之間增加一烘干步驟。烘干是將滾壓加工后的紡織物置入一烘干設(shè)備中加速干燥,其烘干溫度控制在不使復(fù)合材料產(chǎn)生化學(xué)變化或物理變化的范圍內(nèi)。與發(fā)泡制造法和空氣吹氣法相比,具有整體加工更為迅速,復(fù)合材料分布均勻,產(chǎn)品各個(gè)部位的厚薄一致,品質(zhì)更精確等優(yōu)點(diǎn)。具體加工步驟如下:
1、備料:備全碳纖維或類似的長(zhǎng)纖維熱塑型塑料化合物,使上述兩種材料可熔合的介質(zhì)。
2、加熱:將熱塑型塑料化合物加熱***熔融狀態(tài)。
3、攪拌:將可熔合的介質(zhì)以1%的比例加入熔融狀態(tài)的熱塑型塑料中攪拌。
4、編織:將長(zhǎng)纖維含浸攪拌成的混合液在滾筒式編織機(jī)中制成半成品,其厚度為0.13mm、含浸量為整體重量的35%~45%的平板狀的含浸纖維布。
5、折疊:將含浸纖維布按所需要的角度折疊成半成品,即編織物。
6、滾壓:將編織物在滾壓機(jī)上滾壓,使復(fù)合材料中的氣泡排出,并使表面平整。
7、烘干:將滾壓后的編織物置于烘干設(shè)備中,溫度為60℃~70℃ ,以加速干燥。
8、裁切:將編織物按所設(shè)定的尺寸裁所片狀,其長(zhǎng)度為160mm以下,寬度為90mm以下。
9、積層:包括三個(gè)部分,① 將一軟質(zhì)并可耐300℃以上溫度的由PEEK、TEFLON或PI材質(zhì)制成的管體中,穿入一由PE、PC材料制成的硬質(zhì)條狀物,以形成球拍的基本模型;② 將編織物裁片按設(shè)定順序及位置包覆于模型上,形成一框狀結(jié)構(gòu);③ 將在100℃高溫下可膨脹的化學(xué)物置于弧形且可耐300℃的管中,并如上述的方法形成球拍的喉部。
l0、預(yù)型:將積層于基本模型上的框狀結(jié)構(gòu)和喉部用裁切的編織物結(jié)合在一起,再將框狀結(jié)構(gòu)一端封閉,另一端開放,并在開放端設(shè)置一氣嘴。
12、入模:將上述半成品置入模具中,并封閉模具,僅留下氣嘴露于外側(cè)。
13、加熱成型:由氣嘴注入溶劑或打入高壓氣體,封閉氣嘴后,再將模具置入油壓平臺(tái)中閉合加壓。然后,對(duì)模具進(jìn)行加熱,并使平臺(tái)溫度高于熱塑型化合物的溫度,加熱后溶劑或氣體膨脹所產(chǎn)生的內(nèi)壓使纖維布在模具中成型。
14、冷卻:將加熱后的模具在維持其氣壓和內(nèi)壓的情況下降低溫度,模具中的復(fù)合材料冷卻定型。
15、開模,取出成形的球拍。
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