一种碳纤维复合材料折叠轮椅的制作方法与流程

本发明涉及新材料应用，特别是一种碳纤维复合材料折叠轮椅的制作方法。

背景技术：

1、轮椅是装有轮子可以帮助替代行走的椅子，分为电动和手动折叠轮椅，无论是用于伤员、病员残疾人员居家康复、就诊，还是外出行动，都是重要移动工具，轮椅不仅满足肢体伤残者和行动不便人士的代步，更重要的是方便家属移动和照顾病员，使病员借助于轮椅进行身体锻炼和参与社会活动。

2、但是，传统轮椅大都采用金属材质制作而成，容易塑性变形，容易导致折叠和打开困难，形位尺寸变化，不耐酸碱腐蚀、易生锈等缺点，且由于金属件造型简单，没法实现曲面和美观造型，重量较重，造成安装难度大，不利于伸缩展开。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种可设计强、工艺简单，能够明显减轻轮椅重量的碳纤维复合材料折叠轮椅的制作方法。

2、本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种碳纤维复合材料折叠轮椅的制作方法，该方法用于采用碳纤维复合材料制作碳纤维折叠轮椅，制作步骤如下：

3、（1）各部件的制作

4、碳纤维折叠轮椅包括碳纤维背靠、碳纤维座管、碳纤维后底架、碳纤维前撑、碳纤维侧板、碳纤维连接底架杆件、碳纤维扶手、碳纤维扶手支撑、碳纤维连接防倾轮杆件、碳纤维踏板，碳纤维背靠包括背靠扶手部件、背靠中梁部件和背靠左右杆部件，碳纤维座管包括座管前梁部件、座管中梁部件和座管后梁，碳纤维后底架包括后底架左右部件和后底架上支撑部件，碳纤维前撑包括前撑主体杆件和前撑中梁部件，碳纤维踏板包括踏板垫部件和踏板连接杆；

5、具体制作步骤如下：

6、（1.1）卷料芯模准备：依照产品的外形，需制作一付卷料芯模、夹芯材料芯模；

7、（1.2）卷料芯模成型、夹芯材料芯模：将成型模具加热至60℃，在模腔里均匀的刷上脱模剂，并将生矽胶、夹心材料填满模腔内后，放入平板热压台固化成型，1-2h得到芯模；

8、（1.3）削制卷料矽胶芯模、夹芯材料芯模：按照工艺设定壁厚，用刀具及特殊工具削制芯模，得到所需要的尺寸要求；

9、（1.4）原材料准备：以碳纤维预浸料为主要原材料，将单向碳纤维预浸布按c45/c0/c30/c0/3k顺序铺贴，裁剪出靠背展型；

10、（1.5）卷料：按照（1.3）得到的矽胶芯模、夹芯材料芯模，进行卷制；

11、（1.5.1）卷制：拿到芯模跟原材料确认无误进行操作，根据结构图所示的宽与长的方向把料按顺序依次手工缠绕芯模上，贴料的时候注意料与料之间的紧密度，完成将卷料芯模按照大小依次抽出，称出其重量，待预型；

12、（1.6）预型：依照各部件的外形，各需制作一付预型壳，得到预型壳，穿气囊前先检查确保长条内无死角，气囊须完全弄到够长，弄到长条孔内的每个角落，下一步气囊多余的长度按照气嘴长度进行裁切，包气嘴时将裹好胶带的气嘴放入叠成扇形气囊内，用透明胶带封紧，然后将气嘴处的气嘴用美纹胶包裹，在长条上搭接5-10mm，待一体成型；

13、（1.7）一体成型：先将成型模具加热至60℃，在模腔里均匀的刷上脱模剂，吹干净，再将（1.6）得到的各卷料预型放入成型模穴内，盖模，放入平板热压台插气嘴固化成型；

14、（1.8）固化完成后，将模具放置冷却台降温至60±5℃，然后打开模具，将成型好的部件毛坯取出；

15、（1.9）整理清理毛边，进行加工；

16、（2）胶合装配

17、将步骤（1）制作而成的部件分别按照图纸要求在胶合治具的作用下插接胶合到一起；

18、具体操作如下：

19、（2.1）背靠左右杆部件为母端通过插接方式与背靠扶手部件公端连接到一起、背靠中梁部件为母端通过插接方式与背靠扶手部件中间位置公端连接到一起；

20、（2.2）座管前梁部件为母端通过插接方式与座管中梁部件公端连接到一起、座管后梁部件为母端通过插接方式与座管中梁部件中间位置公端连接到一起；

21、（2.3）后底架左右部件为公端通过插接方式与后底架上支撑部件母端连接到一起；

22、（2.4）前撑中梁部件为母端通过插接方式与前撑主体杆件公端连接到一起 ；

23、（2.5）踏板垫部件为公接通过插接方式与踏板连接杆母端连接到一起；

24、（3）包纱

25、在胶合处的包纱位外侧缠绕碳纤维预浸料进行再次固化成型，使缩径处外径与主体基本一致；

26、（4）金属构件粘接

27、将所需要粘接的位置进行粗化和适配，适合满足图纸要求后，将贴合面涂抹双组分环环氧结构胶，再在治具的作用下使结构胶充分固化；

28、（5）表面处理

29、对产品外表面进行修补、粗化、喷漆、打磨处理，即可。

30、本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的碳纤维复合材料折叠轮椅的制作方法，所述碳纤维折叠轮椅的壁厚范围为0.5-2mm。

31、本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的碳纤维复合材料折叠轮椅的制作方法，所述碳纤维预浸料的增强体选自碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、石英纤维或芳纶纤维，碳纤维预浸料的耐高温树脂选自耐高温环氧树脂、酚醛树脂、双马来酰亚胺树脂、不饱和树脂、热塑性树脂或热固性树脂。

32、本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的碳纤维复合材料折叠轮椅的制作方法，所述金属件选自铝合金、镁铝合金、钛合金、铜合金、不锈钢中的一种、且其表面做涂层或钝化处理。

33、本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的碳纤维复合材料折叠轮椅的制作方法，所述金属件的粘接方式为一体成型或后期粘接。

34、本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的碳纤维复合材料折叠轮椅的制作方法，所述碳纤维折叠轮椅为空心或实心结构。

35、本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的碳纤维复合材料折叠轮椅的制作方法，所述气囊为pa材质、pe材质或乳胶气囊。

36、本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的碳纤维复合材料折叠轮椅的制作方法，所述夹心材料选自pmi、pu、pvc、pet、轻木、环氧自膨胀胶片、铝蜂窝、芳纶纸蜂窝中的任意一种。

37、本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的碳纤维复合材料折叠轮椅的制作方法，所述成型工艺包括加压气囊的模压成型工艺、全部实心模压成型工艺、夹心材料的共固化模压成型工艺。

38、本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的碳纤维复合材料折叠轮椅的制作方法，在碳纤维预浸料固化时，在其外面包裹一层环氧树脂膜状胶黏剂或刮涂单组分高温固化环氧树脂胶黏剂，膜状胶黏剂规格为100～300g/m2，刮涂胶黏剂厚度在0.2～0.5mm。

39、与现有技术相比，本发明的有益效果：

40、1、本发明采用碳纤维复合材料来制作折叠轮椅，碳纤维复合材料以其优异的高比强度，高比模量，重量轻，耐腐蚀，可设计性强，不存在塑性变化，尺寸稳定，易于加工等特点，以解决传统轮椅的不足和缺点；

41、2、通过本发明制作的轮椅具有兼顾强度和刚性、重量更轻、不生锈、耐腐蚀、耐高低温、耐摩擦、抗疲劳性及静音效果等优点，更加便于安装折叠，使用寿命长；

42、3、本发明制作工艺简单，便于模块化流水线制作，生产效率高，非常适合高低温等其他环境下使用；

43、4、轮椅作为保健器械，其碳纤维复合化难度较大，本发明的顺利实施对其他保健器械复合材料化具有明显示范作用，有利于保健器械的整体技术进步。