本发明属于弓箭,涉及一种弓臂及其制备方法和应用。
背景技术:
1、弓在拉动弓弦时,弓臂会产生弯曲,这种弯曲叫弹性变形。这种弹性变形过程就是弓的蓄能过程。蓄能越大就越能将箭射向更远的地方。因此,弓臂的材料及工艺是至关重要的。
2、古法制弓是采用动植物材料,一般用牛的筋角和木材制作,其制作工艺极为复杂,使用中也受到环境温度和湿度的严重影响。上世纪五六十年代,随着复合材料的研发和使用,运动员射箭比赛用的弓采用两层玻璃钢片中间夹木片的方法制作,我们叫其层压弓。这种工艺也一直被国内许多厂家用于弓的制作。层压弓由于弓臂使用了竹木做夹层,出现了很多弱点,一是使用寿命短(2万到5万次发射),二是不能做磅数很大的弓(60磅以下),三是受湿度和温度的影响大,四是稳定性差(使用完必须将弓弦摘掉,否则掉磅数)。
3、关于纤维增强复合材料,是根据采用的纤维不同分为玻璃纤维增强复合塑料,碳纤维增强复合塑料等。它是以玻璃纤维及碳纤维等作为增强材料,以合成树脂作基体材料的一种复合材料。这种复合材料广泛应用于军事装备、工业产品和民用产品中。根据不同的物理特性和要求,复合材料的制作工艺有很多种。从纤维的形式上说,有单向连续纤维、短切纤维和纤维布等。纤维布又有平纹布、斜纹布和单向为主的单向布。从树脂上来说,有酚醛树脂、聚酯树脂、环氧树脂等。从复合材料的成型工艺上来说,有手糊工艺、压制工艺、缠绕工艺、注塑工艺等。这些工艺在操作中一般都是先用树脂对纤维进行浸渍,然后进行下一步操作。另外一种工艺就是纤维预浸料。这种预浸料是将纤维浸渍涂敷好树脂,以复合材料的原材料形式存在,它可以在短期内存放和运输。这样就会使一些复合材料的生产变得简单和快捷。这种预浸纤维一般是以片状单向连续纤维、短切纤维和布的形式存在,通常我们称为树脂预浸料和树脂预浸布。
4、因此,如何将树脂预浸布成型工艺应用在在弓制作中,从而研发一种弓臂及其制备方法和应用是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此,本发明提供了一种弓臂及其制备方法和应用。
2、为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
3、一种弓臂,包括弓臂本体,上述弓臂本体由弓臂材料热压而成,上述弓臂材料包括多层玻璃纤维预浸布经叠加而成,上述玻璃纤维预浸布为浸有树脂的玻璃纤维布。
4、本发明的有益效果:本发明弓臂制作的弓大大提高了弓的使用寿命,可达10万次以上的发射,不受环境温度和湿度的影响,弓不管使用还是不使用,都可以长期上弦存放。
5、本发明弓臂由弓臂材料叠加热压而成,与玻璃钢湿法成型(纤维浸胶,金属模具封闭膜腔)相比,无需复杂的操作步骤,所需金属模具的加工也变得容易简单。
6、进一步,上述玻璃纤维预浸布的织物结构为单向,纤维密度为200g/m2,树脂为环氧树脂。
7、进一步,单层上述玻璃纤维预浸布的厚度为0.2mm,上述玻璃纤维预浸布的总层数为15-25层。
8、进一步,上述多层玻璃纤维预浸布的两侧还叠加有多层碳纤维预浸布,上述碳纤维预浸布为浸有树脂的碳纤维布。
9、采用上述进一步技术方案的有益效果:叠加碳纤维预浸布可以增加弓臂的弹性范围,增加回弹速度。
10、进一步,上述碳纤维预浸布的织物结构为单向或斜纹,纤维密度200g/m2,树脂为环氧树脂。
11、进一步,单层上述碳纤维预浸布的厚度为0.2mm,上述碳纤维预浸布的总层数为8-12层,上述玻璃纤维预浸布的总层数为7-13层。
12、进一步,上述多层玻璃纤维预浸布的两侧各叠加4-6层碳纤维预浸布。
13、进一步,上述多层玻璃纤维预浸布分为上、中、下三部分,其中,中间部分的玻璃纤维预浸布位于弓臂的握把处,其各层的长度按照握把的长度要求成阶梯性变化,其层数按照握把的厚度要求设置。
14、进一步,上部分的玻璃纤维预浸布的层数为7-12层,下部分的玻璃纤维预浸布的层数为8-13层,中间部分的玻璃纤维预浸布的层数为4-6层。
15、本发明还提供一种上述弓臂的制备方法,包括以下步骤:
16、(1)按照弓臂的宽度要求将玻璃纤维预浸布和/或碳纤维预浸布进行裁剪;
17、(2)按照上述弓臂材料将多层玻璃纤维预浸布和/或多层碳纤维预浸布进行叠加;
18、(3)根据弓臂的弓形设计开放式金属模具,金属模具两端即位于弓臂的两端处与外界连通;
19、(4)将弓臂材料放入金属模具的上下模之间,合模,对金属模具进行加温加压,金属模具冷却,开模取出弓臂坯,剪掉多余部分;
20、(5)对弓臂坯进行打磨加工,得到弓臂。
21、本发明的有益效果:本发明弓臂的制备方法与层压弓工艺相比,使用寿命、耐温性、耐潮性均有所提高;与湿法成型工艺(纤维浸胶,金属模具封闭膜腔压制)相比:
22、1、本发明使用开放式模具,大大降低了金属模具的加工难度,降低60%加工成本,加工效率提高1倍。
23、2、本发明降低了工人的操作难度。
24、3、本发明提高了60%产品的生产效率。
25、4、本发明将产品的合格率提高到99.9%,层压弓工艺合格率是97%,湿法成型工艺合格率是95%。
26、5、本发明降低了20%的产品生产成本,与玻璃钢湿法成型(纤维浸胶,金属模具封闭膜腔)工艺相比,简化了操作步骤,金属模具的加工也变得容易简单。
27、进一步,步骤(4)中,上述加温温度按照以下加温曲线进行:先经30分钟将温度从常温升至80℃,保持80℃30分钟,再经30分钟将温度从80℃升至135℃,保持135℃60分钟;持续加压压力为8-10mpa。
28、进一步,步骤(4)上述冷却至常温。
29、本发明还提供一种上述弓臂或上述方法制备的弓臂在弓中的应用。
1.一种弓臂,其特征在于,包括弓臂本体,所述弓臂本体由弓臂材料热压而成,所述弓臂材料包括多层玻璃纤维预浸布经叠加而成,所述玻璃纤维预浸布为浸有树脂的玻璃纤维布。
2.根据权利要求1所述一种弓臂,其特征在于,单层所述玻璃纤维预浸布的厚度为0.2mm,所述玻璃纤维预浸布的总层数为15-25层。
3.根据权利要求1所述一种弓臂,其特征在于,所述多层玻璃纤维预浸布的两侧还叠加有多层碳纤维预浸布,所述碳纤维预浸布为浸有树脂的碳纤维布。
4.根据权利要求3所述一种弓臂,其特征在于,单层所述碳纤维预浸布的厚度为0.2mm,所述碳纤维预浸布的总层数为8-12层,所述玻璃纤维预浸布的总层数为7-13层。
5.根据权利要求4所述一种弓臂,其特征在于,所述多层玻璃纤维预浸布的两侧各叠加4-6层碳纤维预浸布。
6.根据权利要求1所述一种弓臂,其特征在于,所述多层玻璃纤维预浸布分为上、中、下三部分,其中,中间部分的玻璃纤维预浸布位于弓臂的握把处,其各层的长度按照握把的长度要求成阶梯性变化,其层数按照握把的厚度要求设置。
7.根据权利要求6所述一种弓臂,其特征在于,上部分的玻璃纤维预浸布的层数为7-12,下部分的玻璃纤维预浸布的层数为8-13层,中间部分的玻璃纤维预浸布的层数为4-6层。
8.一种权利要求1-7任一项所述弓臂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
9.根据权利要求8所述弓臂的制备方法,其特征在于,步骤(4)中,所述加温温度按照以下加温曲线进行:先经30分钟将温度从常温升至80℃,保持80℃30分钟,再经30分钟将温度从80℃升至135℃,保持135℃60分钟;同时加压压力为8-10mpa。
10.一种权利要求1-7任一项所述弓臂或权利要求8或9所述方法制备的弓臂在弓中的应用。
