逢甲週報
:::
  • 回上一頁

逢甲週報101-200期

高性能避震結構系統開發 編織複合材料彈簧之應用

推到:
FacebookTwitterplurk

發刊日期:2006.06.15

【研發處訊】本校研發處因鑑於整合學校研究能量之重要,於86學年起規劃推動以研究群機制方式投入研究之校級卓越計畫。本項「高性能避震結構系統開發-編織複合材料彈簧之應用」為工學院卓越計畫「智能設計與節能生產系統之研究與開發」之子計畫,由纖複系邱長塤教授組成之研究團隊,以三年時間完成之超輕量編織複合材料智能避震系統之設計與製造技術。
長久以來改善避震系統的能與重量一直是交通運輸工業的主要研發課題,為了節省能源並提高性能,現代交通工具越來越講求輕量且高性能的避震系統,避震系統結構是由彈簧元件和緩衝元件所組成,其中緩衝元件目前已可用鋁合金材料製造而成。但為了達到高剛性的要求,目前的彈簧元件還是必須以鋼材為材質,而受限於鋼材的高比重(7.8 g/cm3),使得避震系統之重量無法大幅減低。因此本研究開發以高性能碳纖維複合材料製造彈簧元件取代傳統的鋼材,達到超輕(比重約為1.6 g/cm3)且高性能的避震結構系統。因螺旋彈簧的性能要求甚高且形狀特殊,以傳統複合材料製程無法達到該性能的要求,而須以編織結構混成單一方向疊層結構,並突破傳統組合式製程才能完成。
編織複合材料彈簧結構是以碳纖維和玻璃纖維混成後再補強奈米黏土/環氧樹脂系統所製成的結構。其技術涵蓋高韌性樹脂系統的調製、編織技術的建立和螺旋彈簧的成形技術,成形技術已獲國內發明專利。此一彈簧結構經30萬次耐疲勞測試後其性能遠優於鋼製的彈簧。
編織複合材料螺旋彈簧的應用非常廣泛,舉凡自行車、機車、汽車與工業用彈簧皆可應用,也可設計應用在絕緣的場合。目前此一彈簧的剛性在極限壓縮不斷裂下的條件下,最高可達到550磅/吋。(本文由工學院邱長塤副院長提供)