碳素竿體的生產(chǎn)工藝及表觀缺陷的分析研究

于海寧，高長(zhǎng)星，王艷華，李 剛

(威海光威復(fù)合材料股份有限公司，山東 威海 264200)

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，生活節(jié)奏的加快，工作、生活壓力的逐步增加，我們的身體經(jīng)常處于亞健康的狀態(tài)，嚴(yán)重者可能患有神經(jīng)衰弱、高血壓等病狀，因此，越來(lái)越多的人在開(kāi)始追逐最佳的生活休閑方式。垂釣作為一項(xiàng)戶外的有氧運(yùn)動(dòng)，已成為人們比較青睞的放松活動(dòng)，垂釣將動(dòng)靜完美結(jié)合，有助于提高身體素質(zhì)，改善生理機(jī)能，使人心情舒暢，情緒穩(wěn)定，精神飽滿，避免了焦急、沮喪、暴躁等不良情緒的產(chǎn)生。

1 魚(yú)竿簡(jiǎn)介

魚(yú)竿起初是人類捕魚(yú)為生的工具，大多以木質(zhì)材料[1]為主，“藋藋竹竿，以釣于淇”,形象地描述了古代人在河邊使用竹竿垂釣的情景[2]。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，玻璃纖維材質(zhì)的魚(yú)竿因其具有較高的強(qiáng)度和韌性，造型可控度高，可批量化生產(chǎn)，逐步取代了木質(zhì)材質(zhì)。現(xiàn)在市面主要流行的是碳素竿[3]，碳素竿又稱碳纖維竿，與傳統(tǒng)的竹質(zhì)魚(yú)竿、玻璃鋼魚(yú)竿相比，碳素竿具有韌性好，抗折抗壓，重量輕，靈敏度高等優(yōu)勢(shì)，唯一不足之處是碳纖維自身的導(dǎo)電性[4]，要求盡量避免雷雨天氣垂釣。目前市場(chǎng)上暢銷(xiāo)的魚(yú)竿主要有威海光威、太平洋、迪佳、釣魚(yú)王等品牌，他們以各自品牌的質(zhì)量保障暢銷(xiāo)國(guó)內(nèi)外。

由于不同客戶群的需求不同，魚(yú)竿的要求及種類也越來(lái)越多，目前市場(chǎng)上按照功能、使用環(huán)境的不同，主要分為手竿和拋竿。手竿是指不帶卡座，不帶收放線裝置(魚(yú)線輪)，很少有過(guò)線導(dǎo)環(huán)的釣竿，手竿又細(xì)分為溪流竿、臺(tái)釣竿等；拋竿是指具有繞線輪、過(guò)線導(dǎo)眼、可放線、收線，拋竿又可以細(xì)分為海竿、磯竿、路亞竿等。

調(diào)性[5]是魚(yú)竿的一個(gè)重要的參數(shù)，其取決于硬度、彈性、韌度，本意是指竿體的含碳噸位在承受整體拉力所能達(dá)到的整體彎度。其現(xiàn)指魚(yú)竿竿體的軟硬程度，按照魚(yú)竿的調(diào)性可分為極硬調(diào)、超硬調(diào)、硬調(diào)、中硬調(diào)、中軟調(diào)(見(jiàn)圖1)。

圖1 調(diào)性分類圖

將魚(yú)竿竿體等分為十等份，水平持竿，當(dāng)施加一定的重力時(shí)，竿體自然彎曲形成弧度的切線點(diǎn)的位置，竿體在前端第一等份處彎曲，稱之為一九調(diào)(極硬調(diào))；竿體在第二等份處彎曲，稱之為二八調(diào)(超硬調(diào))，竿體在第三等份處彎曲稱之為三七調(diào)(硬調(diào))，竿體在第四等份處彎曲稱之為四六調(diào)(中調(diào))。竿體在第五等份處彎曲稱之為五五調(diào)(軟調(diào))。不同的人群選擇魚(yú)竿的類型也不同，硬調(diào)竿材質(zhì)好、竿體細(xì)、堅(jiān)挺，靈敏度高，適合于競(jìng)技釣魚(yú)比賽，控制魚(yú)能力強(qiáng)，但韌性低，釣大魚(yú)時(shí)使用不恰當(dāng)易斷線、斷竿。中調(diào)竿最為常用，調(diào)性適中，垂釣時(shí)前段竿體、竿尖靈敏，手感適中。軟調(diào)竿韌性好，竿體細(xì)，重量輕，持竿手感效果好，適用于小型魚(yú)垂釣及新手使用。

2 碳素竿體的制作

一個(gè)高端魚(yú)竿的生產(chǎn)工藝相當(dāng)復(fù)雜，其主要結(jié)構(gòu)是由竿體、竿帽、導(dǎo)眼、輪座、把手、尾件、掛鉤器等部件組成，竿體的生產(chǎn)是魚(yú)竿的關(guān)鍵零部件，素材竿體的大致制作過(guò)程如下：

2.1 模具設(shè)計(jì)

依據(jù)魚(yú)竿竿體不同的規(guī)格尺寸進(jìn)行模具的設(shè)計(jì)，依托外協(xié)加工廠進(jìn)行模具的生產(chǎn)制作，大多以45#鋼材質(zhì)為主。

2.2 鋪層設(shè)計(jì)

針對(duì)竿體的不同區(qū)域承受的強(qiáng)度、調(diào)性不同，選擇不同規(guī)格的碳纖維預(yù)浸料為原材料，設(shè)定不同的鋪層角度(0°、±45°、90°)進(jìn)行竿體的鋪層設(shè)計(jì)。

2.3 燙芯卷制

將已裁的制定尺寸的預(yù)浸料的一邊，熨燙在已涂好脫模劑的模具上，使用卷管機(jī)設(shè)備進(jìn)行加熱、加壓，將預(yù)浸料完全平整的卷制固定在模具上。

2.4 纏帶固化

使用纏帶設(shè)備將已卷制成型的竿胚，使用BOPP帶進(jìn)行粘著，隨后將竿體半成品依次懸掛在烘箱(固化爐)內(nèi)，按照規(guī)定的固化工藝曲線及速率進(jìn)行固化成型。

2.5 脫模檢驗(yàn)

將固化完成后的竿胚放入脫模機(jī)設(shè)備上，竿胚與模具進(jìn)行分離，后將固化前的BOPP帶揭掉，竿體素材即可完成。

待素材檢驗(yàn)合格后，進(jìn)行后續(xù)的裁斷、研磨、測(cè)試、涂裝、安裝部件、包裝等處理，一個(gè)完整的魚(yú)竿便可完成。

3 表觀質(zhì)量分析研究

在碳素竿體的生產(chǎn)過(guò)程中，由于原材料、生產(chǎn)工藝、設(shè)備等問(wèn)題，可能造成竿體出現(xiàn)不同程度的表觀缺陷，竿體起花(圖2)、竿體滑芯(圖3)、竿體鼓包(圖4)、竿體缺膠(圖5)等不良現(xiàn)象尤為常見(jiàn)，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量低下，直接影響竿體的強(qiáng)度、調(diào)性等性能，間接性的影響人們垂釣活動(dòng)。

竿體起花會(huì)造成強(qiáng)度下降，操作時(shí)易斷裂，竿體鼓包、缺膠都在一定程度上影響竿體的外觀效果。通過(guò)在生產(chǎn)過(guò)程中遇到的類似現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)分析得到不良現(xiàn)象的解決措施如下，見(jiàn)表1。

圖2 竿體起花

圖3 竿體滑芯

圖4 竿體鼓包

圖5 竿體缺膠

表1 表觀缺陷原因分析及解決方案

4 結(jié)論

在如今競(jìng)爭(zhēng)激烈的漁具市場(chǎng)，只有高性價(jià)比的產(chǎn)品才能擁有立足之地。作為生產(chǎn)廠家，首先在原材料的采購(gòu)上，選擇大品牌、高質(zhì)量的產(chǎn)品；其次在生產(chǎn)工藝上，制定合理規(guī)范的操作工藝流程；最后，及時(shí)了解市場(chǎng)信息，依據(jù)不同的消費(fèi)理念與需求，調(diào)整相關(guān)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。