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CN114746283A - 增强的热塑性部件及其制造方法 - Google Patents

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CN114746283A
CN114746283A CN202080082501.2A CN202080082501A CN114746283A CN 114746283 A CN114746283 A CN 114746283A CN 202080082501 A CN202080082501 A CN 202080082501A CN 114746283 A CN114746283 A CN 114746283A
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thermoplastic material
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rim base
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J·克里斯坦森
J·斯塔尼什
R·克里斯坦森
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Css Composites Co ltd
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Abstract

本文公开了用于使用增强热塑性材料制造复杂部件的系统和技术。复杂部件可以包括具有轮廓或弯曲的外表面，并且在某些情况下限定空腔。在某些示例中，一种或多种热塑性材料被布置以形成轮部件，例如适于限定自行轮辋的轮部件。热结合可用于将多种增强热塑性材料彼此连接，以形成轮部件的空腔或其他复杂形状。在某些示例中，模具组件的一部分可以被加压以在热结合和冷却期间保持空腔的形状。这可以消除对将保持空腔的形状的牺牲囊或其他结构的需要，从而允许无缝的最终部件，可选地不存在囊退出的标记或其他接缝。

Description

增强的热塑性部件及其制造方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2019年9月30日提交的题为“增强的热塑性部件及其制造方法(Reinforced Thermoplastic Components and Method of Manufacture Thereof)”的美国临时申请No.62/908,320和2020年2月27日提交的题为“Reinforced ThermoplasticComponents and Method of Manufacture”的美国临时专利申请No.62/982,611的优先权权益，通过引用将上述申请的公开内容整体并入本文。
技术领域
所描述的实施例总体上涉及由增强热塑性材料形成的高强度、轻量结构，更具体地，涉及由可以限定中空空腔的增强热塑性材料形成的结构。
背景技术
复合材料可以包括两种或更多种不同材料的组合，该两种或更多种不同材料以补充和增强它们各自的材料性质的方式配合。例如，复合材料可以包括相对轻量的材料和相对高强度的材料的组合，以产生具有高强度重量比的部件。这样的部件可以包括复杂的形状和设计，包括为特殊目的量身定制的形状。例如，特殊目的部件可以包括具有轮廓表面的形状，例如弯曲的外部。部件也可以具有中空内部以减轻重量。在许多传统系统中，热固性材料用于将增强材料保持在基质中。传统方法会产生过于脆弱的部件，并限制部件和制造的适应性。此外，由复合材料形成并产生具有中空内部的形状的部件的传统制造可能涉及复杂的多步骤过程，这会增加成本并且可能导致不连续或不一致。因此，继续需要能够增强复合材料部件形状和结构的范围而不限制整体设计的功能或性能的技术。
发明内容
本系统和方法的示例涉及增强的热塑性部件。更具体地，本文描述的示例涉及具有复杂形状(例如具有弯曲轮廓、基本上中空的内部和/或其他属性的形状)的增强的热塑性部件。在某些示例中，本文所述的增强的热塑性部件可用于形成轮部件，例如用于自行车的轮。增强热塑性材料可用于形成完全连续的圆形部件，该部件形成轮。由增强热塑性材料形成的轮部件或其他结构可以是基本上中空的结构。本文公开了用于使用一种或多种增强热塑性材料形成轮部件以形成具有中空内部和弯曲外表面的轮部件的技术，包括其中轮部件具有基本上圆形的中空空腔和连续的圆形外部形状。
在一个示例中，公开了一种轮部件。轮部件包括限定被配置为接合自行车轮胎的轮部件的外环形表面的轮辋底座部分。轮部件还包括与轮辋底座部分限定空腔的主结构部分。轮辋底座部分和主结构部分均由增强热塑性材料形成。轮辋底座部分和主结构相互结合以形成一体结构。
在另一示例中，主结构部分可以包括由增强热塑性材料形成的壁部分。壁部分的增强热塑性材料可包括彼此重叠并限定径向交叉帘布层的多个帘布层。多个帘布层可以包括具有第一边缘的第一帘布层。第一边缘可与由外环形表面限定的连续圆的中心轴线限定22.5和75度之间的偏角。
在另一示例中，多个帘布层可以包括具有第二边缘的第二帘布层。第二层可以与第一层重叠，其中，第一边缘和第二边缘基本上彼此横向。在一些示例中，第一帘布层和第二帘布层可以限定帘布层的布置。轮部件还可包括以径向图案设置的多个帘布层的布置以限定壁部分。
在另一示例中，轮辋底座部分和主结构部分可以是热结合、化学结合或粘合剂结合中的至少一种。
在另一示例中，主结构部分可以限定被配置为接收一系列辐条的轮部件的内环形表面。主结构部分可以被配置为承受至少300磅的与一系列辐条关联的拉力。主结构部分可沿着内环面限定增强层。
在另一示例中，增强热塑性材料包括热塑性材料和保持在热塑性材料内的纤维。纤维可包括碳纤维、玻璃纤维、凯夫拉纤维或玄武岩纤维中的一种或多种。在一些示例中，纤维可以限定增强热塑性材料的体积的至少30％。
在另一示例中，公开了一种轮部件。轮部件可以包括连续的增强热塑性材料并且可以具有轮辋底座部分和连接到轮辋底座部分的主结构部分。连续的增强热塑性材料限定了贯穿其中的圆形空腔。轮部件的外表面可以由轮辋底座部分限定，并且主结构部分可以没有与囊从空腔退出关联的标记。
在另一示例中，标记可以包括在圆形空腔和外部环境之间延伸的轮部件的穿过部分，其具有大于15mm的横向尺寸。此外，外表面可以配合以将圆形空腔完全密封于外部环境。连续的增强热塑性材料可包括相互重叠的增强热塑性部段的叠层以限定径向交叉帘布层。径向交叉帘布层可以沿着主结构部分的侧壁延伸。
在另一示例中，可以通过在热结合过程期间在轮辋底座部分和主结构部分之间保持加压区域来形成圆形空腔。可以在没有内部囊的情况下保持加压区域，从而允许轮辋底座部分和主结构部分的外表面没有通常与囊从空腔退出关联的标记。
在另一示例中，圆形空腔是自密封的。连续的增强热塑性材料可以表现出至少740MPa的抗弯强度。
在另一示例中，公开了一种制造完全增强的热塑性轮部件的方法。该方法包括由第一增强热塑性材料形成轮辋底座部分。该方法还包括由第二增强热塑性材料形成主结构部分。该方法还包括通过将轮辋底座部分和主结构部分在模具隔室内彼此热结合而将完全增强的热塑性轮部件形成为连续的圆形部件。
在另一示例中，形成主结构可以包括通过相对于第二增强热塑性材料的第二帘布层布置第二增强热塑性材料的第一帘布层来限定径向交叉帘布层。第一帘布层或第二帘布层中的一个或两个限定相对于中心轴线的在22.5和75度之间的偏角。主结构部分的形成可以包括冲压第二增强热塑性材料以限定被配置为与一系列辐条关联的内环形表面。
在另一示例中，形成完全增强的热塑性轮部件的操作可以包括将第一增强热塑性材料和第二增强热塑性材料加热到熔融温度以上。形成完全增强的热塑性轮部件还可以包括通过对模具隔室的基本上在轮辋底座部分和主结构部分之间的区域加压来在轮辋底座部分和主结构部分之间限定空腔。
在另一示例中，公开了一种轮部件。轮部件包括限定被配置为接合自行车轮胎的轮部件的外环形表面的轮辋底座部分。轮部件还包括与轮辋底座部分限定空腔的主结构部分。轮辋底座部分和主结构部分均由增强热塑性材料形成。此外，轮辋底座部分和主结构彼此热结合以形成一体结构。
在另一示例中，主结构部分可以限定轮部件的内部环形表面，该内部环形表面可以被配置为接收一系列辐条。该系列辐条可以与主结构部分接合以表现出来自轮部件的至少300磅的拉力。附加地或替代地，一系列辐条可以与主结构部分接合以表现出来自轮部件的至少400磅的拉力。附加地或替代地，一系列辐条可以与主结构部分接合以表现出来自轮部件的至少500磅的拉力。
在另一示例中，轮辋底座部分可以至少部分地安置在主结构部分内。在一些情况下，主结构部分包括第一壁部分和第二壁部分。空腔可以至少部分地由轮辋底座部分、第一壁部分和第二壁部分中的每一个限定。第一壁部分和第二壁部分可以通过搭接接头相互连接。附加地或替代地，第二壁部分可以沿着由第一壁部分限定的环形表面限定增强层。在一些示例中，主结构部分还可以包括第三壁部分。在这点上，空腔可以由轮辋底座部、第一壁部分、第二壁部分和第三壁部分中的每一个限定。
在另一示例中，轮辋底座部包括第一轮辋壁部分和第二轮辋壁部分。空腔可以至少部分地由第一轮辋壁部分、第二轮辋壁部分和主结构部分中的每一个限定。
在另一示例中，一体结构可以限定连续的圆形形状。
在另一示例中，增强热塑性材料可以包括热塑性材料。增强热塑性材料还可以包括保持在热塑性材料内的纤维。纤维可以包括碳纤维、玻璃纤维、凯夫拉纤维和/或玄武岩纤维中的一种或多种。在一些示例中，纤维可以限定增强热塑性材料的体积的至少40％。附加地或替代地，纤维可以限定增强热塑性材料体积的至少70％。在某些应用中，增强热塑性材料还可以包括树脂浸渍的铺展碳纤维长丝束。
在另一示例中，轮部件还包括由增强热塑性材料形成的辐条部分。辐条部分可以与主结构部分热结合以将一体结构形成为包括轮辋底座部分、主结构部分和辐条部分中的每一个。在这点上，轮部件还可以包括由热塑性材料形成的轮毂部分。轮毂部分可以与辐条部分热结合以形成包括轮辋底座部分、主结构部分、辐条部分和轮毂部分中的每一个的一体结构。尽管许多形状是可能的并在本文进行了描述，但在一些示例中，一体结构可以限定三辐条形状。
在另一示例中，公开了一种轮部件。轮部件包括具有轮辋底座部分和连接到轮辋底座部分的主结构部分的连续增强热塑性材料。连续增强热塑性材料限定了贯穿其中的圆形空腔。轮部件的外表面由轮辋底座部分和主结构部分限定，并且没有与囊从空腔退出关联的标记。
在另一示例中，标记可以包括在圆形空腔和外部环境之间延伸并且具有大于20mm的横向尺寸的轮部件的穿过部分。附加地或替代地，标记可以包括在圆形空腔和外部环境之间延伸并且具有大于10mm的横向尺寸的轮部件的穿过部分。外表面配合以将圆形空腔与外部环境完全密封。
在另一示例中，可以通过在热结合过程期间在轮辋底座部分和主结构部分之间保持加压区域来形成圆形空腔。可以在没有内部囊的情况下保持加压区域，从而允许轮辋底座部分和主结构部分的外表面没有与囊从空腔退出关联的标记。
在另一示例中，充气部件的一部分可以在圆形空腔内并且热结合到主结构部分。充气部件的该部分可以具有比主结构部分的熔融温度高的熔融温度。充气部件的该部分可具有可以比主结构部分的熔融温度和轮辋底座部分的熔融温度高的熔融温度。
在另一示例中，轮部件可以包括在圆形空腔内的膜。该膜可适于在圆形空腔内限定自密封的永久囊。在一些示例中，膜可以由尼龙材料形成。膜的熔融温度可以高于主结构部分或轮辋底座部分中的一个或两者的熔融温度。
在另一示例中，主结构部分可以沿着轮部件的内环形区域限定增强区域。增强区域可以包括彼此热结合的多个增强的热塑性层。主结构部分可以包括第一壁部分和第二壁部分，每个壁部分沿着内环形区域重叠。在一些示例中，增强区域被配置为建立至少500磅的辐条拉力。
在另一示例中，连续的增强热塑性材料包括悬浮在树脂基质中的纤维长丝。纤维长丝可以在树脂基质内以彼此相邻的紧凑配置布置。连续的增强热塑性材料在其中包括围绕纤维长丝的纳米涂层，用于将长丝结合到树脂基质。虽然许多材料是可能的，但纤维长丝可以包括碳纤维、玻璃纤维、凯夫拉尔纤维或玄武岩纤维中的一种或多种。在一些示例中，连续的增强热塑性材料可以表现出至少740MPa的抗弯强度。
在另一示例中，公开了一种制造完全增强的热塑性轮部件的方法。该方法包括将轮辋底座部分和主结构部分布置在模具隔室内。轮辋底座部分和主结构部分由增强热塑性材料形成。该方法还包括对位于轮辋底座部分和主结构部分之间的隔室的区域加压。该方法还包括通过将增强热塑性材料加热到熔融温度以上来结合轮辋底座部分和主结构部分。该方法还包括密封由轮辋底座部分和主结构部分限定的空腔。
在另一示例中，加热操作包括将模具隔室暴露于温度至少为450华氏度的热源。将轮辋底座部分和主结构部分布置在模具隔室内的操作可以包括至少部分地在主结构部分内密封轮辋底座部分。
在另一示例中，主结构部分可以包括第一壁部分和第二壁部分。在这点上，布置的操作可以包括使第一壁部分和第二壁部分沿着轮部件的内环形表面重叠。在一些示例中，布置的操作可以包括将第一壁部分与轮辋底座部的第一侧机械接合，并且将第二壁部分与轮辋底座部分的与轮辋底座部分的第一侧相对的第二侧机械接合中的每一个。此外，结合的操作可以包括沿着第一壁部分与轮辋底座部分的第一侧以及第二壁部分与轮辋底座部分的第二侧中的每一个的机械接合限定边缘接头。
在另一示例中，加压操作包括将加压流体输送到轮辋底座部分和主结构部分之间的隔室的区域中。加压流体可以被配置为将该区域保持在大于40psi的压力下。加压流体可以包括压缩空气。
在一个示例中，加压操作包括用牺牲材料来保持隔室的位于轮辋底座部分和主结构部分之间的区域的轮廓，以限定空腔。在这点上，密封操作可以包括允许增强热塑性材料在加压流体输送的进入点处自身封闭。在一些示例中，该方法还包括在布置操作之前，将较高熔融温度的材料铺层到轮辋底座部分或主结构部分中的一个或两个上。较高熔融温度的材料可以是铺层到轮辋底座部分或主结构部分中的一个或两个的加固面板或压印形状的膜。
在另一示例中，加压操作可以包括将充气部件的一部分至少部分地插入隔室的在轮辋底座部分和主结构部分之间的区域。充气部件的该部分可以包括适于密封加压流体输送的进入点的可消耗部。此外，充气部件的该部分还可以包括具有比用于形成轮辋底座部分或主结构部分的增强热塑性材料的熔融温度高的熔融温度的热塑性材料。在一些示例中，密封操作可以包括在进入点处密封热塑性塞子。
在一个示例中，结合操作限定由轮辋底座部分和主结构部分构成的一体结构。一体结构可以是连续的圆形结构。
在另一示例中，公开了一种制造完全增强的热塑性轮部件的方法。该方法可以包括由第一增强热塑性材料形成轮辋底座部分、由第二增强热塑性材料形成主结构部分、以及通过在模具隔室内将轮辋底座部分和主结构部分相互热结合而将完全增强的热塑性轮部件形成为连续的圆形部件。
在另一示例中，形成轮辋底座部分的操作可以包括冲压第一增强热塑性材料以限定被配置为接合自行车轮胎的外部环形表面。形成主结构部分的操作可以包括冲压第二增强热塑性材料以限定被配置为与一系列辐条关联的内环形表面。
在另一示例中，该方法还可以包括由具有布置在树脂材料内的纤维丝束的普通增强热塑性材料提供第一增强热塑性材料和第二增强热塑性材料。纤维丝束可以在树脂材料内相对于彼此压实。在一些示例中，纤维丝束可以布置为宽度显著大于高度的基质，该基质限定铺展丝束。
在另一示例中，形成完全增强的热塑性轮部件的操作可以包括将第一增强热塑性材料和第二增强热塑性材料加热到熔融温度以上。此外，形成完全增强的热塑性轮部件的操作可以包括通过对模具隔室的大致在轮辋底座部分和主结构部分之间的区域加压来在轮辋底座部分和主结构部分之间限定空腔。此外，形成完全增强的热塑性轮部件的操作可以包括将轮辋底座部分、主结构部分和牺牲囊布置在模具隔室中，该牺牲囊被配置为在该区域中保持至少40psi的压力。在这点上，该方法可以进一步包括通过轮辋底座部分或主结构部分中的至少一个去除牺牲囊。
在另一示例中，形成完全增强的热塑性轮部件的操作可以包括增强连续的圆形部件的内环形表面。该方法还可包括将一系列辐条与内环形表面关联。在一些示例中，增强的内环形表面和一系列辐条配合以表现出至少500磅的拉力。
在另一示例中，公开了一种制造完全增强的热塑性轮部件的方法。该方法包括将膜铺层到增强热塑性材料。该膜具有比增强热塑性材料更高的熔融温度。该方法还包括用增强热塑性材料和铺层的膜限定空腔。该方法还包括使用膜密封空腔。
在另一示例中，增强热塑性材料可以包括轮辋底座部分或主结构部分的加固面板或印模形状。轮辋底座部分和主结构部分可以布置成形成完全增强的热塑性轮部件。在这点上，该方法还可以包括冲压加固面板和铺层的膜以形成轮辋底座部分或主结构部分的印模形状。
在另一示例中，密封操作可以包括使用膜允许加压流体的进入点自身封闭。在这点上，该方法还可以包括通过至少部分地通过进入点插入充气部件来对空腔加压。在一些示例中，充气部件可以被配置为保持空腔内至少40psi的压力。限定的操作可以包括使增强热塑性材料经受热结合过程以形成限定轮部件的一体结构。
在另一示例中，一体结构可以是连续的圆形部件。增强热塑性材料可以包括增强纤维，包括碳纤维、玻璃纤维、凯夫拉纤维或玄武岩纤维中的一种或多种。
在另一示例中，公开了一种制造完全增强的热塑性轮部件的方法。该方法包括布置轮辋底座部分和主结构部分以限定完全增强的热塑性轮部件的空腔。该方法还包括通过将充气部件至少部分地插入空腔来对空腔加压。充气部件至少部分地由熔融温度高于用于形成轮辋底座部分和主结构部分的材料的熔融温度的材料形成。该方法还包括使用充气部件密封空腔。
在另一示例中，密封操作可以包括限定进入腔的进入点，其用于插入充气部件的一部分。进入点可以通过由轮辋底座部分限定的环形表面来限定。密封操作可以包括将充气部件的该部分共固化到主结构部分。
在另一示例中，该方法还包括将充气部件的一部分从充气部件的剩余部分切断，充气部件的该部分至少部分地保留在空腔内。密封操作可以包括使用充气部件的该部分来将空腔与外部环境封闭。
在另一示例中，该方法还包括将轮辋底座部分和主结构部分彼此热结合。使用充气部件的一部分作为空腔内的可消耗部，热结合可以允许轮部件的外表面形成为没有与囊从空腔退出关联的标记。
除了上述示例性方面和实施例之外，通过参考附图并通过研究以下描述，其他方面和实施例将变得显而易见。
附图说明
通过以下结合附图的详细描述将容易理解本公开，其中相似的附图标记表示相似的结构元件，并且其中：
图1描绘了样本自行车；
图2描绘了图1的轮部件的细节1-1；
图3A描绘了形成为一体式圆形结构的增强的热塑性轮辋；
图3B描绘了沿着图3A的线3B-3B截取的用于形成完全热塑性轮辋的图3A的增强热塑性材料的截面图；
图4描绘了由增强热塑性材料形成的轮部件的示例；
图5A描绘了由增强热塑性材料形成的轮部件的另一示例；
图5B描绘了由增强热塑性材料形成的轮部件的另一示例；
图5C描绘了由增强热塑性材料形成的轮部件的另一示例；
图6描绘了由增强热塑性材料形成的轮部件的另一示例；
图7A描绘了形成轮部件的轮辋底座部分的操作；
图7B描绘了形成轮部件的主结构部分的操作；
图7C描绘了形成轮部件的主结构部分的另一操作；
图7D描绘了将较高熔融温度的膜铺层到轮部件的冲压成型形状的操作；
图7E描绘了在冲压操作之前将较高熔融温度的膜铺层到加固面板的操作；
图8A描绘了用于制造增强的热塑性部件的径向交叉帘布层的示例叠层；
图8B描绘了具有径向交叉帘布层的轮部件的壁部分；
图9A描绘了用于制造增强的热塑性部件的径向交叉帘布层的另一示例叠层；
图9B描绘了用于制造增强的热塑性部件的径向交叉帘布层的另一示例叠层；
图9C描绘了用于制造增强的热塑性部件的径向交叉帘布层的另一示例叠层；
图9D描绘了用于制造增强的热塑性部件的径向交叉帘布层的另一示例叠层；
图10A描绘了用于完全由增强热塑性材料形成轮部件的部件集合；
图10B描绘了用于热结合增强的热塑性部件以形成轮部件的组件；
图10C描绘了用于热结合其他增强的热塑性部件以形成轮部件的另一示例的另一组件；
图11描绘了沿着图10C的线11-11截取的图10的组件的截面图；
图12描绘了用于用可消耗充气部件对轮部件的空腔进行加压的布置；
图13描绘了沿着图12的线13-13截取的图12的组件的截面图；
图14描绘了用于形成轮部件的连续圆形轮廓的另一组件；
图15A描绘了由增强热塑性材料形成并具有热结合接头的轮部件的示例的截面图；
图15B描绘了图15A的轮部件的分解图；
图16A描绘了由增强热塑性材料形成并具有热结合接头的轮部件的另一示例的截面图；
图16B描绘了图16A的轮部件的分解图；
图17A描绘了由增强热塑性材料形成并具有热结合接头的轮部件的另一示例的截面图；
图17B描绘了图17A的轮部件的分解图；
图18A描绘了由增强热塑性材料形成并具有热结合接头的轮部件的另一示例的截面图；
图18B描绘了图18A的轮部件的分解图；
图19A描绘了由增强热塑性材料形成并具有热结合接头的轮部件的另一示例的截面图；
图19B描绘了图19A的轮部件的分解图；
图20A描绘了由增强热塑性材料形成并具有热结合接头的轮部件的另一示例的截面图；
图20B描绘了图20A的轮部件的分解图；
图21A描绘了根据一个示例的用于对增强的热塑性轮部件执行辐条焊接的布置；
图21B描绘了用于对图21A的增强的热塑性轮部件执行通道焊接的布置；
图22A描绘了根据另一示例的用于对增强的热塑性轮部件执行辐条焊接的布置；
图22B描绘了用于对图22A的增强的热塑性轮部件执行通道焊接的布置；
图23A描绘了根据另一示例的用于对增强的热塑性轮部件执行辐条焊接的布置；
图23B描绘了用于对图23A的增强的热塑性轮部件执行通道焊接的布置；
图24A描绘了根据另一示例的用于对增强的热塑性轮部件执行辐条焊接的布置；
图24B描绘了用于对图24A的增强的热塑性轮部件执行通道焊接的布置；
图25A描绘了根据另一示例的用于对增强的热塑性轮部件执行辐条焊接的布置；
图25B描绘了用于对图25A的增强的热塑性轮部件执行通道焊接的布置；
图26描绘了由增强热塑性材料形成的轮部件的另一示例；
图27A描绘了包括由热塑性材料形成的基本中空的部件的装置；
图27B描绘了沿着图27A的线27B-27B截取的图27A的基本中空部件的截面图；
图28描绘了制造完全增强的热塑性轮部件的方法的流程图；
图29描绘了制造完全增强的热塑性轮部件的另一方法的流程图；
图30描绘了制造完全热塑性轮部件的另一方法的流程图；
图31描绘了制造完全热塑性轮部件的另一方法的流程图；和
图32描绘了形成完全热塑性轮部件的侧壁的方法的流程图。
附图中交叉影线或阴影的使用通常是为了澄清相邻元件之间的边界，也便于图形的易读。因此，交叉影线或阴影的存在或不存在均不传达或表明对特定材料、材料性质、元件比例、元素尺寸、类似地示出的元件的共性或附图中示出的任何元件的任何其他特性、属性或性质的任何偏好或要求。
此外，应理解，各种特征和元件(及其集合和分组)的比例和尺寸(相对或绝对)以及它们之间的边界、分隔和位置关系在随附的附图中提供为仅仅是为了便于理解本文描述的各种示例，因此，不一定按比例呈现或图示，并且不旨在指示对示出示例的任何偏好或要求，而排除参考其描述的示例。
具体实施方式
以下描述包括体现本公开的各种元件的样本系统、方法和装置。然而，应当理解，所描述的公开可以以除了在此描述的形式之外的各种形式来实践。
本公开描述了与增强的热塑性部件相关的系统、设备和技术。更具体地，本公开描述了使用增强热塑性材料来形成复杂的形状，包括具有轮廓或弯曲表面的形状和/或具有基本上中空的内部的形状。如本文所用，“增强热塑性材料”可包括具有保持在热塑性材料内的增强“纤维”的多种材料。如以下更详细地描述的，作为非限制性示例，这可以包括浸渍有增强纤维的某些树脂型或其他热塑性材料，增强纤维包括碳纤维、玻璃纤维、凯夫拉尔纤维和/或玄武岩纤维以及在本文描述和考虑的其他选项。热塑性材料可以表现出优异的强度重量比，并且通常可适用于各种应用特定的形状。具有弯曲或圆形轮廓和/或中空内部的形状通常可以受益于增强热塑性材料的强度重量比。然而，这样的结构可能会受到传统制造技术的阻碍。
本公开的系统和技术可以减轻这些障碍并生产具有基本光滑、无缝和一致弯曲表面的增强的热塑性部件。此外，本公开的系统和技术可以生产具有基本上中空的内部的增强的热塑性部件。由基本上中空的内部增强的基本上光滑、无缝和一致弯曲的表面可以促进由增强热塑性材料形成的轮部件的制造。更具体地，本文中的系统和技术可适于促进完全由增强热塑性材料制造轮部件，基本上不含其他填充物或支撑型材料。
增强热塑性材料可用于形成一体结构。一体结构可以定义为一件式结构。一体结构或一件式或连续结构可以限定连续的圆形形状或其部段。如下面更详细描述的，一体结构因此可以适于形成自行车轮辋。完全增强热塑性材料可以提供降低的重量比，同时表现出可以为高性能应用定制的增强强度。例如，完全由增强热塑性材料形成的连续圆形结构可以调整为承受至少300磅、至少400磅、至少500磅或可能适合给定应用的更大的相关的一系列辐条中的辐条的拉力。连续的圆形结构也可以基本上没有标记或接缝或其他制造记号，例如从中空内部去除其他牺牲材料的囊的标记或接缝或其他制造记号。这可以为轮部件提供美观的装饰，此外还支持整体性能，例如，通过减少沿着轮部件(例如轮辋底座和通道壁通常交汇的地方)的可能故障机制。
虽然轮部件的许多结构实施方式是可能的并且在本文中进行了描述，但是在一个示例中，轮部件包括限定轮部件的外环形表面的轮辋底座部分。外环形表面以与自行车轮胎接合的方式成形，包括基本上为圆形或限定适合于抓持外轮胎或轮部件的曲线段。轮部件还可包括主结构部分，该主结构部分与轮辋底座部分一起限定空腔。主结构部分可以是轮部件的结构部分，其例如用于接合轮部件的一系列辐条或在操作中支撑轮部件的其他特征。在一些情况下，如本文所述，轮辋底座部分和主结构部件中的一个或两者可以限定可彼此接合以形成轮部件的壁或其他特征的集合。
概括地说，轮辋底座部分和主结构中的每一个都由增强热塑性材料形成。在轮辋底座部分和/或主结构包括壁或相关部件的集合情况下，所有这些部件也由增强热塑性材料形成。在这方面，轮部件可以形成为完全增强的热塑性轮部件。热塑性材料可以浸渍增强纤维或更一般地与增强纤维结合以限定增强热塑性材料，其可以具有按体积计至少30％、至少40％或至少70％的纤维增强。在某些示例中，增强纤维可以策略性地布置在热塑性材料内。例如，增强纤维可以在制造期间经受铺展处理，或允许增强热塑性材料限定铺展丝束(例如当碳用作增强纤维时铺展碳纤维长丝束)的其他伸长和定向技术。可以对增强热塑性材料使用其他技术和修改，包括将增强纤维布置在基质中，例如呈紧凑的布置。此外，可以在与热塑性材料整合以形成增强热塑性材料之前(或期间)对纤维施加涂层或其他处理。这可以是包围一些或所有纤维的纳米涂层，例如包围一些或所有单根纤维以在纤维和周围热塑性材料之间限定屏障。
在一个示例中，增强热塑性材料可用于形成轮部件的主结构的壁部分。壁部分可由增强热塑性材料形成，该增强热塑性材料由增强热塑性材料(例如本文所述的任何热塑性材料)的多个帘布层构成。帘布层可以布置成彼此重叠并且共同形成径向图案以限定壁部分。为了说明，径向图案可以包括具有第一边缘的第一帘布层和具有第二边缘的第二帘布层。第一帘布层和第二帘布层可以彼此重叠，例如重叠第一帘布层和第二帘布层，使得第二边缘基本上横向于第一边缘布置。此外，第一帘布层和第二帘布层可以布置成使得第一边缘和第二边缘中的至少一个限定相对于由轮限定的连续圆的中心轴线的偏角。样本偏角可以在大致22.5度和75度之间，例如大致在40度和60度之间，例如优选地约45度。如本文所述，可以调整偏角以优化壁强度。第一帘布层和第二帘布层可以彼此重叠以限定帘布层的布置或分组。壁部分可以包括多个帘布层布置以限定径向交叉帘布层图案。作为一个说明，壁部分可以包括多层交叉帘布层叠层，包括6层交叉帘布层叠层，具有12、22或更多个重叠带层(course of tape)。
用于形成轮部件的增强热塑性材料可以相互关联以形成一体结构。作为一个示例，可以使用第一增强热塑性材料来形成轮部件的轮辋底座部分，并且可以使用第二增强热塑性材料来形成轮部件的主结构部分。在某些示例中，第一和/或第二增强热塑性材料可以是片材、带、面板或其他很大程度上未限定的或甚至部分柔性的形式。增强热塑性材料可以经历一个或多个加工过程，以限定轮辋底座部分和/或主结构部分和/或本公开的轮部件或复杂几何形状部件的其他零件。例如并且如下文更详细描述的，增强热塑性材料可以经受冲压过程，以便限定轮辋底座部分、主结构部分和/或轮部件的其他部分的冲压成型形状或其他形状。印模形状可以总体限定轮辋底座部分或主结构部分的专用几何形状，包括适于与自行车一起使用的几何形状，其包括适于接合自行车轮胎的外环形表面和被配置成接合轮部件的一系列辐条的内环形表面。
热结合可用于将轮辋底座部分和主结构部分彼此结合，以将轮部件形成为一体结构。一体结构可以是一件式结构。在一个示例中，轮辋底座部分和主结构部分通常可以布置在大致限定轮部件的目标形状的模具或模子中。可以使模具经受热，包括使模具经受超过450华氏度的热；然而，在其他情况下，基于增强热塑性材料的特定成分，温度可以高于或低于450华氏度。当暴露于这样的热时，热塑性材料软化并向熔化或部分熔化状态转变。轮辋底座部分和主结构部分中的每一个的热塑性材料在模具内向该状态转变，其中，这些部分通常彼此相邻或接触。例如，在模具中，例如在模具隔室中，轮辋底座部分和主结构部分可以彼此机械接合和/或压靠在彼此的表面上。在这点上，在向部分熔化状态转变并成为部分熔化状态时，轮辋底座部分和主结构中的每一个的增强热塑性材料通常可以彼此结合。例如，轮辋底座部分的热塑性材料和主结构部分的热塑性材料可以在各自接近或进入部分熔化或完全熔化状态时至少部分地结合或混合。如本文所述，增强热塑性材料可以随后被冷却，从而允许每个材料作为来自轮辋底座部分和主结构部分的单个、一体形成的部件返回到更固化的状态。例如，增强热塑性材料可以被冷却以限定一体结构。这可以允许轮辋的不同部件或部分(例如，轮辋底座、壁部分等)在形成后共同限定一件式、或连续和/或无缝的结构。
热结合过程还可以与在轮部件内限定基本上中空的空腔关联。轮部件可以具有基本上中空的空腔以减轻重量并提高轮的稳定性。也可以将轮形成为基本上实心的结构，例如可以是在慢跑婴儿车、手推车、行李箱或其他应用中使用的轮的情况。在轮部件包括基本上中空的空腔的情况下，本公开的系统和技术包括在热结合过程期间建立和保持空腔的形状。这允许增强热塑性材料向部分熔化或熔化状态转变并转变为部分熔化或熔化状态，而不会以有损于内部空腔形成的方式塌陷或变形。保持空腔的形状也可以促进增强热塑性材料的结合，例如，通过允许用足够的外力将轮辋底座部分和主结构部分压到一起，以促进各种增强热塑性材料一般混合或结合，而这样的外力不分布空腔的形状。而是，在保持空腔形状的情况下，模具的外力也可以促进空腔形状的形成。例如，轮辋底座部分和/或主结构部分可以以相对于或抵靠牺牲囊的方式被挤压或操纵，作为一个示例，以便使用增强热塑性材料的部分熔化或熔化形式来建立轮部件的内部空腔形状。
在这方面，在一些示例中，牺牲囊可用于促进在热结合期间形成轮部件的内部空腔。例如，可以将包括某些工业泡沫和填充物或加固材料的基本固体的材料成形为限定内部空腔的轮廓。附加地或替代地，可使用可充气囊，例如可在热结合过程期间保持主结构部分和轮辋底座部分之间的加压区域的组件。轮辋底座部分和主结构部分可以在热结合之前与模具组件内的牺牲囊关联。牺牲囊可以很大程度上是耐热的和/或具有高于或基本高于模具在热结合过程期间受到的热的熔融温度。在这点上，牺牲囊可以保持固体形状，例如不熔化或部分熔化，而轮辋底座部分和主结构部分的增强热塑性材料被熔化或部分熔化。因此，如本文所述，轮辋底座部分和主结构部分可以结合在一起，而不会塌陷或变形为由相应部分限定的内部空腔。轮辋底座部分和主结构部分也可以结合在一起，而不会无意中结合到牺牲囊。
在冷却之后，牺牲囊可以从轮部件去除，从而在轮部件内限定基本上中空的空腔。在轮部件是轮的部段的情况下，牺牲囊可以从轮部件的侧面去除。附加地或替代地，牺牲囊可以从完全形成的连续和封闭的圆形部件去除。例如，在形成多个轮部件部段以形成轮部件的整个过程中牺牲囊保持在轮部段内可能是合乎需要的，该轮部件可以具有限定圆形形状的连续的一体结构。此外，轮辋底座部分和主结构部分可以作为连续且封闭的圆形部件彼此结合，从而将牺牲囊大部分留在轮部件中。在这点上，可经由端口或孔去除牺牲囊，通常可通过轮辋底座部分或主结构部分中一个或两者加工该端口或孔。后续操作可用于覆盖或密封端口或孔并封闭连续的圆形空腔，这可能适用于给定应用。
所描述的系统和技术还可以适于在基本上不使用牺牲囊的情况下保持和/或建立内部空腔。概括地说，本文所述的系统和技术可用于对在热结合过程期间保持轮辋底座部分和主结构的模具隔室的区域加压。例如，流体(例如压缩空气)可以被供应到模具隔室的基本上在轮辋底座部分和主结构部分之间的区域。当增强热塑性材料彼此结合时，流体可以起到在轮辋底座部分和主结构部分之间保持空腔的作用。例如，充气部件可以部分地延伸到空腔中并供应压缩空气，该压缩空气可以基于给定应用的材料特性以至少40psi、至少100psi、至少200psi或更大的压力来供应。压缩空气可以对模具隔室加压并且至少部分地在模具隔室内以期望的布置保持轮辋底座部分和主结构部分。随着轮辋底座部分和主结构部分开始向部分熔化或熔化状态转变并成为部分熔化或熔化状态，空腔内的压力可以阻止热塑性材料以会阻碍或有损于内部空腔的轮廓的方式变形。例如，将促使部分熔化或熔化的增强热塑性材料远离加压区域，并朝向模具隔室边界和/或相应的轮辋底座部分和主结构部分，以在其间进行热结合。
如本文中更详细描述的，在冷却后，充气部件可以从内部空腔去除，并且内部空腔可以基本上与外部环境封闭。在一些情况下，这可以涉及使用塞子或其他可被增强的热塑性材料，以便在充气部件从轮部件退出时与轮辋底座部分和/或主结构部分热结合。附加地或替代地，轮辋底座部分和/或主结构部分可以是基本上自密封的，从而允许充气部件的进入点在充气部件被去除时大体上封闭在其自身上。在某些示例中，这可以通过使用铺层到形成轮辋底座部分和/或主结构部分的增强热塑性材料中的一个或两个的高熔融温度膜来促进。例如，在某些示例中，高熔融温度膜可以铺层到加固面板或轮辋底座部分或主结构部分的印模形状。膜的熔融温度可以高于关联的轮辋底座部分或主结构部分的熔融温度。在这点上，在去除充气部件时，关联的轮辋底座部分或主结构部分根据与膜不同的热分布冷却和固化。对于给定温度，膜可以表现出比关联的轮辋底座部分或主结构部分更固态的状态。膜可以充当内部屏障，该内部屏障沿着封闭和密封充气部件进入点的路径引导增强热塑性材料。在某些其他示例中，如本文所述，充气部件本身可用于密封将加压流体输送到空腔中的进入点。例如，充气部件的至少一部分可以由具有比关联的轮辋底座部分或主结构部分的熔融温度更高的熔融温度的材料形成。该部分可以是被引入空腔中以供应加压空气的充气部件的末端。末端可以是充气部件的可消耗特征。例如，在轮辋底座部分和主结构部分的热结合之后，末端可以从充气部件的其余部分切断或以其他方式去除。充气部件的末端或可消耗部分又可用于密封加压空气的进入点。例如，末端表现出比关联的轮辋底座部分或主结构部分更高的熔融温度，因此根据不同的热分布冷却和固化。这种不同的热分布用于引导关联的轮辋底座部分或主结构部分以封闭和密封加压空气的进入点。
使用本文所述的这些和其他技术，所得到的轮部件可以包括基本上光滑的外部轮廓，该外部轮廓可以没有与从轮部件的内部空腔退出囊关联的标记。例如，完成的轮部件可以具有可以没有横向尺寸大于20mm的孔和/或没有横向尺寸大于10mm的孔的外表面。如本文所述，这样的孔可以是囊去除的指示，而没有这样的孔可以表明中空空腔的流线型、无囊式制造。
应当理解，虽然前述讨论包括对轮部件和与自行车相关的其他特征的参考，但其在本文中作为用于完全由一种或多种增强热塑性材料形成复杂的和可选的中空结构的系统和技术的示例性实施方式来呈现。这些系统和技术对现有的自行车相关技术提供了重大改进，例如，通过提高强度重量比、通过增加轮辋的拉力能力、使轮辋适应压应力和拉应力的差异、以及现有设计没有实现的其他改进。如本文所设想的，完全增强的热塑性部件可以适用于需要高性能的各种结构和行业。在某些情况下，这可以包括使增强热塑性材料适应其他与轮相关的应用，包括用于婴儿车、手推车、行李箱和其他用途的轮应用。例如，增强热塑性材料可用于形成具有一体形成的三辐条形状的轮，该轮可以可选地具有内部空腔。考虑了其他用途，包括将增强热塑性材料用于具有空气动力学特定的形状要求的应用，举例来说，例如用于风力涡轮机的叶片或流体动力学箔片。这样的应用可以受益于足够高的强度重量比，并且通常需要本公开的技术可以提供的精确的外部轮廓。在其他示例中，在本公开的范围内预期其他应用。
现在将参考附图，这些附图有助于说明本公开的各种特征。出于说明和描述的目的而呈现以下描述。此外，该描述并非旨在将发明方面限制于本文所公开的形式。因此，与以下教导以及相关领域的技能和知识相称的变化和修改在本发明方面的范围内。
如本文所述，增强的热塑性结构可以适于与自行车或其他使用轮的装置一起使用。在这方面，图1描绘了自行车100。自行车100包括具有轮辋112的轮组件108。轮辋112可以由增强热塑性材料形成，例如上面一般讨论并且在下面更详细地描述的增强热塑性材料。该轮辋112可适于承受骑车人使用自行车100期间的动态条件，包括在轮辋112的特定局部区域处的压缩应力和拉伸应力。
如图1所示，复合轮辋112与轮胎116接合。轮胎116可以是被配置为接合和抓握骑行表面以促进自行车100的向前运动的任何合适的部件，包括细长剖面轮胎。如下文更详细描述的，轮胎116可以在轮辋112上引起各种最大压缩应力。轮辋112与一系列辐条114关联，辐条114在结构上将轮辋112连接到自行车100的其他部件。这一系列辐条114可以在轮辋112上引起各种最大应力。
在图1的非限制性示例中，轮组件108和轮辋112与自行车100一起显示。然而，应理解轮辋112可用于各种自行车和/或实现轮移动的任何合适的装置。这可以包括带电动机的自行车、婴儿车、手推车、行李箱等。为了说明的目的，自行车100进一步被显示为具有车架104、前叉120、把手组件124、驱动组件126、踏板128、链条132、鞍座136和座杆140。应注意，自行车100可包括其他部件(或前述部件的变体)，例如各种拨链器、热装置、卡匣、制动器、各种结构的车架管等。因此，对任何自行车(例如自行车100)的讨论仅是说明性的。
参考图2，显示了轮组件108的细节1-1。图2显示了与一系列辐条114连接并与轮胎116接合的轮辋112。轮胎116显示为接触骑行表面101。轮辋112在自行车100的使用期间经受各种动态条件。由轮辋112接收的力的位置随着轮组件108的旋转而改变，并且力的分布也可以不同。
在图2中，轮辋112显示为受到压缩力FC和拉伸力FT。例如，压力FC可以由轮胎116与骑行表面101的接合产生。拉伸力FT可以由一系列辐条114与自行车100的其他部件限定的结构接合产生。在其他示例中，轮辋112受到其他力，该其他力可以基于自行车100的动态操作条件而改变。
轮辋112完全由增强热塑性材料形成，例如由本文所述的任何增强热塑性材料形成。增强热塑性材料可以特别适于增加轮辋112的强度重量比。这不仅可以通过减少轮组件108的总重量，而且可以通过选择性地在目标区域中为轮辋112提供强度来增强轮辋的性能。例如，在自行车100的使用期间，一系列辐条114在轮辋112上施加各种力。在一个示例中，轮辋112经由增强热塑性材料适于承受来自一系列轮辐中的一个或多个的拉力辐条114的拉力以用于高性能操作。拉力可以指示辐条施加在轮辋底座的一部分(例如辐条和轮辋112结合的部分)上的力的量。例如，轮辋112可适于承受来自一系列辐条114中的辐条的至少300磅、来自一系列辐条114中的辐条的至少400磅、来自一系列辐条114中的辐条的至少500磅或更大的拉力。
图3A描绘了完全由增强热塑性材料形成的轮辋300。轮缘300可以是具有连续圆形轮廓301的一体结构。轮缘300也可以在整个连续圆形空腔中基本上是中空的。轮辋300还可以具有基本上光滑、无缝的外表面，该外表面基本上没有囊从内部空腔退出的任何标记或中间制造过程的其他迹象。这样的特征配合以限定轮辋300的美观的装饰。另外，这些特征可以通过提供由增强热塑性材料的纤维增强的无缝装饰来减少潜在的故障机制。
轮辋300可以包括轮辋底座部分304和主结构部分310。轮辋底座部分304和主结构部分310可以限定一体结构。例如，轮辋底座部分304和主结构部分310可以在形成之后共同限定一件式的、连续的和/或无缝的结构。轮辋底座部分304通常被配置为接合自行车轮胎。例如，轮辋底座部分304可以限定适于接收和保持自行车轮胎的外环形表面306。主结构部分310通常被配置为限定轮辋300的通道并且适于接合一系列辐条。例如，主结构部分310可以限定内环形表面312，该内环形表面312适于接合一系列辐条390。一系列辐条390可以连接到轮毂392或其他特征。在这点上，一系列辐条390可以在主结构部分310上表现出拉力。在某些示例中，主结构部分310可以限定增强区域314，其中，一系列辐条390和主结构310彼此接合。增强区域314可以由附加的增强热塑性材料形成，选择性地提供增加的强度和性能。
如图3A的详细视图所示，轮辋底座部分304和主结构部分310虽然配合以限定一体形成的轮辋300，但可以在制造过程期间作为两个单独的部件提供。轮辋底座部分304和主结构部分310可以大体沿着热结合界面308彼此热结合。为了说明的目的，在图3A的细节中示出了热结合界面308。然而，应当理解，虽然在制造过程期间将轮辋底座部分304和主结构部分310作为单独的部件提供，但在最终产品中热结合界面308可以是肉眼基本不可见的，并且因此，在轮辋底座部分304和主结构部分310之间限定无缝界面或过渡。在这方面，最终轮辋300可以具有无缝表面302。
图3B描绘了沿着线3B-3B截取的图3A的轮辋300的截面图。更具体地，图3B示出了用于形成轮辋300的增强热塑性材料的截面图。轮辋300可以完全由增强热塑性材料形成。在这方面，轮辋底座部分304、主结构部分310和/或轮辋300的任何或所有其他部分可以由增强热塑性材料形成。因此应当理解，增强热塑性材料的以下讨论可适用于轮辋300的任何或所有部件，或更一般地适用于本文所述的轮部件和复杂几何结构。
图3B显示了由增强热塑性材料350形成的轮辋300的截面。增强热塑性材料350广泛地包括设置在热塑性材料358中的增强纤维354。热塑性材料358通常定义为通过加热软化并在冷却时相反硬化的材料。热塑性材料358可以被连续多次加热和冷却，而不会显著降低材料性能。可以使用某些树脂、聚合物、合成材料、尼龙和/或其他材料。增强纤维354为热塑性材料358提供强度。例如，纤维354可以在对热塑性材料358加热期间保持形状和物理状态。样本纤维包括碳纤维、玻璃纤维、凯夫拉尔纤维、玄武岩纤维和/或适于为热塑性材料358提供强度的其他适当材料。在一些情况下，如图3B的细节所示，纤维354可以单独或共同地被包裹或部分包裹在涂层中356。涂层356可以是限定纤维354和热塑性材料358之间的屏障的纳米涂层。
增强热塑性材料350可以以多种方式制造，以通过纤维354的布置来增加材料的强度。例如，在某些情况下，纤维354可以经受铺展技术，该技术在热塑性材料358中建立纤维354作为铺展丝束。在某些情况下，这可以允许增强热塑性材料350的给定截面具有大于高度368的宽度370。附加地或替代地，铺展技术或其他制造技术可以将纤维354以伸长方式布置。例如，纤维354通常可以布置成基本上彼此平行并且伸长。附加地或替代地，纤维354可以在热塑性材料358中限定紧凑布置362。紧凑布置362可以帮助以增加纤维354在增强热塑性材料350中的体积密度的方式来组织纤维354。例如，对于增强热塑性材料350的表示性体积366，纤维354可限定材料350体积的至少40％、材料350体积的至少70％或基于基于目标强度和应用的其他合适的值。
图4-6描绘了本申请的轮部件的样本结构。轮部件可以是轮的部段或连续的圆形部件。图4-6描绘了轮部件的各种截面图。图4-6的轮部件可用于限定本文所述的任何轮辋和轮组件，包括图1和2的轮辋112以及图3A和3B的轮辋300。此外，应当理解，图4-6显示了处于热结合之前的状态的轮部件，用于说明用于形成轮部件的增强热塑性材料的结构关系。在热结合过程之后，例如在本文所述的任何热结合过程之后，单独的增强热塑性材料可以以将轮部件形成为单个、一体形成的结构的方式彼此连接。
参考图4，显示了轮部件400的截面图。轮部件400可以完全由增强热塑性材料形成，例如本文所述的任何增强热塑性材料，为了清楚起见，此处省略对其的冗余解释。
轮部件400在图4中显示为包括轮辋底座部分404和主结构部分410。轮辋底座部分404和主结构部分410配合以限定空腔406。轮辋底座部分404可以限定了适于接合自行车轮胎的外环形表面408。主结构部分410可以限定适于接合一系列辐条的内环形表面414。主结构部分410可以可选地沿着一些或全部的内环形表面414限定增强区域414。增强区域416可以是主结构部分的强度增加以促进增加轮部件400强度的区域，例如如本文所述，为高性能用途提供足够高的拉力。
主结构部分410可以包括第一壁部分412a和第二壁部分412b。在图4的示例中，第一壁部分412a和第二壁部分412b被提供为通常单一形式的增强热塑性材料。第一和第二壁部分412a、412b可以具有厚度492。在一些情况下，厚度492可以小于轮辋底座部分404的厚度490；但是，这不是必需的。主结构部分410和轮辋底座部分404可以在边缘连接处彼此连接。在图4的布置中，主结构部分410和轮辋底座部分404可以共同限定边缘处的厚度494。这种增加的厚度可以为与轮辋底座部分404接合的自行车轮胎提供稳定性。
参考图5A，显示了轮部件500的截面图。轮部件500可以完全由增强热塑性材料形成，例如本文所述的任何增强热塑性材料，为了清楚起见，此处省略对其的冗余解释。轮部件500可以基本上类似于图4的轮部件400并且包括：轮辋底座部分504、主结构部分510、空腔506、外环形表面508、内环形表面514、第一壁部分512a、第二壁部分512b、增强区域516、厚度592、厚度590和厚度594，为清楚起见，在此不再赘述。
图5A进一步显示了由不同的增强热塑性材料零件限定的第一壁部分512a和第二壁部分512b。第一壁部512a和第二壁部512b可以在增强区域516限定重叠部530。第一壁部512a和第二壁部512b的重叠部530可以增强轮部件500在内环形表面514处的强度。
还如图5A所示，第一壁部分512a和轮辋底座部分504可以沿着第一脊区域580彼此连接。例如，第一壁部分512a可以具有端部572并且轮辋底座部分504可以具有端部570。端部570、572可以使用本文所述的技术彼此连接以形成第一脊区域580。此外，第二壁部分512b和轮辋底座部504可以沿着第二脊区域582彼此连接。例如，第二壁部分512b可以具有端部573并且轮辋底座部504可以具有端部571。端部571、573可以使用本文描述的技术彼此连接以形成第二脊区域582。第一和第二脊区域可以配合以在其间接收自行车轮胎。在图5A的实施例中，端部570、572布置成基本上彼此平行，并且相应端部570、572中的每一个的端点基本上不受第一壁部分512a或轮辋底座部分504中的相应一个的阻碍。此外，端部571、573布置成基本上彼此平行，并且相应端部571、573中的每一个的端点基本上不受第二壁部分512b或轮辋底座部分504中的相应一个的阻碍。
在一些情况下，轮辋底座部分504的端部570、571可以缠绕在第一和第二壁部分的相应端部周围。例如并且参考图5B，轮辋底座部分504的端部570至少部分地缠绕在第一壁部分512a的端部572周围。如图5B中进一步所示，轮辋底座部分504的端部571至少部分地缠绕在第二壁部分512b的端部573周围。因此，至少部分包裹可以帮助修改第一脊区域580和第二脊区域582的性能特性，例如增强这些区域的强度或以其他方式针对特定应用定制区域。
在一些情况下，端部572、573可以缠绕在轮辋底座部分504的相应端部周围。例如并参考图5C，第一壁部分512a的端部572至少部分地缠绕在轮辋底座部分504的端部570周围。如图5C进一步所示，第二壁部分512b的端部573至少部分地缠绕在轮辋底座部分504的端部571周围。因此，至少部分缠绕可以帮助修改第一和第二脊区域580、582的性能特性，例如增强这些区域的强度或以其他方式针对特定应用定制区域。
参考图6，显示了轮部件600的截面图。轮部件600可以完全由增强热塑性材料形成，例如本文所述的任何增强热塑性材料，为了清楚起见，此处省略对其的冗余解释。轮部件600可以基本上类似于图4的轮部件400并且包括：轮辋底座部分604、主结构部分610、空腔606、外环形表面608、内环形表面614、第一壁部分612a、第二壁部分612b、增强区域616、重叠部630、第一脊区域680、端部670、端部672、第二脊部区域682、端部671、端部673、厚度692、厚度690和厚度694，为了清楚起见这里省略对其的冗余解释。
尽管有前述相似之处，但轮辋底座部分604在图6中被示为包括第一轮辋底座部分604a和第二轮辋底座部分604b。第一和第二轮辋底座部分604a、604b可以是彼此形成的分层或复合部件或层以限定轮辋底座部分604。图6的双层配置可以帮助增强外环形表面608。厚度690可以定义为包括第一轮辋底座部分604a和第二轮辋底座部分604b的厚度。
图7A-7E描绘了制造增强热塑性材料的成形形状的各种操作。增强热塑性材料最初可以制造为片材、卷、带、面板等。根据本文所述的技术，可以将增强热塑性材料操纵成随后用于形成轮部件或其他复杂几何形状的形状。例如，增强热塑性材料可以被冲压或压制成形状，以限定轮辋底座部分、主结构部分、一个或多个壁部分、一个或多个增强部分等。然后这些部件的冲压形成的形状可以彼此机械接合并经受热结合过程以形成轮部件的连续的一体形成的圆形结构。
参考图7A，示出了操作700a。在操作700a，可以形成样本轮辋底座部分的印模形状。例如，增强热塑性材料708可以基本上设置在第一印模半部704和第二印模半部706之间。增强热塑性材料708可以基本上类似于本文所述的任何增强热塑性材料，在这里为了清楚起见省略对其的冗余解释。第一和第二印模半部704、706可以朝向增强热塑性材料708推进，以便将增强热塑性材料708压成轮辋底座部分的形状，例如图7A中所示的形状。为了便于上述，增强热塑性材料708可以被加热以促进变形为由第一和第二印模半部704、706限定的印模形状。
参考图7B，示出了操作700b。在操作700b，可以形成样本壁部分的印模形状。例如，增强热塑性材料718可以基本上设置在第一印模半部714和第二印模半部716之间。增强热塑性材料718可以基本上类似于本文所述的任何增强热塑性材料，在这里为了清楚起见省略对其的冗余解释。第一和第二印模半部714、716可以朝向增强热塑性材料718推进，以便将增强热塑性材料718压成壁部分的形状，例如图7B中所示的形状。为了便于上述，增强热塑性材料718可以被加热以促进变形为由第一和第二印模半部714、716限定的印模形状。
参考图7C，示出了操作700c。在操作700c，可以形成另一样本壁部分的印模形状。例如，增强热塑性材料728可以基本上设置在第一印模半部724和第二印模半部726之间。增强热塑性材料728可以基本上类似于本文所述的任何增强热塑性材料，在这里为了清楚起见省略对其的冗余解释。第一和第二印模半部724、726可以朝向增强热塑性材料728推进，以便将增强热塑性材料728压成壁部分的形状，例如图7C中所示的形状，该壁部分可以是被配置为与图7B的壁部分对应接合的壁部分。为了便于上述操作，增强热塑性材料728可以被加热以促进变形为由第一和第二印模半部724、726限定的印模形状。
在某些情况下，可以将膜铺层到增强热塑性材料以促进热结合。例如，具有比增强热塑性材料更高的熔融温度的膜可以被铺层成轮部件和/或加固面板的一个或多个部分的印模形状。膜的不同热特性会影响增强热塑性材料在开始冷却时的行为。例如并且如本文所述，可以影响增强热塑性材料以密封或封闭穿过材料形成的孔，例如用于向内部空腔提供加压空气的孔。
为了说明的目的，图7D示出了具有被施加到印模形状762的膜754的布置750。印模形状762可以是或限定本文所述的轮辋底座部分或主结构部分的一部分。印模形状762可以限定轮廓766。膜764可以布置成与轮廓766匹配，因此在与印模762铺层时展现轮廓758。
图7E显示了具有膜784和加固面板792的布置780。加固面板792可以是增强热塑性材料，其可以在冲压成本文描述的各种轮组件的一个或多个部件之前的状态提供。加固面板792可以限定轮廓796，在某些情况下该轮廓可以是基本上平面的。膜784可以布置成与轮廓796相匹配，因此在与加固面板792铺层时呈现出轮廓788。铺层的加固面板792和膜784可以转而被引入印模或压模以将轮组件的一个或多个部件形成为铺层的可选的叠层结构，其具有增强热塑性材料和铺层的较高熔融温度的膜。
在一些情况下，增强热塑性材料可以由多个帘布层形成。帘布层可以相对于彼此布置以限定可用于形成轮部件的一个或多个部分的叠层或复合结构。作为一个示例，轮部件的壁部分可以由热塑性材料的多个帘布层形成。多个帘布层可以布置成彼此重叠并且共同形成径向图案以限定壁部分。多个帘布层中的一个或多个或全部可以相对于轮部件的中心轴线布置或偏置。例如，给定帘布层可以具有与中心轴线限定大致22.5和75度之间的角度的边缘，例如大致在40和60度之间，例如优选地约45度。可以调整偏角以优化壁部分的壁强度。
转向图8A，示出了用于由多个帘布层形成增强热塑性材料的叠层800。叠层800包括帘布层802的径向图案。帘布层802的径向图案布置在壁部分轮廓804周围。壁部分轮廓804可以大体上指示轮部件的圆形形状。在其他示例中，可以使用其他轮廓和形状来布置多个帘布层。壁部分轮廓804被示为具有中心806。中心806可以限定壁部分轮廓804的中心轴线和/或包括外环形表面的轮部件的其他大致圆形部件。
帘布层802的径向图案在图8A中显示为包括第一帘布层810和第二帘布层820。第一帘布层810包括第一边缘812。第二帘布层820包括第二边缘822。第一边缘812可以与由中心806限定的中心轴线限定角度θ1。第二边缘822可以与由中心806限定的中心轴线限定角度θ2。在图8A的示例中，角度θ1、θ2显示为大致45度。角度θ1、θ2可以限定帘布层810、820的偏角或取向。可以调整角度θ1、θ2以优化轮部件的壁强度，例如可调整为基本上在22.5和75度之间(例如基本上在40和60度之间等)的度数值。
在图8A的示例中，第一帘布层810和第二帘布层820可以是基本上矩形的结构。第一和第二帘布层810、820可以彼此重叠以形成交叉图案，其中，第二边缘822在第一边缘812上延伸并越过第一边缘812。第一和第二帘布层810、820一起可以限定帘布层的布置或分组。在这方面，帘布层802的径向图案可以包括帘布层810、820的多个布置以限定径向交叉帘布层。可以将帘布层的多个布置分组在一起并彼此层叠以限定壁部分。例如，根据一个示例性说明，壁部分可包括多层交叉帘布层叠层，包括6层交叉帘布层叠层，具有12、22或更多个重叠带层。
例如并如图8B所示，壁部分850显示为由图8A的叠层800形成。例如，帘布层802的径向图案可以铺层在一起并形成复合结构。具有径向交叉帘布层图案的复合结构可以成形或形成为连续的轮部件的一部分，例如形成为壁部分。如通篇所述，样本形成技术包括冲压、压制、模制、热形成等。图8B示出了具有形成为壁部分850的图8A的径向交叉帘布层图案的复合材料。在形成的壁部分850的形状中，第一边缘812和第二边缘822可以保持偏角θ1、θ2(例如保持大致45度的值)，从而增强部件的壁强度。如上所述，偏角的范围可以从基本上在22.5和75度之间的度数值，例如基本上在40和60度之间等。
转向图9A-9D，显示了增强的热塑性部件的多个其他示例叠层。图9A-9D的叠层可用于形成轮部件的壁部分，其基本类似于上文关于图8A和8B描述的叠层800。如图9A-9D所示，用于形成轮部件的壁部分的帘布层的形状、取向和数量可以变化以提供不同的结构特性、几何形状和/或表面装饰。
参考图9A，显示了第一叠层900a。第一叠层900a包括帘布层910a的径向图案。帘布层910a的径向图案沿着壁部分轮廓902布置。壁部分轮廓902可限定中心906。帘布层910a的径向图案可包括具有第一端部914a、第二端部916a和边缘918a的帘布层912a。边缘918a可以与由中心906限定的中心轴线限定偏角θ9a。在图9A的示例中，第一端部914a和第二端部916a可以不同。例如，第一端部914a可以相对于边缘918a基本横向地定向，并且第二端部916可以从边缘918a以大于90度的角度延伸。帘布层910a的径向图案围绕壁部分重叠部设置，使得相应帘布层的端部彼此邻接以限定和完成径向交叉帘布层图案。
参考图9B，显示了第二叠层900b。第二叠层900b包括帘布层910b的径向图案。帘布层910b的径向图案沿着壁部分轮廓902布置。壁部分轮廓902可以限定中心906。帘布层910b的径向图案可以包括具有第一端部914b、第二端部916b和边缘918b的帘布层912b。边缘918b可以与由中心906限定的中心轴线限定偏角θ9b。在图9B的示例中，帘布层912b可以相对于帘布层912b上方或下方的帘布层旋转。例如，可以旋转帘布层912b以重叠下方的帘布层的邻接连接。在这方面，可以旋转帘布层192b以建立与下方的帘布层的期望连接，以进一步调整轮部件的壁强度。
参考图9C，显示了第三叠层900c。第三叠层900c包括帘布层910c的径向图案。帘布层910c的径向图案沿着壁部分轮廓902布置。壁部分轮廓902可以限定中心906。帘布层910c的径向图案可以包括具有第一端部914c、第二端部916c和边缘918c的帘布层912c。边缘918c可以与由中心906限定的中心轴线限定偏角θ9c。在图9c的示例中，第一端部914c可以与第二端914b的大致相似。例如，第一和第二端部914a、914b可以是彼此的反射，并且每个都可以在大致相反的方向上并且从边缘918c以大于90度的角度延伸。在这点上，帘布层912c可以被操纵以建立到下方的相邻帘布层的期望连接或重叠，从而进一步调整轮部件的壁强度。
参考图9D，显示了第四叠层900d。第四叠层900d包括帘布层910d的径向图案。帘布层910d的径向图案沿着壁部分轮廓902布置。壁部分轮廓902可以限定中心906。帘布层910d的径向图案可以包括具有第一端部914d、第二端部916d和边缘918d的帘布层912d。边缘918d可以与由中心906限定的中心轴线限定偏角θ9d。在图9D的示例中，第一端部914d可以不同于第二端部916d。例如，第一端部914d可以相对于边缘918d基本横向地定向，并且第二端部916d可以从边缘918d以大于90度的角度延伸。帘布层910d的径向图案围绕壁部分重叠部设置，使得相应帘布层的端部彼此邻接以限定完整的径向交叉帘布层图案。此外，在图9D的示例中，帘布层912d可以相对于帘布层912d上方或下方的帘布层旋转。例如，可以旋转帘布层912d以重叠下方的帘布层的邻接连接。在这点上，可以旋转帘布层192d以建立到下方的帘布层的期望连接，以进一步调整轮部件的壁强度。虽然图9A-9D示出了各种帘布层叠层策略和配置，但是任何附加配置和/或所示帘布层叠层策略的组合都可以用于由多个帘布层形成增强热塑性材料。
图10A描绘了在热结合之前的样本轮部件1000。轮部件1000可以基本上类似于本文所述的各种轮部件并且包括：空腔1001、轮辋底座部分1004、外环形表面1008、主结构部分1010、第一壁部分10112a、第二壁部分12b和内环形表面，为了清楚起见，这里省略了对其的多余解释。
图10A还将第一壁部分1012a显示为限定接合特征1013a并将第二壁部分1012b显示为限定接合特征1013b。接合特征1013a、1013b通常在内环形表面1014处彼此重叠。在这方面，接合特征1013a、1013b可以限定轮部件1000的增强区域，轮部件1000可以沿着该增强区域适于接收一系列的辐条。图10A还示出了牺牲材料1020。牺牲材料1020可以帮助在热结合过程期间限定空腔1001的形状。轮辋底座部分1004、第一壁部分1012a、第二壁部分1012b和牺牲材料1020被显示为彼此机械接合并且通常限定松配合连接。在这种配置中，这些部件的集合可以与模具关联，在模具中它们可以经受热以便在各种增强热塑性材料之间形成热结合。
在这方面，图10B显示了在模具1030内关联的轮部件1000。通常，如图10A所示，轮部件1000可以用模具隔室1040布置。模具1030可以经受热以将增强热塑性材料转变为部分熔化或熔化状态，在这种状态下它们可以彼此热结合。例如，在一些情况下，模具1030可以经受至少400华氏度、至少450华氏度、至少500华氏度的温度或其他温度，以使增强热塑性材料向部分熔化或熔化状态转变，这可以基于热塑性材料的特定材料特性而定。
模具1030进行操作以在热结合期间相对于彼此维持和保持轮部件1000的各个零件。例如，模具1030可以包括第一板1032a、第二板1032b和第三板1032c。板1032a、1032b、1032c可以配合以将轮部件1000封闭在模具1030内。虽然板1032a、1032b、1032c被显示为圆形特征的部段，但是应当理解，板1032a、1032b、1032c可以是连续的圆形部件(如图10B中的虚线所示)，其进行操作以封闭分段的轮部件和/或整个连续的圆形轮部件以用于其中的热结合。第一板1032a可以具有接合第一壁部分1012a的轮廓，第二板1032b可以具有被配置为接合第二壁部分1012b的轮廓1036，并且第三板1032c可以具有适于接合轮辋底座部分1004的轮廓1038。
如本文所述，图10B的牺牲材料1020有助于在热结合期间保持轮部件1000的空腔的形状。图10C和11示出了本公开的示例，其中，使用加压流体且在没有囊的情况下在热结合期间保持轮部件的内部空腔的形状。例如，充气部件可用于将加压流体输送到限定轮部件的内部空腔的模具的区域。在热结合之后，可以去除充气部件。在一些情况下，增强热塑性材料可以封闭并自身密封和/或适于与其他增强的热塑性部件(例如由增强热塑性材料形成的充气部件的一部分)封闭。
在这方面，图10C和11显示了通常布置在模具1050内的轮部件1080。轮部件1080和模具1050可以大体上类似于关于图10A和10B描述的轮部件和模具，并且包括：轮辋底座部分1084、第一壁部分1082a、第二壁部分1082b、第一板1052a、第二板1052b、第三板1052c、轮廓1058和轮廓1056。
模具1050还可适于在热结合期间向轮部件1080提供加压流体。在这方面，图10C示出了包括充气部件1070的模具1050。充气部件1070可以包括入口1072，该入口1072适于从源接收加压流体，例如压缩空气。充气部件1070还可以包括末端1074。末端1074可插入到模具隔室1060中，以便将加压空气引导到基本上在轮部件1080的零件之间的区域。例如，充气部件1070通常可以延伸穿过第三板1052c，使得末端1074在开口1085处被推进穿过轮辋底座部分1084。充气部件1070可以被配置为将至少40psi或至少100psi或至少200psi的加压空气输送到模具隔室1060，和/或以更高的压力输送，每个压力都可以被调整以减轻增强热塑性材料变形进入空腔。为了便于前述方案，充气部件1070也可以与适配器1087关联。适配器1087可以经由O形环1086或其他密封结构与末端1074关联。如图10C所示，适配器1087可以至少部分地装配到轮部件1080的空腔中，以促进加压流体输入到内部空腔中并且使泄漏最小化。在热结合增强热塑性材料之后，可以允许模具1050冷却和/或经受主动冷却过程。充气部件1070可以从轮部件1080去除，并且可以封闭孔1085。许多机制都是可能的并且在本文中描述。例如，增强热塑性材料可以被构造为用于孔1085的基本自密封。这可以通过更高熔融温度的膜来促进，该膜可以铺层到轮部件和/或加固面板的印模形状。在其他情况下，可以使用单独的塞子、补片或增强条来封闭孔1085，其也可以由增强热塑性材料形成。该材料可以以无缝方式、以封闭孔1085的方式一起冷却，在成品中基本上不留下孔1085的可见指示。在这点上，轮辋底座部分1084和/或主结构部分1082可以完全形成为具有连续中空空腔的增强的热塑性部件并且没有与囊退出关联的制造过程的表面标记。
在某些其他情况下，充气部件1070可用于密封加压空气进入空腔的孔或其他进入点。例如，图12和13展示了轮部件1200，其可以具有由充气部件1250加压的内部空腔。轮部件1200和充气部件1250可以基本上类似于图11的轮部件1000和充气部件1120，并且包括主结构部分1204、第一壁部分1208a、第二壁部分1208b、孔1206、空腔1210、入口或轴部分1254和末端1258。如图13所示，充气部件1250可以经由末端1258将加压空气输送到空腔1210中。例如，末端1258可以具有允许压缩空气流入空腔1210中的管道1262。
充气部件1250的一部分(例如末端1262)可以是用于密封孔1206的可消耗部件。例如，末端1262可以由热塑性材料(其可以或可以不被增强)和/或通常具有比用于形成轮辋底座部分1204和/或第一或第二壁部分1208a、1208b的增强热塑性材料的熔融温度更高的熔融温度的其他材料形成。在轮部件1200的各部分热结合之后，可以从轴1254切断末端1258。末端1258可以保持与轮辋底座部分1204部分结合，例如与孔1206结合并用于密封并且塞住孔1206。例如，末端1258可以根据与轮辋底座部分1204周围不同的热特性冷却。使用末端1258塞住或阻塞孔1206，这种差异可以促使轮辋底座部分1204至少部分地封闭在其自身上并且密封孔1206。因此可以将空腔1210从外部环境密封。轮辋底座部分1204与末端1258配合的自密封特性可以限定轮部件的基本光滑、无缝的外表面。
如上所述，本文所述的任何轮部件的零件可以彼此热结合以形成连续圆形的部段。附加地或替代地，轮部件的零件可以彼此热结合以形成连续的圆形形状。图14描绘了用于将轮部件的零件热结合成连续圆形形状的示例模具1400。在这点上，应当理解，参考图9和图10描述的模具可以是或可以适于限定图14中呈现的连续圆形模具1400。
概括地说，图14将模具1400显示为包括第一板1408a和第二板1408b。模具1400还包括环形构件1412的集合。轮部件的零件通常布置在板1408a、1408b之间并且环形部件1412的集合围绕轮部件的零件。图14的示例显示了布置在模具1400内的轮部件1404。轮部件1404可以基本上类似于本文所述的任何轮部件并且包括轮辋底座部分1220和主结构部分1224，为清楚起见此处省略对其进行冗余解释。在一些情况下，轮辋底座部分1220和主结构1224可以布置在模具1400内并且在模具1400内彼此热结合。附加地或替代地，轮部件1404可以包括轮部段1406，其包括彼此热结合的轮辋和主结构部分。在这点上，多个圆形部段可以布置在模具1400内，以便限定连续的圆形部件，该部件在内部形成并且具有基本上无缝的外部。
图15A-20B描绘了完全由增强热塑性材料形成的轮部件的各种示例。图15A-20B的轮部件可以经由热结合过程形成。例如，均由增强热塑性材料形成的轮辋底座部分和主结构部分的一个或多个部件可以相对于彼此布置并连接在一起。轮辋底座部分和主结构部分可以以多种方式构造以促进热结合。例如，轮辋底座部分和主结构部分可以包括重叠部分，该重叠部分适于彼此机械接合以形成搭接接头。附加地或替代地，轮辋底座部分和主结构部分可适于形成边缘接头以及其他结构。在一些情况下，轮辋底座部分或主结构部分中的一个或两个可以与其他增强热塑性材料关联，例如适用于限定轮部件的增强区域的增强热塑性材料，该增强区域被增强以接收辐条或自行车的其他特征。应当理解，虽然图15A-20B示出了轮部件的示例构造，但在其他情况下，本文设想了其他构造。
参考图15A和15B，显示了轮部件1500。轮部件1500可以基本上类似于本文所述的各种轮部件和增强热塑性结构；为了清楚起见，这里省略了对其的冗余解释。轮部件1500在图15A和15B中显示为包括第一壁部分1512a和第二壁部分1512b。第一壁部分1512a和第二壁部分1512b配合以包围轮部件1500并限定空腔1506。在图15A和15B的示例中，第一壁部分1512a和第二壁部分1512b建立轮辋底座部分1504，其限定被配置为接合自行车轮胎的轮部件1500的外环形表面。第一壁部分1512a和第二壁部分1512b还建立可以适于接合自行车辐条的主结构部分1510。第一壁部分1512a和第二壁部分1512b在轮辋底座部分1504和主结构部分1510处机械接合。例如，第一壁部分1512a可以包括接合特征1520a并且第二壁部分1512b可以包括接合特征1520b。接合特征1520a、1520b可以在轮辋底座部分1504处相互重叠，从而形成搭接接头。总的来说，接合特征1520a、1520b的重叠可以在轮辋底座部分限定增强区域1516b。此外，第一壁部分1512a可以包括接合特征1524a，并且第二壁部分1512b可以包括接合特征1524b。接合特征1524a、1524b可以在主结构部分1510处相互重叠，从而形成搭接接头。总的来说，接合特征1524a、1524b的重叠可以在主结构部分限定增强区域1516a。
参考图16A和16B，显示了轮部件1600。轮部件1600可以基本上类似于本文所述的各种轮部件和增强热塑性结构；为了清楚起见，这里省略了对其的冗余解释。轮部件1600在图16A和16B中被示为包括第一壁部分1612a、第二壁部分1612b和轮辋底座部分1604。第一壁部分1612a、第二壁部分1612b和轮辋底座部分1604配合以包括轮部件1600并限定空腔1606。在图16A和16B的示例中，轮辋底座部分1604是限定被配置为接合自行车轮胎的轮部件1600的外环形表面的结构部件。第一壁部分1612a和第二壁部分1612b建立可适于接合自行车辐条的主结构部分1610。第一壁部分1612a和第二壁部分1612b在主结构部分1610处机械接合。例如，第一壁部分1612a可以包括接合特征1624a并且第二壁部分1612b可以包括接合特征1624b。接合特征1624aa、1624b可以在主结构部分1610处彼此重叠，从而形成搭接接头。总的来说，接合特征1624a、1624b的重叠可以在主结构部分1610处限定增强区域1616。此外，第一壁部分1512a可以包括接合特征1620a并且第二壁部分1612b可以包括接合特征1620b。接合特征1620a、1620b可用于与主结构部分1604限定边缘接头。例如，主结构部分1604可包括可与接合特征1620a机械接合以限定边缘接头的接合特征1605a。主结构部分1604还可包括可与接合特征1620b机械接合以限定另一边缘接头的接合特征1605b。
参考图17A和17B，显示了轮部件1700。轮部件1700可以基本上类似于本文所述的各种轮部件和增强热塑性结构；为了清楚起见，这里省略了对其的冗余解释。轮部件1700在图17A和17B中显示为包括轮辋底座部分1704和主结构部分1712。轮辋底座部分1704和主结构部分1712配合以包围轮部件1700并限定空腔1706。在图17A和17B的示例中，轮辋底座部分1704是限定被配置为接合自行车轮胎的轮部件1700的外环形表面的结构部件。主结构部分1710可适于接合自行车的辐条。轮辋底座部分1704机械接合在主结构部分1710处。例如，轮辋底座部分可以包括接合特征1705a、1705b。主结构部分1712可以包括接合特征1720a、1720b。接合特征1720a、1705a可以限定主结构部分1712和轮辋底座部分1704之间的边缘接头。此外，接合特征1720b、1705b可以限定主结构部分1712和轮辋底座部分1704之间的边缘接头。图17进一步将轮部件示出为包括在主结构部分1712处的增强区域1716，例如，其可以适于或被增强以接收一系列辐条。例如，轮部件1700还可以包括增强件1718，其也可以由增强热塑性材料形成。该增强件可以重叠或覆盖主结构部分1712或与其层压以限定增强区域1712。
参考图18A和18B，显示了轮部件1800。轮部件1800可以基本上类似于本文所述的各种轮部件和增强热塑性结构；为了清楚起见，这里省略了对其的冗余解释。轮部件1800在图18A和18B中显示为包括第一壁部分1812a、第二壁部分1812b、第一轮辋底座部分1804a和第二轮辋底座部分1804b。第一壁部分1812a、第二壁部分1812b、第一轮辋底座部分1804a和第二轮辋底座部分1804b配合以包围轮部件1800并限定空腔1806。在图18A和18B的示例中，第一轮辋底座部分1804a和第二轮辋底座部分1804b建立轮部件1800的轮辋底座部分1804。轮辋底座部分1804限定被配置为接合自行车轮胎的轮部件1800的外环形表面。此外，第一壁部分1812a和第二壁部分1812b建立可适于接合自行车辐条的主结构部分1810。第一壁部分1812a和第二壁部分1812b在轮辋底座部分1804和主结构部分1810处机械接合。例如，第一壁部分1812a可以包括接合特征1824a并且第二壁部分1812b可以包括接合特征1824b。接合特征1824a、1824b可以在主结构部分1810处相互重叠，从而形成搭接接头。总的来说，接合特征1824a、1824b的重叠可以在轮辋底座部分1810处限定增强区域1816a。此外，第一轮辋底座部分1804a和第二轮辋底座部分1804b也可以在轮辋底座处形成增强区域1816b。例如，第一轮辋底座部分1804a可以包括接合特征1818a，并且第二轮辋底座部分1818b可以包括接合特征1818b。接合特征1818a、1818b可以在轮辋底座部分1804处彼此重叠，从而形成限定增强区域1816b的搭接接头。轮辋底座部分1804还适于与主结构部分1810形成边缘接头。例如，第一壁部分1812a可以包括接合特征1820a并且第一轮辋底座部分1804a可以包括接合特征1819a。接合特征1820a、1819a可以相对于彼此布置以形成边缘接头。此外，第二壁部分1812b可以包括接合特征1820b，并且第二轮辋底座部分1804b可以包括接合特征1819b。接合特征1820b、1819b可以相对于彼此布置以形成边缘接头。
参考图19A和19B，显示了轮部件1900。轮部件1900可以基本上类似于本文所述的各种轮部件和增强热塑性结构；为了清楚起见，这里省略了对其的冗余解释。轮部件1900在图19A和19B中显示为包括第一壁部分1912a、第二壁部分1912b、轮辋底座部分1904和外壳1950。第一壁部分1912a、第二壁部分1912b、轮辋底座部分1904和外壳1950配合以包围轮部件1900并限定空腔1906。在图19A和19B的示例中，轮辋底座部分1904是限定被配置为接合自行车轮胎的轮部件1700的外环形表面的结构部件。此外，第一壁部分1912a、第二壁部分1912b和外壳1950建立可适于接合自行车辐条的主结构部分1910。第一壁部分1912a和第二壁部分1912b在主结构部分1910处机械接合。例如，第一壁部分1912a可以包括接合特征1924a并且第二壁部分1912b可以包括接合特征1924b。接合特征1924a、1924b可以在主结构部分1910处相互重叠，从而形成搭接接头。总的来说，接合特征1924a、1924b的重叠可以在轮辋底座部分1910处限定增强区域1916a。此外，轮辋底座部分1904也可以形成增强区域，例如图19A和19B中所示的增强区域1916b、1916c。例如，第一壁部分1912a可以包括接合特征1920a，该接合特征1920a可相对于轮辋底座部分1904布置以限定增强区域1916b。此外，第二壁部分1912b可以包括接合特征1920b，该接合特征1920b可相对于轮辋底座部分1904布置以限定增强区域1916b。增强区域1916a、1916b可以是轮辋底座部分1904的增强角，其可以被配置为支撑和/或增强与轮辋底座部分1904接合的某些自行车轮胎的功能。轮辋底座部分1904还适于与主结构部分1910形成边缘接头。例如，外壳可以包括接合特征1952aa，并且轮辋底座部分1904可以包括接合特征1905a。接合特征1952a、1905a可以相对于彼此布置以形成边缘接头。此外，外壳可以包括接合特征152bb并且轮辋底座部分1904可以包括接合特征1905b。接合特征1952b、1905b可以相对于彼此布置以形成边缘接头。
参考图20A和20B，显示了轮部件2000。轮部件2000可以基本上类似于本文所述的各种轮部件和增强热塑性结构；为了清楚起见，这里省略了对其的冗余解释。轮部件2000在图20A和20B中显示为包括第一壁部分2012a、第二壁部分2012b、第一轮辋底座部分2004a和第二轮辋底座部分2004b。第一壁部分2012a、第二壁部分2012b、第一轮辋底座部分2004a和第二轮辋底座部分2004b配合以包围轮部件2000并限定空腔2006。在图20A和20B的示例中，第一轮辋底座部分2004a和第二轮辋底座部分2004b建立轮部件2000的轮辋底座部分2004。轮辋底座部分2004限定被配置为接合自行车轮胎的轮部件2000的外环形表面。进一步地，第一壁部分2012a和第二壁部分2012b建立可适于接合自行车辐条的主结构部分2010。第一壁部分2012a和第二壁部分2012b在轮辋底座部分2004和主结构部分2010处机械接合。例如，第一壁部分2012a可以包括接合特征2024a，并且第二壁部分2012b可以包括接合特征2024b。接合特征2024a、2024b可以在主结构部分2010处相互重叠，从而形成搭接接头。总的来说，接合特征2024a、2024b的重叠可以在轮辋底座部分2010处限定增强区域2016a。此外，第一轮辋底座部分2004a和第二轮辋底座部分2004b也可以在轮辋底座处形成增强区域2016b。轮辋底座部分2004还适于与主结构部分2010形成边缘接头。例如，第一壁部分2012a可以包括接合特征2020a并且第一轮辋底座部分2004a可以包括接合特征2019a。接合特征2020a、2019a可以相对于彼此布置以形成边缘接头。此外，第二壁部分2012b可以包括接合特征2020b并且第二轮辋底座部分2004b可以包括接合特征2019b。接合特征2020b、2019b可以相对于彼此布置以形成边缘接头。
图21A-25B描绘了增强的热塑性部件的热结合的进一步示例。特别地，图21A-25B描绘了多阶段热结合技术。例如，在某些情况下，可能需要完成辐条底座结合或焊接(例如，将主结构部分的部件彼此结合)，然后完成通道结合或焊接(例如，将轮辋底座部分的部件彼此结合和/或与主结构部分接合)。因此，应当理解，以下技术可适用于将任何增强热塑性材料彼此热结合，包括热结合以形成圆形部段和/或连续的圆形部件。
参考图21A和21B，描绘了多阶段热结合技术的第一示例。图21A示出了执行辐条底座焊接或结合的操作2100a，并且图21B示出了执行通道焊接或结合的操作2100b。如图21A所示，主结构部分2150通常可以保持在模具内。该模具可以包括第一半部2104a和第二半部2104b。第一和第二半部2104a、2104b可以操作为将轮部件的零件夹持在模具中的外部支撑构件。第一支架部分2114a和第二支架部分2114b可以接触并接合模具内的主结构部分2150。环形构件2106可以将主结构部分2150保持在其中，从而帮助将部分2150保持抵靠在支架2114a、2114b上。空腔2152可由主结构部分2150和环形构件2106限定。图21A还示出了导电环2108a、2108b。导电环2108a、2108b可用于在支架部分2114a、2114b内产生热量，该热量可用于热结合主结构部分2150的部件和/或以其他方式促进轮部件的辐条底座焊接。酚醛绝缘环2112a、2112b可以提供电绝缘特征，其在热结合期间限制热量流向非目标区域。参考图21B，操作2100b示出了将轮辋底座部分2156热结合到主结构部分2150。在操作2100b中，经由导电环2132a、2132b在轮辋底座部分2156的通道附近产生热量。提供酚醛绝缘环2128a、2128b以在热结合期间限制热量流向非目标区域。
参考图22A和22B，描绘了多阶段热结合技术的第二示例。图22A示出了执行辐条底座焊接或结合的操作2200a，并且图22B示出了执行通道焊接或结合的操作2200b。如图22A所示，主结构部分2250通常可以保持在模具内。该模具可以包括第一半部2204a和第二半部2204b。第一和第二半部2204a、2204b可以作为将轮部件的零件夹持在模具中的外部支撑构件进行操作。第一支架部分2214a和第二支架部分2214b可以接触并接合模具内的主结构部分2250。环形构件2206可以将主结构部分2250保持在其中，从而帮助将部分2250保持抵靠在支架2214a、2214b上。环形构件2206还可以朝向主结构部分2250延伸并推压在主结构部分2250上，以帮助在热结合期间限定轮廓2253。图22A还显示了导电环2208a、2208b。导电环2208a、2208b可用于在支架部分2214a、2214b内产生热量，该热量可用于热结合主结构部分2250的部件和/或以其他方式促进轮部件的辐条底座焊接。酚醛绝缘环2212a、2212b可以提供电绝缘特征，其在热结合期间限制热量流向非目标区域。参考图22B，操作2200b示出了轮辋底座部分2256与主结构部分2250的热结合。空腔2252可以由主结构部分2250和轮辋底座部分2256限定。在操作2200b中，热量经由导电环2232a、2232b在轮辋底座部分2256的通道附近产生。提供酚醛绝缘环2228a、2228b以在热结合期间限制热量流向非目标区域。
参考图23A和23B，描绘了多阶段热结合技术的第三示例。图23A示出了执行辐条底座焊接或结合的操作2300a，并且图23B示出了执行通道焊接或结合的操作2300b。如图23A所示，主结构部分2350通常可以保持在模具内。模具可以包括第一托架部分2314a、第二托架部分2314b、第三托架部分2314c和第四托架部分2014d，它们中的每一个配合以接触和接合模具内的主结构部分2350。空腔2352可由主结构部分2350以及第三和第四托架2314c、2314d限定。图23A还显示了导电环2308a、2308b。导电环2308a、2308b可用于在支架部分2314a、2314b内产生热量，该热量可用于热结合主结构部分2350的部件和/或以其他方式促进轮部件的辐条底座焊接。酚醛绝缘环2312a、2312b可以提供电绝缘特征，其在热结合期间限制热量流向非目标区域。参考图23B，操作2300b示出了轮辋底座部分2356与主结构部分2350的热结合。在操作2300b中，经由导电环2332a、2332b在轮辋底座部分2356的通道附近产生热量。提供酚醛绝缘环2328a、2328b以在热结合期间限制热量流向非目标区域。
参考图24A和24B，描绘了多阶段热结合技术的第四示例。图24A示出了执行辐条底座焊接或结合的操作2400a，并且图24B示出了执行通道焊接或结合的操作2400b。如图24A所示，主结构部分2450通常可以保持在模具内。模具可以包括第一托架部分2414a和第二托架部分2414b，它们中的每一个配合以接触和接合模具内的主结构部分2450。空腔2452可由主结构部分2450和支架2414a、2414b限定。图24A还显示了导电环2408a、2408b。导电环2408a、2408b可用于在支架部分2414a、2414b内产生热量，该热量可用于热结合主结构部分2450的部件和/或以其他方式促进轮部件的辐条底座焊接。酚醛绝缘环2412a、2412b可以提供电绝缘特征，其在热结合期间限制热量流向非目标区域。参考图24B，操作2400b示出了轮辋底座部分2456与主结构部分2450的热结合。在操作2400b中，经由导电环2432a、2432b在轮辋底座部分2456的通道附近产生热量。提供酚醛绝缘环2428a、2428b以在热结合期间限制热量流向非目标区域。
参考图25A和25B，描绘了多阶段热结合技术的第五示例。图25A示出了执行辐条底座焊接或结合的操作2500a，并且图25B示出了执行通道焊接或结合的操作2500b。如图25A所示，主结构部分2550通常可以保持在模具内。该模具可以包括第一半部2504a和第二半部2504b。第一和第二半部2504a、2504b可以操作为将轮部件的零件夹持在模具中的外部支撑构件。第一支架部分2514a和第二支架部分2514b可以接触并接合模具内的主结构部分2550。环形构件2506可以将主结构部分2550保持在其中，从而帮助将部分2550保持抵靠在支架2514a、2514b上。空腔2552可由主结构部分2550和环形构件2506限定。图25A还示出了导电环2508a、2508b。导电环2508a、2508b可用于在支架部分2514a、2514b内产生热量，该热量可用于热结合主结构部分2550的部件和/或以其他方式促进轮部件的辐条底座焊接。酚醛绝缘环2512a、2512b可提供电绝缘特征，其在热结合期间限制热量流向非目标区域。参考图25B，操作2500b示出了轮辋底座部分2556与主结构部分2550的热结合。在操作2500b中，经由导电环2532a、2532b在轮辋底座部分2556的通道附近产生热量。提供酚醛绝缘环2528a、2528b以在热结合期间限制热量流向非目标区域。图25B还显示了另一环形构件2507，该环形构件2507用于将轮辋底座部分2556保持在主结构部分2550附近。该另一环形构件2507可以适于限定轮廓表面，该轮廓表面与轮辋底座部分2556匹配和/或用于形成轮辋底座部分2556的匹配轮廓，例如用于接合自行车轮胎的轮廓表面。
转到图26，显示了轮组件2600。本公开的系统和技术可用于由增强热塑性材料产生多种形状和部件。这可以包括具有弯曲轮廓和/或基本上中空的内部的形状和部件，例如本文所述的各种轮部件和组件。该系统和技术还可以用于产生其他轮设计，例如可以基本上限定三辐条形状的轮部件2600。
例如，轮部件2600可以具有轮辋2604，轮辋2604具有限定轮部件2600的外周边的基本圆形轮廓。根据本文所述的各种方法，轮辋2604可以是光滑的并且是基本上无缝的。轮部件还可以包括一系列辐条2608。辐条2608可以与轮辋2604一体形成并在一个或多个弯曲区域2620处与其关联。虽然在图26中该系列辐条2608包括五个辐条，但应当理解，该系列辐条2608更一般地配合以限定轮部件2600的三辐条设计。在这方面，该系列辐条2608可以包括与轮辋2604一体形成的三个辐条。轮部件2600也可以包括轮毂2624。轮毂2624可以与一系列辐条2608中的一些或全部一体形成，并在一个或多个弯曲区域2624处与其关联。轮毂可以限定开口2616，该开口2616适于接收自行车的部件。
轮部件2600可以完全由增强热塑性材料形成。在这方面，轮辋2604、一系列辐条2608和轮毂2612中的每一个都可以由增强热塑性材料形成。轮辋2604、一系列辐条2608和轮毂2612可以经由本文所述的任何热结合过程彼此结合。在一些情况下，轮辋2604、一系列辐条2608和轮毂2612中的一个或多个可以形成为基本上中空的部件。
本文设想并描述了用于由增强热塑性材料形成部件的系统和技术，可用于构造需要足够高的强度重量比的各种应用。例如，本文所述的系统和技术可适用于生产具有密封、中空内部和/或限定复杂、无缝外部轮廓的部件。作为一个说明，图27A-27B描绘了本文描述的系统和技术对风力涡轮机和风力涡轮机叶片的应用。然而，应当理解，图27A-27B的示例意在说明本文描述的系统和技术的其他非轮应用，而不是限制性的。
参考图27A，示出了风力涡轮机2700。风力涡轮机2700可以包括与可旋转结构2708关联的叶片2704。风力涡轮机2700还可以包括连接到可旋转结构2708并且被配置用于在可旋转结构2708旋转时传递能量的设备2712。叶片2704的强度可以足够大以承受风力和重力，但是为了旋转而重量轻。根据本文所述的一种或多种技术，叶片2704可以完全由增强热塑性材料形成。
例如，参考图27B，描绘了沿着图27A的线27B-27B截取的叶片2704的截面图。根据本文描述的技术，叶片2704可以具有基本上光滑和无缝的外部轮廓2750。叶片2704还可以包括空腔2752。空腔2752可以与外部环境基本密封。叶片2704可以形成为满足目标空气动力学规格，并且因此限定前缘2756和后缘2758。前缘2756或后缘2758中的一个或两者可以是弯曲的或部分弯曲的。此外，前缘2765或后缘2758中的一个或两者可以限定叶片2704的锋利边缘。增强热塑性材料可以调整为具有厚度2754。
为了便于读者理解本文讨论的示例的各种功能，现在参考图28、29、30和31中的流程图，其分别说明了过程2800、2900、3000和3100。尽管已经说明并且将讨论在此提出的方法的特定步骤(和步骤顺序)，但与在此提出的教导一致的其他方法(包括比说明的那些更多、更少或不同的步骤)也被预想并且包含在本公开的范围内。
在这方面，参考图28，过程2800总体上涉及制造完全增强的热塑性轮部件的方法。过程2800可以与本文所述的任何轮部件和模具一起使用，举例来说，例如轮部件300、400、500、600、800、1000；以及模具900、1050、1200；及其变化和组合。
在操作2804，可以将轮辋底座部分和主结构部分布置在模具隔室内。轮辋底座部分和主结构部分可以由增强热塑性材料形成。例如并且参考图10A和10B，轮辋底座部分1004和主结构部分1010可以被布置在模具隔室1040中。轮辋底座部分1004和主结构部分1010可以由增强热塑性材料形成，例如本文所述的任何增强热塑性材料，为了清楚起见，此处省略对其的冗余解释。
在操作2808，可以对位于轮辋底座部分和主结构部分之间的隔室的区域加压。例如并且参考图10C，模具隔室1060可以被加压。充气部件1070可以将压缩空气输送到模具1050的基本上位于轮辋底座部分1084和主结构部分1080之间的区域，以在热结合期间保持轮部件的空腔的形状。
在操作2812，可以通过将增强热塑性材料加热到熔融温度以上来结合轮辋底座部分和主结构部分。例如并且参考图11，轮辋底座部分1084以及第一壁部分1082a和第二壁部分1082b可以彼此热结合。例如，模具1050可经受热，例如超过450度的热，其导致主结构部分1084、第一壁部分1082a和/或第二壁部分1082b中的一个或多个向部分熔化或熔化状态转变或转变为部分熔化或熔化状态。
在操作2816中，可以由轮辋底座和主结构部分限定空腔，并且可以密封空腔。例如并且参考图11，轮部件1050的空腔可以被密封。在轮部件1110的零件的热结合之后，可以从空腔去除充气部件1170。在一些情况下，可以允许开口1085随着充气部件1170的退出而封闭。例如，轮辋底座部分1004的增强热塑性材料可以在很大程度上是自密封的。附加地或替代地，较高温度的膜、塞子或其他结构可以配合以密封开口1085。
在这方面，参考图29，过程2900总体上涉及制造完全增强的热塑性轮部件的方法。过程2900可以与本文所述的任何轮部件和模具一起使用，例如轮部件300、400、500、600、800、1000；以及模具900、1050、1200；及其变化和组合。
在操作2904，可以由第一增强热塑性材料形成轮辋底座部分。例如并且参考图7A，轮辋底座部分708可以由第一热塑性材料形成。冲压操作可以将第一热塑性材料操纵成轮辋底座部分708的形状。
在操作2908，可以由第二增强热塑性材料形成主结构部分。例如并且参考图7B和7C，壁部分718、728可以由第二热塑性材料形成。冲压操作可以将第二热塑性材料操纵成壁部分718、728的形状。
在操作2912，完全增强的热塑性轮部件可以形成为连续的圆形部件。形成的操作可以通过在模具隔室内将轮辋底座部分和主结构部分彼此热结合来进行。例如并且参考图14，轮辋底座部分1220和主结构部分1224可以彼此机械接合。轮辋底座部分1220和主结构部分1224可以彼此机械接合并布置在模具1200内，模具1200可以在其中限定连续的圆形形状。模具1200可经受热，允许轮辋底座部分1220和主结构部分1224在其中彼此热结合。轮辋底座部分1220和主结构部分1224可以从模具1200去除，成为具有连续的、基本无缝的外部轮廓的一体形成的结构。
在这方面，参考图30，过程3000总体上涉及制造完全增强的热塑性轮部件的方法。过程3000可以与本文所述的任何轮部件和模具一起使用，例如轮部件300、400、500、600、800、1000；以及模具900、1050、1200；及其变化和组合。
在操作3004，可以将膜铺层到增强热塑性材料上。该膜可以具有比增强热塑性材料更高的熔融温度。例如并且参考图7D，膜754可以被铺层到印模形状762。膜754可以具有比印模形状762更高的熔融温度，其由增强热塑性材料形成。此外，如图7E所示，膜784可以被铺层到加固面板792。膜784可以具有比加固面板792更高的熔融温度。
在操作3008，可以用增强热塑性材料和铺层的膜来限定空腔。例如并且参考图8和图9，空腔801可以使用轮辋底座部分804和主结构部分810的集合来限定，所有这些都可以由具有铺层的较高熔融温度的膜的增强热塑性材料形成。
在操作3012，可以使用膜密封空腔。例如并且参考图11，轮辋底座部分1004可以包括本文所述的较高熔融温度的膜。在这方面，轮辋底座1004的增强热塑性材料和膜根据不同的热特性冷却。不同的热特性可以允许轮辋底座部分1004基本上是自密封的，从而在冷却时封闭孔1005。
在这方面，参考图31，过程3100总体上涉及制造完全增强的热塑性轮部件的方法。过程3000可以与本文所述的任何轮部件和模具一起使用，例如轮部件300、400、500、600、800、1000；以及模具900、1050、1200；及其变化和组合。
在操作3104，可以将轮辋底座部分和主结构部分布置成限定完全增强的热塑性轮部件的空腔。例如并且参考图12和13，轮辋底座部分1204和壁1208a、1208b可以被布置成限定空腔1210。轮辋底座部分1204和壁1208a、1208b可以被布置成在适于在其中保持的零件之间形成热结合的模具内限定空腔1210。
在操作3108，可以通过将充气部件至少部分地插入空腔来对空腔加压。充气部件可以至少部分地由具有比用于形成轮辋底座部分和主结构部分的材料的熔融温度高的熔融温度的材料形成。例如并且参考图12和图13，可以通过将充气部件1250至少部分地插入空腔1210来对空腔1210加压。特别地，末端1258可以通过开口1206插入并且用于引导压缩空气进入空腔1201，以便在热结合过程期间保持空腔1210的形状。末端1258可以至少部分地由具有高于轮辋底座部分1204的熔融温度的熔融温度的材料形成。
在操作3112，可以使用充气部件密封空腔。例如并且参考图12和13，末端1258可以与充气部件1250的其余部分分离，例如将末端1258与轴部分1254分离。末端1258可以保持至少部分地接合在孔内1206，限定用于空气流过其中的塞子或部分塞子。此外，末端1262可以根据与轮辋底座部分1204的增强热塑性材料不同的热特性冷却。不同的热特性可以允许轮辋底座部分1204基本上自密封，从而在随末端1262冷却时封闭孔1005。
参考图32，过程3200总体上涉及制造完全增强的热塑性轮部件的壁部分的方法。过程3200可以与本文所述的任何轮部件和模具一起使用，例如轮部件300、400、500、600、800、1000；以及模具900、1050、1200；及其变化和组合。
在操作3204，提供增强热塑性材料的第一帘布层。例如并且参考图8A，提供了第一帘布层810。第一帘布层810可以包括增强热塑性材料(例如本文所述的任何材料)或由增强热塑性材料形成。第一帘布层810可以具有第一边缘812。第一帘布层810可以相对于壁部分轮廓804设置。例如，第一帘布层810可以相对于壁部分轮廓804设置以与由中心806限定的圆形轮廓的中心轴线限定角度θ1。
在操作3208，提供增强热塑性材料的第二帘布层。例如并且参考图8B，提供了第二帘布层820。第二帘布层820可以包括增强热塑性材料(例如本文所述的任何材料)或由增强热塑性材料形成。第二帘布层820可以具有第二边缘822。第二帘布层820可相对于壁部分轮廓804设置。例如，第二帘布层820可以相对于壁部分轮廓804设置以与由中心806限定的圆形轮廓的中心轴线限定角度θ2。
在操作3212，第一帘布层和第二帘布层在彼此内重叠，以便限定帘布层的布置。例如并且参考图8A和8B，第一帘布层810和第二帘布层820彼此重叠以限定径向图案802的帘布层的布置。在一个示例中，第一和第二帘布层彼此重叠，使得第一边缘812和第二边缘822基本上彼此横向。然而，应当理解，第一和第二边缘812、822的取向可以被具体地选择和/或设计为具有任何适当的取向以促进轮部件的壁强度。
在操作3216，提供多个帘布层的布置以限定壁部分的轮部件的径向图案。例如并且参考图8A和8B，可以提供帘布层810、820的多个分组或布置并且将其沿着轮廓804径向布置。帘布层810、802的径向布置可以限定径向交叉图案802，例如参考图8A所示的径向交叉图案。根据本文所述的任何形成技术，可以随后成形包括交叉帘布层图案802的叠层800以形成壁部分850。
其他示例和实施方式在本公开和所附权利要求的范围和精神内。例如，实现功能的特征也可以物理地位于不同的位置，包括被分布以使得部分功能在不同的物理位置实现。此外，如在本文中使用的，包括在权利要求中，在以“……中的至少一个”开头的项目列表中使用的“或”表示分离列表，使得例如，“A、B或C中的至少一个”的列表是指A或B或C或AB或AC或BC或ABC(即A和B以及C)。此外，术语“示例性”并不意味着所描述的示例比其他示例更优选或更好。
前述描述，为了解释的目的，使用特定的命名法来提供对所描述示例的透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，为了实践所描述的示例，不需要具体细节。因此，出于说明和描述的目的，呈现本文描述的特定示例的前述描述。它们并非旨在详尽无遗或将示例限制为所公开的精确形式。鉴于上述教导，许多修改和变化对于本领域普通技术人员将是显而易见的。

Claims (24)

1.一种轮部件，包括：
至少部分地限定空腔并限定外环形表面的轮辋底座部分，所述外环形表面被配置为接合自行车轮胎；和
至少部分地限定所述空腔的主结构部分；
其中：
所述轮辋底座部分包括增强热塑性材料；
所述主结构部分包括增强热塑性材料；并且
所述轮辋底座部分结合到所述主结构部分以形成一体结构。
2.根据权利要求1所述的轮部件，其中：
所述主结构部分包括由增强热塑性材料形成的壁部分，并且
所述壁部分的增强热塑性材料包括限定径向交叉帘布层的多个重叠帘布层。
3.根据权利要求2所述的轮部件，其中：
所述多个重叠帘布层包括具有第一边缘的第一帘布层；并且
所述第一边缘相对于从所述外环形表面延伸到由所述外环形表面限定的连续圆的中心轴线的半径限定在22.5和75度之间的偏角。
4.根据权利要求3所述的轮部件，其中：
所述多个重叠帘布层包括具有第二边缘的第二帘布层；并且
所述第二帘布层与第一帘布层重叠，其中，所述第一边缘基本上横向于所述第二边缘定向。
5.根据权利要求4所述的轮部件，其中：
所述第一帘布层和所述第二帘布层限定帘布层的布置；
所述轮部件还包括设置成径向图案的多个帘布层的布置；并且
所述多个帘布层的布置限定所述壁部分。
6.根据权利要求1所述的轮部件，其中，所述轮辋底座部分和主结构部分是热结合、化学结合或粘合剂结合中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的轮部件，其中：
所述主结构部分限定被配置为接收一系列辐条的内环形表面；并且
所述主结构部分被配置为承受所述一系列辐条中的辐条的至少300磅的拉力。
8.根据权利要求7所述的轮部件，其中，所述主结构部分沿着所述内环形表面限定增强层。
9.根据权利要求1所述的轮部件，其中：
所述增强热塑性材料包括：
热塑性材料；和
设置在所述热塑性材料内的纤维；并且
所述纤维包括碳纤维、玻璃纤维、凯夫拉纤维或玄武岩纤维中的至少一种。
10.根据权利要求9所述的轮部件，其中，所述纤维限定所述增强热塑性材料的体积的至少30％。
11.一种轮部件，包括连续的增强热塑性材料，所述连续的增强热塑性材料限定：
具有第一外表面的轮辋底座部分；
连接到所述轮辋底座部并具有第二外表面的主结构部分；和
圆形空腔；
其中，所述第一外表面和所述第二外表面均没有与囊从所述空腔退出关联的标记。
12.根据权利要求11所述的轮部件，其中，所述标记包括在所述圆形空腔和外部环境之间延伸的所述轮部件的穿过部分，所述穿过部分的横向尺寸大于15毫米(mm)。
13.根据权利要求12所述的轮部件，其中，所述第一外表面与所述第二外表面配合以将所述圆形空腔密封于外部环境。
14.根据权利要求11所述的轮部件，其中，所述连续的增强热塑性材料包括重叠的增强热塑性部段的叠层，所述叠层限定径向交叉帘布层。
15.根据权利要求14所述的轮部件，其中，所述径向交叉帘布层沿着所述主结构部分的侧壁延伸。
16.根据权利要求11所述的轮部件，其中：
所述圆形空腔是通过在热结合过程期间在所述轮辋底座部分和所述主结构部分之间保持加压区域而形成的。
17.根据权利要求11所述的轮部件，其中，所述圆形空腔包括自密封膜。
18.根据权利要求11所述的轮部件，其中，所述连续的增强热塑性材料表现出至少740MPa的抗弯强度。
19.一种制造增强的热塑性轮部件的方法，所述方法包括：
由增强热塑性材料形成轮辋底座部分；
由增强热塑性材料形成主结构部分；和
在模具隔室内将所述轮辋底座部分热结合到所述主结构部分，以形成连续的圆形部件。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，形成所述主结构部分包括相对于增强热塑性材料的第二帘布层布置增强热塑性材料的第一帘布层以形成径向交叉帘布层。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述第一帘布层或所述第二帘布层中的至少一个相对于从外环形表面延伸到所述轮部件的中心轴线的半径限定在22.5和75度之间的偏角。
22.根据权利要求19所述的方法，其中，形成所述主结构部分包括冲压增强热塑性材料以限定被配置为与一系列辐条关联的内环形表面。
23.根据权利要求19所述的方法，其中，形成所述增强的热塑性轮部件包括将所述轮辋底座部分的增强热塑性材料和所述主结构部分的增强热塑性材料加热到共同的熔融温度以上。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，形成所述增强的热塑性轮部件包括对所述模具隔室的大致在所述轮辋底座部分和所述主结构部分之间的区域加压以限定空腔。
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