碳素竿体的生产工艺及表观缺陷的分析研究

于海宁，高长星，王艳华，李 刚

(威海光威复合材料股份有限公司，山东 威海 264200)

随着经济的快速发展，生活节奏的加快，工作、生活压力的逐步增加，我们的身体经常处于亚健康的状态，严重者可能患有神经衰弱、高血压等病状，因此，越来越多的人在开始追逐最佳的生活休闲方式。垂钓作为一项户外的有氧运动，已成为人们比较青睐的放松活动，垂钓将动静完美结合，有助于提高身体素质，改善生理机能，使人心情舒畅，情绪稳定，精神饱满，避免了焦急、沮丧、暴躁等不良情绪的产生。

1 鱼竿简介

鱼竿起初是人类捕鱼为生的工具，大多以木质材料[1]为主，“藋藋竹竿，以钓于淇”,形象地描述了古代人在河边使用竹竿垂钓的情景[2]。进入21世纪以来，玻璃纤维材质的鱼竿因其具有较高的强度和韧性，造型可控度高，可批量化生产，逐步取代了木质材质。现在市面主要流行的是碳素竿[3]，碳素竿又称碳纤维竿，与传统的竹质鱼竿、玻璃钢鱼竿相比，碳素竿具有韧性好，抗折抗压，重量轻，灵敏度高等优势，唯一不足之处是碳纤维自身的导电性[4]，要求尽量避免雷雨天气垂钓。目前市场上畅销的鱼竿主要有威海光威、太平洋、迪佳、钓鱼王等品牌，他们以各自品牌的质量保障畅销国内外。

由于不同客户群的需求不同，鱼竿的要求及种类也越来越多，目前市场上按照功能、使用环境的不同，主要分为手竿和抛竿。手竿是指不带卡座，不带收放线装置(鱼线轮)，很少有过线导环的钓竿，手竿又细分为溪流竿、台钓竿等；抛竿是指具有绕线轮、过线导眼、可放线、收线，抛竿又可以细分为海竿、矶竿、路亚竿等。

调性[5]是鱼竿的一个重要的参数，其取决于硬度、弹性、韧度，本意是指竿体的含碳吨位在承受整体拉力所能达到的整体弯度。其现指鱼竿竿体的软硬程度，按照鱼竿的调性可分为极硬调、超硬调、硬调、中硬调、中软调(见图1)。

图1 调性分类图

将鱼竿竿体等分为十等份，水平持竿，当施加一定的重力时，竿体自然弯曲形成弧度的切线点的位置，竿体在前端第一等份处弯曲，称之为一九调(极硬调)；竿体在第二等份处弯曲，称之为二八调(超硬调)，竿体在第三等份处弯曲称之为三七调(硬调)，竿体在第四等份处弯曲称之为四六调(中调)。竿体在第五等份处弯曲称之为五五调(软调)。不同的人群选择鱼竿的类型也不同，硬调竿材质好、竿体细、坚挺，灵敏度高，适合于竞技钓鱼比赛，控制鱼能力强，但韧性低，钓大鱼时使用不恰当易断线、断竿。中调竿最为常用，调性适中，垂钓时前段竿体、竿尖灵敏，手感适中。软调竿韧性好，竿体细，重量轻，持竿手感效果好，适用于小型鱼垂钓及新手使用。

2 碳素竿体的制作

一个高端鱼竿的生产工艺相当复杂，其主要结构是由竿体、竿帽、导眼、轮座、把手、尾件、挂钩器等部件组成，竿体的生产是鱼竿的关键零部件，素材竿体的大致制作过程如下：

2.1 模具设计

依据鱼竿竿体不同的规格尺寸进行模具的设计，依托外协加工厂进行模具的生产制作，大多以45#钢材质为主。

2.2 铺层设计

针对竿体的不同区域承受的强度、调性不同，选择不同规格的碳纤维预浸料为原材料，设定不同的铺层角度(0°、±45°、90°)进行竿体的铺层设计。

2.3 烫芯卷制

将已裁的制定尺寸的预浸料的一边，熨烫在已涂好脱模剂的模具上，使用卷管机设备进行加热、加压，将预浸料完全平整的卷制固定在模具上。

2.4 缠带固化

使用缠带设备将已卷制成型的竿胚，使用BOPP带进行粘著，随后将竿体半成品依次悬挂在烘箱(固化炉)内，按照规定的固化工艺曲线及速率进行固化成型。

2.5 脱模检验

将固化完成后的竿胚放入脱模机设备上，竿胚与模具进行分离，后将固化前的BOPP带揭掉，竿体素材即可完成。

待素材检验合格后，进行后续的裁断、研磨、测试、涂装、安装部件、包装等处理，一个完整的鱼竿便可完成。

3 表观质量分析研究

在碳素竿体的生产过程中，由于原材料、生产工艺、设备等问题，可能造成竿体出现不同程度的表观缺陷，竿体起花(图2)、竿体滑芯(图3)、竿体鼓包(图4)、竿体缺胶(图5)等不良现象尤为常见，导致产品质量低下，直接影响竿体的强度、调性等性能，间接性的影响人们垂钓活动。

竿体起花会造成强度下降，操作时易断裂，竿体鼓包、缺胶都在一定程度上影响竿体的外观效果。通过在生产过程中遇到的类似现象，实验分析得到不良现象的解决措施如下，见表1。

图2 竿体起花

图3 竿体滑芯

图4 竿体鼓包

图5 竿体缺胶

表1 表观缺陷原因分析及解决方案

4 结论

在如今竞争激烈的渔具市场，只有高性价比的产品才能拥有立足之地。作为生产厂家，首先在原材料的采购上，选择大品牌、高质量的产品；其次在生产工艺上，制定合理规范的操作工艺流程；最后，及时了解市场信息，依据不同的消费理念与需求，调整相关的产品结构。