一種纖維增強復合材料汽車水箱橫梁及其制作方法
【專利摘要】本發明屬于復合材料成型領域，提供了一種纖維增強復合材料汽車水箱橫梁及其制作方法，所述制作方法至少包括：（1）選材；（2）清理模具；（3）鋪層；（4）合模；（5）抽真空；（6）注入樹脂；（7）加熱固化步驟。本發明旨在得到一種纖維增強復合材料汽車水箱橫梁，該纖維增強復合材料汽車水箱橫梁為纖維泡沫夾層結構，其具有重量輕、剛度強的優點。
【專利說明】一種纖維增強復合材料汽車水箱橫梁及其制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于復合材料成型領域，尤其涉及一種纖維增強復合材料汽車水箱橫梁及其制作方法。
【背景技術】
[0002]隨著社會的進步、科技的發展，環境和能源問題日益突出，發展和普及具有節能減排效率的汽車的呼聲日趨高漲，汽車的結構輕量化越來越受到人們的重視，汽車的結構輕量化要求對車身結構部件進行結構輕量化設計以達到減重目的，例如，對水箱橫梁、車門、引擎蓋、車頂及后舉門進行結構輕量化設計，由于復合材料部件以其輕質高強的特點越來越多的應用到汽車上以減低汽車的車身重量，因此，復合材料部件替換金屬材料部件的方法成為汽車輕量化重要手段，例如，對水箱橫梁、車門、引擎蓋、車頂及后舉門進行結構輕量化設計以達到減重目的。
[0003]水箱橫梁作為重要的車身結構件，是汽車關鍵部件之一，現有的水箱橫梁為了保證水箱橫梁的剛度一般都是采用鋼制件的水箱橫梁。但是，采用鋼制件的水箱橫梁，無疑會增加水箱橫梁的重量，從而增加了車身的重量，不符合汽車的結構輕量化的趨勢。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種纖維增強復合材料汽車水箱橫梁及其制作方法，旨在得到一種纖維增強復合材料汽車水箱橫梁，該纖維增強復合材料汽車水箱橫梁為纖維泡沫夾層結構，其具有重量輕、剛度強的優點。
[0005]本發明是這樣實現的，一方面，提供了一種纖維增強復合材料汽車水箱橫梁，所述水箱橫梁為纖維泡沫夾層結構，包括從上至下依次層疊設置的上纖維增強復合材料層、泡沫件和下纖維增強復合材料層。
[0006]具體地，所述上纖維增強復合材料層和下纖維增強復合材料層的材料均為玻璃纖維增強復合材料、碳纖維增強復合材料、芳綸纖維增強復合材料、玄武巖纖維增強復合材料或混合纖維增強復合材料。
[0007]具體地，所述泡沫層的材料為泡沫材料、？21泡沫材料、泡沫材料、8^^泡沫或？11泡沫材料。
[0008]另一方面，本發明提供了一種纖維增強復合材料汽車水箱橫梁的制作方法，其特征在于，所述制作方法至少包括:
(1)選材；(2)清理模具；(3)鋪層；(4)合模；(5)抽真空；(6)注入樹脂；(7)加熱固化步驟。
[0009]具體地，步驟(1)中，纖維增強復合材料可選玻璃纖維增強復合材料、碳纖維增強復合材料、芳綸纖維增強復合材料、玄武巖纖維增強復合材料或混合纖維增強復合材料；泡沫層材料為泡沫材料、？￡1泡沫材料、？V泡沫材料、“X泡沫或？11泡沫材料；樹脂選環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂乙烯基樹脂、酚醛樹脂或雙馬來酰亞胺樹脂。
[0010]具體地，步驟(3)中，在已清潔和涂覆脫模劑的水箱橫梁模具中，按照一定的鋪層角度將纖維材料平整鋪設于模具上以形成下纖維增強復合材料層；然后再將泡沫材料平整鋪設在纖維增強復合材料層中的纖維材料上以形成泡沫層；最后再按照一定的鋪層角度將纖維材料平整鋪設在泡沫層中的泡沫材料上以形成上纖維增強復合材料層。
[0011]具體地，步驟(4)中，按次序在鋪好后的碳纖維織物上依次鋪設脫模布、導流網、導流管，在模具的邊緣打密封膠帶，布置抽真空抽氣導管、樹脂進料口導入管，然后真空袋與密封膠粘合，確保整個系統不漏氣。
[0012]具體地，步驟(5 )中，將抽氣導管與真空泵連接，將真空袋內空氣抽空，使真空膜密實緊貼模具，檢測模具及真空膜體系內的真空度，觀察15min，檢查是否漏氣，保證氣密性。
[0013]具體地，步驟(6)中，配置相應的固化劑比例份數:樹脂為10份，固化劑為2-4份，并充分混合；將樹脂導入進料口并被抽入真空袋中，待樹脂將纖維織物浸潤完全后，關閉樹脂進料口導入管口，繼續維持真空狀至樹脂凝膠化。
[0014]具體地，步驟(7)中，可以根據具體情況采用加熱燈或者在光照條件下加熱，加速樹脂的固化，待樹脂固化后，脫模得到纖維增強復合材料汽車水箱橫梁。
[0015]本發明所提供的纖維增強復合材料汽車水箱橫梁的制作方法，該制作方法通過
(1)選材；(2)清理模具；(3)鋪層；(4)合模；(5)抽真空；(6)注入樹脂；(7)加熱固化步驟，旨在得到一種纖維增強復合材料汽車水箱橫梁，該纖維增強復合材料汽車水箱橫梁為纖維泡沫夾層結構，其具有重量輕、剛度強的優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本發明的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1是本發明實施例提供的纖維增強復合材料汽車水箱橫梁的制作方法的流程圖。
[0018]圖2是本發明實施例提供的纖維增強復合材料汽車水箱橫梁的剖視圖。
【具體實施方式】
[0019]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。
[0020]如圖1所示，本發明實施例提供的纖維增強復合材料汽車水箱橫梁的制作方法，所述制作方法至少包括:
步驟S101、選材。
[0021]纖維增強復合材料可選玻璃纖維增強復合材料、碳纖維增強復合材料、芳綸纖維增強復合材料、玄武巖纖維增強復合材料或混合纖維增強復合材料；泡沫層材料選為PVC泡沫材料、PET泡沫材料、PU泡沫材料、SAN泡沫或PMI泡沫材料；樹脂選環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、乙烯基樹脂、酚醛樹脂或雙馬來酰亞胺樹脂。
[0022]步驟S102、清理模具。
[0023]步驟S103、鋪層。
[0024]在已清潔和涂覆脫模劑的水箱橫梁模具中，按照一定的鋪層角度將纖維材料平整鋪設于模具上以形成下纖維增強復合材料層；然后再將泡沫材料平整鋪設在纖維增強復合材料層中的纖維材料上以形成泡沫層；最后再按照一定的鋪層角度將纖維材料平整鋪設在泡沫層中的泡沫材料上以形成上纖維增強復合材料層，作為一種優選的方式，主橫梁采用單向1300碳纖維單向布，碳纖維單向布的鋪層角度為[0° /90° /0° /90° /45° /-45° /0° /-45° /45° /90° /0° /90° /0°〕，加強件采用單向1300碳纖維單向布的鋪層角度為[45° /0° /90° /0° /-45°〕。
[0025]步驟3104、合模。
[0026]按次序在鋪好后的碳纖維織物上依次鋪設脫模布、導流網、導流管，在模具的邊緣打密封膠帶，布置抽真空抽氣導管、樹脂進料口導入管，然后真空袋與密封膠粘合，確保整個系統不漏氣。
[0027]步驟3105、抽真空。
[0028]將抽氣導管與真空泵連接，將真空袋內空氣抽空，使真空膜密實緊貼模具，檢測模具及真空膜體系內的真空度，觀察1501！！，檢查是否漏氣，保證氣密性。
[0029]步驟3106、注入樹脂。
[0030]配置相應的固化劑比例份數:樹脂為10份，固化劑為2-4份，并充分混合；將樹脂導入進料口并被抽入真空袋中，待樹脂將纖維織物浸潤完全后，關閉樹脂進料口導入管口，繼續維持真空狀態至樹脂凝膠化。
[0031]步驟3107、加熱固化。
[0032]可以根據具體情況采用加熱燈或者在光照條件下加熱，加速樹脂的固化，待樹脂固化后，脫模得到纖維增強復合材料汽車水箱橫梁。
[0033]本實施例提供的纖維增強復合材料汽車水箱橫梁制作方法，旨在得到一種纖維增強復合材料汽車水箱橫梁，該纖維增強復合材料汽車水箱橫梁為纖維泡沫夾層結構，其具有重量輕、剛度強的優點。
[0034]另外，本實施例還提供了一種纖維增強復合材料汽車水箱橫梁，所述纖維增強復合材料汽車水箱橫梁為纖維泡沫夾層結構，包括從上至下依次層疊設置的上纖維增強復合材料層1、泡沫件2和下纖維增強復合材料層3，由于上纖維增強復合材料層1和下纖維增強復合材料層3中的纖維增強復合材料具有高強度、高模量、低密度和抗疲勞的特點，泡沫件2中的泡沫材料、？21泡沫材料、泡沫材料、3他泡沫或？11泡沫材料具有輕質、高強等特點，因此，本發明提供的纖維增強復合材料汽車水箱橫梁具有重量輕、剛度強的優點。
[0035]優選地，所述上纖維增強復合材料層1和下纖維增強復合材料層3的材料均纖維增強復合材料玻璃纖維增強復合材料、碳纖維增強復合材料、芳綸纖維增強復合材料、玄武巖纖維增強復合材料或混合纖維增強復合材料。
[0036]優選地，所述泡沫層2的材料為泡沫材料、？21泡沫材料、泡沫材料、8^^泡沫或？11泡沫材料。
[0037]本實施例提供給的纖維增強復合材料汽車水箱橫梁，該纖維增強復合材料汽車水箱橫梁為纖維泡沫夾層結構，由于上纖維增強復合材料層1和下纖維增強復合材料層3中的纖維增強復合材料具有高強度、高模量、低密度和抗疲勞的特點，泡沫件2中的泡沫材料、PET泡沫材料、TO泡沫材料、SAN泡沫或PMI泡沫材料具有輕質、高強的特點，因此，本發明提供的纖維增強復合材料汽車水箱橫梁具有重量輕、剛度強的優點。
[0038]以上所述是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種纖維增強復合材料汽車水箱橫梁，其特征在于，所述水箱橫梁為纖維泡沫夾層結構，包括從上至下依次層疊設置的上纖維增強復合材料層、泡沫件和下纖維增強復合材料層。
2.根據權利要求1所述的纖維增強復合材料汽車水箱橫梁，其特征在于，所述上纖維增強復合材料層和下纖維增強復合材料層的材料均為玻璃纖維增強復合材料、碳纖維增強復合材料、芳綸纖維增強復合材料、玄武巖纖維增強復合材料或混合纖維增強復合材料。
3.根據權利要求1所述的纖維增強復合材料汽車水箱橫梁，其特征在于，PVC泡沫材料、PET泡沫材料、PU泡沫材料、SAN泡沫或PMI泡沫材料。
4.一種纖維增強復合材料汽車水箱橫梁的制作方法，其特征在于，所述制作方法至少包括: (I)選材；(2)清理模具；(3)鋪層；(4)合模；(5)抽真空；(6)注入樹脂；(7)加熱固化步驟。
5.根據權利要求4所述的纖維增強復合材料汽車水箱橫梁的制作方法，其特征在于，步驟(I)中，纖維增強復合材料可選玻璃纖維增強復合材料、碳纖維增強復合材料、芳綸纖維增強復合材料、玄武巖纖維增強復合材料或混合纖維增強復合材料；泡沫層材料選為PVC泡沫材料、PET泡沫材料、PU泡沫材料、SAN泡沫或PMI泡沫材料；；樹脂選環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、乙烯基樹脂、酚醛樹脂或雙馬來酰亞胺樹脂。
6.根據權利要求4所述的纖維增強復合材料汽車水箱橫梁的制作方法，其特征在于，步驟(3)中，在已清潔和涂覆脫模劑的水箱橫梁模具中，按照一定的鋪層角度將纖維材料平整鋪設于模具上以形成下纖維增強復合材料層；然后再將泡沫材料平整鋪設在纖維增強復合材料層中的纖維材料上以形成泡沫層；最后再按照一定的鋪層角度將纖維材料平整鋪設在泡沫層中的泡沫材料上以形成上纖維增強復合材料層。
7.根據權利要求4所述的纖維增強復合材料汽車水箱橫梁的制作方法，其特征在于，步驟(4)中，按次序在鋪好后的碳纖維織物上依次鋪設脫模布、導流網、導流管，在模具的邊緣打密封膠帶，布置抽真空抽氣導管、樹脂進料口導入管，然后真空袋與密封膠粘合，確保整個系統不漏氣。
8.根據權利要求4所述的纖維增強復合材料汽車水箱橫梁的制作方法，其特征在于，步驟(5)中，將抽氣導管與真空泵連接，將真空袋內空氣抽空，使真空膜密實緊貼模具，檢測模具及真空膜體系內的真空度，觀察15min，檢查是否漏氣，保證氣密性。
9.根據權利要求4所述的纖維增強復合材料汽車水箱橫梁的制作方法，其特征在于，步驟(6)中，配置相應的固化劑比例份數:樹脂為10份，固化劑為2-4份，并充分混合；將樹脂導入進料口并被抽入真空袋中，待樹脂將纖維織物浸潤完全后，關閉樹脂進料口導入管口，繼續維持真空狀態至樹脂凝膠化。
10.根據權利要求4所述的纖維增強復合材料汽車水箱橫梁的制作方法，其特征在于，步驟(7)中，可以根據具體情況采用加熱燈或者在光照條件下加熱，加速樹脂的固化，待樹脂固化后，脫模得到纖維增強復合材料汽車水箱橫梁。
【文檔編號】B62D21/09GK104386129SQ201410561903
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月22日 優先權日:2014年10月22日
【發明者】徐東, 代小杰 申請人:徐東