[發(fā)明專利]樹脂纖維復(fù)合材料車門防撞構(gòu)件制備方法、與車門連接方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410574671.9
• 申請(qǐng)日: 2014-10-24
• 公開（公告）號(hào): CN104385559A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宣善勇;張道理;張靜;方舟;唐少俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 奇瑞汽車股份有限公司
• 主分類號(hào): B29C51/00
• 分類號(hào): B29C51/00;B29C70/42;B32B37/10;B60J5/04
• 代理公司: 北京五月天專利商標(biāo)代理有限公司 11294
• 代理人: 吳寶泰;何宜章

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于汽車零部件制造領(lǐng)域，具體涉及車門防撞構(gòu)件的制備方法和連接方式，特別是一種樹脂纖維復(fù)合材料車門防撞構(gòu)件的制備方法、及其與車門內(nèi)板的連接方法。

背景技術(shù)

輕量化目前已經(jīng)成為世界汽車發(fā)展的潮流。汽車輕量化就是在保證汽車的強(qiáng)度和安全性能前提下，盡可能的降低汽車的整備質(zhì)量，從而提高汽車的動(dòng)力性，減少燃料消耗，降低排氣污染。碳纖維復(fù)合材料是實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的一種選擇。隨著碳纖維成本的下降以及加工工藝的提升，碳纖維復(fù)合材料在汽車中的應(yīng)用也已從賽車及豪華車逐漸轉(zhuǎn)向到普通量產(chǎn)車型上，目前的研究熱點(diǎn)是針對(duì)碳纖維復(fù)合材料的特點(diǎn)，加快碳纖維復(fù)合材料在汽車零部件領(lǐng)域的應(yīng)用。

車門防撞構(gòu)件是指防撞桿、防撞板等加裝在車門內(nèi)板上的橫梁結(jié)構(gòu)，以加強(qiáng)車輛側(cè)面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。車門防撞構(gòu)件的主要作用是：當(dāng)車門受到側(cè)向撞擊時(shí)，降低車門變形程度，減少側(cè)碰對(duì)車內(nèi)乘員的傷害。目前的車門防撞構(gòu)件基本上都是使用高強(qiáng)度的鋼板，雖然強(qiáng)度高、耐撞擊變形，但是具有以下缺點(diǎn)：質(zhì)量較重，非常不利于整車輕量化的設(shè)計(jì)，抗腐蝕性差，嚴(yán)重影響使用壽命。目前也有提出直接使用碳纖維材料作為車門防撞構(gòu)件的方案，但是目前碳纖維材料取代鋼材料在車門防撞構(gòu)件上的應(yīng)用存在以下技術(shù)問題：作為防撞構(gòu)件的碳纖維材料強(qiáng)度及延伸率較低、碳纖維材料防撞構(gòu)件與車門內(nèi)板的連接強(qiáng)度很差、碳纖維材料耐高溫性能差，無法滿足車身涂裝的高溫烘烤，這些缺陷嚴(yán)重的限制了碳纖維材料在車門防撞構(gòu)件中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明基于上述現(xiàn)有技術(shù)問題，創(chuàng)新的提出一種樹脂纖維復(fù)合材料車門防撞構(gòu)件的制備方法、以及與車門內(nèi)板的連接方法，通過將熱塑性樹脂和碳纖維織物預(yù)浸加工成單向預(yù)浸片材，并按照能夠保證防撞強(qiáng)度和耐高溫性能的最佳鋪層方案鋪疊熱壓形成熱塑性樹脂-碳纖維織物復(fù)合材料層合板材，最后經(jīng)模具熱壓形成車門防撞構(gòu)件，同時(shí)創(chuàng)新地采用膠粘和機(jī)械混合連接方式將車門防撞構(gòu)件緊固連接到車門內(nèi)板上，首次實(shí)現(xiàn)了樹脂纖維復(fù)合材料在車門防撞構(gòu)件上的應(yīng)用，并且所制得的車門防撞構(gòu)件具有較高的抗拉強(qiáng)度、較強(qiáng)的耐高溫性能和與車門間的較高連接強(qiáng)度，同時(shí)在不犧牲汽車安全性能的前提下，大大降低了汽車重量，同時(shí)提高了汽車的NVH性能，具有廣闊的市場(chǎng)推廣使用前景。

本發(fā)明解決所述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下：

一種樹脂纖維復(fù)合材料車門防撞構(gòu)件的制備方法，包括以下步驟：

步驟一，制備熱塑性樹脂-碳纖維織物單向預(yù)浸片材，將熱塑性樹脂和碳纖維織物通過熔融浸漬法、粉末浸漬法或混合編織法制得單向預(yù)浸片材，并保證碳纖維織物在單向預(yù)浸片材中的體積比為50-60%，且所制得的熱塑性樹脂-碳纖維織物單向預(yù)浸片材具有固定取向方向；

步驟二，制備熱塑性樹脂-碳纖維織物復(fù)合材料層合板材，將步驟一中制得的熱塑性樹脂-碳纖維織物單向預(yù)浸片材按照鋪層方案[0/90/+45/-45]_2s鋪疊在一起，并將第一層單向預(yù)浸片材的取向方向選擇為沿著整個(gè)樹脂纖維復(fù)合材料車門防撞構(gòu)件的對(duì)稱軸線方向，然后在315℃-325℃的溫度條件下熱壓成型，冷卻后制得熱塑性樹脂-碳纖維織物復(fù)合材料層合板材；

步驟三，制備樹脂纖維復(fù)合材料車門防撞構(gòu)件，將步驟二制得的熱塑性樹脂-碳纖維織物復(fù)合材料層合板材加熱軟化后放入加熱的車門防撞構(gòu)件模具中，通過快速熱壓成型制得樹脂纖維復(fù)合材料車門防撞構(gòu)件。

進(jìn)一步的根據(jù)本發(fā)明所述的樹脂纖維復(fù)合材料車門防撞構(gòu)件的制備方法，其中步驟一具體包括：

（1）、將熱塑性樹脂和碳纖維織物共同經(jīng)理紗裝置處理，保持取向一致；

（2）、采用熔融浸漬法制備單向預(yù)浸片材，將熱塑性樹脂和碳纖維織物共同通過加熱溫度保持在310-330℃的加熱輥，使熱塑性樹脂受熱變?yōu)槿廴跔顟B(tài)并浸漬于碳纖維織物之上，冷卻后制得熱塑性樹脂-碳纖維織物單向預(yù)浸片材，且保證碳纖維織物的厚度占單向預(yù)浸片材總厚度的50-60%；

（3）、采用切割設(shè)備將熱塑性樹脂-碳纖維織物單向預(yù)浸片材切割成合適尺寸。

進(jìn)一步的根據(jù)本發(fā)明所述的樹脂纖維復(fù)合材料車門防撞構(gòu)件的制備方法，其中所述加熱輥的加熱溫度保持在320℃，所述碳纖維織物的厚度占單向預(yù)浸片材總厚度的53%。