[發(fā)明專利]一種復合材料的汽車尾門

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610081459.8
• 申請日: 2016-02-05
• 公開（公告）號: CN105711106A
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發(fā)明（設計）人: 孫凌玉;李立軍;朱盼;張海珠;楊武
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B29C70/36
• 分類號: B29C70/36;B60J5/10;B29L31/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種輕量化的乘用車尾門，尤其涉及一種復合材料的汽車尾門，它采用了模 塊化的設計理念，充分發(fā)揮了纖維增強復合材料可設計性強、易成型復雜形狀的特點，屬于 汽車設計與制造技術領域。

背景技術

汽車輕量化是減少汽車尾氣排放、節(jié)約資源和保護環(huán)境的有效途徑，因此世界各地的企 業(yè)和研究機構都在致力于研發(fā)和推廣汽車輕量化技術。用輕量化材料，特別是聚合物基纖維 增強復合材料，替代傳統(tǒng)的鋼材，是實現(xiàn)汽車輕量化的主要途徑之一。纖維增強復合材料具 有比強度和比剛度高，可設計性強，耐腐蝕等優(yōu)點，能夠制成具有復雜曲面并集成多種用途 部件于一體，從而減少汽車零部件數(shù)量，利于汽車工業(yè)的模塊化設計和生產。此外，纖維增 強復合材料制件的表面質量好，可以省去或減少涂裝工藝。尾門是乘用汽車的一個重要外觀 件，并具有一定的安全性和承載要求。傳統(tǒng)的汽車尾門采用薄鋼板沖壓成型后焊接的工藝， 零件數(shù)量多，裝配過程復雜。采用模塊化的理念，使用樹脂基纖維增強復合材料替代傳統(tǒng)鋼 材來設計和制造汽車尾門，可以大幅度地減少零件數(shù)量和模具數(shù)量，簡化裝配和噴涂工藝過 程，降低車身重量，經(jīng)濟效益和環(huán)保效益顯著，應用前景十分廣闊。

發(fā)明內容

1、發(fā)明目的：

本發(fā)明的目的在于提供一種復合材料的汽車尾門，采用樹脂基纖維增強復合材料設計制 造而成，在保證安全性的前提下，極大地減輕汽車車身的重量，實現(xiàn)節(jié)能減排。基于模塊化 設計理念，簡化汽車尾門的零部件組成，利于模塊化生產和裝配，節(jié)約生產成本。

2、技術方案：

目前，航空航天領域主要使用3K-12K碳纖維的復合材料，價格昂貴，不適合應用于汽 車領域。大絲束碳纖維(≥48K)具有價格低、加工效率高的優(yōu)點，而且性能足以滿足汽車 工業(yè)生產。因此，本發(fā)明采用大絲束碳纖維或者成本更低的玻璃纖維材料，配合黏度較低的 樹脂體系，使用樹脂傳遞模塑成型(ResinTransferMolding,RTM)工藝，設計和制造一種 輕量化的復合材料汽車尾門，特別是一種運動型多用途汽車(SUV)尾門，見附圖，它包括汽 車尾門外板、尾門窗邊、車窗內框、尾門車牌框、汽車尾門內板、尾門液壓缸安裝支座、內 板加強肋、尾門鎖扣、內板減重孔、尾門鉸鏈安裝孔。它們之間的位置連接關系是：汽車尾 門外板與尾門窗邊連接在一起；車窗內框與尾門窗邊連接在一起；尾門車牌框置于汽車尾門 外板的內部；汽車尾門內板與汽車尾門外板固連在一起；尾門液壓缸安裝支座對稱地分布于 汽車尾門內板的兩側；內板加強肋對稱地安置于汽車尾門內板的底部；尾門鎖扣安置于汽車 尾門內板底部中間的位置；內板減重孔位于汽車尾門內板的中部，車窗內框之下；尾門鉸鏈 安裝孔位于車尾門內板的頂部平面。

所述汽車尾門外板、尾門窗邊和車窗內框為自制件，采用S350-952樹脂(金陵帝斯曼樹 脂有限公司生產)和PANEX33-48K碳纖維(美國Zoltek公司生產)組成的纖維增強復合材料， 通過RTM工藝一體化成型而成，用于汽車尾門的外觀裝飾和車窗玻璃安裝；

所述尾門車牌框為自制件，通過在汽車尾門外板內裁剪鋪層獲得，使用RTM工藝與汽 車尾門外板一體化成型制成，用于安裝汽車牌照；

所述汽車尾門內板為自制件，采用S350-952樹脂(金陵帝斯曼樹脂有限公司生產)和 PANEX33-48K碳纖維(美國Zoltek公司生產)組成的纖維增強復合材料，通過RTM工藝制作 而成，使用膠粘劑與汽車尾門外板粘接在一起，用于支撐和加強汽車尾門結構，吸收汽車尾 部在碰撞過程中產生的能量；

所述尾門液壓缸安裝支座為自制件，采用鋼材機械加工而成，用于安裝汽車尾門的液壓 撐桿裝置；

所述內板加強肋為自制件，采用S350-952樹脂(金陵帝斯曼樹脂有限公司生產)和 PANEX33-48K碳纖維(美國Zoltek公司生產)組成的纖維增強復合材料，用于增強汽車尾門 內板的強度和剛度；

所述尾門鎖扣為自制件，采用鋼板沖壓而成，用于與汽車的尾門鎖連接；

所述內板減重孔是通過在汽車尾門內板的中部除材料獲得，其位置和尺寸根據(jù)拓撲優(yōu)化 的計算結果來確定，用于減輕汽車尾門的重量；

所述尾門鉸鏈安裝孔是通過在汽車尾門內板的頂部平面機械加工獲得，用于安裝汽車尾 門的鉸鏈裝置的固定。

3、本發(fā)明“一種復合材料的汽車尾門”，其優(yōu)點如下：