[發(fā)明專利]制造復合材料車輛零部件的方法和車輛零部件及車輛

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711330204.1
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN108177361B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發(fā)明（設計）人: 段瑛濤;栗娜
• 申請（專利權(quán)）人: 北京汽車集團有限公司;北京汽車研究總院有限公司
• 主分類號: B29C70/48
• 分類號: B29C70/48;B29C70/54;B29C33/38;B29C33/40
• 代理公司: 北京英創(chuàng)嘉友知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 11447
• 代理人: 蘇瑞;耿超

本公開涉及一種制造復合材料車輛零部件的方法和車輛零部件及車輛，該方法包括以下步驟：a、提供用于樹脂傳遞模塑成型的上模具和下模具；b、將纖維預制體至于所述下模具上，并使所述下模具與上模具合模形成第一狀態(tài)，由注膠口通過多個所述樹脂流道向注塑空間內(nèi)注塑樹脂；c、當達到所需的樹脂注塑量后停止注塑，并使所述下模具與上模具互相接近以擠壓所述注塑空間并使其消失從而形成第二狀態(tài)，得到被樹脂浸潤的纖維預制體；d、將步驟c中得到的所述被樹脂浸潤的纖維預制體進行固化成型，得到復合材料車輛零部件。采用本公開的方法能夠制造出尺寸大、結(jié)構(gòu)復雜、成本低的車輛零部件。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及復合材料加工技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種制造復合材料車輛零部件的方法和車輛零部件及車輛。

背景技術(shù)

隨著能源危機和環(huán)境危機的日益突出，汽車輕量化已經(jīng)成為了汽車工業(yè)發(fā)展的必然選擇。纖維增強復合材料具有比強度比模量高、耐高溫、抗疲勞性好、可設計性強等優(yōu)點，已經(jīng)廣泛應用于航天航空領(lǐng)域。然而由于落后的成型工藝和不成熟的結(jié)構(gòu)設計技術(shù)使纖維增強復合材料在汽車工業(yè)中尚未獲得大規(guī)模的應用。已有的纖維增強復合材料成型方法主要有手糊成型、纏繞成型、拉擠成型、模壓成型、袋壓成型、注射成型和樹脂傳遞塑模成型(RTM)等。

現(xiàn)有技術(shù)中，制造大尺寸復雜結(jié)構(gòu)的復合材料汽車零部件時，為保證樹脂的浸潤和填充，往往需要大幅提高注膠壓力，即采用所謂的高壓樹脂傳遞模塑成型(HP-RTM)工藝。該工藝通過大幅提高注膠壓力(通常需要80-200bar)，以提高高粘度樹脂的浸潤效率，實現(xiàn)復合材料零部件的制造。

HP-RTM雖然一定程度上解決了樹脂的浸潤問題，滿足了零部件生產(chǎn)節(jié)拍的需求(1-5min/件)，但也帶來了新的問題：首先，在傳統(tǒng)RTM設備基礎上增加高壓設施，需要的設備投入及維護成本均大幅提升；其次，注膠壓力提升，會對預成型件中的纖維排布造成影響，沖亂纖維的局部構(gòu)型，影響制品性能；第三，過高的注膠壓力需要相應地提升模具的耐壓性能，因此只能使用金屬模具進行試制，造成試制成本提升，不利于新零部件的開發(fā)和推廣應用；此外，過高的注膠壓力，容易使中空或夾層結(jié)構(gòu)的預成型體發(fā)生結(jié)構(gòu)變形，影響制品的性能。

發(fā)明內(nèi)容

本公開的目的是提供一種制造大尺寸復雜結(jié)構(gòu)的復合材料車輛零部件的方法和車輛零部件及車輛。

為了實現(xiàn)上述目的，本公開第一方面：提供一種制造復合材料車輛零部件的方法，該方法包括以下步驟：

a、提供用于樹脂傳遞模塑成型的上模具和下模具，所述上模具具有注膠口和與所述注膠口連通的多個樹脂流道，所述下模具可與上模具合模形成第一狀態(tài)和第二狀態(tài)，其中，

所述第一狀態(tài)下，所述下模具與上模具合模形成具有注塑空間和纖維預制體容納空間的第一合模腔；

所述第二狀態(tài)下，所述下模具與上模具合模形成具有纖維預制體容納空間的第二合模腔；

b、將纖維預制體至于所述下模具上，并使所述下模具與上模具合模形成所述第一狀態(tài)，由所述注膠口通過多個所述樹脂流道向所述注塑空間內(nèi)注塑樹脂；其中，所述纖維預制體是由連續(xù)纖維或纖維織物覆蓋中空芯材得到的；

c、當達到所需的樹脂注塑量后停止注塑，并使所述下模具與上模具互相接近以擠壓所述注塑空間并使其消失從而形成所述第二狀態(tài)，得到被樹脂浸潤的纖維預制體；

d、將步驟c中得到的所述被樹脂浸潤的纖維預制體進行固化成型，得到復合材料車輛零部件。

可選地，所述多個樹脂流道均勻地分布在所述上模具中，所述樹脂流道形成為管狀或面狀。

可選地，所述注塑空間的體積為以體積計的所述樹脂注塑量的1.1-10倍。

可選地，所述連續(xù)纖維包括碳纖維、超高分子量聚乙烯纖維、芳綸纖維、玄武巖纖維和玻璃纖維中的至少一種。