[發(fā)明專利]一種汽車零部件碳纖維復合材料3D打印工藝

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201811431606.5
• 申請日: 2018-11-28
• 公開（公告）號: CN111231310A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發(fā)明（設計）人: 李官芳
• 申請（專利權）人: 十堰市正卓工貿有限公司
• 主分類號: B29C64/153
• 分類號: B29C64/153;B29C64/386;B29C64/379;B33Y10/00;B33Y40/20;B33Y50/00;B29L31/30
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本發(fā)明公開了一種汽車零部件碳纖維復合材料3D打印工藝，使用3D打印中的分層激光燒結法(SLS法)和碳纖維工藝中的碳纖維手糊成型法相結合，實現(xiàn)所述工藝的包括：首先利用電腦CAD軟件創(chuàng)建三維CAD數模，而后利用電腦根據三維CAD數據進行數模分層，再后用3D打印機進行激光燒結進行疊加，噴砂后處理用3D打印機打印出來的汽車零部件主體；而后用碳纖維工藝技術中的碳纖維手糊成型工藝：在汽車零部件主體需要加強和加固的部位上刷環(huán)氧樹脂，待樹膠凝固，將碳纖維干布鋪在汽車零部件主體需要加強和加固的部位上，待固化后用砂紙干磨，而后再刷一層環(huán)氧樹脂，碳纖維干布再鋪上一層，待固化后用砂紙水磨至光滑，而后用拋光機進行后處理就可以得到成品了。

技術領域

本發(fā)明涉及一種汽車零部件碳纖維復合材料 3D 打印工藝。

背景技術

隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，人們對汽車的品質要求越來越高。 為了適應時代的發(fā)展和消費者的需求，世界各地的汽車生產商也在不斷地進行創(chuàng)新，不僅提高汽車零部件的功效和品質，而且對生產汽車零部件的一些工裝及生產線也進行著各種改進，以提高生產效率和降低節(jié)約成本。 目前汽車車身結構件和半結構件還是金屬制品，為了汽車輕量化的實現(xiàn)，世界上發(fā)達國家使用新型的碳纖維材料來代替金屬車身結構件和半結構件，以達到實現(xiàn)汽 車輕量化。

碳纖維零件具有強度高，密度低，尺寸穩(wěn)定性高，產品質量穩(wěn)定，表面質量高等優(yōu)點，已廣泛應用于航空航天，軍用領域。 就比如我們采用 Toray UT70-30 單向碳布制作的碳 纖維零件的拉伸強度可達 1700MPa，但其密度只有 1.5g/cm3 左右。 即其單向拉伸強度已經世界上發(fā)達國家使用新型的碳纖維材料來代替金屬車身結構件和半結構件，以達到實現(xiàn)汽 車輕量化。

碳纖維零件具有強度高，密度低，尺寸穩(wěn)定性高，產品質量穩(wěn)定，表面質量高等優(yōu)點，已廣泛應用于航空航天，軍用領域。 就比如我們采用 Toray UT70-30 單向碳布制作的碳 纖維零件的拉伸強度可達 1700MPa，但其密度只有 1.5g/cm3 左右。 即其單向拉伸強度已經材料成型時間長，而且生產力也受到工業(yè)化生產率低和人工成本的壓制而導致產量有限。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的是，汽車碳纖維汽車零部件制造還停留在傳統(tǒng)的 RTM 工藝制造 上，因為傳統(tǒng) RTM 工藝自動化程度較低，成型周期較長，而且碳纖維復合材料的成本比較 高，比之一般的材料成型時間長，而且生產力也受到工業(yè)化生產率低和人工成本的壓制而 導致產量有限的問題。

本發(fā)明的技術方案是，一種汽車零部件碳纖維復合材料 3D 打印工藝，使用 3D打印 中的分層激光燒結法 (SLS 法 ) 和碳纖維工藝中的碳纖維手糊成型法相結合，實現(xiàn)所述工藝 的包括 ：首先利用電腦 CAD 軟件創(chuàng)建三維 CAD 數模，而后利用電腦根據三維CAD 數據進行數 模分層，再后用 3D 打印機進行激光燒結進行疊加，噴砂后處理用 3D 打印機打印出來的汽車零部件主體 ；而后用碳纖維工藝技術中的碳纖維手糊成型工藝 ：在汽車零部件主體需要加 強和加固的部位上刷環(huán)氧樹脂，待樹膠凝固，將碳纖維干布鋪在汽車零部件主體需要加強 和加固的部位上，待固化后用砂紙干磨，而后再刷一層環(huán)氧樹脂，碳纖維干布再鋪上一層， 待固化后用砂紙水磨至光滑，而后用拋光機進行后處理就可以得到成品了。

其中 ：所述的碳纖維干布可以在同樣部位根據實際強度需要增加層數。

本發(fā)明的有益效果是，汽車零部件快速成型碳纖維 3D 打印工藝使傳統(tǒng)的 3D 打印 技術和手糊碳纖維技術相結合，生產的汽車零部件產品使用廉價的可粘合材料和碳纖維復 合材料的結合，打破了碳纖維復合材料的高成本，而且既擁有了不輸于鋼的硬度，又大大提高了產品的強度、韌性和耐沖擊性，大大提高了生產效率。

具體實施方式

為使本發(fā)明實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。

下面以為汽車 B 立柱為例來進一步說明本發(fā)明。