[發明專利]一種新型的連續性碳纖維汽車零部件快速成型模具

在審

• 申請號: 202011098793.7
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112248484A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 嚴兵;吳世超;祁震;張永喜;施劉生;張可可;何郅晴
• 申請（專利權）人: 江蘇澳盛復合材料科技有限公司
• 主分類號: B29C70/44
• 分類號: B29C70/44;B29C33/38;B29C70/54;B29L31/30;B29K105/08;B29K105/10
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本發明公開一種新型的連續性碳纖維汽車零部件快速成型模具，包括薄壁開口結構件、碳纖維補強件、上模具、下模具、氣袋。所述薄壁開口結構件采用沖壓、擠壓、輥壓工藝制成；所述預浸料采用連續碳絲編織物與熱固性樹脂組合制備而成；所述氣袋采用較高延伸率的軟性材料制成。以汽車金屬結構件為母體，將碳纖維預浸料鋪貼到金屬結構件上，然后放入所述模具中進行加熱加壓，固化成型，形成加強型汽車結構件總成。本發明使得碳纖維復合材料對金屬結構件進行加強的同時，實現大幅度的輕量化，生產節拍快，滿足汽車行業大批量生產需求，相比其他碳纖維汽車零部件成型工藝具有模具成本低，制造成本低，碳纖維加強件隨母體結構件成型，不需要后端裝配，降低裝配成本等優點，可廣泛應用于汽車行業。

技術領域

本發明涉及一種新型的連續性碳纖維汽車零部件快速成型模具。

背景技術

隨著國家對汽車節能減排的要求越來越高，汽車輕量化是目前汽車行業節能減排的重量手段。汽車車身、底盤、動力總成等的重量在整車重量比重非常高，車身、底盤、動力總成的輕量化技術在不斷的發展和進步，從高強鋼、輕合金到復合材料的新技術、新工藝也在不斷更新，并逐漸從早期的全鋼材料發展到現在的多種材料混合設計。

碳纖維復合材料在汽車行業的應用正在快速發展，多種碳纖維制造工藝如預浸料模壓、HP-RTM、WCM、熱壓罐等可以制造各種汽車結構件和覆蓋件，然而這些工藝主要制造單體碳纖維零部件，然后與車身其他零部件進行裝配，采用結構膠粘接或鉚接，裝配成本較高，HP-RTM、WCM工藝生產節拍較快，但是材料、模具、設備等的成本都很高，導致產品成本居高不下，無法在汽車行業大范圍推廣，預浸料模壓、熱壓罐工藝生產周期長，無法滿足大批量生產需要。

發明內容

本發明所要解決的問題是提供一種新型的連續性碳纖維汽車零部件快速成型模具，其目的是提供一種汽車結構件碳纖維加強解決方案，降低整車重量，提升整車剛度、安全性能等。并且提供一種可以滿足汽車行業大批量生產需求的低成本生產技術。

為了解決上述問題，本發明采用以下方法：

一種新型的連續性碳纖維汽車零部件快速成型模具，其特征在于，由以下結構組成：薄壁開口結構件(3)、碳纖維補強件(4)、上模具(1)、下模具(2)、氣袋(5)。

具體的，所述薄壁開口結構件(3)采用沖壓、擠壓、輥壓工藝制成；

所述碳纖維補強件(4)經過預浸料前處理，所述預浸料采用連續碳絲編織物與熱固性樹脂組合制備而成；

所述氣袋(5)采用較高延伸率的軟性材料制成。

進一步的，氣袋(5)的原始形狀與金屬結構件(3)相近，并在上下模具合模時不與金屬結構件(3)接觸，氣袋(5)的外邊緣嵌入到上模具(1)的槽內，與上模具(1)形成一個密閉的腔體，上模具(1)上開有進氣孔和排氣孔。

進一步的，下模具(2)采用普通鋼材制成，其腔體仿形金屬結構件(3)，并在金屬結構件(3)的基礎上放大一定比例，保證金屬結構件(3)可以方便的放入和取出，下模具(2)在腔體仿形面的外圍設加熱孔，采用油加熱或電加熱的方式。

一種新型的連續性碳纖維汽車零部件快速成型模具制備汽車零部件的方法，其特征在于，采用以下方法制備：

對金屬結構件(3)進行表面粗化處理，同時對碳纖維補強件(4)進行預浸料裁切下料，裁切完成后的碳纖維補強件(4)鋪貼到對金屬結構件(3)相應的位置，由于預浸料具有一定的粘性，不需要輔助設備來將其固定；