本發(fā)明涉及復(fù)合材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體地，涉及一種汽車結(jié)構(gòu)件的成型方法及汽車結(jié)構(gòu)件。
背景技術(shù)：
：FRP(纖維增強熱固性樹脂)在汽車結(jié)構(gòu)件上的應(yīng)用較多，現(xiàn)有FRP成型技術(shù)主要有纏繞成型和層鋪模壓兩種方式。纏繞成型是將纖維預(yù)浸料纏繞到內(nèi)模具上，經(jīng)模壓后獲得需要的形狀；層鋪模壓是將纖維織物的預(yù)浸料裁剪成特定形狀后進行鋪層，獲得要求形狀后模壓成型。上述技術(shù)可用于板材或大直徑管材的制造，但對于小直徑管材和某些需要進行局部增強的部件的制造則難以實現(xiàn)：針對小直徑管材，特別是變直徑、變壁厚的管材，現(xiàn)有的制造方法仍在使用金屬件或短纖維增強熱塑性塑料的注塑件，但前者重量大，后者強度低，無法滿足現(xiàn)代汽車材料安全減重的要求；針對需要局部加強的部件，目前使用較多的局部增強方法包括加強筋法和三明治結(jié)構(gòu)，其中加強筋安裝簡單、強度高，但只能對單一方向進行補強，在有多維屈曲變形時的效果較差；而三明治結(jié)構(gòu)需要將纖維預(yù)浸料通過鋪層的方式包覆到芯材表面，對鋪層時的裁剪、鋪放等方面的要求較高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜時鋪層難以實現(xiàn)，導(dǎo)致材料無法按照最優(yōu)化的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，產(chǎn)生不必要的浪費，增加了零部件重量。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種汽車結(jié)構(gòu)件的成型方法及汽車結(jié)構(gòu)件，該方法可以解決現(xiàn)有的FRP汽車結(jié)構(gòu)件補強效果差、成型方法復(fù)雜和減重效果不明顯的技術(shù)問題。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種汽車結(jié)構(gòu)件的成型方法，所述汽車結(jié)構(gòu)件包括芯體和覆蓋在芯體上的表層，該方法包括如下步驟：(1)制備與目標(biāo)汽車結(jié)構(gòu)件的芯體在幾何形狀上相匹配的第一芯材；(2)通過二維三軸編織法在所述第一芯材表面編織增強纖維以形成與目標(biāo)汽車結(jié)構(gòu)件的表層在幾何形狀上相匹配的至少一層增強纖維編織層，得到預(yù)成型件；(3)將所述預(yù)成型件與熱固性樹脂置于模具中經(jīng)模壓后固化成型，得到所述包括芯體和覆蓋在芯體上的表層的汽車結(jié)構(gòu)件；或者，所述汽車結(jié)構(gòu)件包括腔體和作為所述腔體的壁的表層，該方法包括如下步驟：(a)制備與目標(biāo)汽車結(jié)構(gòu)件的腔體在幾何形狀上相匹配的第二芯材；(b)通過二維三軸編織法在所述第二芯材表面編織增強纖維以形成與目標(biāo)汽車結(jié)構(gòu)件的表層在幾何形狀上相匹配的至少一層增強纖維編織層，得到預(yù)成型件；(c)將所述預(yù)成型件與熱固性樹脂置于模具中經(jīng)模壓后固化成型，得到含有第二芯材的汽車結(jié)構(gòu)件前體；(d)采用加熱熔融或溶劑溶解的方法使所述第二芯材從所述汽車結(jié)構(gòu)件前體中除去，得到所述包括腔體和覆蓋在腔體上的表層的汽車結(jié)構(gòu)件。本發(fā)明的汽車結(jié)構(gòu)件的制備方法采用二維三軸編織法在芯材表面編織增強纖維可以在多個方向?qū)ζ嚱Y(jié)構(gòu)件進行補強，同時通過改變編織角度和增強纖維的數(shù)量可以調(diào)整編織纖維層的厚度，以滿足不同汽車結(jié)構(gòu)件的裝配和補強要求；通過模壓工藝將預(yù)成型件與熱固性樹脂置于模具中成型得到的汽車結(jié)構(gòu)件機械強度高、成本低、重量輕且穩(wěn)定性好，可以替代金屬材質(zhì)的汽車結(jié)構(gòu)件；對于需要局部增強的結(jié)構(gòu)件，可以根據(jù)其幾何形狀和補強需要自由調(diào)整芯材的尺寸和形狀，可以在保證車輛安全的同時最大化地減小材料用量，提高減重效果；同時，采用本發(fā)明的成型方法可以制備變直徑、變壁厚的管材等復(fù)雜形狀的中空結(jié)構(gòu)件。本發(fā)明還提供一種汽車結(jié)構(gòu)件，所述汽車結(jié)構(gòu)件包括芯體和覆蓋在芯體上的表層，所述芯體為第一芯材，所述覆蓋在芯體上的表層包括增強纖維編織層以及浸潤所述增強纖維編織層的熱固性樹脂；其中，所述第一芯材在幾何形狀上與目標(biāo)汽車結(jié)構(gòu)件的芯體相匹配；所述增強纖維編織層通過二維三軸編織法編織在所述第一芯材表面，且該增強纖維編織層在幾何形狀上與目標(biāo)汽車結(jié)構(gòu)件的表層相匹配；或者，所述汽車結(jié)構(gòu)件包括腔體和作為所述腔體的壁的表層，所述作為所述腔體的壁的表層包括增強纖維編織層以及浸潤所述增強纖維編織層的熱固性樹脂；所述增強纖維編織層通過二維三軸編織法編織形成所述腔體的壁，且該增強纖維編織層在幾何形狀上與目標(biāo)汽車結(jié)構(gòu)件的表層相匹配。本發(fā)明的汽車結(jié)構(gòu)件為包括芯體和表層的夾芯結(jié)構(gòu)或包括腔體和腔體壁的中空結(jié)構(gòu)，采用二維三軸法編織形成的增強纖維層可以根據(jù)汽車結(jié)構(gòu)件的形狀和承重情況對其進行補強，該汽車結(jié)構(gòu)件的機械強度高、成本低、重量輕且穩(wěn)定性好，可以替代金屬材質(zhì)的汽車結(jié)構(gòu)件。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。附圖說明附圖是用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：圖1是本發(fā)明提供的汽車結(jié)構(gòu)件的制備方法的一種具體實施方式所采用的二維三軸編織法的示意圖。圖2是本發(fā)明提供的汽車結(jié)構(gòu)件的制備方法的一種具體實施方式所采用的預(yù)成型件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明提供的汽車結(jié)構(gòu)件的制備方法的一種具體實施方式所采用的汽車結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明提供的汽車結(jié)構(gòu)件的制備方法的一種具體實施方式所采用的預(yù)成型件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明提供的汽車結(jié)構(gòu)件的制備方法的一種具體實施方式所采用的汽車結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說明1第一交叉編織紗束2軸向編織紗束3第二交叉編織紗束具體實施方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。本發(fā)明提供一種汽車結(jié)構(gòu)件的成型方法，所述汽車結(jié)構(gòu)件包括芯體和覆蓋在芯體上的表層，該方法包括如下步驟：(1)制備與目標(biāo)汽車結(jié)構(gòu)件的芯體在幾何形狀上相匹配的第一芯材；(2)通過二維三軸編織法在所述第一芯材表面編織增強纖維以形成與目標(biāo)汽車結(jié)構(gòu)件的表層在幾何形狀上相匹配的至少一層增強纖維編織層，得到預(yù)成型件；(3)將所述預(yù)成型件與熱固性樹脂置于模具中經(jīng)模壓后固化成型，得到所述包括芯體和覆蓋在芯體上的表層的汽車結(jié)構(gòu)件；或者，所述汽車結(jié)構(gòu)件包括腔體和作為所述腔體的壁的表層，該方法包括如下步驟：(a)制備與目標(biāo)汽車結(jié)構(gòu)件的腔體在幾何形狀上相匹配的第二芯材；(b)通過二維三軸編織法在所述第二芯材表面編織增強纖維以形成與目標(biāo)汽車結(jié)構(gòu)件的表層在幾何形狀上相匹配的至少一層增強纖維編織層，得到預(yù)成型件；(c)將所述預(yù)成型件與熱固性樹脂置于模具中經(jīng)模壓后固化成型，得到含有第二芯材的汽車結(jié)構(gòu)件前體；(d)采用加熱熔融或溶劑溶解的方法使所述第二芯材從所述汽車結(jié)構(gòu)件前體中除去，得到所述包括腔體和覆蓋在腔體上的表層的汽車結(jié)構(gòu)件。本發(fā)明的汽車結(jié)構(gòu)件的制備方法采用二維三軸編織法在芯材表面編織增強纖維可以在多個方向?qū)ζ嚱Y(jié)構(gòu)件進行補強，同時通過改變編織角度和增強纖維的數(shù)量可以調(diào)整編織纖維層的厚度，以滿足不同汽車結(jié)構(gòu)件的裝配和補強要求；通過模壓工藝將預(yù)成型件與熱固性樹脂置于模具中成型得到的汽車結(jié)構(gòu)件機械強度高、成本低、重量輕且穩(wěn)定性好，可以替代金屬材質(zhì)的汽車結(jié)構(gòu)件；對于需要局部增強的結(jié)構(gòu)件，可以根據(jù)其幾何形狀和補強需要自由調(diào)整芯材的尺寸和形狀，可以在保證車輛安全的同時最大化地減小材料用量，提高減重效果；同時，采用本發(fā)明的成型方法可以制備變直徑、變壁厚的管材等復(fù)雜形狀的中空結(jié)構(gòu)件。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，所述汽車結(jié)構(gòu)件的芯體可以為一個或多個，芯體的個數(shù)和形狀可以根據(jù)該汽車結(jié)構(gòu)件的形狀、承重需要和補強需要進行設(shè)計，其設(shè)計方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，本發(fā)明不再贅述。芯體可以由第一芯材制備，制備方法可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，例如通過注塑、模壓等將工藝將第一芯材加工成所需截面形狀。該第一芯材可以與芯體在幾何形狀上相匹配，此處所說的第一芯材和芯體在幾何形狀上相匹配可以包括第一芯材與芯體大小和形狀都基本相同、大小基本相同形狀相似、形狀基本相同大小不同以及形狀和大小都不同的幾種情況，例如第一芯材可以為邊長為5cm的正方體，而與之在幾何形狀上相匹配的芯體可以為邊長為5.5cm的正方體。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，所述汽車結(jié)構(gòu)件的腔體可以為一個或多個，腔體的個數(shù)和形狀可以根據(jù)該汽車結(jié)構(gòu)件的形狀和承重需要進行設(shè)計，其設(shè)計方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，本發(fā)明不再贅述。所述的第二芯材可以與腔體在幾何形狀上相匹配，此處所說的第二芯材和腔體在幾何形狀上相匹配可以包括第二芯材和腔體大小和形狀都基本相同、大小基本相同形狀相似、形狀基本相同大小不同以及形狀和大小都不同的幾種情況，優(yōu)選情況下，第二芯材的大小和形狀均與腔體基本相同，以使第二芯材經(jīng)過加熱熔融或溶劑溶解去除后在汽車結(jié)構(gòu)件內(nèi)部形成所需形狀和大小的腔體。如圖1所示，在根據(jù)本發(fā)明的方法中，所述二維三軸編織法的含義為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，即在二維編織材料的兩組編織紗束第一編織紗束1和第二編織紗束3彼此交叉穿過的編織方法的基礎(chǔ)上，在編織成型方向再引入一組軸向編織紗束2以增強材料的軸向力學(xué)性能的編織方法，第一編織紗束1和第二編織紗束3每隔兩束交叉依次，軸向紗束2處于第一編織紗束1和第二編織紗束3中間。在根據(jù)本發(fā)明的制備方法中，二維三軸編織由±θ以及α°三個方向的紗束組成，其中所述軸紗2的編織角度為α°。為了加強對汽車結(jié)構(gòu)件的補強效果，軸紗2的編織角度并不限制為嚴(yán)格的軸向，而是可以根據(jù)汽車結(jié)構(gòu)件的形狀和補強需要進行調(diào)整，即α和θ可以各自獨立地在0-90°范圍內(nèi)變化。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，第一芯材的形狀可以在很大范圍內(nèi)變化，例如可以為連續(xù)芯材或非連續(xù)芯材，第一芯材的截面可以為等截面或變截面。為了適應(yīng)汽車結(jié)構(gòu)件的形狀、尺寸和補強要求，優(yōu)選情況下，第一芯材可以為變截面連續(xù)泡沫芯材或變截面非連續(xù)泡沫芯材，在上述優(yōu)選情況下，泡沫芯材截面形狀和尺寸可以根據(jù)汽車結(jié)構(gòu)件的形狀、尺寸及補強需要進行設(shè)計和制備，提高了芯材的可設(shè)計性，便于制備結(jié)構(gòu)復(fù)雜的芯材，可以保證按照最優(yōu)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計汽車結(jié)構(gòu)件的芯體。根據(jù)本發(fā)明，第二芯材的形狀和尺寸也可以在很大范圍內(nèi)變化，例如可以為連續(xù)芯材或非連續(xù)芯材，第二芯材的截面也可以為等截面或變截面，優(yōu)選地，第二芯材可以為變截面連續(xù)芯材或變截面非連續(xù)芯材，在這一優(yōu)選的實施方式中，可以成型具有變截面腔體或復(fù)雜形狀腔體的汽車結(jié)構(gòu)件。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，步驟(2)或步驟(b)中，通過二維三軸編織法在所述第一芯材和/或第二芯材表面編織增強纖維的層數(shù)沒有特別的要求，可以為一層或多層，例如為1-10層，優(yōu)選情況下，可以通過二維三軸編織法在所述第一芯材和/或第二芯材表面編織增強纖維以形成1-5層增強纖維編織層。在這一優(yōu)選情況下，通過編織包裹在第一芯材和/或第二芯材表面的增強纖維層的厚度和強度適宜，可以更有效地對汽車結(jié)構(gòu)件進行補強。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，所述第一芯材的種類沒有特別的限制，可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的泡沫材料，只要滿足強度高且密度低，可以起到補強作用即可。進一步的，為了提高第一芯材的補強作用，第一芯材的壓縮強度可以為大于0.5MPa，具體地，泡沫材料的種類可以為選自聚氯乙烯結(jié)構(gòu)泡沫材料、聚苯乙烯結(jié)構(gòu)泡沫材料、聚氨酯結(jié)構(gòu)泡沫材料、空心玻璃微珠填充環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)泡沫材料、聚甲基丙烯酰亞胺結(jié)構(gòu)泡沫材料、聚對苯二甲酸乙二醇酯結(jié)構(gòu)泡沫材料和苯乙烯-丙烯腈共聚物結(jié)構(gòu)泡沫材料中的一種或幾種。上述種類的第一芯材強度高且密度較低，對汽車結(jié)構(gòu)件的補強效果好。根據(jù)本發(fā)明，為了便于將第二芯材從汽車結(jié)構(gòu)件前體中去除，以形成含有腔體的汽車結(jié)構(gòu)件，第二芯材可以選擇為低熔點金屬材料或可溶解材料，對于低熔點金屬材料的第二芯材，可以在步驟(d)中采用加熱使低熔點金屬材料熔融的方式去除第二芯材；對于可溶解材料的第二芯材，可以采用相應(yīng)的溶劑使可溶解材料溶解的方式除去第二芯材。為了降低能耗，節(jié)約制備才材料，在本發(fā)明優(yōu)選的一種實施方式中，上述第二芯材可以由至少兩部分構(gòu)成，包括常規(guī)材料部分和可去除材料部分，其中常規(guī)材料部分可以為尺寸小于第二芯材，或者為可以從汽車前體中取出的形狀，例如等截面的芯材形狀，常規(guī)材料的種類沒有特別要求，可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的任意芯材種類；可去除材料部分可以為在上述的常規(guī)材料部分的基礎(chǔ)上進一步制備成所需尺寸和形狀的第二芯材，例如，對于啞鈴型的第二芯材，可以包括圓柱形的常規(guī)材料部分和在圓柱形的兩端按照啞鈴形狀增加的可去除材料部分，可去除材料部分可以由上述低熔點金屬材料或可溶解材料構(gòu)成。在這一實施方式中，可以在步驟(d)中采用加熱使低熔點金屬材料熔融的方式去除第二芯材的可去除材料部分，常規(guī)材料部分可以從汽車結(jié)構(gòu)件前體中取出并循環(huán)使用，從而達到節(jié)約材料，降低能耗的目的。低熔點金屬材料的種類沒有特別的限制，只要滿足其熔點高于步驟(c)中熱固性樹脂固化成型的溫度即可，優(yōu)選情況下，低熔點金屬材料可以為選自錫鉍合金、錫鉛合金、鋅基合金、鉛錫銻銅合金中的至少一種。上述低熔點金屬材料的熔點可以通過合金的相對含量進行調(diào)整，以滿足低熔點金屬金屬材料的熔點高于熱固性樹脂的固化溫度?？扇芙獠牧系姆N類也沒有特別的限制，只要滿足其不被熱固性樹脂單體溶解破壞，并且可溶解材料相應(yīng)的溶劑不影響熱固性樹脂固化物的性質(zhì)即可，優(yōu)選情況下，可溶解材料可以為選自氯化物、硅酸鹽、碳酸鹽、硼酸鹽、磷酸鹽混合物中的至少一種。氯化物可以為金屬氯化物，例如為選自氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣、氯化鎂、氯化鋁中的至少一種，上述氯化物制備的第二芯材可以采用水作為溶劑溶解去除；碳酸鹽可以為選自碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鈣和碳酸鎂中的至少一種，上述碳酸鹽制備的第二芯材可以采用水或酸溶液作為溶劑溶解去除；硅酸鹽、硼酸鹽和磷酸鹽可以各自獨立地為硅酸、硼酸和磷酸中的氫被鐵、鋁、鈣、鎂、鉀、鈉及其它金屬離子中的至少一種取代而形成的鹽，上述硅酸鹽、硼酸鹽和磷酸鹽制備的第二芯材可以采用水、酸溶液或堿溶液等適宜溶劑溶解去除。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，增強纖維的種類沒有特別的要求，可以為復(fù)合材料領(lǐng)域常用的增強纖維種類，例如，增強纖維可以為選自碳纖維、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一種或幾種。上述種類的增強纖維強度高、可編織性好，且與熱固性樹脂的相容性較好。需要說明的是，采用二維三軸編織法中，三個方向上的紗束可以選擇相同種類的增強纖維，也可以按照汽車結(jié)構(gòu)件的實際需要選擇不同種類的增強纖維。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，所述熱固性樹脂可以為復(fù)合材料領(lǐng)域常用的熱固性樹脂，例如，熱固性樹脂可以為選自環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂、有機硅樹脂、酚醛樹脂、聚酰亞胺樹脂和雙馬來酰亞胺樹脂中的一種或幾種。上述種類的熱固性樹脂單體粘度適宜、成型后穩(wěn)定性好、強度高，有利于提高汽車結(jié)構(gòu)件的整體強度。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，模壓成型的方法可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，例如模壓成型的方法可以為選自樹脂傳遞模塑成型、高壓樹脂傳遞模塑成型、真空輔助樹脂傳遞模成型、熱壓罐成型或濕法模壓成型中的一種。其中，為了進一步提高汽車結(jié)構(gòu)件的質(zhì)量和成型效率，在本發(fā)明優(yōu)選的實施方式中，所述模壓方法為樹脂傳遞模塑成型或高壓樹脂傳遞模塑成型，所述樹脂傳遞模塑成型(ResinTransferMoulding，簡稱RTM)方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，是指是將樹脂注入到閉合模具中浸潤增強材料并固化的工藝方法；所述高壓樹脂傳遞模塑(HP-RTM)是指在樹脂傳遞模塑成型方法的基礎(chǔ)上增加高壓注射樹脂和真空輔助排氣的成型方法。在上述優(yōu)選的實施方式中，該汽車結(jié)構(gòu)件的成型方法包括，將步驟(2)和/或步驟(b)得到的預(yù)成型件置于樹脂傳遞模塑成型或高壓樹脂傳遞模塑成型的模具中，在合模狀態(tài)下使熱固性樹脂進入模具中進行固化成型，得到汽車結(jié)構(gòu)件。其中，使熱固性樹脂與預(yù)成型件在模具中固化成型的反應(yīng)條件可以在很大范圍內(nèi)變化，可以根據(jù)熱固性樹脂的具體種類和汽車結(jié)構(gòu)件的成型要求進行調(diào)整，具體地選擇和調(diào)整方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，本發(fā)明不再贅述。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，固化成型后得到的汽車結(jié)構(gòu)件還可以進一步進行表面修整，從而提高汽車結(jié)構(gòu)件成品的表面質(zhì)量。本發(fā)明還提供一種汽車結(jié)構(gòu)件，所述汽車結(jié)構(gòu)件包括芯體和覆蓋在芯體上的表層，所述芯體為第一芯材，所述覆蓋在芯體上的表層包括增強纖維編織層以及浸潤所述增強纖維編織層的熱固性樹脂；其中，所述第一芯材在幾何形狀上與目標(biāo)汽車結(jié)構(gòu)件的芯體相匹配；所述增強纖維編織層通過二維三軸編織法編織在所述第一芯材表面，且該增強纖維編織層在幾何形狀上與目標(biāo)汽車結(jié)構(gòu)件的表層相匹配；或者，所述汽車結(jié)構(gòu)件包括腔體和作為所述腔體的壁的表層，所述作為所述腔體的壁的表層包括增強纖維編織層以及浸潤所述增強纖維編織層的熱固性樹脂；所述增強纖維編織層通過二維三軸編織法編織形成所述腔體的壁，且該增強纖維編織層在幾何形狀上與目標(biāo)汽車結(jié)構(gòu)件的表層相匹配。本發(fā)明的汽車結(jié)構(gòu)件為包括芯體和表層的夾芯結(jié)構(gòu)或包括腔體和腔體壁的中空結(jié)構(gòu)，采用二維三軸法編織形成的增強纖維層可以根據(jù)汽車結(jié)構(gòu)件的形狀和承重情況對其進行補強，該汽車結(jié)構(gòu)件的機械強度高、成本低、重量輕且穩(wěn)定性好，可以替代金屬材質(zhì)的汽車結(jié)構(gòu)件。根據(jù)本發(fā)明，增強纖維的層數(shù)和編織方向沒有特別的要求，可以根據(jù)汽車結(jié)構(gòu)件的補強需要進行調(diào)整，為了進一步提高增強纖維層的補強能力，得到適宜厚度的增強纖維層，優(yōu)選情況下，增強纖維層可以為1-5層，所述增強纖維的編織軸向滿足該汽車結(jié)構(gòu)件的補強需要。以下通過實施例進一步說明本發(fā)明，但是本發(fā)明并不因此而受到任何限制。實施例1本實施例用于說明本發(fā)明的汽車結(jié)構(gòu)件成型方法，汽車結(jié)構(gòu)件的形狀如圖2所示，芯體的形狀如圖3所示：芯體1對應(yīng)橫梁主體結(jié)構(gòu)；芯體2對應(yīng)變截面部位(支架總成)。本實施例中，二維三軸編織在SPIRALTEX公司的2D表面編織機上完成，RTM成型固化在RTM一體化成型設(shè)備上完成。采用注塑工藝將聚甲基丙烯酰亞胺結(jié)構(gòu)泡沫材料(購自EVONIK公司，牌號為ROHACELL)分別加工成圖示形狀的芯體1和兩個芯體2，將芯體1和兩個芯體2固定一體形成泡沫芯材，并采用二維三軸編織法將碳纖維(購自東麗公司，牌號為T300)編織在泡沫芯材表面，編織層數(shù)為2層，交叉纖維束的編織角度為45°，軸向編織纖維的編織角度為0°，得到預(yù)成型件。將上述預(yù)成型件置于RTM模具中，在合模狀態(tài)下，將熔融狀態(tài)的環(huán)氧樹脂(購自HUNTSMAN公司，牌號為AralditeLY1564)注射進模腔內(nèi)，注射壓力為150KPa，注射溫度為80℃，固化時間20min。當(dāng)溫度降至室溫后，開模并取出固化后的成型件，對成型件進行表面修整，得到本實施例的汽車結(jié)構(gòu)件。實施例2本實施例用于說明本發(fā)明的汽車結(jié)構(gòu)件成型方法，采用與實施例1相同的成型方法，所不同的是，碳纖維的編織層數(shù)為5層，得到本實施例的汽車結(jié)構(gòu)件。實施例3本實施例用于說明本發(fā)明的汽車結(jié)構(gòu)件成型方法，采用與實施例1相同的成型方法，所不同的是，碳纖維的編織層數(shù)為1層，得到本實施例的汽車結(jié)構(gòu)件。實施例4本實施例用于說明本發(fā)明的汽車結(jié)構(gòu)件成型方法，采用與實施例1相同的成型方法，所不同的是，采用注塑工藝將圖3所示形狀的芯體1和兩個芯體2一同注塑成型加工成泡沫芯材，得到本實施例的汽車結(jié)構(gòu)件。實施例5本實施例用于說明本發(fā)明的汽車結(jié)構(gòu)件成型方法，采用與實施例1相同的成型方法，所不同的是，增強纖維為芳綸纖維(杜邦公司，Kevlar49)，得到本實施例的汽車結(jié)構(gòu)件。實施例6本實施例用于說明本發(fā)明的汽車結(jié)構(gòu)件成型方法，汽車結(jié)構(gòu)件的形狀如圖4所示，第二芯材的形狀如圖5所示。本實施例中，二維三軸編織在SPIRALTEX公司的2D表面編織機上完成，RTM成型固化在RTM一體化成型設(shè)備上完成。采用模壓工藝將錫鉛合金加工成圖示形狀的第二芯材，并采用二維三軸編織法將碳纖維(購自東麗公司，牌號為T300)編織在第二芯材表面，編織層數(shù)為2層，交叉纖維束的編織角度為45°，軸向編織纖維的編織角度為0°，得到預(yù)成型件。將上述預(yù)成型件置于RTM模具中，在合模狀態(tài)下，將熔融狀態(tài)的環(huán)氧樹脂(購自HUNTSMAN公司，牌號為AralditeLY1564)注射進模腔內(nèi)，注射壓力為150KPa，注射溫度為80℃，固化時間20min。當(dāng)溫度降至室溫后，開模并取出固化后的汽車結(jié)構(gòu)件前體，將汽車結(jié)構(gòu)件前體升溫至90℃使第二芯材熔融并去除，去除第二芯材后，對成型件進行表面修整，得到本實施例的汽車結(jié)構(gòu)件。對比例1本對比例用于說明與本發(fā)明不同的汽車結(jié)構(gòu)件成型方法，汽車結(jié)構(gòu)件的形狀如圖2所示。采用高強鋼沖壓的方法到本對比例的汽車結(jié)構(gòu)件。對比例2本對比例用于說明與本發(fā)明不同的汽車結(jié)構(gòu)件成型方法，汽車結(jié)構(gòu)件的形狀如圖2所示。采用實施例1的成型方法，所不同的是，本對比例的方法中不包括制備泡沫芯材的步驟，而是直接將熱固性樹脂注入RTM模具中進行固化成型，得到本對比例的汽車結(jié)構(gòu)件。對比例3本對比例用于說明與本發(fā)明不同的汽車結(jié)構(gòu)件成型方法，汽車結(jié)構(gòu)件的形狀如圖2所示。采用實施例1的成型方法，所不同的是，采用二維二軸編織方法，即編織紗束中不包括軸向編織紗束2，得到本對比例的汽車結(jié)構(gòu)件。對比例4本對比例用于說明與本發(fā)明不同的汽車結(jié)構(gòu)件成型方法，汽車結(jié)構(gòu)件的形狀如圖4所示。采用高強鋼沖壓的方法到本對比例的汽車結(jié)構(gòu)件。對比例5本對比例用于說明與本發(fā)明不同的汽車結(jié)構(gòu)件成型方法，汽車結(jié)構(gòu)件的形狀如圖4所示。采用實施例2的成型方法，所不同的是，采用二維二軸編織方法，即編織紗束中不包括軸向編織紗束2，得到本對比例的汽車結(jié)構(gòu)件。測試實施例1分別對實施例1-5和對比例1-3中得到的汽車結(jié)構(gòu)件的重量和屈服強度進行測試，屈服強度的測試方法參照GB/T228-2002，測試結(jié)果列于表1。表1重量/kg屈服強度/MPa實施例10.71110實施例21.21830實施例30.55955實施例40.7980實施例50.851240實施例60.471070對比例11.3950對比例21.51560對比例30.65910對比例41.1920對比例50.45880根據(jù)表1，從實施例1與對比例1的數(shù)據(jù)對比可以看出，與金屬材質(zhì)的汽車結(jié)構(gòu)件相比，采用本發(fā)明的成型方法得到的含有芯材的汽車結(jié)構(gòu)件強度相當(dāng)且重量大幅度降低；從實施例1與對比例2的數(shù)據(jù)對比可以看出，不使用泡沫芯材的情況下，汽車結(jié)構(gòu)件的強度較高，但重量的增幅更加明顯，比強度較低；從實施例1與對比例3的數(shù)據(jù)對比可以看出，與增強纖維層不包括軸向紗束的汽車結(jié)構(gòu)件相比，本發(fā)明的成型方法采用二維三軸編織法在芯材表面進行編織，在重量相當(dāng)?shù)那闆r下，得到的汽車結(jié)構(gòu)件強度更高。從實施例6與對比例4的數(shù)據(jù)對比可以看出，與金屬材質(zhì)的汽車結(jié)構(gòu)件相比，采用本發(fā)明的成型方法得到的中空的汽車結(jié)構(gòu)件強度相當(dāng)且重量大幅度降低；從實施例6與對比例5的數(shù)據(jù)對比可以看出，與增強纖維層不包括軸向紗束的汽車結(jié)構(gòu)件相比，本發(fā)明的成型方法采用二維三軸編織法在芯材表面進行編織，在重量相當(dāng)?shù)那闆r下，得到的汽車結(jié)構(gòu)件強度更高。從實施例1-3的數(shù)據(jù)可以看出，在本發(fā)明優(yōu)選的通過二維三軸編織法在所述泡沫芯材表面編織增強纖維以形成1-5層增強纖維編織層的情況下，得到的汽車結(jié)構(gòu)件均能滿足強度要求且重量較輕，可根據(jù)結(jié)構(gòu)件厚度要求自由調(diào)整。以上結(jié)合附圖詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護范圍另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。當(dāng)前第1頁1 2 3