一種碳纖維汽車引擎蓋及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種碳纖維汽車引擎蓋及其制作方法，該汽車引擎蓋包括引擎蓋內(nèi)板和引擎蓋外板，所述內(nèi)板和外板均由樹脂浸潤碳纖維織物加溫加壓成型，所述內(nèi)板和外板之間通過膠黏劑粘合組裝；其制作方法包括如下步驟：1)選碳纖維材料及樹脂；2)RTM模具清理，涂脫模劑；3)涂膠衣；4)碳纖維織物鋪層；5)合模夾緊；6)樹脂注入模具；7)加溫加壓固化；8)開模脫模取出成型的汽車引擎蓋板；9)將成型的引擎蓋板內(nèi)板和外板之間通過膠粘劑粘合組裝。本發(fā)明提高了結(jié)構(gòu)效率、同時(shí)降低汽車的制造成本，不僅保證了汽車引擎蓋具有低質(zhì)量和高強(qiáng)度，同時(shí)還擁有抗疲勞、密封、抗腐蝕、減振和絕緣性能好，有助于提升燃油經(jīng)濟(jì)性和汽車安全性能。
【專利說明】
一種碳纖維汽車引擎蓋及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于汽車部件生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種碳纖維汽車引擎蓋及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著發(fā)展，人們對轎車的造型和性能要求的越來越高，現(xiàn)有的汽車引擎蓋多為金屬結(jié)構(gòu)，整體車身質(zhì)量重，功率需求大，從而對驅(qū)動(dòng)引擎和懸掛裝置要求高，沖擊碰撞危險(xiǎn)性大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種可減輕車身質(zhì)量，制作成本低，抗沖擊力性能好，提高整車結(jié)構(gòu)性能的碳纖維汽車引擎蓋及其制作方法。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:所提供的這種碳纖維汽車引擎蓋，其特征在于:包括引擎蓋內(nèi)板和引擎蓋外板，所述內(nèi)板和外板均由樹脂浸潤碳纖維織物加溫加壓成型，所述內(nèi)板和外板之間通過膠黏劑粘合組裝。
[0005]為使上述技術(shù)方案更加詳盡和具體，本發(fā)明還提供以下更進(jìn)一步的優(yōu)選技術(shù)方案，以獲得滿意的實(shí)用效果:
[0006]—種碳纖維汽車引擎蓋的制作方法，包括如下步驟:I)選碳纖維材料及樹脂；2)RTM模具清理，涂脫模劑;3)涂膠衣;4)碳纖維織物鋪層;5)合模夾緊;6)樹脂注入模具;7)加溫加壓固化;8)開模脫模取出成型的汽車引擎蓋板;9)將成型的引擎蓋板內(nèi)板和外板之間通過膠粘劑粘合組裝。
[0007]步驟I)中碳纖維材料選用12K單向碳纖維織物，樹脂選用邁圖R135環(huán)氧樹脂和Hl 366固化劑樹脂。
[0008]步驟4)中，碳纖維織物鋪層平整鋪設(shè)，選擇標(biāo)準(zhǔn)鋪層角度為0°、45°、-45°和90°
[0009]鋪好的碳纖維織物采用激光切割成合適的形狀，放置成型模具里面，進(jìn)行預(yù)成型加工。
[0010]將相應(yīng)配比準(zhǔn)備樹脂材料，環(huán)氧樹脂與固化劑樹脂1:1配比，碳纖維織物的含量(重量百分比)為50-60 %，樹脂材料的含量為40-50 %。
[0011 ]環(huán)氧樹脂與固化劑樹脂在混合前經(jīng)去氣泡處理。
[0012]步驟7)中，加溫加壓固化，保持溫度和壓力的變化。
[0013]在步驟9)之前，對成型的引擎蓋板內(nèi)板和外板黏和表面進(jìn)行清潔和打磨處理。
[0014]采用聚氨酯膠粘劑黏連弓丨擎蓋板內(nèi)板和外板。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明與傳統(tǒng)的金屬材料車引擎蓋相比較而言，能夠很好體現(xiàn)碳纖維汽車件的材料特性，同時(shí)又能保證滿足性能要求。它不僅具有高強(qiáng)度、高模量和耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn)還具有以下特點(diǎn):無鉆孔引發(fā)的應(yīng)力集中，連接效率高，質(zhì)量輕;抗疲勞、密封、減振和絕緣性能好;有阻止裂紋擴(kuò)展作用，破損安全性好;無電化學(xué)腐蝕問題，無磨損問題，剛性連接。利用RTM成型工藝方法制作碳纖維汽車引擎蓋，內(nèi)板和外板之間通過膠黏劑粘合，保證連接強(qiáng)度的同時(shí)減輕連接處質(zhì)量和連接制造成本。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面通過對實(shí)施例的描述，對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0017]本發(fā)明這種碳纖維汽車引擎蓋，包括引擎蓋內(nèi)板和引擎蓋外板，所述內(nèi)板和外板均由樹脂浸潤碳纖維織物加溫加壓成型，所述內(nèi)板和外板之間通過膠黏劑粘合組裝。
[0018]本發(fā)明還提供一種碳纖維汽車引擎蓋的制作方法，包括如下步驟:I)選碳纖維材料及樹脂;2)RTM模具清理，涂脫模劑;3)涂膠衣;4)碳纖維織物鋪層;5)合模夾緊;6)樹脂注入模具;7)加溫加壓固化;8)開模脫模取出成型的汽車引擎蓋板;9)將成型的引擎蓋板內(nèi)板和外板之間通過膠粘劑粘合組裝。
[0019]步驟I)中碳纖維材料選用12K單向碳纖維織物，選用大連興科12k單向碳纖維織物，樹脂選用邁圖R135環(huán)氧樹脂和H1366固化劑樹脂。
[0020]步驟4)中，碳纖維織物鋪層平整鋪設(shè)，選擇標(biāo)準(zhǔn)鋪層角度為0°、45°、-45°和90°。碳纖維織物層采用優(yōu)選的鋪層設(shè)計(jì)以便充分利用碳纖維的各向異性，最終材料可以獲得極高的力學(xué)機(jī)械性;優(yōu)選的是精確控制每層碳纖的層疊角度實(shí)現(xiàn)碳布的精確鋪層。
[0021]碳纖維頂蓋外板層確定鋪層設(shè)計(jì)，優(yōu)選的是12層，鋪層角為[0°/±45°/90°]s，精確控制每層碳纖的層疊角度實(shí)現(xiàn)碳布的精確鋪層。碳纖維頂蓋內(nèi)板層采用的鋪層設(shè)計(jì)，優(yōu)選的是:共8層，鋪層準(zhǔn)各向同性鋪層，鋪層角為[0°/±45°/90° ]s，具體優(yōu)選的按照[+45/0/-45/90/-45/90/0/+45]鋪層。內(nèi)板和外板鋪層均選用12k單向碳纖維織物。
[0022]鋪好的碳纖維織物采用激光切割成合適的形狀，放置成型模具里面，進(jìn)行預(yù)成型加工。優(yōu)選的是碳纖維完全地成型到位，以實(shí)現(xiàn)使用最少的碳纖維來構(gòu)建最輕的結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的是對原始材料的進(jìn)行預(yù)應(yīng)力處理然后以精確用量的樹脂加以浸漬。預(yù)應(yīng)力處理采用，噴涂定型劑，確保良好定位。
[0023]將相應(yīng)配比準(zhǔn)備樹脂材料，樹脂與固化劑1:1配比。
[0024]樹脂在混合前經(jīng)去氣泡處理，樹脂與固化劑1:1混合，攪拌靜置去氣泡。
[0025]步驟7)中，加溫加壓固化，具體操作，半小時(shí)內(nèi)均勻升溫至120°C，均勻加壓至15MPa，保持此溫度和壓力2h，然后半小時(shí)內(nèi)降至正常溫度和壓力。
[0026]在步驟9)之前，對成型的引擎蓋板內(nèi)板和外板黏和表面進(jìn)行清潔和打磨處理。優(yōu)選的是試樣表面要干燥;正確混合和施加膠黏劑;正確固化;控制膠層厚度均勻。采用聚氨酯膠粘劑黏連引擎蓋板內(nèi)板和外板，優(yōu)選膠層厚度控制在0.2-1.0mm，將碳纖維引擎蓋內(nèi)板和外板表面用有機(jī)溶劑(優(yōu)選丙酮)徹底清洗之后機(jī)械打磨，并且干燥后涂覆膠黏劑(優(yōu)選聚氨酯膠劑)施加一定的夾持力后固化。膠接連接完成后的引擎蓋總成的質(zhì)量為4.8公斤(金屬鋼材料的引擎蓋質(zhì)量為13.5公斤，減重效果明顯。制成品的剛度達(dá)到720MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了金屬鋼材料的剛度。
[0027]步驟2)中，用酒精對模具表面進(jìn)行清理，用半永久性脫模劑807對模具表面均勻涂抹至少五遍，每次涂抹間隔半小時(shí)以上。步驟6)中，用噴槍將膠衣樹脂均勻的噴涂在模具的表面，并等膠衣固化2-6h。
[0028]使用碳纖維材料，在減輕車身質(zhì)量的同時(shí)，也可使得功率需求更小，進(jìn)而采用更小驅(qū)動(dòng)引擎和懸掛裝置，通過減少動(dòng)能而減少?zèng)_擊危險(xiǎn)，這種螺旋迭代式的結(jié)果將使得車身質(zhì)量進(jìn)一步減輕。因此碳纖維復(fù)合材料替換原來的鋼制件的輕量化效果明顯。在碰撞中的能量吸收能力碳纖維復(fù)合材料是鋼和鋁的4-5倍因此用于車身結(jié)構(gòu)部件具有良好的碰撞安全性。
[0029]本發(fā)明采用RTM成型工藝方法制作了汽車碳纖維引擎蓋，相比較而言，提高了結(jié)構(gòu)效率、同時(shí)也有利于降低碳纖維汽車的制造成本。本發(fā)明不僅保證了汽車引擎蓋具有低質(zhì)量和高強(qiáng)度，同時(shí)還擁有抗疲勞、密封、抗腐蝕、減振和絕緣性能好;破損安全性好的特點(diǎn)，有助于提升燃油經(jīng)濟(jì)性和汽車安全性能。它不僅具有高強(qiáng)度、高模量和耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn)還具有以下特點(diǎn):無鉆孔引發(fā)的應(yīng)力集中，連接效率高，質(zhì)量輕;抗疲勞、密封、減振和絕緣性能好;有阻止裂紋擴(kuò)展作用，破損安全性好;無電化學(xué)腐蝕問題，無磨損問題，剛性連接。
[0030]上面對本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，但是本發(fā)明并不受限于上述方式，只要采用本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)或直接應(yīng)用于其它場合的，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種碳纖維汽車引擎蓋，其特征在于:包括引擎蓋內(nèi)板和引擎蓋外板，所述內(nèi)板和外板均由樹脂浸潤碳纖維織物加溫加壓成型，所述內(nèi)板和外板之間通過膠黏劑粘合組裝。2.—種如權(quán)利要求1所述的碳纖維汽車引擎蓋的制作方法，其特征在于，包括如下步驟:1)選碳纖維材料及樹脂;2)RTM模具清理，涂脫模劑;3)涂膠衣;4)碳纖維織物鋪層;5)合模夾緊;6)樹脂注入模具;7)加溫加壓固化;8)開模脫模取出成型的汽車引擎蓋板;9)將成型的引擎蓋板內(nèi)板和外板之間通過膠粘劑粘合組裝。3.按照權(quán)利要求2所述的碳纖維汽車引擎蓋的制作方法，其特征在于:步驟I)中碳纖維材料選用12K單向碳纖維織物，樹脂選用邁圖R135環(huán)氧樹脂和H1366固化劑樹脂。4.按照權(quán)利要求3所述的碳纖維汽車引擎蓋的制作方法，其特征在于:步驟4)中，碳纖維織物鋪層平整鋪設(shè)，選擇標(biāo)準(zhǔn)鋪層角度為0°、45°、-45°和90°。5.按照權(quán)利要求4所述的碳纖維汽車引擎蓋的制作方法，其特征在于:鋪好的碳纖維織物采用激光切割成合適的形狀，放置成型模具里面，進(jìn)行預(yù)成型加工。6.按照權(quán)利要求2所述的碳纖維汽車引擎蓋的制作方法，其特征在于:將相應(yīng)配比準(zhǔn)備樹脂材料，環(huán)氧樹脂與固化劑樹脂1:1配比，碳纖維織物的含量(重量百分比)為50-60%，樹脂材料的含量為40-50 %。7.按照權(quán)利要求6所述的碳纖維汽車引擎蓋的制作方法，其特征在于:環(huán)氧樹脂與固化劑樹脂在混合前經(jīng)去氣泡處理。8.按照權(quán)利要求2所述的碳纖維汽車引擎蓋的制作方法，其特征在于:步驟7)中，采用加溫加壓固化，保持溫度和壓力的變化。9.按照權(quán)利要求2所述的碳纖維汽車引擎蓋的制作方法，其特征在于:在步驟9)之前，對成型的引擎蓋板內(nèi)板和外板黏和表面進(jìn)行清潔和打磨處理。10.按照權(quán)利要求9所述的碳纖維汽車引擎蓋的制作方法，其特征在于:采用聚氨酯膠粘劑黏連引擎蓋板內(nèi)板和外板。
【文檔編號】B29C70/36GK106003757SQ201610339190
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月21日
【發(fā)明人】洪麗, 熊建民, 陳大華, 秦玉林
【申請人】奇瑞汽車股份有限公司