一種碳纖維汽車連接裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及復(fù)合材料件連接技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及汽車碳纖維復(fù)合材料連接技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的汽車大多采用金屬材料制作，隨著人們對于節(jié)約資源，操控自如等性能的追求，人們對汽車輕量化的要求越來越高。碳纖維復(fù)合材料具有質(zhì)量輕，強度高，剛度高的優(yōu)點是汽車輕量化進程中一直備受關(guān)注的新材料，隨著制造工藝和技術(shù)的日益發(fā)展，出現(xiàn)了很多碳纖維汽車零部件包括頂蓋、翼子板、底板和側(cè)圍等等。
[0003]盡管，碳纖維復(fù)合材料作為一種輕質(zhì)高強材料，在汽車制造領(lǐng)域中有了很多有益的嘗試，但是碳纖維材料之間以及與其他材料之間的連接緊固問題始終是一個關(guān)注的重點問題。碳纖維結(jié)構(gòu)60-80%的破壞發(fā)生在連接處，所以汽車碳纖維零部件之間采用的連接方式對于碳纖維汽車的結(jié)構(gòu)完整性有重大的影響作用。
[0004]隨著這些汽車碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用的日益廣泛，汽車復(fù)合材料部件之間的連接緊固的問題日益突出，要解決改問題，并非易事。碳纖維車車頂蓋與車身的其他周圍結(jié)構(gòu)部位之間連接，除了考慮剛度和強度性能之外，必須要考慮扭轉(zhuǎn)剛度、抗碰撞沖擊和振動特性。
[0005]綜上所述，如何提供一種能滿足車身結(jié)構(gòu)的各種要求，最主要的是連接的質(zhì)量很輕，效率很高，制造成本可控制的碳纖維汽車連接裝置成為一個亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種能滿足車身結(jié)構(gòu)的各種要求，最主要的是連接的質(zhì)量很輕，效率很高，制造成本可控制的碳纖維汽車連接裝置。本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0007]—種碳纖維汽車連接裝置，采用膠接方式的方式將汽車碳纖維頂蓋板與碳纖維汽車頂蓋橫梁連接在一起，避免了無鉆孔引發(fā)的應(yīng)力集中，質(zhì)量輕而且破損安全性好。相比較而言，提高了結(jié)構(gòu)效率、同時也有利于降低碳纖維汽車的制造成本。不僅保證了汽車頂蓋總成具有低質(zhì)量和高強度，同時還擁有抗疲勞、密封、抗腐蝕、減振和絕緣性能好；破損安全性好的特點，有助于汽車重量的減輕和汽車安全性能的提高。
[0008]本發(fā)明還提出了一種解決碳纖維汽車車頂蓋與碳纖維車頂橫梁之間連接的手段，利用碳纖維材料制作車頂蓋和車頂橫梁，采用有支撐的單搭接方式進行膠黏劑粘合，保證連接強度的同時減輕連接處質(zhì)量和連接制造成本。該手段能夠很好體現(xiàn)碳纖維汽車件的材料特性，同時又能保證連接有效并且成本可控。
[0009]本發(fā)明還提供了一種碳纖維汽車連接裝置制作方法，步驟如下:
[0010]I)首先RTM制作碳纖維汽車頂蓋；
[0011]2)預(yù)浸料制備碳纖維頂蓋橫梁
[0012]3)碳纖維汽車頂蓋與碳纖維頂蓋橫梁之間預(yù)處理之后，涂覆膠黏劑。
[0013]4)完成碳纖維汽車部件組裝。
[0014]5)組裝到汽車整車上。
[0015]優(yōu)選的是步驟I當(dāng)中的碳纖維織物層采用優(yōu)選的鋪層設(shè)計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)機械性；優(yōu)選的是精確控制每層碳纖的層疊角度實現(xiàn)碳布的精確鋪層，然后鋪好的碳纖維氈被激光切割成合適的形狀，放置成型模具里面，進行預(yù)成型加工；優(yōu)選的是碳纖維完全地成型到位，以實現(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行預(yù)應(yīng)力處理然后以精確用量的樹脂加以浸漬。最后，碳纖維氈在高溫下固化，碳纖維頂蓋隨即模塑成型。
[0016]優(yōu)選的是步驟2之中的預(yù)浸料要在模具中經(jīng)過層壓處理，并在壓熱器內(nèi)進行熱壓固化。
[0017]優(yōu)選的是步驟3之中采用的有支撐的單搭接連接方式，搭接長度與厚度之比在30-50之間。優(yōu)選的是采用聚氨酯膠黏劑；優(yōu)選的是在涂覆膠黏劑之前對表面進行清潔和打磨處理。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。
[0018]優(yōu)選的是步驟4，5之中采用對中裝配，樣件公差精確度要求高。這樣可以確保連接組裝達(dá)到預(yù)期的效果，連接質(zhì)量輕而且效率高，具體可參見附圖1，連接流程示意圖。
[0019]該碳纖維汽車連接裝置具有以下有益效果:
[0020]它不僅具有高強度、高模量和耐腐蝕的優(yōu)點還具有以下特點: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。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明連接流程示意圖
[0022]圖2為實施例1的連接結(jié)構(gòu)示意圖
【具體實施方式】
[0023]為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細(xì)描述。
[0024]實施例1
[0025]—種碳纖維汽車連接裝置的制備方法，包括以下步驟:碳纖維頂蓋層確定鋪層設(shè)計，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現(xiàn)碳布的精確鋪層，鋪好的碳纖維氈由激光切割成合適的形狀，放置成型模具里面，進行預(yù)成型加工；優(yōu)選的是碳纖維完全地成型到位，以實現(xiàn)使用最少的碳纖維來構(gòu)建最輕的結(jié)構(gòu)。然后對原始材料的進行預(yù)應(yīng)力處理然并且以精確用量的樹脂加以浸漬。最后在高溫下固化，碳纖維頂蓋隨即成型。
[0026]碳纖維頂蓋橫梁預(yù)浸料采用，單層厚度為0.15mm，共8層，鋪層準(zhǔn)各向同性鋪層，鋪層角為[0° /±45° /90° ]s，預(yù)浸料要在模具中經(jīng)過層壓處理，并在壓熱器內(nèi)進行熱壓固化。
[0027]將碳纖維頂蓋和碳纖維頂蓋橫表面用有機溶劑(優(yōu)選丙酮)徹底清洗之后機械打磨，并且車頂干燥后涂覆膠黏劑(優(yōu)選聚氨酯膠劑)施加一定的夾持力后固化，如圖2所示進行連接。
[0028]膠接連接完成后的頂蓋總成可以和碳纖維汽車的其他組成部分進一步裝配成為車身整體，從而進行整車裝配。
[0029]可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種碳纖維汽車連接裝置，其特征在于，采用膠接方式的方式將汽車碳纖維頂蓋板與碳纖維汽車頂蓋橫梁連接在一起。2.一種如權(quán)利要求1所述的碳纖維汽車連接裝置，其特征在于，采用有支撐的單搭接方式進行連接。3.一種如權(quán)利要求1或2所述的碳纖維汽車連接裝置的制造方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)首先RTM制作碳纖維汽車頂蓋； 2)預(yù)浸料制備碳纖維頂蓋橫梁 3)碳纖維汽車頂蓋與碳纖維頂蓋橫梁之間預(yù)處理之后，涂覆膠黏劑。 4)完成碳纖維汽車部件組裝。 5)組裝到汽車整車上。4.一種如權(quán)利要求3所述的碳纖維汽車連接裝置的制造方法，其特征在于，步驟I)中的汽車頂蓋的制作采用鋪層設(shè)計，精確控制每層碳纖的層疊角度得到碳纖維氈，隨后采用激光將鋪好的碳纖維氈切割成合適的形狀，放置于成型模具里面，進行預(yù)成型加工。5.一種如權(quán)利要求4所述的碳纖維汽車連接裝置的制造方法，其特征在于碳纖維完全成型到位，以實現(xiàn)使用最少的碳纖維來構(gòu)建最輕的結(jié)構(gòu)。6.一種如權(quán)利要求4所述的碳纖維汽車連接裝置的制造方法，其特征在于對原始材料進行預(yù)應(yīng)力處理，隨后以精確用量的樹脂加以浸漬。7.一種如權(quán)利要求3所述的碳纖維汽車連接裝置的制造方法，其特征在于，步驟2)中的預(yù)浸料在模具中經(jīng)過層壓處理，并在壓熱器內(nèi)進行熱壓固化。8.一種如權(quán)利要求3所述的碳纖維汽車連接裝置的制造方法，其特征在于，步驟3)中采用有支撐的單搭接連接方式，搭接長度與厚度比在30-50之間。9.一種如權(quán)利要求3所述的碳纖維汽車連接裝置的制造方法，其特征在于，所述膠粘劑為聚氨酯膠黏劑，在涂覆膠黏劑之前對表面進行清潔和打磨處理。10.一種如權(quán)利要求3所述的碳纖維汽車連接裝置的制造方法，其特征在于，步驟4)和步驟5)采用對中裝配。
【專利摘要】本發(fā)明涉及汽車碳纖維頂蓋板與碳纖維汽車頂蓋橫梁的連接方式，采用利用膠接方式的方式將汽車碳纖維頂蓋板與碳纖維汽車頂蓋橫梁連接在一起的汽車連接裝置，形成有效的高強度低質(zhì)量連接，抗疲勞和減振性能良好。本發(fā)明通過如下包含步驟的方法實現(xiàn)該連接方式，1)首先RTM制作碳纖維汽車頂蓋；2)預(yù)浸料制備碳纖維頂蓋橫梁；3)碳纖維汽車頂蓋與碳纖維頂蓋橫梁之間預(yù)處理之后，涂覆膠黏劑；4)完成碳纖維汽車部件組裝；5)組裝到汽車整車上。
【IPC分類】B62D29/00, B62D25/06
【公開號】CN105015626
【申請?zhí)枴緾N201510391721
【發(fā)明人】洪麗, 熊建民, 陳大華, 秦玉林, 徐蕤
【申請人】奇瑞汽車股份有限公司
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年7月1日