一種用於汽車車身的夾層複合材料成型工藝的製作方法

2023-12-12 20:39:12

本發明屬於複合材料技術領域，尤其涉及一種用於汽車車身的夾層複合材料成型工藝。

背景技術：

隨著新世紀能源危機的逐漸顯現，汽車輕量化是社會發展的必然選擇。有試驗表明，汽車質量每減輕10％，油耗下降6％-8％，排放量下降4％。同時汽車輕量化直接提高汽車的比功率，使汽車的動力性能提高。因此，汽車輕量化技術是有效降低油耗、減少排放和提升安全性的重要技術措施之一。

傳統汽車部件採用金屬衝壓、鈑金等工藝成型，一方面增加了汽車的整體重量，另一方面防腐蝕成本較高。近年來發展的smc成型汽車零部件工藝，適用面較窄、強度較低、裝配工序複雜等。light-rtm工藝保留了rtm工藝的所有優點，另外上模為玻璃鋼模具且抽真空模具即閉合，大大降低了模具和夾持成本。但由於真空度無法達到100％，隨著樹脂的逐漸浸潤，模具內殘留的空氣聚集在中部使樹脂無法浸漬形成白斑，且泡沫會嚴重影響樹脂上下兩層之間的流動，使得泡沫下層纖維浸漬不充分現象更加明顯。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種用於汽車車身的夾層複合材料成型工藝，旨在解決現有技術中的汽車車身在成型時存在浸漬不良、白斑等現象的技術問題。

本發明的技術方案是：提供了一種用於汽車車身的夾層複合材料成型工藝，包括以下步驟：

a、將泡沫表面正交劃痕，然後將多層玻璃纖維布包裹在所述泡沫上層形成預成形體；

b、將所述預成形體放入模腔內，合模後對所述模腔進行抽真空；

c、將樹脂與固化劑分別裝入注射機的容器中，開始注膠，待樹脂浸透整個體系，並有樹脂進入樹脂收集罐時，停止注膠；

d、對模具進行加熱使其固化，固化後進行開模、脫模以及外形修整。

進一步地，在所述步驟a中，所述劃痕的劃痕間距為50mm、劃痕寬度為4mm、劃痕深度為5mm。

進一步地，在所述步驟a之前還包括以下步驟：將模具清理乾淨並在模具內表面均勻塗抹多遍半永久型脫模臘。

進一步地，在所述步驟b中，對所述模腔進行抽真空時將真空抽氣口接通樹脂收集罐，並將注膠孔連接注射機，同時夾緊模腔排氣口和注膠口軟管。

進一步地，在所述步驟b中，當抽真空15min後，氣壓表達到-0.95bar以下。

進一步地，在所述步驟c中，在注膠前調整注射機壓力至0.5bar，並鬆開注膠口軟管。

進一步地，在所述步驟c中，在停止注膠後需夾緊真空抽氣口和注膠口軟管。

進一步地，在所述步驟a中，所述預成形體包括上下表面層的玻璃纖維樹脂基複合材料與中間層的硬質泡沫。

進一步地，所述模具的下模為金屬模具，所述模具的上模為玻璃鋼模具。

進一步地，所述模具的周邊設有一道寬100mm的周邊，由雙道密封帶構成獨立密封區。

實施本發明的一種用於汽車車身的夾層複合材料成型工藝，具有以下有益效果：通過改變泡沫表面狀態及注膠方式，解決了用傳統light-rtm方式成型泡沫夾層複合材料常有的浸漬不良，白斑等現象，使得產品表面質量、尺寸精度、可重複性等均有顯著提高；另外，該成型工藝可以達到整體一次成型，可減少中間工序和零部件數量，從而降低生產成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明實施例提供的用於汽車車身的夾層複合材料成型工藝流程圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

需要說明的是，當元件被稱為「固定於」或「設置於」另一個元件，它可以直接或間接在另一個元件上。當一個元件被稱為是「連接於」另一個元件，它可以是直接或間接連接到另一個元件。

還需要說明的是，本發明實施例中的左、右、上、下等方位用語，僅是互為相對概念或是以產品的正常使用狀態為參考的，而不應該認為是具有限制性的。

如圖1所示，本發明實施例提供的用於汽車車身的夾層複合材料成型工藝，其具體包括以下步驟：

s1、將泡沫表面正交劃痕，然後將多層玻璃纖維布包裹在泡沫上層形成預成形體；

s2、將預成形體放入模腔內，合模後對模腔進行抽真空；

s3、將樹脂與固化劑分別裝入注射機的容器中，開始注膠，待樹脂浸透整個體系，並有樹脂進入樹脂收集罐時，停止注膠；

s4、對模具進行加熱使其固化，固化後進行開模、脫模以及外形修整。

本發明實施例通過改變泡沫表面狀態及注膠方式，解決了用傳統light-rtm方式成型泡沫夾層複合材料常有的浸漬不良，白斑等現象，使得產品表面質量、尺寸精度、可重複性等均有顯著提高；另外，該成型工藝可以達到整體一次成型，可減少中間工序和零部件數量，從而降低生產成本。

具體地，在上述步驟s1中，泡沫具有一定厚度，在泡沫沿厚度方向的兩相對平面上進行正交劃痕，以便於其與玻璃纖維布結合形成預成形體，正交劃痕使得泡沫各部分劃痕均勻，使得最後成型的產品的結構強度分布均勻。其中，該劃痕可以形成泡沫上下表面連續且呈正交分布的凹槽，該劃痕的劃痕間距為50mm、劃痕寬度為4mm、劃痕深度為5mm，以使泡沫與玻璃纖維布結合最好且使得成型的產品強度最高。優選地，上述預成形體包括上下表面層的玻璃纖維樹脂基複合材料與中間層的硬質泡沫結合而成，即預成形體總共包括三層，其在減輕重量的同時也大大提高了剛度。

進一步地，在上述步驟s1前，本發明實施例還包括以下步驟：將模具清理乾淨並在模具內表面均勻塗抹三遍半永久型脫模臘。該步驟便於產品在成型後的脫模。

在上述步驟s2中，將預成形體放入模腔內，模具四周安裝好密封膠條後合模。對模腔進行抽真空時將真空抽氣口接通樹脂收集罐，並將注膠孔連接注射機，同時夾緊模腔排氣口和注膠口軟管，使得模腔抽完真空後其真空度接近100％。其中，在模腔抽真空的過程中，當抽真空15min後，氣壓表達到-0.95bar以下。

在上述步驟s3中，當氣壓表達到-0.95bar以下時，開始將樹脂與固化劑分別裝入注射機的ab組分容器中，調整注射機壓力至0.5bar，即在注膠前調整注射機壓力至0.5bar；然後鬆開注膠口軟管，開始注膠；待樹脂浸透整個體系，並有樹脂進入樹脂收集罐時，停止注膠。在停止注膠後需夾緊真空抽氣口和注膠口軟管，以防止注膠口軟管中殘留的膠體進一步進入模腔。

在上述步驟s4中，在注膠完成之後，需要對注射機進行清洗，並對模具加熱，使其固化；模具固化後，開模、脫模及外形修整即成產品。

優選地，為保證製品尺寸精度，需要對模成型，其中，模具的下模為金屬模具，模具的上模為玻璃鋼模具，模具成本相比rtm降低一半。

進一步優選地，在模具的周邊設有一道寬100mm的周邊，由雙道密封帶構成獨立密封區，對模腔抽真空，模具即能閉合，省去了鎖模夾具。

另外，模具周邊只留半圈通道，樹脂首先充滿通道。樹脂沿著泡沫上下兩面同時流動、浸潤玻璃纖維，空氣從另一邊被吸出，大大降低孔隙率，提高產品質量。

綜上所述，本發明實施例通過改變泡沫表面狀態及注膠方式，解決了用傳統light-rtm方式成型泡沫夾層複合材料常有的浸漬不良，白斑等現象，使得產品表面質量、尺寸精度、可重複性等均有顯著提高；另外，該成型工藝可以達到整體一次成型，可減少中間工序和零部件數量，從而降低生產成本。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換或改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。