CN105109067A - 一种轨道车辆司机室及其玻璃钢的制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种轨道车辆司机室及其玻璃钢的制作工艺，所述制作工艺包括以下步骤：1)在模具上依次层叠铺设基材、脱模布以及导流布；2)在所述模具上罩设真空袋，并对所述真空袋进行抽真空，然后注入树脂，以便树脂浸润所述基材；3)固化并脱模。本发明的制作工艺，在模具上铺设基材后，罩上真空袋，然后对真空袋进行抽真空，以便在模具型腔中形成一个负压；接着注入树脂，进而利用真空产生的压力把不饱和的树脂压入基材的纤维层中，让树脂充分浸润基材，最终充满整个模具，最后固化脱模，形成所需的玻璃钢结构。上述结构无需在玻璃钢中预埋钢结构或者其他钢骨架，从而降低了玻璃钢的重量，还可以直接粘连，提高了拆装便捷性。

Description

一种轨道车辆司机室及其玻璃钢的制作工艺

技术领域

本发明涉及轨道车辆技术领域，特别是涉及一种轨道车辆司机室及其玻璃钢的制作工艺。

背景技术

轨道车辆作为一种重要的交通工具，在国内外获得了广泛的应用。目前，城轨车辆的司机室结构主要采用玻璃钢和钢骨架连接的结构，或者采用玻璃钢和铝合金骨架连接的结构。

当采用玻璃钢和钢骨架连接的结构时，需要在玻璃钢中预埋钢骨架，然后将若干玻璃钢中的钢骨架相互连接，以形成整个司机室的整体结构。采用该结构时，需要将司机室整体通过螺栓等连接件实现与车体底架、车顶、侧墙等的连接，即通过螺栓等连接件将玻璃钢中预埋的钢骨架与车体底架、车顶、侧墙等连接。

当采用玻璃钢和铝合金连接的结构时，首先采用铝合金制作司机室的安装骨架，并将铝合金骨架和车体底架、车顶、侧墙等通过焊接的方式连接在一起；玻璃钢再通过预埋的过渡件(一般为钢结构)采用螺栓连接的方式和铝合金骨架等连接在一起。

可见。不管是采用何种结构形式，玻璃钢中均需要预埋钢结构，导致整个司机室的质量较重；再者，不管是司机室结构本身，还是司机室与车体底架、车顶、侧墙等的连接部位，均需要采用螺栓等连接件组装完成，整个工艺过程较为复杂。

因此，如何设计一种轨道车辆司机室及其玻璃钢的制作工艺，以降低司机室重量，简化安装工艺，是本领域技术人员目前亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种轨道车辆司机室及其玻璃钢的制作工艺，能够有效降低司机室的重量，简化其安装工艺。

为解决上述技术问题，本发明提供一种轨道车辆司机室用玻璃钢的制作工艺，包括以下步骤：

1)在模具上依次层叠铺设基材、脱模布以及导流布；

2)在所述模具上罩设真空袋，并对所述真空袋进行抽真空，然后注入树脂，以便树脂浸润所述基材；

3)固化并脱模。

本发明的制作工艺，在模具上铺设基材后，罩上真空袋，然后对真空袋进行抽真空，以便在模具型腔中形成一个负压；接着注入树脂，进而利用真空产生的压力把不饱和的树脂压入基材的纤维层中，让树脂充分浸润基材，最终充满整个模具，最后固化脱模，形成所需的玻璃钢结构。

在上述过程中，利用真空吸附的方式注入树脂，使得树脂均匀且充分地浸润基材，进而减小基材中的气孔，提高基材的各向同性度，最终提高整个玻璃钢的强度，使得加工形成的玻璃钢能够满足司机室的使用强度需求，无需在玻璃钢中预埋钢结构或者其他钢骨架，从而降低了玻璃钢的重量，从而降低整个司机室的重量。

再者，采用上述工艺加工成的玻璃钢无需与预埋钢结构，则也无需采用钢结构辅助实现连接，当需要进行组装时，可以直接采用结构胶粘连；与现有技术中采用螺栓等连接件进行连接的方式相比，本发明的玻璃钢简化了安装工艺，提高了拆装便捷性。

可选地，所述步骤1)中，所述基材包括依次层叠铺设的第一玻璃纤维层、加强层以及第二玻璃纤维层。

可选地，所述加强层包括若干层复合材料。

可选地，所述复合材料由玻璃纤维、碳纤维以及夹芯材料制成。

可选地，在所述步骤1)中，所述导流布上铺设有对树脂进行导流的导流管。

可选地，所述导流管的入口设有阀门，在所述步骤2)中，对所述真空袋进行抽真空后，开启所述导流管的阀门，以便通过所述导流管注入树脂。

可选地，所述导流管包括分布于所述基材上的若干蛇形导流分管。

可选地，所述蛇形导流分管上均布有若干导流孔。

可选地，所述步骤3)包括以下步骤：

31)对树脂浸润后的所述基材进行常温固化；

32)去除所述真空袋，从所述模具上得到玻璃钢成品。

本发明还提供一种轨道车辆司机室，包括玻璃钢的外罩，所述玻璃钢采用上述任一项所述的制作工艺加工而成。

由于本发明的轨道车辆司机室的玻璃钢采用上述任一项所述的玻璃钢的制作工艺加工而成，故上述任一项所述的玻璃钢的制作工艺所产生的技术效果均适用于本发明的轨道车辆司机室，此处不再赘述。

附图说明

图1为本发明所提供轨道车辆司机室用玻璃钢的制作工艺在一种具体实施方式中的流程示意图；

图2为图1所示制作工艺的加工过程示意图。

图1-2中：

基材1、第一玻璃纤维层11、加强层12、第二玻璃纤维层13、脱模布2、导流布3、真空袋4、模具5、密封条6

具体实施方式

本发明的核心是提供一种轨道车辆司机室及其玻璃钢的制作工艺，能够有效降低司机室的重量，简化其安装工艺。

以下结合附图和具体实施例，对本发明的玻璃钢的制作工艺进行具体说明，以便本领域技术人员更加准确地理解本发明。

本发明的司机室采用玻璃钢结构制成其外罩，该玻璃钢采用真空吸附技术加工而成，以便树脂均匀地浸润到基材1内，形成强度较大的玻璃钢结构，无需在玻璃钢中预埋钢骨架或者钢结构即可满足司机室的强度要求。

具体地，如图1所示，所述制作工艺包括以下步骤：

S11：在模具5上依次层叠铺设基材1、脱模布2和导流布3；

S12：在模具5上罩设真空袋4，并对真空袋4进行抽真空处理，以便在模具型腔中形成一个负压；

S13：向罩设有真空袋4的模具5中注入树脂，以便利用真空产生的压力把不饱和的树脂压入基材1中，让树脂浸润基材1，最后充满整个模具5；

S14：待制品固化后，揭去真空袋4，从模具5上得到所需的制品。

请进一步参考图2，图2为图1所示制作工艺的加工过程示意图。

详细地，所述步骤S11中，基材1可以包括依次层叠铺设的第一玻璃纤维层11、加强层12以及第二玻璃纤维层13，三者依次层叠铺设，以构成整个玻璃钢的基材1。

其中，第一玻璃纤维层11包括若干层叠铺设的玻璃纤维，以形成厚度为3mm左右的第一玻璃纤维层11；加强层12可以采用若干层复合材料铺设而成，所述复合材料可以由玻璃纤维、碳纤维和夹芯材料复合而成；所述第二玻璃纤维层13，可以包括若干层叠铺设的玻璃纤维，以形成厚度为5mm左右的第二玻璃纤维层13。

当然，本领域技术人员可以根据需要，调整第一玻璃纤维层11和第二玻璃纤维层13中玻璃纤维的层数，进而调整加强层12两侧的玻璃纤维层的厚度，最终改变所形成的玻璃钢的结构。

本文中所述的第一、第二等词仅是为了区分类似结构的不同部件，并不表示对某种顺序的限定。

此外，本领域技术人员也可以根据玻璃钢的使用需要选择合适的复合材料作为加强层12的填充材料，而不限定于上述由玻璃纤维、碳纤维和夹芯材料复合而成的复合材料。

进一步，在步骤S11中，基材1构成玻璃钢的主体材料，脱模布2敷设在基材1中玻璃纤维的表面，主要起到脱模的作用；导流布3敷设在脱模布2的表面，主要起到导流树脂的作用，以使树脂能够均匀的渗入基材1的玻璃纤维和加强层12的加强材料中。

其中，图2所示的向下的箭头方向即为树脂的注入方向，可以在真空袋4上开设树脂的注入口，待树脂注入完全后封闭所述注入口，以免影响真空袋的真空度，进而影响树脂吸附的可靠性。

真空袋4还设有抽真空的开口，图2中右向箭头的方向即表示抽真空时空气的排出方向，以便将真空袋4中的空气向外排出，在模具型腔中形成一个负压腔。

当然，在抽真空完成后，将封堵真空袋4上用于抽真空的开口，以使得真空袋4保持一定的真空度；同理，在树脂注入完成后，真空袋4上的注入口将予以封闭，以使得真空袋4保持一定的真空度，以便树脂在负压作用下充分浸润基材1。

在上述基础上，在步骤S11中，还可以在导流布3上铺设导流管，注入树脂时，树脂可以沿导流管流动而渗透到基材1的纤维积层中。此时，还可以在导流管的入口设置阀门，用于启闭所述导流管，则在步骤S12完成对真空袋4的抽真空处理后，在步骤S13中，可以开启导流管的阀门，然后向导流管中注入树脂，以便树脂沿导流管流动，进而逐渐填充模具5，最终充分浸润基材1。与此同时，导流管可以由真空袋4上用于注入树脂的注入口伸出，即将导流管的部分伸出真空袋4，以便能够通过导流管将树脂注入。

本领域技术人员应该可以理解，导流管铺设在导流布上，尤其因为其结构较小，通常处于导流布的内部，受到导流布的遮挡，故无法在图2的剖面结构示意图中予以显示，图2中没有对导流管进行标示。

详细地，导流管可以为细长管，且管上可以设置小孔，以形成对树脂进行导流的导流孔，则当树脂沿导流管流动时，会由导流孔向外渗出，进而在沿导流管流动的过程中逐渐浸润基材1。因此，可以通过改变导流管的分布情况以及导流管的形状、导流孔的孔径、导流孔的分布等多个因素调整树脂的浸润情况，以实现对基材1充分且均匀的渗透，进而有效降低基材1内部气孔的数量和大小，提高所形成的玻璃钢的整体强度，同时还可以避免出现局部强度过低等问题，使得玻璃钢在不需要骨架的情况下满足司机室的使用需求。

更为具体地，导流管可以为蛇形导流管，以便迂回地分布在导流布3上，使得其密集地分布于整个基材1的表面，将树脂导流到基材1的各个部位，提高基材1的各向同性度。

还可以在导流布3上分布若干导流分管，各导流分管均可以采用蛇形导流管的结构，即导流管可以包括若干蛇形导流分管。当然，导流管还可以采用其他结构形式。

详细的，蛇形导流管上可以均匀地分布若干导流孔，或者根据需要设置导流孔的数量以及分布情况；当设置若干均匀分布的导流孔时，能够使得树脂沿导流管流动的过程中有导流孔较为均匀地流出，从而保证其均匀地渗透到基材1的各个部分，避免局部渗透过量或者无法有效渗透基材1。

再进一步，步骤S14可以包固化和脱模两个步骤。首先，可以对树脂浸润后的基材1进行固化，该固化可以在常温下进行，具体固化的时间可以根据需要调整，以便制品能够充分固化，进而具有较好的性能；然后，待固化完成后，可以揭去真空袋4，从模具5上取出固化后的产品，得到玻璃钢成品。

采用常温固化的方式可以有效降低成本，且所需的固化时间较短，固化后所形成的产品具有较高的均匀度；更为重要的是，由于树脂已经充分且均匀地浸润在基材1中，常温固化时可以有效缩减固化所需时间，以便兼顾产品质量与加工效率。

可以理解，真空袋4罩在模具5上，以便形成一个树脂注塑成型的真空腔。为提高密封可靠性，在真空袋4的边缘可以通过密封条6实现与模具5的密封连接，进而保证真空度，加快树脂的流动效率，便于树脂快速均匀地渗透到基材1中。

采用上述真空吸附的方式填充树脂，使得树脂在抽真空所产生的负压作用下不断渗透到基材1中，在注入树脂的过程中即可实现对基材1的填充与浸润，在较大程度上提高了加工效率；更为重要的是，可以调整真空袋4的真空度，以便树脂随着真空度的增加不断渗透至基材1的内部，其渗透程度随着真空度的增大自然增加，无需将整个基材1完全浸入树脂中即可实现对基材1的有效填充，可以有效节省树脂的用量，即无需通过增加树脂用量的方式即可实现基材1的可靠浸润，节约了制造成本；另一方面，树脂随着导流管流动至基材1的各个部分，并在流动过程中不断浸润至基材1内部，与传统加工工艺中涂覆树脂的方式相比，这种流动的浸润工艺能够增加树脂浸润的均匀性，避免出现局部浸润不到位等质量问题，可以有效保证所形成玻璃钢的结构强度，充分满足司机室对强度的要求。试验证明，采用上述制作工艺加工而成的玻璃钢的强度比传统工艺的强度提高30％～50％。

因此，采用上述制造工艺生产形成的玻璃钢可以应用于轨道列车的司机室，无需预埋骨架等钢结构，也就无需通过骨架实现连接；不管是在连接形成整个司机室结构的过程中，还是为了实现司机室与车体底架、车体侧墙、车顶灯的连接，均可以采用结构胶等黏着剂进行胶粘，无需通过螺栓等连接件实现连接，简化了拆装工艺，降低了材料和人工成本，更加提高了结构的便捷性。

需要说明的是，采用本文所述的玻璃钢的制作工艺所形成的玻璃钢，不仅可以应用于轨道车辆的司机室，还可以应用于其他采用玻璃钢作为主要结构的其他部分，亦或是其他领域中由玻璃钢组成的构件。

本发明还提供了一种轨道车辆司机室，包括玻璃钢的外罩，该玻璃钢即可以采用上述制作工艺加工而成；轨道车辆司机室的种类较多，各种轨道车辆司机室的部件较为繁杂，且各部件的结构较为复杂，本文中仅对其玻璃钢的制作工艺进行了详细说明，其他未尽之处烦请参照现有技术，此处不再赘述。

所述轨道车辆司机室具体可以为低速轨道车辆司机室，尤其适用于高速动车组列车。

以上对本发明所提供的轨道车辆司机室及其玻璃钢的制作工艺进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种轨道车辆司机室用玻璃钢的制作工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1)在模具(5)上依次层叠铺设基材(1)、脱模布(2)以及导流布(3)；

2)在所述模具(5)上罩设真空袋(4)，并对所述真空袋(4)进行抽真空，然后注入树脂，以便树脂浸润所述基材(1)；

3)固化并脱模。

2.如权利要求1所述的制作工艺，其特征在于，所述步骤1)中，所述基材(1)包括依次层叠铺设的第一玻璃纤维层(11)、加强层(12)以及第二玻璃纤维层(13)。

3.如权利要求2所述的制作工艺，其特征在于，所述加强层(12)包括若干层复合材料。

4.如权利要求3所述的制作工艺，其特征在于，所述复合材料由玻璃纤维、碳纤维以及夹芯材料制成。

5.如权利要求1-4任一项所述的制作工艺，其特征在于，在所述步骤1)中，所述导流布(3)上铺设有对树脂进行导流的导流管。

6.如权利要求5所述的制作工艺，其特征在于，所述导流管的入口设有阀门，在所述步骤2)中，对所述真空袋(4)进行抽真空后，开启所述导流管的阀门，以便通过所述导流管注入树脂。

7.如权利要求5所述的制作工艺，其特征在于，所述导流管包括分布于所述基材(1)上的若干蛇形导流分管。

8.如权利要求7所述的制作工艺，其特征在于，所述蛇形导流分管上均布有若干导流孔。

9.如权利要求5所述的制作工艺，其特征在于，所述步骤3)包括以下步骤：

31)对树脂浸润后的所述基材(1)进行常温固化；

32)去除所述真空袋(4)，从所述模具(5)上得到玻璃钢成品。

10.一种轨道车辆司机室，包括玻璃钢的外罩，其特征在于，所述玻璃钢采用上述权利要求1-9任一项所述的制作工艺加工而成。