CN1055894A

CN1055894A - 全复合性材料的整体型汽车车身制作工艺

Info

Publication number: CN1055894A
Application number: CN 91100419
Authority: CN
Inventors: 刘长林
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-01-25
Filing date: 1991-01-25
Publication date: 1991-11-06

Abstract

全复合材料的整体型汽车车身制作工艺，其特征是，首先根据复合材料的特性确定车身外形并制作组合模具，再以改性树脂逐一地以一定的经线交叉角度敷设粘接若干层中碱玻璃纤维布，在车底板处还要加轻软质木条。用此工艺制作的车身不但重量轻而且完全能满足车身荷载与使用的要求。

Description

本发明涉及一种全复合性材料的整体结构汽车车身的制作工艺，特别涉及全部以复合性材料制成的汽车车身的制作工艺及该复合性材料基体原料的组成。

现有的以复合材料制作的汽车车身，其复合材料的基体配方与组成都是袭用一般车身复合材料的配方，即以不饱和聚脂树脂为基体，添加各为3%的促进剂和交连剂，经重叠敷设若干层玻璃纤维布后而构成。这种一般的粘接车身复合材料的基体刚度是不高的，而玻璃纤维布的逐层敷设又往往没有考虑该纤维布的经纬线方向的合理布置习惯于随意铺设。因此所制成的复合材料汽车车身的刚度很差，强度也不能满足要求。而且现有复合材料车身也没有根据复合材料本身的特点来确定其形状尺寸，没有考虑复合材料与金属材料的性能差异，而是以现有金属车身为原型，复制与现有金属车身一样的复合材料汽车车身，没有考虑由于复合材料与金属材料性能上的差异而所制成的车身在结构形状及各部尺寸上应有所区别。因此现有这种仿制金属车身造型的复合材料汽车车身由于结构的不合理，车身的刚度与强度是决不可能满足使用要求的。为了增加上述现有复合材料车身的强度和刚度一般只能以加厚车身复合材料的厚度，或配加金属骨架或加强筋来弥补，但是，这样制成的复合材料车身其重量就超过了同类同规格金属车身重量的15%-20%，显然是不合适的，这也并不能解决刚度不合使用要求的本质性问题，同时也失去了复合材料轻质高强度的优点。因此，原有复合材料汽车车身始终达不到汽车工业的使用标准。

为此，本发明的目的是要提出一种根据汽车车身使用要求，特别是考虑到复合材料性能特点而确定车身外型与结构的复合材料汽车车身的制作工艺，以使制成的复合材料汽车车身重量轻于同类同规格金属车身的三分之一，而强度、刚度完全符合使用要求。

本发明提出的复合材料汽车车身制作的工艺步骤如下：

1.根据汽车车身使用要求及复合材料的性能特点设计确定复合材料车身形状与结构，使车身外型尽可能采用大的双曲面和/或多向曲面，而车身结构要求的各加强部位的加强筋以及车底板、前后保险杠与车身形成完全一体的整体型结构;

2.根据步骤1确定的车身内外结构形状制作分块组合模具;

3.用新配方配制基体材料并以步骤2制成的模具用同期形成整个车身结构的方法制作复合材料汽车车身：

（1）以不饱和聚脂树脂为基础基体，添加增强粘合剂，增强填充料、增塑剂、阻燃剂、防老化剂、促进剂、交连剂制成新的改性树脂基体材料;

（2）以所述改性树脂材料在所述组合模具上，在车身结构的非应力集中处，连续整体地敷设一层短纤维表面毡，于该短纤维表面毡上，以所述改性树脂材料，在所述短纤维表面毡上重叠敷设粘接一层以上的各种规格的中碱玻璃纤维布，该各中碱玻璃纤维布的经线方向是依次按适当的交叉的角度布定的，并且是整体完整地同期敷设于所述组合模具需要铺设的位置上的;

在车身的应力集中部位以所述改性树脂材料在所述组合模具上连续整体地敷设一层短纤维表面毡，于该短纤维表面毡上，以所述改性树脂材料，在所述短纤维表面毡上重叠敷设粘接一层以上各种规格的中碱玻璃纤维布，该各中碱玻璃纤维布的经线方向是依次按适当的交叉的角度布定的;

在车底板处粘接一层以上各种规格的中碱玻璃纤维布，该各中碱玻璃纤维布的经线方向是依次按适当的交叉的角度布定的，然后，再重叠以所述改性树脂敷设粘接轻质木条，于所述轻质木条上再以所述改性树脂敷设粘接一层以上各种规格的中碱玻璃纤维布，最后再以改性树脂敷设粘接一层短纤维表面毡;

4.待涂敷的改性树脂干燥后，拆除组合模具。一次同期完成整体型复合材料汽车车身壳体。

用本发明提出的上述工艺过程制作的复合材料汽车车身，由于采用新的改性树脂为基体，其原材料刚度大为增强，各层作增强材料的中碱玻璃纤维布为相互按一定角度交叉叠置，因此保证增加了各方向上的强度，并且车身作为整体型结构同期敷设，也使整个车身的刚度与强度得以提高，根据复合材料特性考虑车身内、外结构形状。在应力集中部位及车底板的制作上均采取了不同于过去复合材料车身的工艺处理，所以不必增加金属加强筋或增加本身厚度而可达到高刚度与高强度。所以，用此工艺可制成重量轻整体式的完全符合汽车车身负载和使用要求的全复合材料的整体型汽车车身。

以下例举一最佳实施例来对本发明提出的全复合材料的整体型汽车车身制造工艺作进一步说明，其具体步骤如下：

1.根据汽车车身使用要求及复合材料的性能特点设计确定复合材料车身形状与结构，使车身外型尽可能采用大的双曲面和/或多向曲面，而车身结构要求的各加强部位的加强筋以及车底板、前后保险杠与车身形成一完全一体的整体型结构。

2.根据步骤1确定的车身形状制作分块组合模具;

3.配制基体材料，并以步骤2制成的模具用同期形成整个车身结构的方法制作复合材料汽车车身：

（1）以不饱和聚脂树脂为基体，按重量计算添加如下材料而构成混合液。

增强粘合剂，即偶联剂：0.3%-1%

增塑剂 1%-3%

阻燃剂 2%-4%

防老化剂 2%-4%

促进剂 2%-3%

交连剂 2%-3%

再于构成的所述混合液中添加增强填充料而组成改性树脂，所述增强填充料为滑石粉或石英粉或玻璃粉或钛白粉，所述混合液与自然状态的所述增强填充料的体积之比为：100∶（10～45）。

（2）在车身结构的非应力集中处以所述改性树脂材料在所述组合模具上连续整体地敷设一层规格为0.01的短纤维表面毡，于该短纤维表面毡上，以所述改性树脂材料，在所述短纤维表面毡上整体完整地重叠依次敷设粘接第1、2、3、4、5层中碱玻璃纤维布，该玻璃纤维布的规格依次分别为0.02，0.04，0.04，0.04，0.02，所述中碱玻璃纤维布第一层与第二层的经线交叉角为90°，第二层与第三层的经线交叉角为0°，第三层与第四层的经线交叉角为90°，第四层与第五层的经线交叉角为0°;

在应力集中部位以所述改性树脂材料在所述组合模具上连续整体地敷设一层规格为0.01的短纤维表面毡，于该短纤维表面毡上，以所述改性树脂材料，在所述短纤维表面毡上整体完整地重叠依次敷设粘接第1、2、3、4、5、6、7层中碱玻璃纤维布，该玻璃纤维布的规格依次分别为0.02，0.04，0.04，0.04，0.04，0.04，0.02，所述中碱玻璃纤维布第一层与第二层的经线交叉角为90°，第二层与第三层的经线交叉角为45°，第三层与第四层的经线交叉角为0°，第四层与第五层的经线交叉角为45°，第五层与第六层的经线交叉角为90°，第六层与第七层的经线交叉角为0°;

在车底板处以所述改性树脂材料在所述组合模具上完整地重叠依次敷设粘接第1、2、3、4、5层中碱玻璃纤维布，该玻璃纤维布的规格依次分别为0.02，0.04，0.04，0.04，0.02，所述中碱玻璃纤维布第一层与第二层的经线交叉角为45°，第二层与第三层的经线交叉角为90°，第三层与第四层的经线交叉角为0°，第四层与第五层的经线交叉角为45°;以及为轻质木条的第6层，该轻质木条为长×宽＝5cm×5mm的五合板条和为中碱玻璃纤维布的第7、8、9、10层以及规格为0.01的短维表面毡的第11层，所述第7、8、9、10层中碱玻璃纤维布的规格依次为0.02，0.04，0.04，0.04，第七层与第五层的经线交叉角为90°，第七层与第八层的经线交叉角为0°，第八层与第九层的经线交叉角为45°，第九层与第十层的经线交叉角为90°，最后再重叠敷设规格为0.01的短纤维表面毡的第11层;

4.待涂敷的改性树脂干燥后，拆除组合模具，一次同期完成整体复合材料本身壳体。

Claims

1、全复合材料的整体型汽车车身的制作工艺，其特征是，该工艺步骤如下：

(1)根据汽车车身使用要求及复合材料的性能特点设计确定复合材料车身形状与结构，使车身外型尽可能采用大的双曲面和/或多向曲面，而车身结构要求的各加强部位的加强筋以及车底板、前后保险杠与车身形成完全一体的整体型结构；

(2)根据步骤1确定的车身内外结构形状制作分块组合模具；

(3)配制基体材料并以步骤2制成的模具用同期形成整个车身结构的方法制作复全材料汽车车身；

(a)以不饱和聚脂树脂为基体，漆加增强粘合剂，增强填充料、增塑剂、阻燃剂、防老化剂、促进剂、交连剂制成改性首脂基体材料；

(b)以所述改性树脂材料在所述组合模具上，在车身结构的非应力集中处连续整体地敷设一层短纤维表面毡，于该短纤维表面毡上，以所述改性树脂材料，在所述短纤维表面毡上重叠敷设粘接一层以上的中碱玻璃纤维布，该各中碱玻璃纤维布的经线方向是依次按适当的交叉的角度布定的，并且是整体完整地同期敷设于所述组合模具需要铺设的位置上的；

在车身的应力集中部位，以所述改性树脂材料在所述组合模具上连续整体地敷设一层短纤维表面毡，于该短纤维表面毡上，以所述改性树脂材料，在所述短纤维表面毡上重叠敷设粘接一层以上的中碱玻璃纤维布，该各中碱玻璃纤维布的经线方向是依次按适当的交叉的角度布定的；

在车底板处以所述改性树脂材料在所述组合模具上连续整体的重叠敷设粘接一层以上的中碱玻璃纤维布，该各中碱玻璃纤维布的经线方向依次按适当的交叉的角度布定的，然后，再重叠以所述改性树脂敷设粘接轻质木条，于所述轻质木条上再以所述改性树脂敷设粘接一层以上的中碱纤维布，该各中碱玻璃纤维布的经线方向是依次按适当的交叉的角度布定的，最后再以改性树脂敷设粘接一层短纤维表面毡；

(4).待涂敷的改性树脂干燥后，折除组合模具，一次同期完成整体复合材料汽车车身壳体；

2、根据权利要求1所述全复合材料的整体型汽车车身制作工艺，其特征是，所述改性树脂是以不饱和聚脂树脂为基体，按重量添加如下材料而构成混合液。

增强粘合剂为：0.3%-1%;

增塑剂为：1%-3%

阻燃剂为：2%-4%

防老化剂为：2%-4%

促进剂为：2%-3%

交连剂为：2%-3%

再于构成的所述混合液中添加增强填充料而组成改性树脂，所述增强填充料为滑石粉或石英粉或玻璃粉或钛白粉，所述混合液与自然状态的所述增强填充料的体积之比为100∶（10～45）;

在车身结构的非应力集中处，所述短纤维表面毡的规格为0.01，所述中碱玻璃纤维布共为五层，该第1、2、3、4、5层中碱玻璃纤维布的规格分别依次分别为0.02，0.04，0.04，0.04，0.02，所述中碱玻璃纤维布第一层与第二层的经线交叉角为90°，第二层与第三层的经线交叉角为0°，第三层与第四层的经线交叉角为90°，第四层与第五层的经线交叉角为0°;

在车身结构的应力集中处，所述短纤维表面毡的规格为0.01，所述中碱玻璃纤维布共为七层，第1、2、3、4、5、6、7层中碱玻璃纤维布的规格依次分别为0.02，0.04，0.04，0.04，0.04，0.04，0.02，在所述应力集中处所述中碱玻璃纤维布第一层与第二层经线交叉角为90°，第二层与第三层经线交叉角为45°，第三层与第四层经线交叉角为0°，第四层与第五层经线交叉角为45°，第五层与第六层的经线交叉角为90°，第六层与第七层的经线交叉角为0°;

在车身的车底板处依次敷设规格为0.02，0.04，0.04，0.04，0.02的第1、2、3、4、5层中碱玻璃纤维布以及为第6层的长×宽为5cm×5mm的五合板条以及规格依次分别为0.02，0.04，0.04，0.04的第8、9、10、11层中碱玻璃纤维布，最后再敷设规格为0.01的短纤维表面毡，在车底板处，所述中碱玻璃纤维布第1层与第2层的经线交叉角为45°，第2层与第3层的经线交叉角为90°，第3层与第4层的经线交叉角为0°，第四层与第五层的经线交叉角为45°，第七层与第五层的经线交叉角90°，第七层与第八层的经线交叉角为0°，第八层与第九层的经线交叉角为45°，第九层与第十层的经线交叉角为90°。