CN107139508A - 一种用于汽车车身的夹层复合材料成型工艺 - Google Patents

一种用于汽车车身的夹层复合材料成型工艺 Download PDF

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Abstract

本发明适用于属于复合材料技术领域，公开了一种用于汽车车身的夹层复合材料成型工艺，包括以下步骤：将泡沫表面正交划痕，然后将多层玻璃纤维布包裹在泡沫上层形成预成形体；将预成形体放入模腔内，合模后对模腔进行抽真空；将树脂与固化剂分别装入注射机的容器中，开始注胶，待树脂浸透整个体系，并有树脂进入树脂收集罐时，停止注胶；对模具进行加热使其固化，固化后进行开模、脱模以及外形修整。本发明通过改变泡沫表面状态及注胶方式，解决了用传统Light‑RTM方式成型泡沫夹层复合材料常有的浸渍不良，白斑等现象，使得产品表面质量、尺寸精度、可重复性等均有显著提高；另外，该成型工艺可以达到整体一次成型，可减少中间工序和零部件数量。

Description

一种用于汽车车身的夹层复合材料成型工艺
技术领域
本发明属于复合材料技术领域，尤其涉及一种用于汽车车身的夹层复合材料成型工艺。
背景技术
随着新世纪能源危机的逐渐显现，汽车轻量化是社会发展的必然选择。有试验表明，汽车质量每减轻10％，油耗下降6％-8％，排放量下降4％。同时汽车轻量化直接提高汽车的比功率，使汽车的动力性能提高。因此，汽车轻量化技术是有效降低油耗、减少排放和提升安全性的重要技术措施之一。
传统汽车部件采用金属冲压、钣金等工艺成型，一方面增加了汽车的整体重量，另一方面防腐蚀成本较高。近年来发展的SMC成型汽车零部件工艺，适用面较窄、强度较低、装配工序复杂等。Light-RTM工艺保留了RTM工艺的所有优点，另外上模为玻璃钢模具且抽真空模具即闭合，大大降低了模具和夹持成本。但由于真空度无法达到100％，随着树脂的逐渐浸润，模具内残留的空气聚集在中部使树脂无法浸渍形成白斑，且泡沫会严重影响树脂上下两层之间的流动，使得泡沫下层纤维浸渍不充分现象更加明显。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于汽车车身的夹层复合材料成型工艺，旨在解决现有技术中的汽车车身在成型时存在浸渍不良、白斑等现象的技术问题。
本发明的技术方案是：提供了一种用于汽车车身的夹层复合材料成型工艺，包括以下步骤：
A、将泡沫表面正交划痕，然后将多层玻璃纤维布包裹在所述泡沫上层形成预成形体；
B、将所述预成形体放入模腔内，合模后对所述模腔进行抽真空；
C、将树脂与固化剂分别装入注射机的容器中，开始注胶，待树脂浸透整个体系，并有树脂进入树脂收集罐时，停止注胶；
D、对模具进行加热使其固化，固化后进行开模、脱模以及外形修整。
进一步地，在所述步骤A中，所述划痕的划痕间距为50mm、划痕宽度为4mm、划痕深度为5mm。
进一步地，在所述步骤A之前还包括以下步骤：将模具清理干净并在模具内表面均匀涂抹多遍半永久型脱模腊。
进一步地，在所述步骤B中，对所述模腔进行抽真空时将真空抽气口接通树脂收集罐，并将注胶孔连接注射机，同时夹紧模腔排气口和注胶口软管。
进一步地，在所述步骤B中，当抽真空15min后，气压表达到-0.95bar以下。
进一步地，在所述步骤C中，在注胶前调整注射机压力至0.5bar，并松开注胶口软管。
进一步地，在所述步骤C中，在停止注胶后需夹紧真空抽气口和注胶口软管。
进一步地，在所述步骤A中，所述预成形体包括上下表面层的玻璃纤维树脂基复合材料与中间层的硬质泡沫。
进一步地，所述模具的下模为金属模具，所述模具的上模为玻璃钢模具。
进一步地，所述模具的周边设有一道宽100mm的周边，由双道密封带构成独立密封区。
实施本发明的一种用于汽车车身的夹层复合材料成型工艺，具有以下有益效果：通过改变泡沫表面状态及注胶方式，解决了用传统Light-RTM方式成型泡沫夹层复合材料常有的浸渍不良，白斑等现象，使得产品表面质量、尺寸精度、可重复性等均有显著提高；另外，该成型工艺可以达到整体一次成型，可减少中间工序和零部件数量，从而降低生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的用于汽车车身的夹层复合材料成型工艺流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接或间接在另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接或间接连接到另一个元件。
还需要说明的是，本发明实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。
如图1所示，本发明实施例提供的用于汽车车身的夹层复合材料成型工艺，其具体包括以下步骤：
S1、将泡沫表面正交划痕，然后将多层玻璃纤维布包裹在泡沫上层形成预成形体；
S2、将预成形体放入模腔内，合模后对模腔进行抽真空；
S3、将树脂与固化剂分别装入注射机的容器中，开始注胶，待树脂浸透整个体系，并有树脂进入树脂收集罐时，停止注胶；
S4、对模具进行加热使其固化，固化后进行开模、脱模以及外形修整。
本发明实施例通过改变泡沫表面状态及注胶方式，解决了用传统Light-RTM方式成型泡沫夹层复合材料常有的浸渍不良，白斑等现象，使得产品表面质量、尺寸精度、可重复性等均有显著提高；另外，该成型工艺可以达到整体一次成型，可减少中间工序和零部件数量，从而降低生产成本。
具体地，在上述步骤S1中，泡沫具有一定厚度，在泡沫沿厚度方向的两相对平面上进行正交划痕，以便于其与玻璃纤维布结合形成预成形体，正交划痕使得泡沫各部分划痕均匀，使得最后成型的产品的结构强度分布均匀。其中，该划痕可以形成泡沫上下表面连续且呈正交分布的凹槽，该划痕的划痕间距为50mm、划痕宽度为4mm、划痕深度为5mm，以使泡沫与玻璃纤维布结合最好且使得成型的产品强度最高。优选地，上述预成形体包括上下表面层的玻璃纤维树脂基复合材料与中间层的硬质泡沫结合而成，即预成形体总共包括三层，其在减轻重量的同时也大大提高了刚度。
进一步地，在上述步骤S1前，本发明实施例还包括以下步骤：将模具清理干净并在模具内表面均匀涂抹三遍半永久型脱模腊。该步骤便于产品在成型后的脱模。
在上述步骤S2中，将预成形体放入模腔内，模具四周安装好密封胶条后合模。对模腔进行抽真空时将真空抽气口接通树脂收集罐，并将注胶孔连接注射机，同时夹紧模腔排气口和注胶口软管，使得模腔抽完真空后其真空度接近100％。其中，在模腔抽真空的过程中，当抽真空15min后，气压表达到-0.95bar以下。
在上述步骤S3中，当气压表达到-0.95bar以下时，开始将树脂与固化剂分别装入注射机的AB组分容器中，调整注射机压力至0.5bar，即在注胶前调整注射机压力至0.5bar；然后松开注胶口软管，开始注胶；待树脂浸透整个体系，并有树脂进入树脂收集罐时，停止注胶。在停止注胶后需夹紧真空抽气口和注胶口软管，以防止注胶口软管中残留的胶体进一步进入模腔。
在上述步骤S4中，在注胶完成之后，需要对注射机进行清洗，并对模具加热，使其固化；模具固化后，开模、脱模及外形修整即成产品。
优选地，为保证制品尺寸精度，需要对模成型，其中，模具的下模为金属模具，模具的上模为玻璃钢模具，模具成本相比RTM降低一半。
进一步优选地，在模具的周边设有一道宽100mm的周边，由双道密封带构成独立密封区，对模腔抽真空，模具即能闭合，省去了锁模夹具。
另外，模具周边只留半圈通道，树脂首先充满通道。树脂沿着泡沫上下两面同时流动、浸润玻璃纤维，空气从另一边被吸出，大大降低孔隙率，提高产品质量。
综上所述，本发明实施例通过改变泡沫表面状态及注胶方式，解决了用传统Light-RTM方式成型泡沫夹层复合材料常有的浸渍不良，白斑等现象，使得产品表面质量、尺寸精度、可重复性等均有显著提高；另外，该成型工艺可以达到整体一次成型，可减少中间工序和零部件数量，从而降低生产成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于汽车车身的夹层复合材料成型工艺，其特征在于，包括以下步骤：
A、将泡沫表面正交划痕，然后将多层玻璃纤维布包裹在所述泡沫上层形成预成形体；
B、将所述预成形体放入模腔内，合模后对所述模腔进行抽真空；
C、将树脂与固化剂分别装入注射机的容器中，开始注胶，待树脂浸透整个体系，并有树脂进入树脂收集罐时，停止注胶；
D、对模具进行加热使其固化，固化后进行开模、脱模以及外形修整。
2.如权利要求1所述的用于汽车车身的夹层复合材料成型工艺，其特征在于，在所述步骤A中，所述划痕的划痕间距为50mm、划痕宽度为4mm、划痕深度为5mm。
3.如权利要求1所述的用于汽车车身的夹层复合材料成型工艺，其特征在于，在所述步骤A之前还包括以下步骤：将模具清理干净并在模具内表面均匀涂抹多遍半永久型脱模腊。
4.如权利要求1所述的用于汽车车身的夹层复合材料成型工艺，其特征在于，在所述步骤B中，对所述模腔进行抽真空时将真空抽气口接通树脂收集罐，并将注胶孔连接注射机，同时夹紧模腔排气口和注胶口软管。
5.如权利要求4所述的用于汽车车身的夹层复合材料成型工艺，其特征在于，在所述步骤B中，当抽真空15min后，气压表达到-0.95bar以下。
6.如权利要求1所述的用于汽车车身的夹层复合材料成型工艺，其特征在于，在所述步骤C中，在注胶前调整注射机压力至0.5bar，并松开注胶口软管。
7.如权利要求1所述的用于汽车车身的夹层复合材料成型工艺，其特征在于，在所述步骤C中，在停止注胶后需夹紧真空抽气口和注胶口软管。
8.如权利要求1所述的用于汽车车身的夹层复合材料成型工艺，其特征在于，在所述步骤A中，所述预成形体包括上下表面层的玻璃纤维树脂基复合材料与中间层的硬质泡沫。
9.如权利要求1至8任一项所述的用于汽车车身的夹层复合材料成型工艺，其特征在于，所述模具的下模为金属模具，所述模具的上模为玻璃钢模具。
10.如权利要求1至8任一项所述的用于汽车车身的夹层复合材料成型工艺，其特征在于，所述模具的周边设有一道宽100mm的周边，由双道密封带构成独立密封区。
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