CN107757320A - 一种车门防撞板及制备方法、车门 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车门防撞板及制备方法、车门，属于汽车零部件领域。该车门防撞板包括：厚度减薄的金属防撞板；通过模压成型工艺与金属防撞板成型为一体的纤维增强体。本发明提供的车门防撞板，通过采用厚度减薄的金属防撞板，能够有效减小车门防撞板的重量，在使车门防撞板轻量化的基础上，为了提高车门防撞板的防撞性能，通过模压成型工艺将纤维增强体与金属防撞板成型为一体，由于纤维增强体具有强力学性能，使得车门防撞板具有高强度、耐磨损性能。本发明实施例提供的车门防撞板能够同时满足轻量化和强力学性能，即在重量减轻的前提下实现了更强的防撞性能。

Description

一种车门防撞板及制备方法、车门

技术领域

本发明涉及汽车零部件领域，特别涉及一种车门防撞板及制备方法、车门。

背景技术

车门防撞板，又称车门加强板，装设在车门内板和车门外板之间，用来对车门外板提供支撑，从而提高车门的防撞性能。所以，有必要提供一种车门防撞板。

目前，通常利用钣金加工及冲压工艺来对金属板材进行成型，来获取车门防撞板。

发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有技术提供的车门防撞板的重量较重，不利于车身轻量化。

发明内容

本发明实施例提供了一种车门防撞板及制备方法、车门，可解决上述技术问题。具体技术方案如下：

第一方面，提供了一种车门防撞板，所述车门防撞板包括：厚度减薄的金属防撞板；

通过模压成型工艺与所述金属防撞板成型为一体的纤维增强体。

在一种可能的设计中，所述纤维增强体为碳纤维/环氧树脂复合材料。

在一种可能的设计中，所述碳纤维/环氧树脂复合材料包括：依次层叠的多层碳纤维布，且，环氧树脂与多层所述碳纤维布交联固化成一体。

在一种可能的设计中，所述碳纤维/环氧树脂复合材料包括：依次层叠的第一层碳纤维布、第二层碳纤维布、第三层碳纤维布、第四层碳纤维布、第五层碳纤维布；

所述第一层碳纤维布的碳纤维方向设置为正向10-60°；

所述第二层碳纤维布的碳纤维方向设置为反向10-60°；

所述第三层碳纤维布的碳纤维方向设置为0°；

所述第四层碳纤维布的碳纤维方向设置为反向10-60°；

所述第五层碳纤维布的碳纤维方向设置为正向10-60°。

在一种可能的设计中，所述第一层碳纤维布的碳纤维方向设置为正向45°；

所述第二层碳纤维布的碳纤维方向设置为反向45°；

所述第三层碳纤维布的碳纤维方向设置为0°；

所述第四层碳纤维布的碳纤维方向设置为反向45°；

所述第五层碳纤维布的碳纤维方向设置为正向45°。

第二方面，提供了第一方面所提及的任一项车门防撞板的制备方法，所述制备方法包括：

获取厚度减薄的金属防撞板和用于形成纤维增强体的预浸体；

将所述金属防撞板放入模压成型模具中的阴模中，将所述预浸体铺叠在所述金属防撞板上；

利用模压成型模具中的阳模压紧所述预浸体，利用模压成型工艺使所述预浸体形成与所述金属防撞板成型为一体的纤维增强体，获得所述车门防撞板。

在一种可能的设计中，利用钣金加工及冲压工艺获取所述金属防撞板；

且，在所述金属防撞板上铺叠所述预浸体之前，对所述金属防撞板进行清洗。

在一种可能的设计中，所述纤维增强体为碳纤维/环氧树脂复合材料，且所述预浸体通过如下方法制备得到：

将碳纤维布按预设层数及方向进行层叠；

利用环氧树脂浸渍层叠后的所述碳纤维布，并进行压辊处理，获得所述预浸体。

在一种可能的设计中，在利用所述模压成型工艺使所述纤维增强体与所述金属防撞板成型为一体时，控制成型压力为30-50MPa，成型温度为80℃-160℃。

第三方面，提供了一种车门，包括第一方面提及的任一项车门防撞板。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的车门防撞板，通过采用厚度减薄的金属防撞板，能够有效减小车门防撞板的重量，在使车门防撞板轻量化的基础上，为了提高车门防撞板的防撞性能，通过模压成型工艺将纤维增强体与金属防撞板成型为一体，由于纤维增强体具有强力学性能，使得车门防撞板具有高强度、耐磨损性能。可见，本发明实施例提供的车门防撞板能够同时满足轻量化和强力学性能，即在重量减轻的前提下实现了更强的防撞性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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。

附图1为本发明实施例提供的车门防撞板的模压成型过程示意图。

附图标记分别为：

1-金属防撞板，

2-阴模，

3-预浸体，

4-阳模。

具体实施方式

除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式作进一步地详细描述。

第一方面，本发明实施例提供了一种车门防撞板，该车门防撞板包括：厚度减薄的金属防撞板；

通过模压成型工艺与金属防撞板成型为一体的纤维增强体。

本发明实施例提供的车门防撞板，通过采用厚度减薄的金属防撞板，能够有效减小车门防撞板的重量，在使车门防撞板轻量化的基础上，为了提高车门防撞板的防撞性能，通过模压成型工艺将纤维增强体与金属防撞板成型为一体，由于纤维增强体具有强力学性能，使得车门防撞板具有高强度、耐磨损性能。可见，本发明实施例提供的车门防撞板能够同时满足轻量化和强力学性能，即在重量减轻的前提下实现了更强的防撞性能。

上述提及，本发明实施例采用了厚度减薄的金属防撞板，与目前已有的金属材质的车门防撞板相比，本发明实施例提及的金属防撞板的改进点在于对其厚度进行了减薄。金属防撞板减薄后的厚度可以为原厚度的1/3-1/4。

考虑到该车门防撞板的轻量化和高强度，在本发明实施例中，金属防撞板与纤维增强体的厚度比为1：0.3-0.6，例如1：0.5。

举例来说，在一种示例中，可以使金属防撞板的厚度为0.3-0.6mm，例如0.4mm，纤维增强体的厚度为0.1-0.4mm，例如0.2mm。

在本发明实施例中，金属防撞板的材质可以为高强钢及其合金，而纤维增强体包括纤维，两者材质不同，在此基础上，为了提高两者的结合强度，采用模压成型工艺将金属防撞板与纤维增强体成型为一体。

碳纤维/环氧树脂复合材料是一类以环氧树脂为基体、以碳纤维为增强体的复合材料，具有高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、抗疲劳等优越性能。所以，本发明实施例中使该纤维增强体为碳纤维/环氧树脂复合材料。

进一步地，碳纤维/环氧树脂复合材料包括：依次层叠的多层碳纤维布，且，环氧树脂与多层碳纤维布交联固化成一体。通过采用多层碳纤维布，进一步提高了纤维增强体的强度。

作为一种示例，该碳纤维/环氧树脂复合材料包括：依次层叠的第一层碳纤维布、第二层碳纤维布、第三层碳纤维布、第四层碳纤维布、第五层碳纤维布；

第一层碳纤维布的碳纤维方向设置为正向10-60°；

第二层碳纤维布的碳纤维方向设置为反向10-60°；

第三层碳纤维布的碳纤维方向设置为0°；

第四层碳纤维布的碳纤维方向设置为反向10-60°；

第五层碳纤维布的碳纤维方向设置为正向10-60°。

本发明实施例所述的“正向”和“反向”是指以0°水平线以及垂直于0°水平线的90°竖直线为基准，从0°至90°的逆时针方向称之为正向，而从0°至90°的顺时针方向称之为反向。

可见，本发明实施例通过充分利用碳纤维的各向异性，来提高碳纤维/环氧树脂复合材料的力学性能，特别是抗冲击性和抗疲劳性。其中，上述第一层碳纤维布至第五层碳纤维布之间层叠是通过与它们交联的环氧树脂来实现的，即环氧树脂和这五层碳纤维布交联在一起成为整体，保证了所制备的复合材料具有优异的力学性能。进一步地，为了降低该复合材料的界面应力，还可以在其中加入硅橡胶，使硅橡胶与环氧树脂混合在一起与碳纤维交联成一个整体，进一步提高复合材料的力学性能，提高其抗疲劳性。

在该碳纤维/环氧树脂复合材料中，环氧树脂一体地与全部层的碳纤维布中的碳纤维交联在一起，使其具有高的强度和模量。进一步可以理解的是，上述各个紧密接触的碳纤维布的结构形状和大小均保持一致。

进一步地，第一层碳纤维布的碳纤维方向设置为正向45°；

第二层碳纤维布的碳纤维方向设置为反向45°；

第三层碳纤维布的碳纤维方向设置为0°；

第四层碳纤维布的碳纤维方向设置为反向45°；

第五层碳纤维布的碳纤维方向设置为正向45°。

在一种示例中，本发明实施例提供的碳纤维布可以为平纹、斜纹、缎纹、单向碳纤维布。碳纤维布是一种单向碳纤维加固产品，自身具有良好的抗拉强度，通过环氧树脂材料对其浸渍可以达到使环氧树脂抗拉、抗剪、抗震加固的效果。进一步地，本发明实施例提供的碳纤维织物可以采用1K、3K、6K、12K、24K及以上的规格，可以理解的是，1K代表一束碳纤维中有1000根单丝碳纤维，依次类推。本发明实施例采用的碳纤维布可以为3K斜纹碳纤维布，其具有强度高、环氧树脂基体材料浸润效果好的优点。

本领域技术人员可以理解的是，本发明实施例所提及的环氧树脂包括：环氧树脂基体和固化剂，上述环氧树脂基体可选自双酚A型环氧树脂，双酚F型环氧树脂，多酚型缩水甘油醚环氧树脂，脂肪族缩水甘油醚环氧树脂，缩水甘油酯型环氧树脂，缩水甘油胺型环氧树脂，环氧化烯烃化合物，杂环型和混合型环氧树脂中的至少一种。

此外，根据不同的环氧树脂基体来选择对应的固化剂。举例来说，环氧树脂基体可以为二乙烯三胺、三乙烯四胺、间苯二甲胺中的任意一种，其均为胺类固化剂，在固化条件下，通过其氮原子上的活泼氢打开环氧基团，而使之与环氧树脂发生交联反应。

举例来说，在本发明实施例中，可以将10重量份的双酚F型环氧树脂和2-3重量份份的环氧树脂固化剂混合均匀，配制成期望的环氧树脂。其中，该双酚F型环氧树脂可以购自迈图公司，规格号为EPON135；相应地，所使用的环氧树脂固化剂也可以购自迈图公司，规格号为EPON136。

第二方面，本发明实施例提供了第一方面所提及的车门防撞板的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

获取厚度减薄的金属防撞板和用于形成纤维增强体的预浸体。

将金属防撞板放入模压成型模具中的阴模中，将预浸体铺叠在金属防撞板上。

利用模压成型模具中的阳模压紧预浸体，利用模压成型工艺使预浸体形成与金属防撞板成型为一体的纤维增强体。

通过上述的方法即可将纤维增强体与金属防撞板固化成型为一体，形成紧密结合的车门防撞板。

需要说明的是，模压成型工艺为本领域所常见的成型工艺，在进行过程中需要用到与产品相配套的模压成型模具，且该模具包括阴模和阳模，两者配合形成容纳待压制产品的间隙。应用时，将待压制产品放入阴模中，并适配安装阳模，即可对产品进行压制。

举例来说，如附图1所示，在制备本发明实施例提供的车门防撞板时，首先将金属防撞板1准确放置于模压成型模具的阴模2中，将预浸体3铺叠在金属防撞板1上。随后，利用模压成型模具中的阳模4压紧预浸体3，使其形成与金属防撞板1一体成型的纤维增强体。

进一步地，本发明实施例通过利用钣金加工及冲压工艺获取金属防撞板；

且，在金属防撞板上铺叠预浸体之前，对金属防撞板进行清洗。

通过利用钣金加工及冲压工艺能够容易地获得合适大小和规格的金属防撞板，通过对金属防撞板进行清洗，以清洁其表面，能够提高其与纤维增强体的结合强度。

作为一种示例，可以采用丙酮、丁酮等有机溶剂对金属防撞板进行清洗，以容易且充分地除去其表面上的油污等杂质。

作为一种示例，该纤维增强体为碳纤维/环氧树脂复合材料，且预浸体通过如下方法制备得到：

将碳纤维布按预设层数及方向进行层叠。

将环氧树脂浸渍层叠后的碳纤维布，并进行压辊处理，获得预浸体。

举例来说，可以在第一层碳纤维布上依次铺叠第二层碳纤维布、第三层碳纤维布、第四层碳纤维布、第五层碳纤维布。并且，在铺叠碳纤维布时，各个碳纤维布的碳纤维方向按预设要求进行布置，从而形成层叠后的碳纤维布。

随后，将环氧树脂浸渍层叠后的碳纤维布，并进行压辊处理，获得预浸体，通过浸渍和压辊处理，使得碳纤维布中充满环氧树脂，但是，碳纤维布中浸满的环氧树脂并未发生固化，呈其原本的胶粘体状，以便于在后续的模压成型工艺中进行固化形成纤维增强体，从而将金属防撞板与纤维增强体紧密结合起来。

可以理解的是，环氧树脂的量以能够充满碳纤维布为宜。

在利用模压成型工艺使纤维增强体与金属防撞板成型为一体时，为了使纤维增强体内的环氧树脂快速固化，并使其与金属防撞板有效粘结在一起，控制成型压力为30-50MPa，例如30MPa、35MPa、40MPa、45MPa等，成型温度为80℃-160℃，例如80℃、100℃、120℃、140℃、150℃、160℃等。

第三方面，本发明实施例提供了一种车门，包括第一方面所提及的任一种车门防撞板。

在应用时，可以将车门防撞板，具体是金属防撞板与车门内板和/或车门外板焊接在一起，即可形成轻量化且高强度的车门。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车门防撞板，其特征在于，所述车门防撞板包括：厚度减薄的金属防撞板；

通过模压成型工艺与所述金属防撞板成型为一体的纤维增强体。

2.根据权利要求1所述的车门防撞板，其特征在于，所述纤维增强体为碳纤维/环氧树脂复合材料。

3.根据权利要求2所述的车门防撞板，其特征在于，所述碳纤维/环氧树脂复合材料包括：依次层叠的多层碳纤维布，且，环氧树脂与多层所述碳纤维布交联固化成一体。

4.根据权利要求3所述的车门防撞板，其特征在于，所述碳纤维/环氧树脂复合材料包括：依次层叠的第一层碳纤维布、第二层碳纤维布、第三层碳纤维布、第四层碳纤维布、第五层碳纤维布；

所述第一层碳纤维布的碳纤维方向设置为正向10-60°；

所述第二层碳纤维布的碳纤维方向设置为反向10-60°；

所述第三层碳纤维布的碳纤维方向设置为0°；

所述第四层碳纤维布的碳纤维方向设置为反向10-60°；

所述第五层碳纤维布的碳纤维方向设置为正向10-60°。

5.根据权利要求4所述的车门防撞板，其特征在于，所述第一层碳纤维布的碳纤维方向设置为正向45°；

所述第二层碳纤维布的碳纤维方向设置为反向45°；

所述第三层碳纤维布的碳纤维方向设置为0°；

所述第四层碳纤维布的碳纤维方向设置为反向45°；

所述第五层碳纤维布的碳纤维方向设置为正向45°。

6.权利要求1-5任一项所述的车门防撞板的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

获取厚度减薄的金属防撞板和用于形成纤维增强体的预浸体；

将所述金属防撞板放入模压成型模具中的阴模中，将所述预浸体铺叠在所述金属防撞板上；

利用模压成型模具中的阳模压紧所述预浸体，利用模压成型工艺使所述预浸体形成与所述金属防撞板成型为一体的纤维增强体，获得所述车门防撞板。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，利用钣金加工及冲压工艺获取所述金属防撞板；

且，在所述金属防撞板上铺叠所述预浸体之前，对所述金属防撞板进行清洗。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述纤维增强体为碳纤维/环氧树脂复合材料，且所述预浸体通过如下方法制备得到：

将碳纤维布按预设层数及方向进行层叠；

利用环氧树脂浸渍层叠后的所述碳纤维布，并进行压辊处理，获得所述预浸体。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在利用所述模压成型工艺使所述纤维增强体与所述金属防撞板成型为一体时，控制成型压力为30-50MPa，成型温度为80℃-160℃。

10.一种车门，包括权利要求1-5任一项所述的车门防撞板。