[发明专利]车顶棚

说明书

技术领域

本发明属于汽车零部件制造领域，具体涉及一种车顶棚。

背景技术

随着节能减排要求的提高，汽车的结构轻量化越来越受到人们的重视。由于碳纤维复合材料具有高强度、高模量、低密度、抗疲劳等显著特点，近年来，碳纤维复合材料的应用大大降低了汽车的车身结构重量。如BMW汽车的车顶棚选用碳纤维复合材料结构就是典型成功实例。然而，高昂的碳纤维生产成本在一定程度上限制了碳纤维复合材料汽车结构的大规模推广和应用。因此，在碳纤维成本短期内无法大幅度下降的前提下，对汽车零部件复合材料的结构优化设计也能有效地降低碳纤维的用量，从而降低了复合材料零部件的原材料成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种重量轻、成本低的车顶棚。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种车顶棚，包括碳纤维复合材料层，其特征在于：所述的碳纤维复合材料层包括上层和下层，所述的上层和下层之间为闭孔泡沫材料层。

由于采用以上技术方案，闭孔泡沫材料质量轻且成本低，从而减轻了车顶棚的重量，降低了车顶棚的原材料成本，且这种结构的车顶棚具有高强度性、抗冲击性和刚度特性，同时还有优异的隔热性能。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明采用的方案为，一种车顶棚，包括碳纤维复合材料层10，所述的碳纤维复合材料层10包括上层10a和下层10b，所述的上层10a和下层10b之间为闭孔泡沫材料层20。本发明在碳纤维复合材料层10的上层10a和下层10b设置闭孔泡沫材料层20，这样减少了车顶棚碳纤维的用量，从而降低了车顶棚的原材料成本，另外，闭孔泡沫材料的质量轻，这样也大幅度减轻了车顶棚的重量，而且中间层的闭孔泡沫材料在车顶棚的结构中起到支撑、刚度的作用，同时还具有优异的隔热性能。

具体的方案为，所述的闭孔泡沫材料层20可采用聚酰亚胺(PMI)泡沫材料或聚氯乙烯(PVC)泡沫材料或聚氨酯(PU)泡沫材料。这些闭孔泡沫材料上有众多彼此不连通的泡孔腔，具有优异的隔热性能。

所述的碳纤维复合材料层10采用3K碳纤和玻纤混纺平纹织物，构成碳纤维复合材料层10的上层10a和下层10b均由四层单元层构成。在车顶棚成型工艺中，上层10a和下层10b分别由四层3K碳纤和玻纤混纺平纹织物层层叠加铺贴在模具中。

进一步的，所述的上层10a和下层10b的边缘粘合为一体。

更进一步的，所述的上层10a和下层10b的边缘包覆在闭孔泡沫材料层20的周边，两者之间的缝隙处填充有树脂。这种设置使得碳纤维复合材料层10的上层10a和下层10b与闭孔泡沫材料层20很好地粘合在一起，有利于车顶棚的成型。

更进一步的，所述的碳纤维复合材料层10纤维的长度方向与车顶棚的左右对称轴方向一致。这种设置有利于车顶棚的成型，因为在成型的过程中，树脂会沿着碳纤维复合材料层10纤维的长度方向流动，这样树脂能很快浸润整个碳纤维复合材料层10和闭孔泡沫层20，从而避免树脂对碳纤维复合材料层10和闭孔泡沫层20的浸润不完全，提高了车顶棚质量的可靠性。

再进一步的，如图1，所述的闭孔泡沫材料层20上均匀地开有通孔21，通孔21及孔端处填充有树脂。由于闭孔泡沫材料层20上的泡孔腔是彼此不连通的，通过在闭孔泡沫材料层20上开设通孔21，在后续的成型过程中，树脂能对泡沫材料层20上下两侧的碳纤维复合材料层10的上层10a和下层10b进行同时浸润，防止碳纤维复合材料层10的浸润不完全，同时，通孔21的设置还能增强碳纤维复合材料层10的上层10a和下层10b与闭孔泡沫材料层20的粘结性能，从而保证了车顶棚的质量，而且该工序较为简单，容易操作，可使用铁钉、销钉等在闭孔泡沫材料层20上开孔，开孔后的闭孔泡沫材料层20更有利于树脂的浸润，而且树脂会填充在通孔21及其孔端处，树脂浸润后在上层10a、下层10b及闭孔泡沫材料层20之间形成了类似铆钉的图件，从而更好地将碳纤维复合材料层10和闭孔泡沫材料层20粘结为一体，使得顶棚的整体性更好。