[发明专利]碳纤维复合材料汽车水箱上横梁总成及其制作方法

权利要求书

1.一种碳纤维复合材料汽车水箱上横梁总成，至少包括：上横梁本体、加强板，其特征在于，所述上横梁本体与所述加强板之间设置有泡沫夹心层。

2.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料汽车水箱上横梁总成，其特征在于，所述上横梁本体结构至少包括：梁体、梁翼、梁侧、通孔、梁冠，在高压下树脂浸润碳纤维织物后整体成型。

3.根据权利要求2所述的碳纤维复合材料汽车水箱上横梁总成，其特征在于，所述上横梁本体的梁体上设置有平整面的所述梁冠，所述梁体顶面中部为平整面，两梁侧加长4-8mm；所述梁体上设置有所述梁翼，所述梁翼上设置有所述通孔。

4.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料汽车水箱上横梁总成，其特征在于，所述加强板结构至少包括：板体、板峰、板侧、安装孔、板翼、凸梁，在高压下树脂浸润碳纤维织物后整体成型。

5.根据权利要求4所述的碳纤维复合材料汽车水箱上横梁总成，其特征在于，所述上横梁加强板的板体横截面为凹槽型，一侧为阶梯面，所述板体正面设置有平整面的板峰，所述板峰的两板侧加长4-8mm，所述板体的板翼上设置有平整面的所述凸梁。

6.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料汽车水箱上横梁总成，其特征在于，所述泡沫夹心层的板体为长方形平板状，四周设置有翘边，所述板体底面为平面，上面中部设置有凸丘。

7.根据权利要求1-6任一项所述的碳纤维复合材料汽车水箱上横梁总成，其特征在于，所述泡沫夹心层的凸丘面朝向所述上横梁本体内表面，所述加强板的板峰面朝向所述泡沫夹心层的底平面，在高压作用下上横梁本体和加强板夹紧所述泡沫夹心层并实现整体成型。

8.一种碳纤维复合材料汽车水箱上横梁总成的制作方法，其特征在于，为实现上述水箱上横梁总成结构，所述制作方法至少包括以下步骤：1）选材；2）模具清理、涂脱模剂；3）涂胶衣；4）纤维铺层及嵌件安装；5）合模夹紧；6）树脂注入；7）树脂固化；8）开模脱模工艺步骤；其中

步骤1）选材；

所述碳纤维复合材料由以多层碳纤维材料为增强体与以树脂为基体复合而成，所述多层碳纤维材料选用日本东丽T300碳纤维织物，所述树脂选用中低温的快速固化5028环氧树脂体系为原材料，其中碳纤维织物的含量（重量百分比，下同）为50-60%，环氧树脂材料的含量为40-50%；

步骤2）模具清理、涂脱模剂；

用酒精对模具表面进行清理；用半永久性脱模剂807对模具表面均匀涂抹至少五遍，每次涂抹间隔半小时以上；

步骤3）涂胶衣；

用喷枪将胶衣树脂均匀的喷涂在模具的表面，并等胶衣固化2-6h。

9.根据权利要求8所述的碳纤维复合材料汽车水箱上横梁总成，其特征在于，为实现上述水箱上横梁总成结构，所述制作方法至少还包括以下步骤：其中

步骤4）纤维铺层及嵌件安装；

a.上横梁本体复合材料铺层

在已清洁和涂覆脱模剂的汽车水箱上横梁模具的阴模中进行碳纤维织物铺层平整铺设，选取十层3K东丽T300碳纤维织物布铺层平整铺设，选择标准铺层角度为0°、45°、-45°和90°；

第一层碳纤维织物对应于上横梁本体的外表面，在第一层0°铺层上面进行90°方向的第二层铺层，然后自下而上依次是第三层为45°方向的铺层，第四层为-45°方向铺层，第五层为0°铺层，第六层为0°铺层，第七层为-45°方向铺层，第八层为45°方向铺层，第九层为90°方向铺层，第十层为0°铺层，将碳纤维织物在模具上压紧；每一铺层单层厚度为0.3mm；

b.压紧泡沫夹心层

将泡沫夹心层按照数模结构切割成型后，放在水箱上横梁预成型体的内表面，对好相应的位置，将两者压紧；

c.加强板复合材料铺层

在泡沫夹心层上面进行加强板复合材料的织物铺层，选取七层3K东丽T300碳纤维织物布铺层平整铺设，选择标准铺层角度为0°、45°、-45°和90°；

第一层碳纤维织物对应于加强板的内表面，在第一层45°铺层上面进行-45°方向的第二层铺层，然后自下而上依次是第三层为90°方向的铺层，第四层为0°方向铺层，第五层为90°铺层，第六层为-45°铺层，第七层为45°方向铺层，所述第七层碳纤维织物对应于上横梁本体的外表面，将碳纤维织物在模具上压紧；每一铺层单层厚度为0.3mm。

10.根据权利要求8所述的碳纤维复合材料汽车水箱上横梁总成，其特征在于，为实现上述水箱上横梁总成结构，所述制作方法至少还包括以下步骤：其中

步骤5）合模夹紧；

沿着模架定位销的方向，将汽车水箱上横梁模具的阳模对准压到汽车水箱上横梁模具的阴模上，将四周的紧固处进行紧固，确保模具的气密性；

步骤6）树脂注入；

按照T300+5028树脂复合材料配比，将5028环氧树脂和相应的固化剂分别加入到注射机的材料罐中，运行设备进行树脂的注射，待到出料口能看见树脂时停止注胶；

步骤7）树脂固化；

待环氧树脂充分填充整个模具型腔后，利用模具的加热装置对型腔内的环氧树脂进行加热，令其充分固化；

步骤8）开模脱模；

将模具四周的紧固处打开，将上、下模具分开，脱模得到碳纤维复合材料水箱上横梁总成。