[发明专利]中空车辆零部件的成型方法及中空车辆零部件和汽车

说明书

本申请涉及一种中空车辆零部件的成型方法及中空车辆零部件和汽车，该方法包括如下步骤：a、制备充气芯模并向所述充气芯模的表面涂覆可固化的热塑性树脂并定型，得到定型芯模；b、在所述定型芯模的表面编织纤维以形成至少一层编织层，得到预成型件；c、将所述预成型件送入固化剂甬道中并依次通过所述固化剂甬道中的加热段和涂覆段，得到混合固化剂后的预成型件；d、将所述混合固化剂后的预成型件送入固化甬道中固化成型，然后将所述充气芯模放气后取出，得到中空车辆零部件。该方法的自动化程度高，可以满足车辆零部件的规模化生产，所生产的中空车辆零部件机械性能好，成本低，且轻量化效果显著，是钣金件、冲压件的良好替代品。

技术领域

本申请涉及复合材料技术领域，具体地，涉及一种中空车辆零部件的成型方法及中空车辆零部件和汽车。

背景技术

随着能源危机和环境危机的日益突出，汽车轻量化已经成为了汽车工业发展的必然选择。纤维增强复合材料具有比强度比模量高、耐高温、抗疲劳性好、可设计性强等优点，已经广泛应用于航天航空领域。然而由于落后的成型工艺和不成熟的结构设计技术使纤维增强复合材料在汽车工业中尚未获得大规模的应用。已有的纤维增强复合材料成型方法主要有手糊成型、缠绕成型、拉挤成型、模压成型、袋压成型、注射成型和树脂传递塑模成型(RTM)等。具有中空结构的纤维增强复合材料制品一般采用RTM方法生产。

中国专利CN105538737A将中空夹心织物裁剪成需要形状后与树脂进行复合，然后经过熟化、卷绕、切割等步骤，得到中空夹心织物预浸料，再将其置于模具中加热固化得到成品。该方法只能分段进行，每个零件需置于模具中单独固化，且应沿用了传统的模压工艺，无法实现连续生产。

发明内容

本申请的目的是提供一种中空车辆零部件的成型方法及中空车辆零部件和汽车，该方法的自动化程度高，可以满足车辆零部件的规模化生产，所生产的中空车辆零部件机械性能好，成本低，且轻量化效果显著，是钣金件、冲压件的良好替代品。

为了实现上述目的，本申请第一方面：提供一种中空车辆零部件的成型方法，该方法包括如下步骤：

a、制备充气状态下与目标车辆零部件在几何形状上相匹配的充气芯模并在所述充气状态下向所述充气芯模的表面涂覆可固化的热塑性树脂并定型，得到定型芯模；

b、在所述定型芯模的表面编织纤维以形成至少一层编织层，得到预成型件；

c、将所述预成型件送入固化剂甬道中并依次通过所述固化剂甬道中的加热段和涂覆段；在所述加热段中，所述预成型件被预加热至热塑性树脂熔融；在所述涂覆段中，熔融的热塑性树脂与固化剂混合，得到混合固化剂后的预成型件；

d、将所述混合固化剂后的预成型件送入固化甬道中固化成型，然后将所述充气芯模放气后取出，得到中空车辆零部件。

优选地，步骤a中的所述充气芯模的材料为选自乙烯-辛烯共聚物、聚醚酰亚胺、聚苯硫醚、聚氨酯、环氧树脂和硅橡胶中的至少一种，所述充气芯模具有充气阀门。

优选地，步骤a中的所述树脂为选自热塑性环氧树脂、热塑性聚氨酯树脂和热塑性丙烯酸树脂中的至少一种。

优选地，步骤b中的所述纤维包括增强纤维和树脂纤维，所述增强纤维和树脂纤维的体积比为1:(0.4-2.5)。

优选地，所述增强纤维为选自碳纤维、超高分子量聚乙烯纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维和玻璃纤维中的至少一种；所述树脂纤维为选自热塑性环氧树脂纤维、热塑性聚氨酯树脂纤维和热塑性丙烯酸树脂纤维中的至少一种。

优选地，步骤b中的所述编织包括二维二向编织、二维三向编织、三维三向编织、三维四向编织和三维五向编织中的至少一种。

优选地，步骤b中的所述编织层的层数为1-30层。