[发明专利]一种轻量化中空织物复合材料座椅靠背的制备方法

说明书

本发明公开了一种轻量化中空织物复合材料座椅靠背的制备方法，座椅靠背包括两个支撑板和设在两个支撑板之间的支撑面，两个支撑板由纤维预制体制备而成，支撑面由三维中空织物制备而成。本发明轻量化中空织物复合材料座椅靠背的制备方法，以纤维预制体作为支撑板，解决了现有铺层存在的易错位问题，使座椅靠背的力学性能显著提高；进一步，采用预制体铺放及真空导流整体成型技术，实现了快速成型，并避免了弱界面等问题，满足了未来轨道车辆轻量化的要求，且使座椅靠背的力学性能得到更进一步的提高。

技术领域

本发明涉及一种轻量化中空织物复合材料座椅靠背的制备方法，属于交通领域复合材料产品制备研发领域。

背景技术

复合材料因其比铝合金等金属材质具有较高的比强度和比刚度而被广泛应用在轨道交通车辆领域，通过应用复合材料部件可以降低车耗节约能源，同时可以大幅度提高车辆运行速度。

传统的座椅靠背的支撑板是通过直接在模具中铺层制备的，生产效率低，且铺层工艺难以保证纤维的铺放取向，并且在铺层的过程中，也易引起纤维的错位。且现有通过复合材料制备的座椅靠背存在力学性能差、舒适性差等缺陷。

发明内容

为了解决现有技术中座椅靠背制作中存在的效率低、易错位、力学性能差、舒适性差等缺陷，本发明提供一种轻量化中空织物复合材料座椅靠背的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种轻量化中空织物复合材料座椅靠背的制备方法，座椅靠背包括两个支撑板和设在两个支撑板之间的支撑面，两个支撑板由纤维预制体制备而成，支撑面由三维中空织物制备而成。

纤维预制体由多层织物针刺而成。三维中空织物为中间层为绒经的的夹层结构。

为了进一步提高座椅靠背的结构强度，纤维预制体为实心玻璃纤维复合材料。

传统的支撑板通过直接在模具中单层铺层的方式制备而成，单层铺层效率低、纤维直线度较差，并且在铺层的过程易产生层和层之间的错位；而本申请采用预制体，避免了上述缺陷，此外，采用该预制体可以缩短操作时间，提高生产效率。

座椅靠背中间部位存在曲面结构，为避免在成型过程中出现褶皱现象，首先需要对三维中空织物面层进行裁剪处理，即在出现褶皱处进行裁剪，保证织物的圆滑过渡，然后通过将制备的纤维预制体和三维中空织物组装在一起，形成整体结构，实现整体铺放、整体成型的效果。

为了进一步提高座椅靠背的舒适性和结构强度，纤维预制体为碳纤维预制体、玻璃纤维预制体或碳纤维/玻璃纤维混编预制体，碳纤维/玻璃纤维混编预制体中“/”为和的意思；三维中空织物所用纤维为玻璃纤维、碳纤维或芳纶纤维中的至少一种。优选，三维中空织物的厚度为3-5mm。

上述轻量化中空织物复合材料座椅靠背的制备方法，包括如下步骤：

1)制备纤维预制体，并将其裁剪为座椅靠背支撑板的形状；

2)制备三维中空织物，并将其裁剪为座椅靠背支撑面的形状；

3)将步骤2)所得的一个三维中空织物和步骤1)所得的两个纤维预制体装配成座椅靠背；

4)将步骤3)所得座椅靠背在模具中真空导流整体成型，然后脱模，即得座椅靠背。

本发明首先制备纤维预制体和三维中空织物，之后再将其组装成整体复合材料结构，最后，将其整体铺放并成型。其中，纤维预制体和三维中空织物可以提前批量生产和组装。

本申请所制备的复合材料座椅靠背可具体应用到高铁、地铁等领域，通过采用该复合材料座椅靠背，在满足座椅靠背机械要求的前提下，又能进一步减轻车体重量。