[发明专利]一种半碳纤维轿车轮毂的制备方法

说明书

本发明公开了轿车轮毂技术领域的一种半碳纤维轿车轮毂的制备方法，步骤1.根据轮毂的基本结构准备专用模具；步骤2.挑选合适的碳纤维预浸料，在模具内进行碳纤维预浸布的铺放，合上模具形成一体成型的模具；步骤3.通过进料口注入热塑性树脂，通过压力机加压配合电磁对模具进行高效加压和加热；步骤4.模具冷却后，开模取出碳纤维轮辋，对碳纤维轮辋进行必要的表面处理和检测，通过加工中心进行安装孔的钻削；步骤5.通过防松螺栓在碳纤维轮辋上安装轮辐，采用压力机加压配合电磁或红外加热相对于热等静压设备，成本更低制备成本低，周期短，产品力学性能好，本方法制备的轮毂性能达到了传统金属轮毂的性能，而且其产品的重量轻，可回收再利用。

技术领域

本发明涉及轿车轮毂技术领域，具体为一种半碳纤维轿车轮毂的制备方法。

背景技术

碳纤维复合材料具有轻而强、轻而刚、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、结构尺寸稳定性好以及设计性好、可大面积整体成型等特点，已在航空航天、国防军工和民用工业的各个领域得到广泛应用。近年来碳纤维这种具备高强度、轻量化的材质被不少汽车制造厂商引入到旗下的高性能车型中，碳纤维车身覆盖、碳纤维尾翼等等.

考虑到碳纤维本身的造价以及其他投入成本等问题，一直很少有厂商愿意将碳纤维应用到民用轮毂上。现有的技术存在着以下几种客观缺点：1.3D打印或类似的增材制造方式由于产品固化时间不一致纤维或树脂分子内部应力无法平衡强度，缺陷不可避免，在对疲劳性能要求苛刻的转动结构件上应用尚不成熟；2.RTM工艺成熟成型美观，现已大范围使用，但由于对模具密封性和精度要求高，手工预铺层难度大(碳纤维延伸率低情况尤其突出)，真空注入时树脂的流动会对纤维排布产生随机影响，带来的局部纤维体积分数的变化使产品性能一致性差异对批量生产十分不利(无法通过抽检等手段测试)；3.热等静压设备价格昂贵，运行费用高且加热耗时长，温度均匀性不易控，为此，我们提出一种半碳纤维轿车轮毂的制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半碳纤维轿车轮毂的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种半碳纤维轿车轮毂的制备方法：

步骤1.根据轮毂的基本结构准备专用模具，模具包括下模、上模、左侧模和右侧模，上模顶部和下模底部均设置有环形圈；

步骤2.挑选合适的碳纤维预浸料，将碳纤维预浸料裁剪成符合碳纤维轮辋外壁的U形形状碳纤维预浸料进行铺放，再根据碳纤维轮辋外壁顶部和底部的裙边裁剪碳纤维预浸料制作预制体进行铺放，并且铺放时将碳纤维预浸料铺设进碳纤维轮辋外壁顶部向内凸进的凹槽内，并合上专用模具的左侧模和右侧模，将上模插入碳纤维轮辋内圆顶部，使上模顶部的环形圈与左侧模和右侧模顶部贴合，将下模插入碳纤维轮辋内圆底部，使下模底部的环形圈与左侧模和右侧模底部贴合，形成一体成型的模具；

步骤3.通过模具的进料口注入热塑性树脂，观察加热曲线与加压曲线记录并根据加热曲线与加压曲线通过压力机加压配合电磁或红外加热对模具进行高效加压和加热，使上模与下模竖直挤压使向内凸进的凹槽挤压形成碳纤维轮辋内壁的环形凸块；

步骤4.等待模具冷却，模具冷却后，开模取出碳纤维轮辋，对碳纤维轮辋表面进行处理和检测，通过钻孔机对碳纤维轮辋内壁的环形凸块进行安装孔的钻削；

步骤5.将预先准备好的专用轮辐，将专用的防松螺栓外壁套上垫圈，再通过环形凸块上的安装孔将专用轮辐与碳纤维轮辋进行固定连接，即可得需要的半碳纤维轮毂。

优选的，所述下模的顶部为双层阶梯管件，且双层阶梯管件的上方管件截面直径小于双层阶梯管件的下方管件截面直径，所述上模内圆底部插接有上方管件，且上模的底端与下方管件顶部以及上方管件的外壁形成碳纤维轮辋内壁环形凸块相匹配的凹槽。

优选的，所述上模顶端中部开设有进料口。