一种轻量化复合车门的制作方法

本实用新型涉及汽车轻量化技术领域，尤其涉及一种轻量化复合车门。

背景技术：

在汽车制造业蓬勃发展的今天，汽车的轻量化已经成为全球汽车产业关注的一个焦点方向。传统钣金结构在轻量化上几乎发展到了顶峰时期，新型材料的应用是一个新的发展方向。本发明就是通过对汽车车门材料的选择和结构的优化，来实现汽车车门轻量化这一目的，从而达到整车的轻量化。随着从短纤碳纤维到长纤碳纤维的学术研究，使用碳纤维制作汽车产品也逐渐普及。在当今世界高速工业化的大背景下，碳纤维用途正趋向多样化。中国已经有使用长纤作为高性能纤维的一种，在要求高温，物理稳定性高的场合，CFRP(碳纤维增强复合材料)具备不可替代的优势。材料的比强度愈高，则构件自重愈小，比模量愈高，则构件的刚度愈大，正是由于兼具优异性能，碳纤维在汽车领域有着广泛的应用前景。

目前，常规汽车车门的几个大件通常是内板、外板、内饰板，内、外板的材料主要是钢板，然后内饰为了外观考虑，通常会加上一个内饰板，这样车门通常会比较的重，不符合当今汽车轻量化这一主题。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的缺陷，提供一种轻量化复合车门，在保证汽车的强度、刚度和安全性能等前提下，尽可能的降低整车质量，从而提高汽车的动力性，减少燃料消耗，降低排放污染。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

本实用新型主要由两方面来实现这一目的，一方面是车门材料由常规的钢板改为了碳纤维增强复合材料，另一方面是打破传统的采用常规钢材车门内板结构，最终实现汽车轻量化的目的。具体地，该一种轻量化复合车门，包括车门内板1和车门外板2，所述车门内板1上半部分的车窗框架为自身形成的封闭腔体3；所述车门外板2固定连接于所述车门内板1外侧的下半部分，所述车门内板1和/或所述车门外板2为碳纤维增强复合材料材质。借助计算机辅助工具CAE分析技术支的撑及后期多次反复样件实验，车门内板1上半部分自身形成封闭腔体3，车门外板2再与内板1通过粘接形式成为车门总成，最后得到了可以满足强度、刚度和安全性能要求结构。

进一步地，所述车门外板2通过卡扣的方式与所述车门内板1固定连接。

进一步地，所述车门外板2通过胶涂层4与所述车门内板1固定连接。

进一步地，所述车门外板2与所述述车门内板1之间胶涂层4的厚度为0.3-0.6mm，有效粘接配合面不小于15mm。

进一步地，所述车门内板1的外表面为波浪形结构。

进一步地，所述车门外板2的内表面为与所述车门内板1的外表面相配和的波浪形结构。

进一步地，所述车门外板2的内外表面为光滑平面。

进一步地，所述封闭腔体内表面设有一体成型的加强筋5，所述加强筋5为碳纤维增强复合材料材质。

进一步地，所述加强筋5均布于所述封闭腔体3靠近车门外侧的一个内侧面上，所述加强筋5为片状结构或梯形体结构，以加强封闭腔体5的强度。

本实用新型采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

本实用新型的轻量化复合车门，通过将车门材料由常规的钢板改为了碳纤维增强复合材料，以及打破传统常规钢材内板结构，采用车门内板上半部分自身形成封闭腔体，外板再与内板通过粘接形式成为车门总成的方式，可以大大满足对车门的强度和刚度要求，通过对车门材料选择及结构的改造，使得车门成本降低的同时也实现了汽车车门的轻量化。

附图说明

图1为本实用新型一种轻量化复合车门的结构示意图；

图2为本实用新型一种轻量化复合车门的组合状态结构示意图；其中，2a为组合状态的正面示意图；2b复合车门的组合状态的截面示意图；

图3为本实用新型一种轻量化复合车门的车门内板与车门外板的粘接结构示意图；

图4为本实用新型一种轻量化复合车门的封闭腔体的结构示意图；

图5为本实用新型一种轻量化复合车门中加强筋的分别示意图；

其中，1-车门内板，2-车门外板，3-封闭腔体，4-胶涂层，5-加强筋。

具体实施方式

本实用新型提出的轻量化复合车门的主要目的是，在保证汽车的强度、刚度和安全性能等前提下，尽可能的降低整车质量，从而提高汽车的动力性，减少燃料消耗，降低排放污染。

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。

如图1所示，本实用新型提供了一种轻量化复合车门，一种轻量化复合车门，包括车门内板1和车门外板2，车门内板1上半部分的车窗框架为自身形成的封闭腔体3；车门外板2固定连接于车门内板1外侧的下半部分，车门内板1和/或车门外板2为碳纤维增强复合材料材质。

于上述技术方案的基础上，车门外板2通过卡扣的方式与车门内板1固定连接，如图2所示，2a为组合状态的正面示意图；2b复合车门的组合状态的截面示意图。

于上述技术方案的基础上，如图3所示，车门外板2通过胶涂层4与车门内板1固定连接。车门外板2与述车门内板1之间胶涂层4的厚度为0.3-0.6mm，有效粘接配合面即胶涂层4的宽度不小于15mm。

于上述技术方案的基础上，车门内板1的外表面为波浪形结构。车门外板2的内表面为与车门内板1的外表面相配和的波浪形结构。车门外板2的内外表面为光滑平面。

作为一个优选的实施例，如图4所示，封闭腔体内表面设有一体成型的加强筋5，加强筋5为碳纤维增强复合材料材质。如图5所示，加强筋5均布于封闭腔体3靠近车门外侧的一个内侧面上，加强筋5为片状结构或梯形体结构，以加强封闭腔体5的强度。

本实用新型从车门的材料和结构进行了改造。首先，在材料方面，对汽车的车门内板1、车门外板2由常规的钢板换成了轻质材料——碳纤维增强复合材料，碳纤维在所有高性能纤维中具有最高的比强度和比模量。碳纤维增强复合材料作为汽车材料，比起普通钢材制造的汽车,最大的优点是质量轻、强度大、模量高、密度低、线膨胀系数小等特点，重量仅相当于钢材的20％到30％，硬度却是钢材的10倍以上，碳纤维可以称为新材料之王，所以汽车制造采用碳纤维材料可以使汽车的轻量化，取得突破性进展，并带来节省能源的社会效益；其次，在结构方面，车门内板1上半部分采用自身形成封闭腔体3的技术方案，车门外板2再与车门内板1通过粘接形式成为车门总成，加上碳纤维增强复合材料自身特点强度大，这样可以大大满足对车门的强度和刚度要求。本实用新型通过对车门这两方面的改造，使得车门成本降低的同时也实现了汽车车门的轻量化。

汽车轻量化是汽车发展的一大主题，在这一大主题下，新型材料的应用是汽车发展的重要方向。在现阶段汽车制造技术的基础上应用更多的轻质新型材料——碳纤维增强复合材料，是能够更好地实现汽车轻量化，具有很大使用价值。

以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。