一种复合材料的汽车尾门的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种轻量化的乘用车尾门，尤其涉及一种复合材料的汽车尾门，它采用了模块化的设计理念，充分发挥了纤维增强复合材料可设计性强、易成型复杂形状的特点，属于汽车设计与制造技术领域。
【背景技术】
[0002]汽车轻量化是减少汽车尾气排放、节约资源和保护环境的有效途径，因此世界各地的企业和研究机构都在致力于研发和推广汽车轻量化技术。用轻量化材料，特别是聚合物基纤维增强复合材料，替代传统的钢材，是实现汽车轻量化的主要途径之一。纤维增强复合材料具有比强度和比刚度高，可设计性强，耐腐蚀等优点，能够制成具有复杂曲面并集成多种用途部件于一体，从而减少汽车零部件数量，利于汽车工业的模块化设计和生产。此夕卜，纤维增强复合材料制件的表面质量好，可以省去或减少涂装工艺。尾门是乘用汽车的一个重要外观件，并具有一定的安全性和承载要求。传统的汽车尾门采用薄钢板冲压成型后焊接的工艺，零件数量多，装配过程复杂。采用模块化的理念，使用树脂基纤维增强复合材料替代传统钢材来设计和制造汽车尾门，可以大幅度地减少零件数量和模具数量，简化装配和喷涂工艺过程，降低车身重量，经济效益和环保效益显著，应用前景十分广阔。
【发明内容】
[0003]1、发明目的:
[0004]本发明的目的在于提供一种复合材料的汽车尾门，采用树脂基纤维增强复合材料设计制造而成，在保证安全性的前提下，极大地减轻汽车车身的重量，实现节能减排。基于模块化设计理念，简化汽车尾门的零部件组成，利于模块化生产和装配，节约生产成本。
[0005]2、技术方案:
[0006]目前，航空航天领域主要使用3K-12K碳纤维的复合材料，价格昂贵，不适合应用于汽车领域。大丝束碳纤维48K)具有价格低、加工效率高的优点，而且性能足以满足汽车工业生产。因此，本发明采用大丝束碳纤维或者成本更低的玻璃纤维材料，配合黏度较低的树脂体系，使用树脂传递模塑成型(Resin Transfer Molding，RTM)工艺，设计和制造一种轻量化的复合材料汽车尾门，特别是一种运动型多用途汽车(SUV)尾门，见附图，它包括汽车尾门外板、尾门窗边、车窗内框、尾门车牌框、汽车尾门内板、尾门液压缸安装支座、内板加强肋、尾门锁扣、内板减重孔、尾门铰链安装孔。它们之间的位置连接关系是:汽车尾门外板与尾门窗边连接在一起;车窗内框与尾门窗边连接在一起;尾门车牌框置于汽车尾门外板的内部;汽车尾门内板与汽车尾门外板固连在一起;尾门液压缸安装支座对称地分布于汽车尾门内板的两侧；内板加强肋对称地安置于汽车尾门内板的底部;尾门锁扣安置于汽车尾门内板底部中间的位置；内板减重孔位于汽车尾门内板的中部，车窗内框之下;尾门铰链安装孔位于车尾门内板的顶部平面。
[0007]所述汽车尾门外板、尾门窗边和车窗内框为自制件，采用S350-952树脂(金陵帝斯曼树脂有限公司生产)和PANEX33-48K碳纤维(美国Zoltek公司生产)组成的纤维增强复合材料，通过RTM工艺一体化成型而成，用于汽车尾门的外观装饰和车窗玻璃安装；
[0008]所述尾门车牌框为自制件，通过在汽车尾门外板内裁剪铺层获得，使用RTM工艺与汽车尾门外板一体化成型制成，用于安装汽车牌照；
[0009]所述汽车尾门内板为自制件，采用S350-952树脂(金陵帝斯曼树脂有限公司生产)和PANEX33-48K碳纤维(美国Zo Itek公司生产)组成的纤维增强复合材料，通过RTM工艺制作而成，使用胶粘剂与汽车尾门外板粘接在一起，用于支撑和加强汽车尾门结构，吸收汽车尾部在碰撞过程中产生的能量；
[0010]所述尾门液压缸安装支座为自制件，采用钢材机械加工而成，用于安装汽车尾门的液压撑杆装置；
[0011]所述内板加强肋为自制件，采用S350-952树脂(金陵帝斯曼树脂有限公司生产)和PANEX33-48K碳纤维(美国Zoltek公司生产)组成的纤维增强复合材料，用于增强汽车尾门内板的强度和刚度；
[0012]所述尾门锁扣为自制件，采用钢板冲压而成，用于与汽车的尾门锁连接；
[0013]所述内板减重孔是通过在汽车尾门内板的中部除材料获得，其位置和尺寸根据拓扑优化的计算结果来确定，用于减轻汽车尾门的重量；
[0014]所述尾门铰链安装孔是通过在汽车尾门内板的顶部平面机械加工获得，用于安装汽车尾门的铰链装置的固定。
[0015]3、本发明“一种复合材料的汽车尾门”，其优点如下:
[0016](I).本发明基于模块化设计理念，减少了汽车尾门的零部件数量和模具数量，利于模块化生产和快速装配，节约生产时间和成本。
[0017](2).本发明重量轻，比强度和比刚度高，有利于减少汽车尾气排放，保护环境。
[0018](3).本发明耐腐蚀性强，抗疲劳性能好，可实现局部损坏局部更换，维修方便。
[0019]总之，该结构可以减少汽车尾门的装配工序，降低汽车车身的重量，减少汽车尾气排放，保护大气环境。
【附图说明】
[0020]结合附图，通过对下述非限定性优选实施例的描述，可以更好地理解本发明；
[0021]图1是本发明的第一自由视图；
[0022]图2是本发明的第二自由视图；
[0023]图3是本发明的右视图；
[0024]图4是本发明的左视图。
[0025]图中符号说明如下:1_汽车尾门外板、2-尾门窗边、3-车窗内框、4-尾门车牌框、5-汽车尾门内板、6-尾门液压缸安装支座、7-内板加强肋、8-尾门锁扣、9-内板减重孔、10-尾门铰链安装孔。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图对本发明实施例作进一步详细说明:
[0027]如附图所示，本发明一种复合材料的汽车尾门，包括以下部件:汽车尾门外板1、尾门窗边2、车窗内框3、尾门车牌框4、汽车尾门内板5、尾门液压缸安装支座6、内板加强肋7、尾门锁扣8、内板减重孔9、尾门铰链安装孔10。它们之间的位置连接关系是:汽车尾门外板I与尾门窗边2固连在一起;车窗内框3与尾门窗边2固连在一起;尾门车牌框4置于汽车尾门外板I的内部;汽车尾门内板5与汽车尾门外板I固连在一起;尾门液压缸安装支座6对称地分布于汽车尾门内板5的两侧；内板加强肋7对称地安置于汽车尾门内板5的底部;尾门锁扣8安置于汽车尾门内板5底部中间的位置；内板减重孔9位于汽车尾门内板5的中部，车窗内框3之下，通过去除汽车尾门内板5的部分材料的方式获得;尾门铰链安装孔10位于车尾门内板5的顶部平面。
[0028]所述汽车尾门外板I为自制件，采用S350-952树脂(金陵帝斯曼树脂有限公司生产)和PANEX33-48K碳纤维(美国Zol tek公司生产)组成的纤维增强复合材料，通过RTM工艺制作而成，单层厚度0.125mm，按照-45/45/90/0/-45/0/45/0角度分区域铺层，共铺设16层；
[0029]所述尾门窗边2为自制件，采用S350-952树脂(金陵帝斯曼树脂有限公司生产)和PANEX33-48K碳纤维(美国Zol tek公司生产)组成的纤维增强复合材料，通过RTM工艺与汽车尾门外板I 一体化成型，单层厚度0.125臟，按照-45/45/90/0/-45/0/45/0角度铺层，共铺设8层；
[0030]所述车窗内框3为自制件，采用S350-952树脂(金陵帝斯曼树脂有限公司生产)和PANEX33-48K碳纤维(美国Zol tek公司生产)组成的纤维增强复合材料，通过RTM工艺制作而成，单层厚度0.25mm，按照0/90角度铺层16层；
[0031]所述尾门车牌框4为自制件，通过在汽车尾门外板I内裁剪铺层获得，使用RTM工艺与汽车尾门外板I 一体化成型；
[0032]所述汽车尾门内板5为自制件，采用S350-952树脂(金陵帝斯曼树脂有限公司生产)和PANEX33-48K碳纤维(美国Zol tek公司生产)组成的纤维增强复合材料，通过RTM工艺制作而成，单层厚度0.125mm，按照-45/0/45/90/0/-45/90/45/0角度分区域铺层，共铺设18层。使用胶粘剂与汽车尾门外板I粘接在一起；
[0033]所述尾门液压缸安装支座6为自制件，采用钢材机械加工而成；
[0034]所述内板加强肋7为自制件，采用S350-952树脂(金陵帝斯曼树脂有限公司生产)和PANEX33-48K碳纤维(美国Zol tek公司生产)组成的纤维增强复合材料，单层厚度0.25mm，按照0/90角度铺10层；
[0035]所述尾门锁扣8为自制件，采用1.2mm厚度的钢板冲压而成；
[0036]所述内板减重孔9是通过在汽车尾门内板5的中部除材料获得；
[0037]所述尾门铰链安装孔10是通过在汽车尾门内板5的顶部平面机械加工获得；
[0038]如附图所示，本发明所涉及的复合材料汽车尾门，基于模块化和轻量化的设计及制造理念，在保证汽车安全性的前提下，减少了汽车尾门的零部件数量，降低了汽车车身的重量，装配工艺简单，适合于汽车工业的批量化生产。
[0039]本发明按照设想实施特例进行了说明，但不局限于上述实例，凡是符合本发明的思路，采用相似结构及材料替换的方法所获得的技术方案，都属于本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种复合材料的汽车尾门，其特征在于:该结构包括汽车尾门外板、尾门窗边、车窗内框、尾门车牌框、汽车尾门内板、尾门液压缸安装支座、内板加强肋、尾门锁扣、内板减重孔、尾门铰链安装孔。它们之间的位置连接关系是:汽车尾门外板与尾门窗边连接在一起；车窗内框与尾门窗边连接在一起;尾门车牌框置于汽车尾门外板的内部;汽车尾门内板与汽车尾门外板固连在一起;尾门液压缸安装支座对称地分布于汽车尾门内板的两侧；内板加强肋对称地安置于汽车尾门内板的底部；尾门锁扣安置于汽车尾门内板底部中间的位置；内板减重孔位于汽车尾门内板的中部，车窗内框之下;尾门铰链安装孔位于车尾门内板的顶部平面。 所述汽车尾门外板、尾门窗边和车窗内框为自制件，采用S350-952树脂(金陵帝斯曼树脂有限公司生产)和PANEX33-48K碳纤维(美国Zoltek公司生产)组成的纤维增强复合材料，通过RTM工艺一体化成型而成，用于汽车尾门的外观装饰和车窗玻璃安装； 所述尾门车牌框为自制件，通过在汽车尾门外板内裁剪铺层获得，使用RTM工艺与汽车尾门外板一体化成型制成，用于安装汽车牌照； 所述汽车尾门内板为自制件，采用S350-952树脂(金陵帝斯曼树脂有限公司生产)和PANEX33-48K碳纤维(美国Zol tek公司生产)组成的纤维增强复合材料，通过RTM工艺制作而成，使用胶粘剂与汽车尾门外板粘接在一起，用于支撑和加强汽车尾门结构，吸收汽车尾部在碰撞过程中产生的能量； 所述尾门液压缸安装支座为自制件，采用钢材机械加工而成，用于安装汽车尾门的液压撑杆装置； 所述内板加强肋为自制件，采用S350-952树脂(金陵帝斯曼树脂有限公司生产)和PANEX33-48K碳纤维(美国Zoltek公司生产)组成的纤维增强复合材料，用于增强汽车尾门内板的强度和刚度； 所述尾门锁扣为自制件，采用钢板冲压而成，用于与汽车的尾门锁连接； 所述内板减重孔是通过在汽车尾门内板的中部除材料获得，其位置和尺寸根据拓扑优化的计算结果来确定，用于减轻汽车尾门的重量； 所述尾门铰链安装孔是通过在汽车尾门内板的顶部平面机械加工获得，用于安装汽车尾门的铰链装置的固定。
【专利摘要】一种树脂基复合材料的汽车尾门，它包括汽车尾门外板、尾门窗边、车窗内框、尾门车牌框、汽车尾门内板、尾门液压缸安装支座、内板加强肋、尾门锁扣、内板减重孔、尾门铰链安装孔。采用大丝束碳纤维或玻璃纤维材料，配合低黏度树脂，使用树脂传递模塑成型(RTM)工艺制成。通过汽车尾门内板上的拓扑优化减重孔，进一步降低尾门重量。通过汽车尾门内板底部的加强肋，增强内板的强度和刚度。使用尾门液压缸安装支座、尾门锁扣和尾门铰链安装孔，把复合材料汽车尾门安装在汽车车身上。由于采用了比强度和比刚度高的纤维增强复合材料，配合模块化和轻量化的设计理念，大幅地降低了汽车重量，减少了尾门的零部件数量，实现了节能减排。
【IPC分类】B29L31/30, B60J5/10, B29C70/36
【公开号】CN105711106
【申请号】CN201610081459
【发明人】孙凌玉, 李立军, 朱盼, 张海珠, 杨武
【申请人】北京航空航天大学