碳纤维汽车门外板的制造工艺的制作方法

本发明涉及碳纤维制品的成型技术领域，具体讲是一种碳纤维汽车门外板的制造工艺。

背景技术：

现有汽车零部件朝着轻量化的方向在发展，既要保证其强度，又要尽量减少其重量。对于汽车门外板来说，即有强度又轻巧是优选。因此，通常利用碳纤维材料来制造，这是因为碳纤维具有重量比铝轻，强度却高于钢，又有耐腐蚀、耐高温、模量高等优点。目前，碳纤维产品的制造方法有多种，而最适合用来制作汽车门外板的方法是采用模压成型法。这种模压成型法是将早已预浸树脂的碳纤维材料放入金属成型模具中，在液压机的压力和温度作用下使材料充满模具型腔，并排出残留的空气，同时使多余的胶液溢出来，然后经过一定时间的高温高压使树脂固化成型，脱模后成品就出来了。但是，现有技术的这种成型模具具有以下的缺点：

1)由于现有技术中碳纤维的成型过程中必须要在模腔周围做一圈延伸边，这是因为预浸了树脂的连续纤维布铺到模具上时，是无法做到把连续纤维布铺得非常整齐，而一旦连续纤维布铺得不整齐，将会造成布与料相脱离、制品翘曲、产品密度不均匀等问题；因此，模腔周围做一圈延伸边用来放置超出模腔范围的碳纤维布周边，以上所述通常称为溢胶式碳纤维模压技术；这样一来，等产品成型从模具中取出后，还需要将延伸边切割掉，但是切割后的产品边缘较为锋利，存在安全隐患，还需要后续的边缘磨光工序；因此，这种现有的制造工艺工序多、生产效率低；

2)由于门外板并不是一个规则的零件，如附图1中所示，门板的上部和下部之间具有折弯，折弯处设有内凹的门把手安装空间，门板上部设有安装车窗的安装通孔等等；因此，成型时在这些细节的拐弯处很容易造成树脂材料无法到过的情况，从而造成成型后产品的缺陷。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种通过模具可以一次模压成型而无需后续切割延伸边和磨光切割边缘，从而工序简单、生产效率高，同时又能保证产品质量的碳纤维汽车门外板的制造工艺。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种碳纤维汽车门外板的制造工艺，它包括以下步骤：

1)制作专用成型模具，该成型模具包括上模和下模，上模和下模在合模后形成产品型腔，下模在型腔边缘具有内凹的溢料槽，并且下模在型腔边缘处设有用于切割成型时产生的溢料的刀口；该成型模具还包括抽真空装置，所述抽真空装置包括控制器、抽气头和气动阀，控制器、抽气头和气动阀分别连接在模具内，控制器与气动阀驱动连接，抽气头一端与气动阀连接，另一端与模具连接并与设于模具内且与型腔连通的气路通道连通；上模和下模之间还设有合模时弹性限位件，该弹性限位件安装在下模上，弹性限位件上设有在受到压力时能把压力信号传送给抽真空装置中的控制器以驱动气动阀工作的感应元件；

2)把碳纤维布铺设在模具上，使其完全覆盖住型腔；

3)合模，当上模接触到弹性限位件时，弹性限位件上的感应元件把信号传送给抽真空装置，驱动气动阀，开始抽气，直到型腔内呈真空状态，此时树脂胶料渐渐向溢胶槽中溢出，树脂胶料充满于整个型腔；同时，当上模和下模完全合模时，溢出的树脂胶料通过下模上的刀口被切割掉；

4)对成型模具内的流动性进行固化操作，变成固态产品；并进行保压；

5)脱模、取出。

所述弹性限位件为密封圈，下模在型腔轮廓外侧设有形成闭环的密封槽，密封圈嵌接在密封槽内并突出于下模表面。

所述密封圈包括一体成型的上部和下部，下部紧配在密封槽内并与密封槽形状相配，上部横截面为向外突出的半圆形；下部中设有感应元件。

下模上在密封槽与溢料槽之间设有凸台，上模与凸台相配合处设有凹槽，凹槽与上模中的用于抽真空的气路通道相通。

所述的刀口包括刀口上斜面和刀口侧斜面，刀口上斜面的一侧与下模型腔面相连，另一侧与刀口侧斜面相交成一条夹角呈锐角的刀口，刀口侧斜面与溢料槽相连，刀口端高于刀口上斜面与型腔面的连接端。

采用以上方法后，本发明与现有技术相比，具有以下的优点：

1)由于下模的型腔轮廓边缘为一圈刀口，合模时配合上模的运动，会把多余的溢胶料切割掉，使开模后从模具中取出的就是的成型产品所需要的形状和尺寸；因此，省去了后期切割、打磨等工序，大大提高生产效率、降低生产成本；同时，抽真空装置的设置，保证了模具内的型腔在合模时呈真空状态，便于在抽真空过程中胶料能充分地流动到型腔的各个角落，并且胶料更加紧实，从而避免了成型产品上出现的质量缺陷，进一步提高了生产合格率；

2)弹性限位块以及感应元件的设置，一方面可以及时将信号传送到抽真空装置的控制器中，进而进行下一步操作，另一方面也加强了上模和下模在合模时的紧密性，进一步保证了模具内的型腔在合模时呈真空状态；

3)弹性限位块设计成下部和上部的结构，其中下部与密封槽形状相配，上部横截面为外突的半圆形，这样一来，下部能牢固地和密封槽连接，上部与上模的接触更加灵敏，从而使感应元件的感应能更加准确、灵敏；

4)下模在抽真空的气路通道处设置了凸台，避免出现胶料从溢料槽中溢出后流到气路通道口，从而造成气路通道口的堵塞，因此，保证了模具内抽真空装置的正常运行。

附图说明

图1是本发明中碳纤维汽车门外板的结构示意图。

图2是本发明中碳纤维汽车门外板的成型模具的结构示意图。

图3是图2中a部的放大结构示意图。

图4是图3中b部的放大结构示意图。

图5是图3中c部的放大结构示意图。

图6是本发明中下模结构示意图。

图7是本发明中抽真空装置结构示意图。

其中，1、上模；2、下模；3、型腔；4、刀口；4-1、刀口上斜面；4-2、刀口侧斜面；5、溢料槽；6、弹性限位件；6-1、上部；6-2、下部；7、气路通道；8、凸台；9、密封槽；10、凹槽；11、气动阀；12、抽气头。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。

由图1～图7所示的本发明碳纤维汽车门外板的制造工艺中使用的成型模具的结构示意图可知，碳纤维汽车门外板的制造工艺包括以下步骤：

1)制作专用成型模具，该成型模具包括上模1和下模2，上模1和下模2在合模后形成产品型腔3，下模2在型腔3边缘具有内凹的溢料槽5，并且下模2在型腔3边缘处设有用于切割成型时产生的溢料的刀口4；该成型模具还包括抽真空装置，所述抽真空装置包括控制器、抽气头12和气动阀11，控制器、抽气头12和气动阀11分别连接在模具内，控制器与气动阀11驱动连接，抽气头12一端与气动阀11连接，另一端与模具连接并与设于模具内且与型腔3连通的气路通道7连通；上模1和下模2之间还设有合模时弹性限位件6，该弹性限位件6安装在下模2上，弹性限位件6上设有在受到压力时能把压力信号传送给抽真空装置中的控制器以驱动气动阀11工作的感应元件；

2)把碳纤维布铺设在模具上，使其完全覆盖住型腔；

3)合模，当上模1接触到弹性限位件6时，弹性限位件6上的感应元件把信号传送给抽真空装置，驱动气动阀11，开始抽气，直到型腔3内呈真空状态，此时树脂胶料渐渐向溢胶槽中溢出，树脂胶料充满于整个型腔；同时，当上模1和下模完全合模时，溢出的树脂胶料通过下模2上的刀口4被切割掉；

4)对成型模具内的流动性进行固化操作，变成固态产品；并进行保压；

5)脱模、取出。

上述成型模具中，所述弹性限位件6为密封圈，下模2在型腔轮廓外侧设有形成闭环的密封槽9，密封圈嵌接在密封槽9内并突出于下模2表面。

上述成型模具中，所述密封圈包括一体成型的上部6-1和下部6-2，下部6-2紧配在密封槽9内并与密封槽9形状相配，上部6-1横截面为向外突出的半圆形；下部6-2中设有感应元件。本实施例中，下部6-2的横截面形状为与密封槽9形状相配的矩形，并且下部6-2和上部6-1的连接处的平面不高于密封槽9处下模表面。

上述成型模具中，下模2上在密封槽9与溢料槽5之间设有凸台8，上模1与凸台8相配合处设有凹槽10，凹槽10与上模1中的用于抽真空的气路通道7相通。

上述成型模具中，所述的刀口4包括刀口上斜面4-1和刀口侧斜面4-2，刀口上斜面4-1的一侧与下模型腔面相连，另一侧与刀口侧斜面4-2相交成一条夹角呈锐角的刀口4，刀口侧斜面4-2与溢料槽5相连，刀口端高于刀口上斜面4-1与型腔面的连接端。

以上所述，仅是本发明较佳可行的实施示例，不能因此即局限本发明的权利范围，对熟悉本领域的技术人员来说，凡运用本发明的技术方案和技术构思做出的其他各种相应的改变都应属于在本发明权利要求的保护范围之内。