一种复合材料油箱及其制造方法_2

文档序号:8309852阅读:来源:国知局
[0065]3)将第一壳体的敞口端和第二壳体的敞口端粘接,形成一中空壳体,所述中空壳体为复合材料油箱的内壳;
[0066]4)在所述内壳四周成型出包裹所述内壳的第三壳体,所述第三壳体为所述复合材料油箱的外壳。
[0067]本实施例通过成型工艺首先成型出一端敞口设置的第一壳体、第二壳体,再将第一壳体、第二壳体的敞口端粘接,使第一壳体、第二壳体形成一中空壳体,作为复合材料油箱的内壳。通过如此成型,可以简化成型工艺、以及简化模具的制作,从而降低了复合材料油箱的制造成本。另外,通过成型工艺在复合材料油箱内壳四周成型出包裹内壳的外壳,这种成型方法不仅简单易于实施,而且直接以油箱的内壳作为外壳的模具,进一步简化了模具的制作、降低复合材料油箱的成本。而且,通过在复合材料油箱内壳外设置外壳,可以增强复合材料油箱的强度,提高复合材料油箱的使用寿命。通过上述制造方法制造的复合材料油箱能够克服现有的铝质油箱成型工艺复杂、焊接处漏油、渗油的问题,另外,相对于现有的塑料油箱还进一步简化了成型工艺,确保了强度和刚度。所以,本发明实施例制造的复合材料的油箱能够很好地替代现有的铝质油箱,而应用于装甲车上。
[0068]本实施例中的第一壳体、第二壳体可以为一端敞口的长方体、正方体及筒状结构。第一壳体、第二壳体的敞口端的形状、尺寸相匹配,使其粘接后能形成一密封性好的中空壳体结构。在此,第一壳体、第二壳体的形状、尺寸可以完全相同,也可以不相同,具体根据实际情况而定。
[0069]较佳地,本实施例中复合材料油箱的内壳的厚度为0.9-1.2mm,优选为Imm ;所述复合材料油箱的外壳壁厚为1.8-2.2mm,优选为2mm。
[0070]本发明的发明人采用上述复合材料油箱的制造方法制造出I号复合材料油箱,且该复合材料油箱的内壳厚度为1mm,复合材料油箱的外壳厚度为2_。而用同一种成型方法直接制备2号油箱,2号油箱只具备一层壳体(该壳体由两个半壳粘接而成),壳体的厚度为3mm。然后该两种复合材料油箱进行强度测试,发现I号复合材料油箱的承受的压力远大于2号复合材料油箱承受的压力。
[0071]实施例2
[0072]本实施例主要提供一种成型出第一壳体的方法,其包括如下步骤:
[0073]I)制造出用于成型第一壳体的第一模具。
[0074]根据第一壳体的形状设计出第一模具的图纸,并建立三维实体模型,根据三维实体模型,先制备出木型模具,再根据玻璃钢模具糊制工艺进行糊制,得到用于成型第一壳体的玻璃钢阴模。
[0075]对于木型模具的制备,首先制备出整体木型,然后在分型出分割为两部分木型,两部分木型制作为空心。木型制备好后要检验木型的尺寸、斜角、油管凸台位置、工艺边、R角、脱模斜度、分型面尺寸等。加油口的位置做凸台。
[0076]2)采用真空袋成型工艺成型出第一壳体;
[0077]如图2和图3所示,该步骤具体为:在第一模具内涂覆2-3遍脱模剂后,在第一模具I内壁进行铺层处理,依次铺设至少一层纤维增强材料层2、脱模布以及导流网3,按照设计要求在导流网3表面的相应位置铺设管道、注胶管4及抽气管8,最后用真空袋将铺层与模具内壁包裹起来,形成密封模腔。并在模具端部加密封条7和强芯毡6。将抽气管8、注胶管4分别与真空泵、树脂罐连接。真空保压,对模腔进行抽真空处理,待压力满足要求时,通过注胶管向模腔内注入第一树脂胶液。待第一胶液固化后,进行脱模处理,得到第一壳体。
[0078]较佳地,上述的纤维增强材料层为200_400g/m2的碳纤维布,优选使用3K缎纹碳纤维布,具体在铺层时,铺层往工艺边上翻50mm,导流网比铺层小110mm。铺层完毕后,在粘接面的位置要加上随型工装5,来保证四个转角和内表面的平整光滑。
[0079]较佳地,在上述成型步骤中,将注胶管设置在导流网的中央位置,这样使最终成型出的产品的表面质量好。
[0080]较佳地,本实施例中用第一成型工艺成型出第一壳体的方法中,注胶步骤所使用的第一树脂胶液,以重量份计,包括如下组分:80-110重量份的4481B树脂;0.3-0.7重量份的促进剂;0.1-0.2重量份的阻聚剂;1_2重量份的固化剂。
[0081]发明人根据结构力学特性分析,复合材料油箱会通过变形来抵抗回油压力,方形结构的最大变形量在棱边位置,而较大的变形量将导致树脂断裂,进而出现漏油,因此需要选用弹性模量较大的纤维以减小总体变形量,同时辅以断裂延伸率较大的树脂来增加产品变形承受能力。经过发明人多次试验数据分析,同时考虑到铺层时的易铺覆性和随型性,发明人发现确定使用3K缎纹碳纤维增强4481B树脂为油箱的材质,不仅使复合材料油箱的强度较好,可以易于成型。
[0082]本实施例中,发明人将真空袋成型工艺与实施例中制造复合材料油箱的思路结合在一起,设计了一种以简单的成型工艺制造出强度好的复合材料油箱。
[0083]实施例3
[0084]本实施例提供一种制造出第二壳体的方法,具体方法包如下步骤:
[0085]I)制造出用于成型出第二壳体的第二模具;
[0086]该步骤具体为,首先根据第二壳体的形状设计出图纸,并建立出三维实体模型。随后根据三维实体模型制造出第二模具。第二模具的制造方法可参照实施2中第一模具的制造方法。
[0087]2)利用真空袋成型工艺成型出第二壳体;
[0088]该步骤可参照实施例2中关于采用真空袋成型工艺成型第一壳体的工艺。
[0089]实施例4
[0090]本实施例主要提供一种将第一壳体的敞口端和第二壳体的敞口端粘接,形成一中空壳体的步骤,该步骤具体包括:
[0091]I)将加强筋粘接在所述第一壳体内和所述第二壳体内;
[0092]该步骤还包括加强筋的制备步骤,该步骤具体包括设计加强筋的图纸,根据图纸绘制出三维实体模型,随后根据三维实体模型设计出用于制备加强筋的模具的实体模型,根据加强筋模具的尺寸、形状制备出木模,最后采用手糊成型、真空袋吸胶工艺成型出加强筋。
[0093]具体粘接方法为:首先将加强筋的粘接部进行打磨处理,并在加强筋的粘接面、壳体的粘接面都要打上A280胶。打完胶进行粘接,并把多余的胶铲掉。待胶固化后,在粘接面位置糊I层300g/m2短切毡、I层370g/m2的碳纤维布。
[0094]2)将第一壳体、第二壳体的敞口端的端面进行打磨处理;
[0095]将第一壳体的上沿切掉15mm,将第二壳体的阴模切掉19mm,进行研配,确认该尺寸复合要求后进行粘接。并将粘接面进行打磨处理,直到第一壳体、第二壳体能合上为止。
[0096]3)采用胶粘剂将第一壳体的敞口端和第二壳体的敞口端的端面粘接,使第一壳体、第二壳体组合成一中空壳体。
[0097]在第一壳体、第二壳体敞口端的端面处均打上A280胶,打胶方式为W型,打胶过程保持连续。打胶完成后,进行粘接。当第一壳体、第二壳体配合到位后,如图4所示,把油箱内壳17立起来,油箱内壳17底下需要垫一块平板20,在第一壳体、第二壳体的粘接面上各加一根铝方盒18 (即,跟胶接触的面上要粘上透明胶带),并用C型夹19固定,上端压砝码21,待胶固化后,即得到油箱内壳。
[0098]制造出油箱内壳后,还要进行密封测试,验证油箱内壳是否合格。
[0099]实施例5
[0100]较佳地,在第一壳体、第二壳体粘接成复合材料油箱的内壳步骤前,还包括:在所述第一壳体或所述第二壳体上开设通气孔的步骤。通过这一步骤在第一壳体上或第二壳体上开设一通气孔,以便在对内壳进行密封测试时,防止由于内壳密封性不好,而使内壳在压力的作用下变形或压扁,而无法修补。
[0101]较佳地,该通气孔在复合材料油箱后期使用时还可以作为油箱与油管连接口使用,也可作为其他用途使用;也可在进行密封测试后,用胶将其封堵。
[0102]另外,在对内壳进行密封测试的步骤主要为:用真空袋包装内壳;在通气孔处密封连接一通气管,通气管的另一端伸出真空袋,且通气管与所述真空袋密封连接;用真空袋进行保压测试,即抽真空至指定压力,若不掉压,则密封性好,掉压则密封性差。若密封性差则可以边抽真空便刷树脂的方法进行堵漏。
[0103]实施例6
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