碳纤维复合材料汽车水箱上横梁总成及其制作方法

碳纤维复合材料汽车水箱上横梁总成及其制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种碳纤维复合材料汽车水箱上横梁总成及其制作方法，属于复合材料和汽车零部件领域。该汽车水箱上横梁总成，至少包括：上横梁本体、加强板，所述上横梁本体与所述加强板之间设置有泡沫夹心层。采用高强轻质的多层多铺层方向的碳纤维织物材料为增强体，树脂为基体制作，在满足强度、刚度、载荷的条件下，实现轻量化，上横梁本体可实现减重63%，加强板可实现减重61%，显著提高燃料效率；碳纤维复合材料汽车水箱上横梁总成的Z向刚度可达到424N/mm，同时也提高了发动机舱前横梁系统总成的刚度。由于碳纤维材质水箱上横梁总成的结构大大简化，便于一次加工成型，有效降低制作成本。
【专利说明】碳纤维复合材料汽车水箱上横梁总成及其制作方法【技术领域】[0001]本发明涉及复合材料和汽车零部件领域，特别涉及一种碳纤维复合材料汽车水箱 上横梁总成及其制作方法。【背景技术】[0002]由于对轿车的造型和性能要求的越来越高，受造型的影响，轿车前部造型的分缝 线高低不一，再加上发动机舱本身空间的限制，零部件布置方式种类的增多，很多零部件安 装点或多或少的布置在水箱横梁总成上，再加上引擎盖总成的连接装置锁体安装件，使水 箱横梁总成的负荷将越来越重。水箱横梁总成作为重要的车身结构件，考虑到对车身结构 的轻量化要求，以及结构强度高和碰撞安全性能的要求，如何合理的设计高承载，高强度， 轻质的水箱上横梁总成目前成为车身发展的挑战。[0003]传统的金属钣金件汽车水箱上横梁总成是由上横梁本体I和加强板2构成，通过 螺栓联接在一起；参见图1、图2所示，所述上横梁本体I采用的材料为B210P1，厚度约为1.5mm，重量约为1.1kg ;在上横梁本体I的梁体1.1上设置有梁冠1.8，梁体1.1中部设置 有U型凹槽1.2，而且梁侧1.5较短，在梁体1.1上对称设置有两个梁翼1.3，梁翼1.3上设 置有通孔1.6，在梁冠1.8上设置有两翼凹槽1.4、圆弧凹槽1.7 ;所述加强板2采用的材料 为B210P1，厚度约为1.0mm,重量约为0.46kg ;加强板2由板体2.1、凸块2.5、板峰2.3构成 层叠状的加强板，其板体2.1横截面为凹槽型，正面设置有板峰2.3，而且板侧2.6较短，板 峰2.3两侧设置有板翼2.8，板体2.1的一侧边缘上设置有中部凹槽2.2、板翼凹槽及槽孔2.4，板翼2.8的平面上设置有安装孔2.7、方孔2.9，在一侧的板翼2.8上设置有凸块2.5。[0004]在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术金属钣金件汽车水箱上横梁总成至 少存在以下问题:[0005]1.从车身结构强度要求高的方面考虑:水箱横梁总成固定着引擎盖总成的连接 装置锁体安装件等关键零部件。水箱上横梁总成主要承受着来自于引擎盖总成闭合时瞬间 冲击载荷的冲撞和轿车行驶时引擎盖的上下波动，直接致使水箱上横梁总成与引擎盖总成 的连接装置锁体安装件处为应力集中的区域，由于此处加强结构设计不合理，强度不够，水 箱横梁本体刚度不均，目前金属钣金件水箱上横梁本体的Z向刚度目标值为400N/mm，直接 导致应力集中区域发生开裂现象。[0006]同时水箱横梁总成也发挥连接着左右纵梁总成形成前部横梁系统结构的作用。传 统的采用层叠加强板来实现高强度的加强方式对刚度的提高效果不明显，无法很好的提高 前横梁系统总成的扭转刚度；如果轿车经常行驶的路况很差，路面产生的振动带给车身，由 于水箱横梁的刚度和强度不足，直接会引起疲劳变形以及开裂等问题，也会导致引擎盖总 成锁体与锁钩闭合位置偏移，致使开启闭合困难。某些时候当发动机高速和低速运转时的 激励，引擎盖总成锁固定点处钣金结构变形引起的引擎盖总成固定不良而产生的异响和抖 动现象，使NVH效果直线下降，从而影响了整车驾驶的舒适性，降低了顾客满意度。[0007]2.从碰撞安全性能优的角度考虑:水箱横梁总成在整车发生碰撞的情况下，发挥着不可忽视的作用。当轿车发生偏置冲撞的时候，连接着左右纵梁总成的水箱横梁总成，是 一个尤为重要的引擎盖支撑结构，支撑引擎盖总成在X向的弯曲刚度，吸收冲击动能，均衡 引擎盖总成左右端受力变形情况，缓解动力总成在碰撞过程中往座舱内的位移量，减少了 前挡板因碰撞后的侵入量。[0008]3.从车身轻量化角度考虑:车身轻量化同时也要求水箱横梁总成轻量化，高度承 载的水箱横梁总成的轻量化是未来汽车工业发展的方向。[0009]4.从制作方法考虑:由于传统的金属钣金件汽车水箱上横梁总成结构过于复杂， 使得制作成本很高。
【发明内容】
[0010]为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种碳纤维复合材料汽车水箱上 横梁总成及其制作方法。提高了水箱横梁总成的结构刚度、强度，实现减重，降低制作成本。 所述技术方案如下:[0011]一方面，提供了一种碳纤维复合材料汽车水箱上横梁总成，至少包括:上横梁本 体、加强板，所述上横梁本体与所述加强板之间设置有泡沫夹心层。[0012]具体地，所述上横梁本体结构至少包括:梁体、梁翼、梁侧、通孔、梁冠，在高压下树 脂浸润碳纤维织物后整体成型。[0013]进一步地，所述上横梁本体的梁体上设置有平整面的所述梁冠，所述梁体顶面中 部为平整面，两梁侧加长4-8mm ;所述梁体上设置有所述梁翼，所述梁翼上设置有所述通 孔。[0014]具体地，所述加强板结构至少包括:板体、板峰、板侧、安装孔、板翼、凸梁，在高压 下树脂浸润碳纤维织物后整体成型。[0015]进一步地，所述上横梁加强板的板体横截面为凹槽型，一侧为阶梯面，所述板体正 面设置有平整面的板峰，所述板峰的两板侧加长4-8_，所述板体的板翼上设置有平整面的 所述凸梁。[0016]具体地，所述泡沫夹心层的板体为长方形平板状，四周设置有翘边，所述板体底面 为平面，上面中部设置有凸丘。[0017]进一步地，所述泡沫夹心层的凸丘面朝向所述上横梁本体内表面，所述加强板的 板峰面朝向所述泡沫夹心层的底平面，在高压作用下上横梁本体和加强板夹紧所述泡沫夹 心层并实现整体成型。[0018]另一方面，提供了一种碳纤维复合材料汽车水箱上横梁总成的制作方法，为实现 上述水箱上横梁总成结构，所述制作方法至少包括以下步骤:1)选材；2)模具清理、涂脱模 剂；3)涂胶衣；4)纤维铺层及嵌件安装；5)合模夹紧；6)树脂注入；7)树脂固化；8)开模脱 模工艺步骤；其中[0019]步骤I)选材；[0020]所述碳纤维复合材料由以多层碳纤维材料为增强体与以树脂为基体复合而成，所 述多层碳纤维材料选用日本东丽T300碳纤维织物，所述树脂选用中低温的快速固化5028 环氧树脂体系为原材料，其中碳纤维织物的含量(重量百分比，下同)为50-60%，环氧树脂材 料的含量为40-50% ；[0021]步骤2)模具清理、涂脱模剂；[0022]用酒精对模具表面进行清理；用半永久性脱模剂807对模具表面均匀涂抹至少五 遍，每次涂抹间隔半小时以上；[0023]步骤3)涂胶衣；[0024]用喷枪将胶衣树脂均匀的喷涂在模具的表面，并等胶衣固化2_6h。[0025]具体地，为实现上述水箱上横梁总成结构，所述制作方法至少还包括以下步骤:其 中[0026]步骤4)纤维铺层及嵌件安装；[0027]a.上横梁本体复合材料铺层[0028]在已清洁和涂覆脱模剂的汽车水箱上横梁模具的阴模中进行碳纤维织物铺层平 整铺设，选取十层3K东丽T300碳纤维织物布铺层平整铺设，选择标准铺层角度为O°、 45。 、-45。和 90。；[0029]第一层碳纤维织物对应于上横梁本体的外表面，在第一层0°铺层上面进行90° 方向的第二层铺层，然后自下而上依次是第三层为45°方向的铺层，第四层为-45°方向 铺层，第五层为0°铺层，第六层为0°铺层，第七层为-45°方向铺层，第八层为45°方向 铺层，第九层为90°方向铺层，第十层为0°铺层，将碳纤维织物在模具上压紧；每一铺层 单层厚度为0.3mm ；[0030]b.压紧泡沫夹心层[0031]将泡沫夹心层按照数模结构切割成型后，放在水箱上横梁预成型体的内表面，对 好相应的位置，将两者压紧；[0032]c.加强板复合材料铺层[0033]在泡沫夹心层上面进行加强板复合材料的织物铺层，选取七层3K东丽T300碳纤 维织物布铺层平整铺设，选择标准铺层角度为0°、45°、-45°和90° ;[0034]第一层碳纤维织物对应于加强板的内表面，在第一层45°铺层上面进行-45°方 向的第二层铺层，然后自下而上依次是第三层为90°方向的铺层，第四层为0°方向铺层， 第五层为90°铺层，第六层为-45°铺层，第七层为45°方向铺层，所述第七层碳纤维织物 对应于上横梁本体的外表面，将碳纤维织物在模具上压紧；每一铺层单层厚度为0.3mm。[0035]具体地，为实现上述水箱上横梁总成结构，所述制作方法至少还包括以下步骤:其 中[0036]步骤5)合模夹紧；[0037]沿着模架定位销的方向，将汽车水箱上横梁模具的阳模对准压到汽车水箱上横梁 模具的阴模上，将四周的紧固处进行紧固，确保模具的气密性；[0038]步骤6)树脂注入；[0039]按照T300+5028树脂复合材料配比，将5028环氧树脂和相应的固化剂分别加入到 注射机的材料罐中，运行设备进行树脂的注射，待到出料口能看见树脂时停止注胶；[0040]步骤7)树脂固化；[0041]待环氧树脂充分填充整个模具型腔后，利用模具的加热装置对型腔内的环氧树脂 进行加热，令其充分固化；[0042]步骤8)开模脱模；[0043]将模具四周的紧固处打开，将上、下模具分开，脱模得到碳纤维复合材料水箱上横 梁总成。[0044]本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:[0045]通过采用高强轻质的多层多铺层方向的碳纤维织物材料为增强体，树脂为基体 制作复合材料水箱上横梁总成，利用碳纤维复合材料的高模量，高刚度以及结构铺层的可 设计性，合理设计水箱横梁、加强结构、铺层以及外观结构，在满足强度、刚度、载荷的条件 下，实现轻量化，上横梁本体可实现减重63%，加强板可实现减重61% ;通过计算机辅助工程 (CAE)计算分析得知，碳纤维复合材料水箱上横梁总成的Z向刚度可达到424N/mm，直接提 高了水箱横梁总成的结构刚度，同时也提高了发动机舱前横梁系统总成的刚度。由于水箱 横梁总成结构设计的优化，也提高了整车乘坐的舒适性；由于使用碳纤维材料可以大幅度 降低水箱上横梁结构重量，故可显著提高燃料效率；由于碳纤维材质水箱上横梁总成的结 构大大简化，便于一次加工成型，有效降低制作成本。【专利附图】

【附图说明】[0046]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于 本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他 的附图。[0047]图1是现有技术金属钣金件汽车水箱上横梁总成结构示意图的分解图；[0048]图2是图1现有技术中水箱上横梁加强板结构示意图的俯视图；[0049]图3是本发明实施例提供的碳纤维复合材料汽车水箱上横梁总成结构示意图的 分解图；[0050]图4是本发明实施例提供的图3中水箱上横梁加强板结构示意图的俯视图；[0051]图5是本发明实施例提供的碳纤维复合材料汽车水箱上横梁总成装配示意图。[0052]图中各符号表示含义如下:[0053]I上横梁本体，[0054]1.1梁体，1.2U型凹槽，1.3梁翼，1.4两翼凹槽，1.5梁侧，1.6通孔，1.7圆弧凹槽， 1.8梁冠，1.9安装孔；[0055]2加强板，[0056]2.1板体，2.2中部凹槽，2.3板峰，2.4板翼凹槽及槽孔，2.5凸块，2.6板侧，2.7安 装孔，2.8板翼，2.9方孔、2.10凸梁；[0057]3泡沫夹心层，[0058]3.1 板体，3.2 凸丘。【具体实施方式】[0059]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方 式作进一步地详细描述。[0060]实施例一[0061]参见图3、图4所示，本发明实施例提供了一种碳纤维复合材料汽车水箱上横梁总成，至少包括:上横梁本体1、加强板2、泡沫夹心层3等零部件。[0062]具体地，将上横梁本体I结构采用优化设计，所述上横梁本体I结构至少包括: 梁体1.1、梁翼1.3、梁侧1.5、通孔1.6、梁冠1.8 ;所述上横梁本体I采用的材料为碳纤维 T300+5028树脂复合材料，厚度约为3.0mm,重量约为0.4kg ;所述碳纤维(CF)是纤维状的碳 素材料，含碳量在90%以上，既有碳材料的固有特征，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，而 且具有耐腐蚀、耐热好、质量轻、高强度、高弹性模量、低密度及十分优异的力学性能，依据 纤维等级和方向性，甚至可以达到钢材类似的强度。[0063]所述碳纤维复合材料在高压作用下，树脂浸润碳纤维织物后整体成型上横梁本体 I，具体地，作为优选，所述上横梁本体I的梁体1.1上设置有平整面梁冠1.8，无凹槽，梁体1.1顶面中部为平整面结构,无凹槽,而且梁体1.1的两梁侧1.5加长4-8mm ;梁体1.1上对 称设置有两梁翼1.3，两梁翼1.3上设置有若干通孔1.6 ;该上横梁本体I取消了传统金属 钣金件汽车水箱上横梁本体的U型凹槽、两翼凹槽、圆弧凹槽，采用平整面结构，并增长了 梁体侧边，因而提高了上横梁本体I的整体刚度和强度。[0064]具体地，将加强板2结构采用优化设计，所述加强板2结构至少包括:板体2.1、 板峰2.3、板侧2.6、安装孔2.7、板翼2.8、凸梁2.10 ;所述加强板2选用材料为碳纤维 T300+5028树脂复合材料，厚度约为2.1mm，重量约为0.18kg，所述碳纤维复合材料在高压 作用下，树脂浸润碳纤维织物后整体成型上横梁加强板2，具体地，作为优选，所述板体2.1 横截面为凹槽型，板体2.1—侧为阶梯面，无凹槽，并设置有安装孔2.7，板体2.1正面无凹 槽,无通孔,设置有平整面的板峰2.3，板峰2.3的两板侧2.6加长4-8mm，板体2.1两侧设 置有板翼2.8，板翼2.8上设置有平整面的凸梁2.10 ;该上横梁加强板2取消了传统金属钣 金件汽车水箱上横梁加强板的中部凹槽、板翼凹槽，采用平整面结构，取消了板体正面的通 孔、方孔、凸块，增长了板峰侧边，因而提高了水箱上横梁加强板2的整体刚度和强度。[0065]具体地，所述泡沫夹心层3选用PVC泡沫c70.55，泡沫夹心层3的板体3.1为长方 形平板状，厚度约为0.5-22mm,四周设置有翅边,板体3.1底面为平面,上面中部设置有至 少两个凸丘3.2，其间距为175-185mm ;泡沫夹心层3起到增强刚度的作用。[0066]参见图5所示，装配时，将泡沫夹心层3设置在上横梁本体I与加强板2之间，带 有两个凸丘3.2的面朝向上横梁本体I内表面，将加强板2的板峰2.3面朝向泡沫夹心层 3的底平面，上横梁本体I和加强板2本体夹紧所述泡沫夹心层3并实现整体成型。[0067]实施例二[0068]为实现上述结构设计，本发明实施例提供了一种碳纤维复合材料汽车水箱上横梁 总成的制作方法。具体地，作为优选，所述制作方法是在模具上分别采用树脂传递模塑成型 (RTM)工艺一体成型或真空辅助树脂注射(VARI)工艺方法进行成型，以RTM成型工艺为例， 所述制作方法至少包括以下步骤:1)选材；2)模具清理、涂脱模剂；3)涂胶衣；4)纤维铺层 及嵌件安装；5)合模夹紧；6)树脂注入；7)树脂固化；8)开模脱模等工艺步骤；其中[0069]步骤I)选材；[0070]碳纤维复合材料由以多层碳纤维材料为增强体与以树脂为基体复合而成，所述多 层碳纤维材料选用日本东丽T300碳纤维织物，所述树脂选用中低温的快速固化5028环氧 树脂体系为原材料，其中碳纤维织物的含量(重量百分比，下同)为50-60%，环氧树脂材料的 含量为40-50% ；[0071]步骤2)模具清理、涂脱模剂；[0072]用酒精对模具表面进行清理；用半永久性脱模剂807对模具表面均匀涂抹至少五 遍，每次涂抹间隔半小时以上；[0073]步骤3)涂胶衣；[0074]用喷枪将胶衣树脂均匀的喷涂在模具的表面，并等胶衣固化2_6h ;胶衣选用模具 胶衣，它的基体树脂是不饱和聚脂(UP)，树脂的结构赋予制品具有良好的机械性能，耐化学 性及柔韧性；[0075]步骤4)纤维铺层及嵌件安装；[0076]a.上横梁本体复合材料铺层[0077]在已清洁和涂覆脱模剂的汽车水箱上横梁模具(阴模)中先进行碳纤维织物铺层 平整铺设，具体地，可选取十层3K东丽T300碳纤维织物布，铺层角度选择标准铺层角度 0°、45°、-45°和90°，从结构稳定性、减少泊松比和热应力及避免树脂直接受载考虑，铺 层角度0°和90°主要承受轴向和纵向应力，45°和-45°主要承受剪切力；[0078]铺设时，第一层碳纤维织物对应于上横梁本体I的外表面，故第一层碳纤维织物 铺层的时候要注意碳纤维纹路方向的平整，同时要保证第一层碳纤维织物布紧密贴紧模具 的表面，不能有缝隙存在，以免形成树脂的富集；在第一层0°铺层上面进行90°方向的第 二层铺层，然后自下而上依次是第三层为45°方向的铺层，第四层为-45°方向铺层，第五 层为O。铺层，第六层为0°铺层，第七层为-45°方向铺层，第八层为45°方向铺层，第九 层为90°方向铺层，第十层为0°铺层；一共平整铺设十层东丽T300碳纤维织物，每一铺层 单层厚度为0.3mm，直到铺完，总厚度为3.0mm，用已成型的水箱上横梁本体或钣金件进行 预压，将碳纤维织物在模具上压紧形成水箱上横梁本体预成型体；[0079]b.压紧泡沫夹心层[0080]将泡沫夹心层3按照数模结构切割成型后，放在水箱上横梁预成型体的内表面， 对好相应的位置，将两者压紧；[0081]c.加强板复合材料铺层[0082]在泡沫夹心层3上面进行加强板复合材料的织物铺层，具体地，可选取七层3K东 丽T300碳纤维织物布，铺层角度选择标准铺层角度0°、45°、-45°和90°，从结构稳定 性、减少泊松比和热应力及避免树脂直接受载考虑，铺层角度0°和90°主要承受轴向和 纵向应力，45°和-45°主要承受剪切力；[0083]铺设时，第一层碳纤维织物对应于加强板2的内表面，故第一层碳纤维织物铺层 的时候要注意碳纤维纹路方向的平整，同时要保证第一层碳纤维织物布紧密贴紧模具的表 面，不能有缝隙存在，以免形成树脂的富集；在第一层45°铺层上面进行-45°方向的第二 层铺层，然后自下而上依次是第三层为90°方向的铺层，第四层为0°方向铺层，第五层为 90°铺层，第六层为-45°铺层，第七层为45°方向铺层，最后第七层碳纤维织物对应于零 部件的外表面，故这一层碳纤维织物铺层的时候要注意碳纤维纹路方向的平整；一共平整 铺设七层东丽T300碳纤维织物，每一铺层单层厚度为0.3mm,直到铺完，总厚度为2.1mm,最 后将碳纤维织物在模具上压紧；[0084]步骤5)合模夹紧；[0085]沿着模架定位销的方向，将汽车水箱上横梁模具(阳模)对准压到汽车水箱上横梁模具(阴模)上，将四周的紧固处进行紧固，确保模具的气密性；[0086]步骤6)树脂注入；[0087]按照T300+5028树脂复合材料配比，其中碳纤维织物的含量(重量百分比，下同)为 50-60%，环氧树脂材料的含量为40-50% ;将5028环氧树脂和相应的固化剂分别加入到树脂 传递模塑成型(RTM)注射机的材料罐中，运行RTM设备进行树脂的注射，待到出料口能看见 树脂时即可停止注胶；[0088]步骤7)树脂固化；[0089]待环氧树脂充分填充整个模具型腔后，利用模具的加热装置对型腔内的环氧树脂 进行加热，令其充分固化；[0090]步骤8)开模脱模；将模具四周的紧固处打开，将上、下模具分开，脱模即可得到碳 纤维复合材料水箱上横梁总成。[0091 ] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和 原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种碳纤维复合材料汽车水箱上横梁总成，至少包括:上横梁本体、加强板，其特征在于，所述上横梁本体与所述加强板之间设置有泡沫夹心层。
2.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料汽车水箱上横梁总成，其特征在于，所述上横梁本体结构至少包括:梁体、梁翼、梁侧、通孔、梁冠，在高压下树脂浸润碳纤维织物后整体成型。
3.根据权利要求2所述的碳纤维复合材料汽车水箱上横梁总成，其特征在于，所述上横梁本体的梁体上设置有平整面的所述梁冠，所述梁体顶面中部为平整面，两梁侧加长4-8mm ;所述梁体上设置有所述梁翼，所述梁翼上设置有所述通孔。
4.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料汽车水箱上横梁总成，其特征在于，所述加强板结构至少包括:板体、板峰、板侧、安装孔、板翼、凸梁，在高压下树脂浸润碳纤维织物后整体成型。
5.根据权利要求4所述的碳纤维复合材料汽车水箱上横梁总成，其特征在于，所述上横梁加强板的板体横截面为凹槽型，一侧为阶梯面，所述板体正面设置有平整面的板峰，所述板峰的两板侧加长4-8_，所述板体的板翼上设置有平整面的所述凸梁。
6.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料汽车水箱上横梁总成，其特征在于，所述泡沫夹心层的板体为长方形平板状，四周设置有翘边，所述板体底面为平面，上面中部设置有凸丘。
7.根据权利要求1-6任一项所述的碳纤维复合材料汽车水箱上横梁总成，其特征在于，所述泡沫夹心层的凸丘面朝向所述上横梁本体内表面，所述加强板的板峰面朝向所述泡沫夹心层的底平面，在高压作用下上横梁本体和加强板夹紧所述泡沫夹心层并实现整体成型。
8.一种碳纤维复合材料汽车水箱上横梁总成的制作方法，其特征在于，为实现上述水箱上横梁总成结构，所述制作方法至少包括以下步骤:1)选材；2)模具清理、涂脱模剂；3) 涂胶衣；4)纤维铺层及嵌件安装；5)合模夹紧；6)树脂注入；7)树脂固化；8)开模脱模工艺步骤；其中步骤1)选材；所述碳纤维复合材料由以多层碳纤维材料为增强体与以树脂为基体复合而成，所述多层碳纤维材料选用日本东丽T300碳纤维织物，所述树脂选用中低温的快速固化5028环氧树脂体系为原材料，其中碳纤维织物的含量(重量百分比，下同)为50-60%，环氧树脂材料的含量为40-50% ；步骤2)模具清理、涂脱模剂；用酒精对模具表面进行清理；用半永久性脱模剂807对模具表面均匀涂抹至少五遍， 每次涂抹间隔半小时以上；步骤3)涂胶衣；用喷枪将胶衣树脂均匀的喷涂在模具的表面，并等胶衣固化2-6h。
9.根据权利要求8所述的碳纤维复合材料汽车水箱上横梁总成，其特征在于，为实现上述水箱上横梁总成结构，所述制作方法至少还包括以下步骤:其中步骤4)纤维铺层及嵌件安装；a.上横梁本体复合材料铺层在已清洁和涂覆脱模剂的汽车水箱上横梁模具的阴模中进行碳纤维织物铺层平整铺设，选取十层3K东丽T300碳纤维织物布铺层平整铺设，选择标准铺层角度为0°、 45。 、-45。和 90。；第一层碳纤维织物对应于上横梁本体的外表面，在第一层0°铺层上面进行90°方向的第二层铺层，然后自下而上依次是第三层为45°方向的铺层，第四层为-45°方向铺层， 第五层为0°铺层，第六层为0°铺层，第七层为-45°方向铺层，第八层为45°方向铺层， 第九层为90°方向铺层，第十层为0°铺层，将碳纤维织物在模具上压紧；每一铺层单层厚度为0.3mm ；b.压紧泡沫夹心层将泡沫夹心层按照数模结构切割成型后，放在水箱上横梁预成型体的内表面，对好相应的位置，将两者压紧；c.加强板复合材料铺层在泡沫夹心层上面进行加强板复合材料的织物铺层，选取七层3K东丽T300碳纤维织物布铺层平整铺设，选择标准铺层角度为0°、45°、-45°和90° ;第一层碳纤维织物对应于加强板的内表面，在第一层45°铺层上面进行-45°方向的第二层铺层，然后自下而上依次是第三层为90°方向的铺层，第四层为0°方向铺层，第五层为90°铺层，第六层为-45°铺层，第七层为45°方向铺层，所述第七层碳纤维织物对应于上横梁本体的外表面，将碳纤维织物在模具上压紧；每一铺层单层厚度为0.3mm。
10.根据权利要求8所述的碳纤维复合材料汽车水箱上横梁总成，其特征在于，为实现上述水箱上横梁总成结构，所述制作方法至少还包括以下步骤:其中 步骤5)合模夹紧；沿着模架定位销的方向，将汽车水箱上横梁模具的阳模对准压到汽车水箱上横梁模具的阴模上，将四周的紧固处进行紧固，确保模具的气密性；步骤6)树脂注入；按照T300+5028树脂复合材 料配比，将5028环氧树脂和相应的固化剂分别加入到注射机的材料罐中，运行设备进行树脂的注射，待到出料口能看见树脂时停止注胶；步骤7)树脂固化；待环氧树脂充分填充整个模具型腔后，利用模具的加热装置对型腔内的环氧树脂进行加热，令其充分固化；步骤8)开模脱模；将模具四周的紧固处打开，将上、下模具分开，脱模得到碳纤维复合材料水箱上横梁总成。
【文档编号】B62D21/09GK103496400SQ201310459831
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年9月27日 优先权日:2013年9月27日
【发明者】方舟, 张道理, 宣善勇 申请人:奇瑞汽车股份有限公司