一种碳纤维避震塔及汽车部件的制作方法

本发明涉及一种汽车车身零件，具体而言，涉及用于连接底盘减震器的车身零件，通常称为避震塔或轮罩。

背景技术：

图1为典型的承载式车身的前避震塔的结构，该结构用于将底盘减震器连接到车身上，从而将车轮的加速度传递给车身，进而控制车辆的运动。

典型的承载式车身的前避震塔一般由汽车钢板冲压而成，也可能由冲压后的单件互相焊接而成。其中，顶部圆盘1与减震器接触，承受车轮传递的各种加速度；下部的裙边2用于与车身其他部件相连接，进而将加速度传递给车身。

技术实现要素：

本发明的目的在于，对现有避震塔进行改进，降低避震塔重量，从而能为车身减重并利于降低整车油耗。

本发明为达到其目的，提供如下技术方案：

一种碳纤维避震塔，所述碳纤维避震塔的主要成分为碳纤维丝和热固性树脂，且成品碳纤维避震塔中所述碳纤维丝和所述热固性树脂的体积比为1:3-3:1(例如1:3、:2:3、3:3、3:2、3:1等)，采用特定的体积比例，可以兼顾产品强度以及使得热固性树脂能充分浸润碳纤维丝；更佳的，优选所述碳纤维丝和所述热固性树脂的体积比为1:2-2:1。

本发明所述的碳纤维避震塔，优选通过碳纤维材料和热固性树脂经注塑成型工艺制得；注塑成型为本领域所熟知的成型工艺，本发明可采用本领域已知的注塑成型工艺，对此不作一一赘述；例如可以采用rtm，即树脂传递模型，rtm也是碳纤维复合材料成型领域当前熟知的成型工艺；通过注塑成型制造出满足接口需求和性能需求的避震塔零件。

优选的实施方式中，用于制备所述碳纤维避震塔的碳纤维材料为碳纤维预浸布或碳纤维干丝编织体；其中，所述碳纤维干丝编织体例如为机织和/或三维多向编织，优选三维多向编织。碳纤维预浸布或碳纤维干丝编织体可采用现有市售产品，例如但不局限于东丽t7006k，或sigmatex-t300等。

本发明中，所用的热固性树脂的具体种类没有特别要求，例如但不限于邻苯树脂、双酚a树脂、环氧树脂、间苯树脂、对苯树脂、乙烯基酯树脂等等中的一种或两种以上的组合，可以直接使用市售的热固性树脂，例如但不限于亨斯曼aralditely1572ci等。

本发明一些实施方式中，用于制备所述碳纤维避震塔的碳纤维材料为碳纤维预浸布，制备所述碳纤维避震塔的步骤包括：将所述碳纤维预浸布进行剪裁成为所需的合适形状；之后放入注塑模具中进行层铺，使碳纤维预浸布拼合成制备所述避震塔所需的形状，然后注入热固性树脂并成型；在一些具体实施方式中，注塑成型时注塑压力例如为0.05mpa-0.5mpa，注胶温度例如为20-60℃。采用该方式得到的避震塔，使得零件在两个维度上可以有较强的承载能力。其中，所述层铺的层数例如为5-30层，比如5、10、25、30层等。优选制得的碳纤维避震塔中，碳纤维丝的体积占总体积(是指碳纤维避震塔的材质总体积)的40-75％(例如40％、50％、60％、70％等)，优选该比例，不仅产品具有理想的强度，而且树脂可以充分浸润碳纤维材料，减少成品缺陷。

在另一些实施方式中，所述碳纤维材料为碳纤维干丝编织体，制备所述碳纤维避震塔的步骤包括：将所述碳纤维干丝编织体置于注塑模具中，注入热固性树脂进行注塑成型，之后切割成制备所述避震塔所需的形状；在一些具体实施方式中，注塑成型时注塑压力例如为0.05mpa-0.5mpa，注胶温度例如为20-60℃。采用该方式得到的避震塔，零件型面走向呈现三维分布，不但有经向纱和纬向纱，而且还有将各层纤维上下束缚在一起的z向纱，可以从微观角度大幅提升零件的层间结合力，从而从宏观角度提升零件的耐冲击性能，避免在车辆经过方坑等极端路况下出现层间剥离撕裂。优选的，所述碳纤维干丝编织体的单个编织丝束优选含碳纤维2000-12000根(例如2000、5000、8000、10000、12000根等)。优选制得的碳纤维避震塔中，碳纤维丝的体积占总体积的25-60％(比如25％、40％、50％、60％等)，优选该比例，不仅产品具有理想的强度，而且树脂可以充分浸润碳纤维材料，减少成品缺陷。

本发明还提供一种汽车部件，其中含有上文所述的碳纤维避震塔。具体的，本发明的碳纤维避震塔通过与汽车部件中的其他零件相连接，从而形成分总成或总成零件，连接方式为机械连接或机械连接与胶接相组合，机械连接例如铆接、螺接等其他机械连接方式，这些连接方式可以单独使用或互相结合。本发明的改进点主要在于避震塔的材质，其具体形状结构可以与现有的避震塔相同，例如具有顶部圆盘结构和底部裙边(或称下部裙边)。例如，碳纤维避震塔的顶部圆盘结构与底盘减震器相连接，碳纤维避震塔的底部裙边与车身其他零件相连接，典型的，例如与车身纵梁相接连；顶部圆盘与减震器连接的方式为螺接，也可以是螺接加胶接等，底部裙边与车身其他零件相连接的方式可以是铆接、螺接、或其他机械连接方式，也可以是铆接、螺接、或其他机械连接方式互相结合。

本发明提供的技术方案具有如下有益效果：

本发明的碳纤维避震塔以热固性树脂和碳纤维材料作为主体材料，该避震塔的重量相比现有避震塔得以减轻，且能通过注塑成型为满足接口需求和性能需求的避震塔零件。使用本发明的避震塔，利于实现车身减重、整车油耗降低，同时保证优异的驾驶感受和性能。

附图说明

图1为现有的避震塔结构示意图；

图2为一种实施方式中避震塔的结构示意图。

图3为一种实施方式中碳纤维预浸布裁剪后形状。

附图标记说明：1-顶部圆盘；2-下部裙边。

具体实施方式

为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合实施例进一步阐述本发明的内容，但本发明的内容并不仅仅局限于以下实施例。

实施例1

一种碳纤维避震塔，工艺流程主要为预浸布剪裁→层铺→注塑。具体工艺步骤如下：

将碳纤维预浸布进行剪裁，裁剪后形状如图3所示；之后放入模具中进行层铺，层铺的层数为20层，将碳纤维预浸布拼合成制备避震塔所需的形状，然后注入热固性树脂最终成型，注塑压力为0.2mpa，注胶温度为30℃。

制得碳纤维避震塔的结构如图2所示，包括顶部圆盘1和下部裙边2。该碳纤维避震塔中，碳纤维丝和热固性树脂的体积比为6:4。

该实施例中所用的碳纤维预浸布为sigmatex-t300，所用的热固性树脂为亨斯曼aralditely1572ci。

对该实施例避震塔进行台架冲击试验，能满足某中型车方坑路谱要求，相比传统的金属避震塔，减重2.3kg。试验过程中未出现层间撕裂。

实施例2

一种碳纤维避震塔，工艺流程为干丝编织→注塑→切割成型。具体工艺步骤如下：

将碳纤维干丝编织体置于模具中，注入热固性树脂进行注塑成型(注塑压力0.3mpa。注胶温度：50℃)，之后切割成制备避震塔所需的形状。

制得碳纤维避震塔的结构如图2所示，包括顶部圆盘1和下部裙边2。该碳纤维避震塔中，碳纤维丝和热固性树脂的体积比为4：6。

该实施例中，所用的碳纤维干丝编织体为机织，单个编织丝束含碳纤维6000根。所用的热固性树脂为亨斯曼aralditely1572ci。

对该实施例避震塔进行台架冲击试验，能满足某中型车方坑路谱要求，相比传统的金属避震塔，减重2.4kg。试验过程中未出现层间撕裂。

实施例1或2，和现有的避震塔相比，主要改进在于其材质的不同。

本领域技术人员可以理解，在本说明书的教导之下，可对本发明做出一些修改或调整。这些修改或调整也应当在本发明权利要求所限定的范围之内。