一种连续纤维复合材料增强铝合金型材及其制备方法与流程

本发明涉及铝合金型材加工技术领域，尤其涉及一种连续纤维复合材料增强铝合金型材及其制备方法。

背景技术：

随着节能减排的要求，汽车对车身轻量化有很高的要求，车身结构采用铝合金型材替代钣金钢是实现轻量化的有效手段。对于部分承弯曲或承拉压结构，采用碳纤维复合材料对铝合金结构进行补强，是进一步提高轻量化效果的手段，但碳纤维复合材料和铝合金如何可靠连接是一个较难解决的问题。目前采用将碳纤维复合材料通过粘接结合铆接方式固定至铝合金外表面的方式将碳纤维和铝合金连接，但该连接方式，无法用碳纤维复合材料增强型材，仅通过结构胶粘接至型材外表面，无法克服型材在受弯曲时胶层容易剥离破坏的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种能够有效提高铝型材抗弯曲能力的连续纤维复合材料增强铝合金型材，还提供了一种工艺简单的连续纤维复合材料增强铝合金型材的制备方法。

本发明提供一种连续纤维复合材料增强铝合金型材的制备方法，包括以下步骤：

s1，根据使用要求确定铝合金型材的截面，并在铝合金型材的截面上预留一个或多个空腔；

s2，根据所述空腔的尺寸制备连续纤维复合材料加强件；

s3，将所述连续纤维复合材料加强件粘接到空腔内，即得到连续纤维复合材料增强铝合金型材。

进一步地，步骤s2中，所述连续纤维复合材料加强件通过拉挤成型制成。

进一步地，所述连续纤维复合材料加强件的尺寸与空腔的尺寸相适配。

进一步地，所述多个空腔之间相互间隔。

进一步地，步骤s3中，通过结构胶将连续纤维复合材料加强件的表面与空腔的内壁粘接，所述结构胶被注射至空腔的内壁或涂在连续纤维复合材料加强件的表面。

进一步地，所述连续纤维复合材料加强件选用碳纤维复合材料或玻璃纤维复合材料。

本发明还提供一种连续纤维复合材料增强铝合金型材，包括铝合金型材和至少一个连续纤维复合材料加强件，所述连续纤维复合材料加强件位于铝合金型材内。

进一步地，所述铝合金型材上设置一个或多个空腔，所述连续纤维复合材料加强件的尺寸与空腔的尺寸相适配，所述连续纤维复合材料加强件位于空腔内，所述连续纤维复合材料加强件的表面与空腔的内壁连接。

进一步地，所述空腔的内壁或连续纤维复合材料加强件的表面涂有结构胶。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：本发明提供的连续纤维复合材料增强铝合金型材通过将连续纤维复合材料加强件填充在铝合金型材内，能够有效避免铝合金型材发生形变时连续纤维复合材料与铝合金界面发生剥离的情况；本发明提供的连续纤维复合材料增强铝合金型材利用连续纤维复合材料加强件对铝合金型材进行补强，有效提高了铝合金型材抗弯曲的能力和抗拉压刚度，从而实现采用更小截面的铝合金型材即可实现结构承载要求，有利于实现车身结构轻量化；本发明提供的连续纤维复合材料增强铝合金型材的制备方法工艺简单、便于操作。

附图说明

图1是本发明一种连续纤维复合材料增强铝合金型材的制备方法的流程示意图。

图2是本发明一种连续纤维复合材料增强铝合金型材的结构示意图。

图3是本发明实施例一一种连续纤维复合材料增强铝合金型材的主视图。

具体实施方式

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描述。

请参考图1，本发明的实施例提供了一种连续纤维复合材料增强铝合金型材的制备方法，包括以下步骤：

步骤s1，根据使用要求确定铝合金型材的截面，并在铝合金型材的截面上预留一个或多个空腔；如果加工多个空腔，则多个空腔之间相互间隔，空腔的位置、截面形状及截面大小根据铝合金型材的受力要求布置。

步骤s2，根据空腔的尺寸制备连续纤维复合材料加强件，连续纤维复合材料加强件通过连续纤维复合材料层合板沿长度方向拉挤成型或者其它连续纤维复合材料层合板制作工艺制成，连续纤维复合材料加强件可以选用碳纤维复合材料或玻璃纤维复合材料，连续纤维复合材料加强件的尺寸与空腔的尺寸相适配。

步骤s3，将连续纤维复合材料加强件粘接到空腔内，通过结构胶将连续纤维复合材料加强件的表面与空腔的内壁粘接，结构胶被注射至空腔的内壁或涂在连续纤维复合材料加强件的表面，即得到连续纤维复合材料增强铝合金型材，结构胶强度高(压缩强度>65mpa,钢-钢正拉粘接强度>30mpa，抗剪强度>18mpa),能承受较大荷载，且耐老化、耐疲劳、耐腐蚀，在预期寿命内性能稳定，适用于承受强力。

请参考图2，本发明的实施例还提供一种连续纤维复合材料增强铝合金型材，包括铝合金型材1和至少一个连续纤维复合材料加强件2，连续纤维复合材料加强件2通过拉挤成型或者其它碳纤维复合材料层合板、玻璃纤维复合材料层合板制作工艺制成，铝合金型材1根据使用要求加工得到，铝合金型材1上设置一个或多个空腔11，空腔11的尺寸与连续纤维复合材料加强件2的尺寸相适配，连续纤维复合材料加强件2位于空腔11内，通过在空腔11的内壁或连续纤维复合材料加强件2的表面涂结构胶3将空腔11的内壁与连续纤维复合材料加强件2的表面粘接。

请参考图3，本发明的实施例一中铝合金型材1的上端中空构成第一个空腔11，铝合金型材1的下端中空构成第二个空腔11，第一个空腔11和第二个空腔11的形状均为长方体，根据第一个空腔11和第二个空腔11的尺寸制备连续纤维复合材料加强件2，使连续纤维复合材料加强件2能够正好放入第一个空腔11和第二个空腔11内，在第一个空腔11和第二个空腔11的内部涂结构胶3，然后将连续纤维复合材料加强件2放置在第一个空腔11和第二个空腔11内，通过结构胶3将连续纤维复合材料加强件2的表面与第一个空腔11的内壁、第二个空腔11的内壁粘接。

本发明提供的连续纤维复合材料增强铝合金型材通过将连续纤维复合材料加强件2填充在铝合金型材1内，能够有效避免铝合金型材1发生形变时连续纤维复合材料与铝合金界面发生剥离的情况；本发明提供的连续纤维复合材料增强铝合金型材利用连续纤维复合材料加强件2对铝合金型材1进行补强，有效提高了铝合金型材1抗弯曲的能力和抗拉压刚度，从而实现采用更小截面的铝合金型材1即可实现结构承载要求，有利于实现车身结构轻量化；本发明提供的连续纤维复合材料增强铝合金型材的制备方法工艺简单、便于操作。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本技术请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

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。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种连续纤维复合材料增强铝合金型材的制备方法，步骤如下：根据使用要求确定铝合金型材的截面，并在铝合金型材的截面上预留一个或多个空腔；根据所述空腔的尺寸制备连续纤维复合材料加强件；将所述连续纤维复合材料加强件粘接到空腔内，即得到连续纤维复合材料增强铝合金型材。本发明还提供一种连续纤维复合材料增强铝合金型材，包括铝合金型材和至少一个连续纤维复合材料加强件，所述连续纤维复合材料加强件位于铝合金型材内。本发明提供的连续纤维复合材料增强铝合金型材，能够有效避免将连续纤维复合材料粘接在铝合金型材外表面出现的在发生弯曲形变时连续纤维复合材料与铝合金界面发生剥离的情况，从而无法达到补强效果。

技术研发人员：张玺;郝义国;李雪芹
受保护的技术使用者：武汉格罗夫氢能汽车有限公司
技术研发日：2018.10.17
技术公布日：2019.03.01