阅读说明：本技术 高效率轻量化碳纤维轮毂的制备方法 (Preparation method of high-efficiency light-weight carbon fiber hub ) 是由 徐南方 于 2021-07-19 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种高效率轻量化碳纤维轮毂的制备方法,包括如下步骤：准备模具,准备碳纤维布并将碳纤维布浸渍树脂得到预浸布；裁切预浸布；先沿下模平铺第一层预浸布并将多余部分垂直立起,铺第二层预浸布,铺导流层,铺设两层预浸布,将垂直部分的预浸布翻下,使预浸布整体呈现U形；预热模具,软化预型体,随后将U形预津布按照形状放入模穴中,根据成型条件给模具加温加压,待模具降温,开模取出产品,去除产品合模位置毛边；CNC加工。本发明方法制备的碳纤维轮毂重量比标准合金轮毂轻得多,而且具有较高的强度和更好的耐用性；碳纤维轮毂比标准合金轮毂需要更少的动力来加速或减速,改善的车辆的加速和制动,同时更节能。(The invention relates to a preparation method of a high-efficiency light-weight carbon fiber hub, which comprises the following steps: preparing a die, preparing carbon fiber cloth, and soaking the carbon fiber cloth in resin to obtain prepreg cloth; cutting the prepreg cloth; firstly, laying a first layer of prepreg cloth along a lower die, vertically erecting the redundant part, laying a second layer of prepreg cloth, laying a flow guide layer, laying two layers of prepreg cloth, and turning down the prepreg cloth in the vertical part to enable the whole prepreg cloth to be in a U shape; preheating a mold, softening the preform, then putting the U-shaped pre-formed cloth into a mold cavity according to the shape, heating and pressurizing the mold according to molding conditions, cooling the mold, opening the mold, taking out a product, and removing burrs at the mold closing position of the product; and (6) CNC machining. The carbon fiber hub prepared by the method is much lighter than a standard alloy hub, and has higher strength and better durability; carbon fiber hubs require less power to accelerate or decelerate than standard alloy hubs, improved vehicle acceleration and braking, while being more energy efficient.)

高效率轻量化碳纤维轮毂的制备方法

技术领域

本发明涉及轮毂制备技术领域，具体涉及一种高效率轻量化碳纤维轮毂的制备方法。

背景技术

市面上汽车轮毂的材质一般为钢轮毂和合金轮毂，钢质轮毂最主要的优点就是制造工艺简单，成本相对较低，而且抗金属疲劳的能力很强。但钢质轮毂的缺点也相对比较突出就是外观丑陋，重量较大，惯性阻力大，散热性也比较差，而且非常容易生锈。合金材质轮毂正好可以弥补这样的问题，较轻的重量，惯性阻力小，制作精度高，在高速转动时的变形小，惯性阻力小，有利于提高汽车的直线行驶性能，减轻轮胎滚动阻力，从而减少了油耗。市场上的原厂车的合金轮毂都以铝合金为主。但是铝合金轮毂依然存在重量大的问题，需要较大的动力来加速或减速。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效率轻量化碳纤维轮毂的制备方法，用以解决现有技术中的合金轮毂重量大的问题。

本发明提供了一种高效率轻量化碳纤维轮毂的制备方法，包括如下步骤：

(1)备料：

准备模具，模具包括上模、下模和若干侧模，所有侧模合围后形成整圆；

准备碳纤维布，并将碳纤维布浸渍树脂得到预浸布，并存储在-20摄氏度下备用以防止固化；

(2)裁料：用计算机数控激光切割机根据轮子的大小和类型裁切预浸布；

(3)预型：在铺层时，先沿下模平铺第一层预浸布，并将多余部分垂直立起，铺第二层预浸布，结束后，在第二层预浸布的上方铺导流层，随后，继续在导流层上铺设两层预浸布，将垂直部分的预浸布翻下，使预浸布整体呈现U形；

(4)模压成型：预热模具，软化预型体，随后将U形预津布按照形状放入模穴中，根据成型条件给模具加温加压,待模具降温至60±5℃，开模取出产品，去除产品合模位置毛边；

(5)CNC加工：经过称重和外观检查后，进行最终CNC加工。

进一步的，所述上模的底端和下模的顶端分别设置与待制作的轮毂中部中空部位相适应的凸起。

进一步的，每块侧模的内壁上设置与待制作碳纤维轮毂外缘U形槽相适应的圆弧凸起段，所述侧模的圆弧凸起段合围后形成整圆。

进一步的，所述准备模具还包括检查模具表面是否光滑、平整、无污渍。

进一步的，所述纤维布的单根碳纤维直径为0.04-0.01毫米。

进一步的，所述预热模具的温度为60±5℃。

采用上述本发明技术方案的有益效果是：

本发明高效率轻量化碳纤维轮毂的制备方法制备的碳纤维轮毂重量比标准合金轮毂轻得多，而且具有较高的强度和更好的耐用性；碳纤维轮毂比标准合金轮毂需要更少的动力来加速或减速，改善的车辆的加速和制动，同时更节能。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

本发明提供了一种高效率轻量化碳纤维轮毂的制备方法，包括如下步骤：

(1)备料：

准备模具，模具包括上模、下模和若干侧模，所有侧模合围后形成整圆；

准备碳纤维布，并将碳纤维布浸渍树脂得到预浸布，并存储在-20摄氏度下备用以防止固化；

(2)裁料：用计算机数控激光切割机根据轮子的大小和类型裁切预浸布；

(3)预型：在铺层时，先沿下模平铺第一层预浸布，并将多余部分垂直立起，铺第二层预浸布，结束后，在第二层预浸布的上方铺导流层，随后，继续在导流层上铺设两层预浸布，将垂直部分的预浸布翻下，使预浸布整体呈现U形；

(4)模压成型：预热模具，预热模具的温度为60±5℃，软化预型体，随后将U形预津布按照形状放入模穴中，根据成型条件给模具加温加压,待模具降温至60±5℃，开模取出产品，去除产品合模位置毛边；

(5)CNC加工：经过称重和外观检查后，进行最终CNC加工。

碳纤维在传统使用中除用作绝热保温材料外，多作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中，构成复合材料。碳纤维已成为先进复合材料最重要的增强材料。由于碳纤维复合材料具有轻而强、轻而刚、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、结构尺寸稳定性好以及设计性好、可大面积整体成型等特点，已在航空航天、国防军工和民用工业的各个领域得到广泛应用。近年来碳纤维这种具备高强度、轻量化的材质被不少汽车制造厂商引入到旗下的高性能车型中，碳纤维车身覆盖、碳纤维尾翼等等。

碳纤维是一种含碳量在95％以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。质量比金属铝轻，强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是力学性能优异的重要材料。碳纤维轮毂较一般同尺寸的轮毂重量低40％左右。

碳纤维的密度是铝合金的1/2，强度却是铝合金的8倍，被誉为黑色黄金的材料之王。碳纤维技术不仅可以使车身轻量化，同时还可以强化车身强度。采用碳纤维制造的车，重量仅相当于普通钢材汽车的20％到30％，硬度却在10倍以上。

使用碳纤维轮毂减轻1kg的簧下质量的效能可以等同于减轻10kg的簧上质量。而车重每减10％，便可降低6％到8％的油耗，降低5％到6％的排放，在同样用油情况下，一辆车每小时可以多开50公里，有助于提升车的加速与制动性能。

碳纤维复合材料的构成元素稳定，抗酸性、抗腐蚀性超过金属。也意味着设计者无需考虑产品使用期间有腐蚀造成的性能下降，这也给汽车重量的减轻和性能的提高提供了更多可能。

碳纤维轮毂有很好的减震效果，具有操控性更强，舒适度更高等特点。汽车更换轻量化的碳纤维轮毂之后，由于簧下质量减轻了，车的悬挂响应速度有明显提升，加速更快更轻松了。

具体的，所述上模的底端和下模的顶端分别设置与待制作的轮毂中部中空部位相适应的凸起，每块侧模的内壁上设置与待制作碳纤维轮毂外缘U形槽相适应的圆弧凸起段，所述侧模的圆弧凸起段合围后形成整圆。

所述准备模具还包括检查模具表面是否光滑、平整、无污渍，提高轮毂表面质量。

本发明所用纤维布的单根碳纤维直径为0.04-0.01毫米。

综上，本发明高效率轻量化碳纤维轮毂的制备方法制备的碳纤维轮毂重量比标准合金轮毂轻得多，而且具有较高的强度和更好的耐用性；碳纤维轮毂比标准合金轮毂需要更少的动力来加速或减速，改善的车辆的加速和制动，同时更节能。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。