一种用于发盖外板的碳纤维复合材料及其制造方法
阅读说明：本技术 一种用于发盖外板的碳纤维复合材料及其制造方法 (Carbon fiber composite material for hair cover outer plate and manufacturing method thereof ) 是由 宋海泉 朴喜俊 李宇彤 刘业鹏 于 2021-08-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于发盖外板的碳纤维复合材料,包括一层双向平纹编织布和多层叠在所述双向平纹编织布下方的单向带；多个所述单向带之间的纹路相互交错；本发明的用于发盖外板的碳纤维复合材料及其制造方法,结构简单,使用方便,通过多层纹路相互交错的单向带,提高碳纤维复合材料的结构强度,确保发盖具有较好的抗凹强度和刚度；并通过双向平纹编织布,使碳纤维复合材料的外观面具有较好的美观性。(The invention discloses a carbon fiber composite material for a hair cover outer plate, which comprises a layer of bidirectional plain woven cloth and a plurality of unidirectional tapes stacked below the bidirectional plain woven cloth; the grains among the unidirectional belts are mutually staggered; the carbon fiber composite material for the hair cover outer plate and the manufacturing method thereof have the advantages that the structure is simple, the use is convenient, the structural strength of the carbon fiber composite material is improved through the multi-layer unidirectional belts with mutually staggered grains, and the hair cover is ensured to have better dent-resistant strength and rigidity; and the appearance surface of the carbon fiber composite material has better aesthetic property through the bidirectional plain woven cloth.)
技术领域
本发明涉及发动机盖领域，具体涉及一种用于发盖外板的碳纤维复合材料及其制造方法。
背景技术
随着环保问题和能源问题越来越突出，汽车轻量化设计需求已经变得越来越重要。汽车轻量化设计可以提高车辆动力性、经济性、环保性、舒适性。碳纤维复合材料由于其质量轻、强度高、耐腐蚀、抗疲劳、外观科技感强、可设计性强等特点，已成为汽车轻量化设计选择的关键材料；传统的汽车发盖为金属材料，如更改为碳纤维材料可减重40％以上，但因为发盖面积比较大、外观光洁度要求高，普通工艺的碳纤维复合材料发盖外板很难满足强度及外观的要求。
基于上述情况，本发明提出了一种用于发盖外板的碳纤维复合材料及其制造方法，可有效解决以上问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于发盖外板的碳纤维复合材料及其制造方法。本发明的用于发盖外板的碳纤维复合材料及其制造方法，结构简单，使用方便，通过多层纹路相互交错的单向带，提高碳纤维复合材料的结构强度，确保发盖具有较好的抗凹强度和刚度；并通过双向平纹编织布，使碳纤维复合材料的外观面具有较好的美观性。
本发明通过下述技术方案实现：
一种用于发盖外板的碳纤维复合材料，包括一层双向平纹编织布和多层叠在所述双向平纹编织布下方的单向带；多个所述单向带之间的纹路相互交错。
本发明通过多层纹路相互交错的所述单向带，提高碳纤维复合材料的结构强度，确保发盖具有较好的抗凹强度和刚度；并通过所述双向平纹编织布，使所述碳纤维复合材料的外观面具有较好的美观性。
优选的，所述单向带的数量为十二层；十二层所述单向带自上而下依次为第一单向带、第二单向带、第三单向带、第四单向带、第五单向带、第六单向带、第七单向带、第八单向带、第九单向带、第十单向带、第十一单向带和第十二单向带；所述双向平纹编织布的纹路角度为0°和90°；所述第一单向带、第八单向带和第十二单向带的纹路角度为-45°；所述第二单向带、第六单向带和第十一单向带的纹路角度为0°；所述第三单向带、第五单向带和第十单向带的纹路角度为45°；所述第四单向带、第七单向带和第九单向带的纹路角度为90°。
优选的，所述双向平纹编织布的厚度为0.28mm；十二层所述单向带的厚度均为0.167mm。
一种上述的用于发盖外板的碳纤维复合材料的制造方法；步骤如下：
步骤S1、准备所述双向平纹编织布和单向带；
步骤S2、将所述双向平纹编织布和单向带按每层设计需求的纹路角度裁剪成整体铺覆形状；
步骤S3、首先将裁剪后的所述双向平纹编织布铺覆在准备好的模具内；
步骤S4、再将裁剪后的所述单向带按计算好的角度顺序一层一层铺覆在准备好的模具内；
步骤S5、所述双向平纹编织布和单向带铺覆完成后，整个模具外侧套真空袋，并向外抽气；
步骤S6、然后整体送入热压罐按如下步骤加热加压固化；
步骤S7、最后冷却脱模处理。。
优选的，步骤S2中，所述双向平纹编织布和单向带的裁剪均采用自动下料机裁剪。
优选的，步骤S5中，对裁剪后的所述双向平纹编织布和单向带采用手工的方式按照顺序依次铺覆并套入真空袋；再将真空袋内气压抽至-0.1Mpa。
优选的，步骤S6中，先将热压罐压力设定0.5Mpa，温度设定80℃，保持30分钟；再升压到0.8Mpa，升温到130℃，保持90分钟。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明的用于发盖外板的碳纤维复合材料及其制造方法，结构简单，使用方便，通过多层纹路相互交错的单向带，提高碳纤维复合材料的结构强度，确保发盖具有较好的抗凹强度和刚度；并通过双向平纹编织布，使碳纤维复合材料的外观面具有较好的美观性。
附图说明
图1为发盖外板的结构示意图；
图2为本发明的剖视结构示意图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
实施例1：
如图1至2所示，一种用于发盖外板的碳纤维复合材料，包括一层双向平纹编织布1和多层叠在所述双向平纹编织布1下方的单向带；多个所述单向带之间的纹路相互交错。
本发明通过多层纹路相互交错的所述单向带，提高碳纤维复合材料的结构强度，确保发盖具有较好的抗凹强度和刚度；并通过所述双向平纹编织布1，使所述碳纤维复合材料的外观面具有较好的美观性。
进一步地，在另一个实施例中，所述单向带的数量为十二层；十二层所述单向带自上而下依次为第一单向带2、第二单向带3、第三单向带4、第四单向带5、第五单向带6、第六单向带7、第七单向带8、第八单向带9、第九单向带10、第十单向带11、第十一单向带12和第十二单向带13；所述双向平纹编织布1的纹路角度为0°和90°；所述第一单向带2、第八单向带9和第十二单向带13的纹路角度为-45°；所述第二单向带3、第六单向带7和第十一单向带12的纹路角度为0°；所述第三单向带4、第五单向带6和第十单向带11的纹路角度为45°；所述第四单向带5、第七单向带8和第九单向带10的纹路角度为90°。
通过上述设置，每两层的纹路都是相互错开的，确保碳纤维复合材料可以更好的将受到的力沿着多个纹路分散，保证较好的受力能力。
进一步地，在另一个实施例中，所述双向平纹编织布1的厚度为0.28mm；十二层所述单向带的厚度均为0.167mm。
实施例2：
如图1至2所示，一种如实施例1所述的用于发盖外板的碳纤维复合材料的制造方法；步骤如下：
步骤S1、准备所述双向平纹编织布1和单向带；
步骤S2、将所述双向平纹编织布1和单向带按每层设计需求的纹路角度裁剪成整体铺覆形状；
步骤S3、首先将裁剪后的所述双向平纹编织布1铺覆在准备好的模具内；
步骤S4、再将裁剪后的所述单向带按计算好的角度顺序一层一层铺覆在准备好的模具内；
步骤S5、所述双向平纹编织布1和单向带铺覆完成后，整个模具外侧套真空袋，并向外抽气；
步骤S6、然后整体送入热压罐加热加压固化；
步骤S7、最后冷却脱模处理。
本发明通过发盖外板实际使用工况及性能要求，结合碳纤维复合材料铺层设计的一般规范，将发盖外板力学性能设计成各向同性，并通过CAE分析在满足各项性能要求、轻量化要求、实际使用要求及成型工艺要求的情况下，以及满足表面与金属件的电化学腐蚀要求，使该碳纤维复合材料具有更好的结构强度和力学性能，避免产品发生变形和扭曲等缺陷；采用热压罐成型工艺，得到了更高质量和性能的碳纤维复合材料。
进一步地，在另一个实施例中，步骤S2中，所述双向平纹编织布1和单向带的裁剪均采用自动下料机裁剪。
采用自动下料机，确保所述双向平纹编织布1和单向带具有更好的裁剪效果，裁剪的精准度更高，裁剪切口更平滑。
进一步地，在另一个实施例中，步骤S5中，对裁剪后的所述双向平纹编织布1和单向带采用手工的方式按照顺序依次铺覆并套入真空袋；再将真空袋内气压抽至-0.1Mpa。
采用手工铺设，铺覆的效果更好，每一层均能保证较好的对齐；通过将真空袋内气压抽至-0.1Mpa，通过内外气压差将所述双向平纹编织布1和单向带压紧；采用气压对所述双向平纹编织布1和单向带压紧，保证较好的压紧效果以及碳纤维复合材料可以更好的贴合模具，保证较好的成型效果，所述双向平纹编织布1和单向带受到的压紧力更均匀，而且不会损坏所述双向平纹编织布1和单向带。
进一步地，在另一个实施例中，步骤S6中，先将热压罐压力设定0.5Mpa，温度设定80℃，保持30分钟；再升压到0.8Mpa，升温到130℃，保持90分钟。
依据本发明的描述及附图，本领域技术人员很容易制造或使用本发明的用于发盖外板的碳纤维复合材料及其制造方法，并且能够产生本发明所记载的积极效果。
如无特殊说明，本发明中，若有术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此本发明中描述方位或位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以结合附图，并根据具体情况理解上述术语的具体含义。
除非另有明确的规定和限定，本发明中，若有术语“设置”、“相连”及“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。