一种碳纤维加载杆的制作工艺及碳纤维加载杆制造技术

本发明专利技术涉及汽车发动机测试实验领域，尤其涉及一种用于汽车发动机测试的碳纤维加载杆的制作工艺及碳纤维加载杆。一种碳纤维加载杆的制作工艺，将多层预浸料在模具上进行铺布，每次铺布选择不同的铺布起始线作为起始端，并且在铺布过程中进行多次预压实，再进行固化、脱模、切边、打磨和组装步骤。本发明专利技术同时公开了一种碳纤维加载杆。本发明专利技术通过每次铺布选择不同的铺布起始线作为起始端，并且在铺布过程中进行多次预压实，能够有效减少碳纤维预浸料层与层之间的间隙，有效提高了碳纤维加载杆的整体强度，避免了其在使用的过程中会出现弯曲或者断裂的现象，保证了其正常的使用性能，避免了不必要的经济损失和人员伤害。

Process for making carbon fiber loading rod and carbon fiber loading rod

The invention relates to the field of automobile engine test experiment, in particular to a manufacturing process of a carbon fiber loading rod used for automobile engine testing and a carbon fiber loading rod. A process for making carbon fiber loading rod, multilayer prepreg cloth shop in the mold, each spreading different spreading starting line as the starting end, and times of pre compaction in the spreading process, and then curing, stripping, cutting, grinding and assembly procedure. The invention also discloses a carbon fiber loading rod. The present invention by spreading each different spreading starting line as the starting end, and times of pre compaction in the spreading process, can effectively reduce the carbon fiber prepreg gap between layer and layer, effectively improve the overall strength of the carbon fiber loading rod, avoids the bending or fracture will appear in the in the process of the phenomenon, to ensure its normal performance, avoid unnecessary economic loss and personnel injury.

【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维加载杆的制作工艺及碳纤维加载杆
本专利技术涉及汽车发动机测试实验领域，尤其涉及一种用于汽车发动机测试的碳纤维加载杆的制作工艺及碳纤维加载杆。
技术介绍
随着全球温室效应的不断加剧，全球气候变暖成为当今全球关注的主要问题。2015年12月12日，196个国家代表在巴黎签署《联合国气候变化框架公约》，这份文件规定了2020年后温室气体排放量并提出了预防气候变化的措施。中国作为一个发展中国家，也确定了节能减排、技术升级和适应气候变化等方面的目标。随着中国汽车行业的迅速发展，节能、安全、环保是汽车产业发展的三大主题，汽车零部件轻量化和智能设计理念成为了创新产品的新方向，一些汽车零部件由原来的金属件被新型的复合材料如碳纤维材料所替代，大大减轻了车身的重量，降低了汽车的能耗，此外，汽车零部件的强度也比原先材料的强度有所提高。现在大部分汽车测试连接杆都是采用镁铝合金制作，虽然镁铝合金的密度是钢材的1/3，但仍然无法满足轻量化设计需求，并且材料的使用费用比较昂贵。碳纤维材料以其轻质、高强度、耐高温、耐腐蚀、热力学性能优良、热膨胀系数微小、具备可设计性、经济实惠等特点得到了广泛关注。但是现有技术中的碳纤维加载杆在制作完成后往往会出现碳纤维加载杆上各层结合不紧密的问题，从而会导致碳纤维加载杆整体的强度有所降低，在使用的过程中会出现弯曲或者断裂的现象，严重影响了其正常的使用性能，更有甚者将会导致被检测的汽车发动机在检测的过程中甩出或者坠落，导致不必要的经济损失和人员伤害。所以亟需要提出一种用于汽车发动机测试的碳纤维加载杆的制作工艺及碳纤维加载杆来保证其整体强度，使其在进行汽车发动机测试时不会出现弯曲或者断裂的现象。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种用于汽车发动机测试的碳纤维加载杆的制作工艺来解决碳纤维杆上各层结合不紧密而导致的碳纤维杆整体强度低的问题。本专利技术的另一个目的是提出一种用于汽车发动机测试的碳纤维加载杆。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种碳纤维加载杆的制作工艺，包括：步骤A：提供若干碳纤维预浸料；步骤B：将M层所述预浸料在模具上进行铺布，M的数量大于等于二，所述模具为管体，所述模具两端外表面上分别设置有N条铺布起始线，N的数量大于等于二，且两端设置的所述铺布起始线一一对应且对齐。当M≥N时，将所述预浸料分N次铺布，每次铺布选择不同的铺布起始线作为起始端，且每次铺布的层数大于等于一；当M<N时，将所述预浸料分M次铺布，每次铺布选择不同的铺布起始线作为起始端，且每次铺布的层数大于等于一。每铺布一次进行一次预压实；步骤C：将所述模具和预浸料进行分段固化操作：将上述缠好带的模具进行分段固化处理：从室温先升至80℃，保温0.8h，再升至120℃，保温1.5h；步骤D：将所述模具和预浸料自然冷却至60℃以下，并将所述预浸料进行脱模得到碳纤维杆；步骤E：将所述碳纤维杆两端切边；步骤F：将所述碳纤维杆打磨；步骤G：将所述碳纤维杆两端分别与两个金属端胶接制成碳纤维加载杆。作为一种碳纤维加载杆制作工艺的优选方案，步骤A中的碳纤维预浸料为T300碳纤维预浸料。作为一种碳纤维加载杆制作工艺的优选方案，在所述步骤A与步骤B之间还包括：在所述模具上涂覆脱模剂。作为一种碳纤维加载杆制作工艺的优选方案，所述模具为管状，所述模具的材料为45号钢，所述模具表面进行调质处理使其硬度达到HRC28-32。作为一种碳纤维加载杆制作工艺的优选方案，所述模具的外径为43.5mm，长度为650mm，厚度大于9.5mm，所述模具的两端设置有长100mm连接杆，所述连接杆上设置有脱模环，所述脱模环外径为44mm。作为一种碳纤维加载杆制作工艺的优选方案，步骤B中所述M为24，所述N为14，所述铺布起始线沿所述模具每一端的外表面的周向均匀分布，所述铺布起始线依次标记为1、2、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14，按照从1到14顺序铺布，铺布层数依次为1/2/2/1/2/2/1/2/2/1/2/2/2/2、铺布角度依次为90/0/0/90/0/0/90/0/0/90/0/0/0/0。作为一种碳纤维加载杆制作工艺的优选方案，每进行两次铺布，进行一次利用封箱胶带的预压实操作，所述带速控制在2000r/min-2500r/min、带距控制在1.6mm-3mm，张力控制在2.9kg-10kg。作为一种碳纤维加载杆制作工艺的优选方案，每次预压实温度控制在30℃-40℃，时间控制在0.5h-1h。作为一种碳纤维加载杆制作工艺的优选方案，步骤G中用于胶接碳纤维杆与金属端的粘结剂是由环氧树脂和固化剂混合制成。一种碳纤维加载杆，使用如上述的碳纤维加载杆的制作工艺制作而成。本专利技术的有益效果为：本专利技术通过每次铺布选择不同的铺布起始线作为起始端，并且在铺布过程中进行多次预压实，能够有效减少碳纤维预浸料层与层之间的间隙，并且能够均匀多层叠加铺布，铺布后整个碳纤维加载杆在周向的厚度，不会出现由于多次从一个位置开始铺布而导致的碳纤维加载杆的厚度不均匀，进而避免了碳纤维加载杆上各层结合不紧密现象的出现，有效提高了碳纤维加载杆整体的强度，避免了其在使用的过程中出现的弯曲或者断裂现象，保证了其正常的使用性能，避免了造成不必要的经济损失和人员伤害。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对本专利技术实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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，还可以根据本专利技术实施例的内容和这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例一提供的碳纤维加载杆的制作工艺流程图；图2是本专利技术实施例一使用的模具示意图；图3是本专利技术实施例二提供的碳纤维加载杆的结构示意图；图4是图3中A-A向的剖视图。图中标记如下：1-模具；2-碳纤维杆；3-金属端；11-脱模环；12-连接杆；13-铺布起始线。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。实施例一如图1-图3所示，实施例一提供了一种碳纤维加载杆制作工艺，包括：步骤A：提供一种碳纤维预浸料，碳纤维预浸料为T300碳纤维预浸料，预浸料沿形成碳纤维加载杆的长度方向上的尺寸为585mm。T300的拉伸强度为3450MPa，拉伸模量为230GPa，密度为1.8g/cm3，断裂伸长率为1.5％，与其他金属材料相比，具有更高的强度，在体积相同的情况下，有更小的质量，更适合制作成零件来满足工业上的轻量化需求。步骤B：模具1上涂覆脱模剂，脱模剂为通用脱模剂，可以为硬脂酸锌、硬脂酸钙或其组合。步骤C：将M层预浸料在模具1上进行铺布，M的数量大于等于二，模具1为管体，模具1两端外表面上分别设置有N条铺布起始线13，N的数量大于等于二，且两端设置的铺布起始线13一一对应且对齐。当M≥N时，将预浸料分N次铺布，每次铺布选择不同的铺布起始线13作为起始端，且每次铺布的层数大于等于一；当M<N时，将预浸料分M次铺布，每次选择不同的铺布起始线13作为开始铺布的起始，且每次铺布的层数大于等于一。具体地，M为24，N为14，铺布起始线13沿模具1每一端的外表面的周向均匀分布，铺布起始本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳纤维加载杆的制作工艺，其特征在于，包括：步骤A：提供若干碳纤维预浸料；步骤B：将M层所述预浸料在模具(1)上进行铺布，所述模具(1)两端外表面上分别设置有N条铺布起始线(13)，每次铺布选择不同的铺布起始线(13)作为起始端，每铺布一次进行一次预压实；步骤C：将所述模具(1)和预浸料进行分段固化操作；步骤D：将所述模具(1)和预浸料自然冷却，并将所述预浸料进行脱模得到碳纤维杆(2)；步骤E：将所述碳纤维杆(2)两端切边；步骤F：将所述碳纤维杆(2)打磨；步骤G：将所述碳纤维杆(2)两端分别与两个金属端(3)胶接制成碳纤维加载杆。

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维加载杆的制作工艺，其特征在于，包括：步骤A：提供若干碳纤维预浸料；步骤B：将M层所述预浸料在模具(1)上进行铺布，所述模具(1)两端外表面上分别设置有N条铺布起始线(13)，每次铺布选择不同的铺布起始线(13)作为起始端，每铺布一次进行一次预压实；步骤C：将所述模具(1)和预浸料进行分段固化操作；步骤D：将所述模具(1)和预浸料自然冷却，并将所述预浸料进行脱模得到碳纤维杆(2)；步骤E：将所述碳纤维杆(2)两端切边；步骤F：将所述碳纤维杆(2)打磨；步骤G：将所述碳纤维杆(2)两端分别与两个金属端(3)胶接制成碳纤维加载杆。2.根据权利要求1所述的碳纤维加载杆的制作工艺，其特征在于，步骤A中的碳纤维预浸料为T300碳纤维预浸料。3.根据权利要求1所述的碳纤维加载杆的制作工艺，其特征在于，在所述步骤A与步骤B之间还包括：在所述模具(1)上涂覆脱模剂。4.根据权利要求3所述的碳纤维加载杆的制作工艺，其特征在于，所述模具(1)为管状，所述模具(1)的材料为45号钢，所述模具(1)表面进行调质处理使其硬度达到H...

【专利技术属性】
技术研发人员：荣朝运，陈海棠，孟西陵，李湘坤，宋月红，
申请(专利权)人：上海精智实业有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31