纤维增强复合材料壁板及由该壁板制成的车载电池箱制造技术

本实用新型专利技术涉及一种纤维增强复合材料壁板及由该壁板制成的车载电池箱，所述壁板的特征在于，所述三维金属网包括由金属片限定的网孔，所述金属片相对于所述壁板的主要表面倾斜，即二者的夹角不为零。由于金属网是三维的，并且构成金属网的金属片以一定的倾斜角度沿壁板厚度方向延伸，则在注塑纤维增强复合材料的时候，随着塑料的蠕变，纤维在金属片附近就会被引导着穿过金属网倾斜的网孔。由此，可以在壁板的厚度方向上、在金属网两侧形成连续的纤维网。因此，所得的纤维增强复合材料壁板具有更好的抗分层性能。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
纤维增强复合材料壁板及由该壁板制成的车载电池箱
本技术涉及纤维增强复合材料制品领域，更具体地，涉及包含金属网的纤维增强复合材料壁板及由该壁板制成的车载电池箱。
技术介绍
车载电池箱的基本功能即容纳和保护电池组，在保留最大的容纳空间基础上保证足够的强度。通常的设计采用框架结构，即边框、底框使用型材焊接，型材外面或双面焊接蒙皮。然而，出于减轻车身质量、节省油耗的考虑，希望电池箱尽可能的轻便，如采用纤维增强塑料制成。同时，为了强化塑料并使电池箱满足电磁屏蔽的要求，在塑料中埋入连续的金属板或金属网插件。现有技术中制造塑料-金属复合部件经常采用包覆成型(overmolding)法，即将金属板预先冲压成所需形状，置于模具中的预设位置，然后注入塑料充满模腔，冷却后即得到所需的复合部件。为了改善金属和塑料的结合力，通常会预先在金属板上打孔，使得塑料穿过该孔以形成铆接，由此避免脱扣。采用这种方法制成的复合部件可以承受更大的载荷。此外，也已知可以通过在金属板上冲压出特殊形状、或采用金属网，来在复合部件中形成电流传导网。然而，现有技术中没有办法提高复合材料的冲击强度，特别是没有办法避免复合材料被压碎所导致的大规模断裂。使用冲压金属板加强复合材料固然可以避免或延迟受到撞击时复合材料的断裂，但为了达到此目的，所需的金属板质量过大，并且这种金属板作为芯件具有有限的成形自由度，这对于制造形状复杂的复合部件显然是不利的。。而如果采用成形性更好的焊接金属网或打孔金属板，则有另外的问题:对纤维增强复合材料来说，长纤维难以穿过金属插件，而是在一侧聚集，这样就会丧失纤维网的连续性。最终得到的复合部件抗剪强度会比较差，容易发生层间脱离。
技术实现思路
本技术的目的在于解决上述技术问题。为此，本技术提供了纤维增强复合材料壁板，包含连续的三维金属网，三维金属网包括由金属片限定的网孔，所述金属片相对于所述壁板的主要表面倾斜，即二者的夹角不为零。术语“壁板的主要表面”是指壁板的与其厚度方向垂直的大尺寸表面。当在三维金属网上包覆成型纤维增强复合材料时，纤维会随着注入模具的复合材料流沿垂直于壁板厚度的方向流动，同时在沿壁板厚度的方向受到的模具压力和/或重力作用下有沿壁板厚度方向运动的趋势，这两种运动合成的结果是纤维的实际运动方向与壁板所在的平面成一定倾斜角度。根据本技术，由于金属网是三维的，并且构成三维金属网的金属片以一定的倾斜角度沿壁板厚度方向延伸，完全顺应了纤维的实际运动方向，因此，对纤维起到了更好的引导作用，使其更易穿过金属网的网孔，从而在壁板的厚度方向上、在金属网两侧形成连续的纤维网。因此，所得的纤维增强复合材料壁板具有更好的抗分层性能。根据本技术的纤维增强复合材料壁板还可以单独或结合地具有以下技术特征:所述网孔由至少两组分别平行的相对金属片限定。所述壁板的厚度为2到7mm，优选为2.5到5mm ;所述三维金属网的厚度为0.5到2mm,优选为0.8到1.2_。所述三维金属网的面密度为0.2到2kg/m2，优选为0.5到lkg/m2。纤维增强复合材料中增强纤维的长度大于三维金属网的网孔的最大尺寸，优选为10到50mm，更优选为20到30mm。可以理解，当纤维长度大于网孔的最大尺寸，可以优化纤维网在三维金属网两侧的连接。所述三维金属网是金属扩张网(expanded metal)，优选为钢制、尤其是不锈钢制，或铝制。金属扩张网是将金属板材经专门设备冲压拉伸定形而扩张成的一种金属孔状网面，又称金属板网、金属拉伸网等。采用金属扩张网有多重优点:首先它是一体成型的三维金属网，非常适合形成本技术中的倾斜网孔以方便纤维穿过；其次，与焊接金属网相t匕，它在交叉点处无焊点，因此导电的连续性好；同时它可塑性强，可以根据成型部件的形状和需求选择材料、厚度、网孔尺寸等；最后，由于金属扩张网的特殊加工工艺，无需对金属板材进行打孔，因此避免浪费、节省材料，并由此节约了生产成本。当按照本技术的纤维增强复合材料壁板用作车载电池箱的壁时，采用金属扩张网更加有利。由于它的网孔无法拆解，因此安全性能好，特别是在汽车发生碰撞时，仍可以保持电池整体容纳于电池箱内。而当发生意外时，它也可以阻止救生人员或乘客将手指或工具伸入带电的箱内。所述金属扩张网的网孔呈平行四边形，优选为菱形，所述菱形的长节距为2到25mm，优选为5到15mm。网孔也可以呈其它形状，如六边形或龟甲状。本技术还涉及一种车载电池箱，其特征在于，它由上述纤维增强复合材料壁板制成。【附图说明】下面将参照附图对本技术作进一步的详细说明。本领域技术人员容易理解的是，这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本技术的保护范围构成限制。图中相同的附图标记表示相同或相似的部件。为了说明的目的，这些图并非完全按比例绘制。图1是根据本技术的纤维增强复合材料壁板的俯视局部剖面示意图；图2是图1所示纤维增强复合材料壁板的A-A剖面示意图。【具体实施方式】图1示意性地示出了根据本技术的纤维增强复合材料壁板10，沿与其主要表面平行的平面(即与壁板厚度方向垂直的平面)剖开的视图。壁板10包括三维金属网14，在本例中是金属扩张网，其网孔20为菱形，其中填有包覆成型的纤维增强复合材料12，并示意性地示出了其中的长纤维16。每个网孔20由两组分别平行的金属片22、24和26、28围成。图2是图1所示纤维增强复合材料壁板的A-A剖面示意图。可以理解，图1只示出壁板的局部，图2示出的壁板宽度则要大于图1中示出的。此外，需要说明的是，为了更好地解释按照本技术的三维金属网的构型，图2中只示出一组平行的金属片28、28'等。应当理解，在A-A剖面的位置还存在一组彼此平行的、与示出的金属片组28、28'相交的金属片(未不出)。按照本技术，金属片28相对于壁板的主要表面18倾斜，二者夹角Θ的范围是20到45度。本例中Θ为45度。在另一个未示出的实施例中，Θ为20度。在又一个未不出的实施例中，Θ为30度。由于金属片28以一定的倾斜角度沿壁板10的厚度方向延伸，则在注塑纤维增强复合材料的时候，随着塑料沿箭头30方向的蠕变，纤维16在金属片附近就会被引导着沿箭头32的方向穿过金属网倾斜的网孔。由此，可以在壁板的厚度方向上、在金属网两侧形成连续的纤维网。因此，所得的纤维增强复合材料壁板具有更好的抗分层性能。如图所示，壁板的厚度为D，范围是2到7mm，优选为2.5到5mm ;而三维金属网的厚度为d，范围是0.5到2mm，优选为0.8到1.2mm。在本例中，壁板厚度D取3mm，三维金属网厚度d取1_。此外，本例中增强纤维的长度为25mm，大于所述金属网的网孔的最大尺寸(本例中即为菱形的长节距)10mm。本例中金属扩张网14可为钢制，尤其是可为不锈钢制，后者在低频屏蔽和抗腐蚀方面具有显著地优势。应该理解的是，金属扩张网也可以采用其他材料制成，例如铝，由于铝的导电性极好并且密度小，因此电磁屏蔽的效果更好，所制得的壁板更轻。本技术还涉及一种车载电池箱(未示出)，它的各壁均由如图1、图2所示的纤维增强复合材料壁板制成。附图和以上说明描述了本技术的非限制性特定实施例。为了教导专利技术原理，已简化或省略了 一些常规方面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纤维增强复合材料壁板，其特征在于，所述壁板包含连续的三维金属网，所述三维金属网包括由金属片限定的网孔，所述金属片相对于所述壁板的主要表面倾斜，即二者的夹角不为零。

【技术特征摘要】
1.一种纤维增强复合材料壁板，其特征在于，所述壁板包含连续的三维金属网，所述三维金属网包括由金属片限定的网孔，所述金属片相对于所述壁板的主要表面倾斜，即二者的夹角不为零。2.如权利要求1所述的纤维增强复合材料壁板，其特征在于，所述金属片与所述壁板的夹角为20到45度。3.如权利要求1所述的纤维增强复合材料壁板，其特征在于，所述网孔由至少两组分别平行的相对金属片限定。4.如权利要求1所述的纤维增强复合材料壁板，其特征在于，所述壁板的厚度为2到7mm ;所述三维金属网的厚度为0.5到2mm。5.如权利要求4所述的纤维增强复合材料壁板，其特征在于，所述壁板的厚度为2.5到5mm ;所述三维金属网的厚度为0.8到1.2mm。6.如权利要求1所述的纤维增强复合材料壁板，其特征在于，所述三维金属网的面密度为 0.2 到 2kg/m2。7.如权利要求6所述的纤维增强复合材料壁板，其特征在于，所述三维金属网的面密度为 0.5 到 lkg/m2。8.如权利要求1所述的纤维增强复合材料壁板，其特征在于，纤维增强复合材料中的增强纤维...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·安德烈，H·舍隆，
申请(专利权)人：全耐塑料公司，
类型：新型
国别省市：法国;FR