一种分块式连续纤维复合材料行李箱盖结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种分块式连续纤维复合材料行李箱盖结构，包括连续复合材料的外板和内板，所述的外板分为上铺层区和下铺层区，所述上铺层区的厚度与下铺层区的厚度不相同；所述的内板分为多个铺层区，相邻的铺层区通过搭接过渡，内板与外板间的铺层区胶接。本实用新型专利技术的有益效果是采用分块单向铺层结构减少了材料用量，提高了工艺效率，因而，可降低零件的制造成本。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于汽车零部件轻量化
，涉及连续纤维复合材料汽车零部件的结构设计、工艺应用,尤其涉及汽车行李箱等覆盖件的轻量化、选装件、改装件等相关应用领域。
技术介绍
连续纤维复合材料具有设计灵活、容易成型、轻质、耐腐蚀等很多优点，是汽车零部件轻量化的一种重要手段。目前，连续纤维复合材料行李箱盖主要采两种复合材料铺层结构：织物复合材料等厚结构和单向复合材料等厚结构。行李箱盖不同区域强度、刚度等性能要求相差较大，采用等厚结构要求盖板所有区域与性能要求最高区域厚度一致，因此，不能够最大程度减重，轻量化效果较差；整体等厚结构所有区域采用统一铺层角度设计，不能够充分发挥连续纤维复合材料的可设计性、针对不同区域的性能要求最大程度地利用材料性能特点；同时，受限于整块复合材料的可铺覆性，在凹坑、凸台等结构特征区域采用整体铺层结构将使这些区域工艺复杂度较高且工艺一致性较差。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种轻量化的行李箱盖结构。为达到以上目的，本技术提供了一种分块式连续纤维复合材料行李箱盖结构，包括连续复合材料的外板和内板，所述的外板分为上铺层区和下铺层区，所述上铺层区的厚度与下铺层区的厚度不相同；所述的内板分为多个厚度不同的铺层区，相邻的铺层区通过搭接过渡，内板与外板间的铺层区胶接。外板分为上下两个区域，上铺层区域外型特征较为简单采用同一铺层和厚度，下铺层区域结构及刚度等性能要求较为复杂，根据分析设计的结果采用与上铺层区域不同的铺层和厚度，由于不同区域各自独立，各自的工艺性也好于整体铺层。不同区域之间采用搭接方式过渡，过渡区保证装配面无台阶平滑过渡。优选的，所述的内板包括左铰链铺层区、右铰链铺层区和锁扣铺层区，左铰链铺层区通过铰链安装点固定于内板左侧，右铰链铺层区通过铰链安装点固定于内板右侧；锁扣铺层区通过锁扣安装点固定于内板下侧。优选的，内板共有8个铺层区。行李箱内板结构根据安装配合硬点以及刚度等性能要求进行分区。优选将内板分为8个区域。左铰接铺层区和右铰接铺层区域依据铰链安装点刚度等要求进行铺层和厚度设计，锁扣铺层区域依据锁扣安装点性能要求进行铺层和厚度设计，其他区域根据各自的性能要求可增加或减少铺层数量、独立调整铺层角度，实现不同区域厚度及铺层相对独立。优选的，外板外表面和内板内表面分别有一层织物铺层覆盖不同铺层区间的搭接线。在外板外表面和内板内表面，采用一层织物铺层，覆盖不同分块区域间的搭接线，保证行李箱外观。若连续纤维行李箱直接外露，如外板外表面涂覆清漆使纤维纹路外露、内板内表面不增加内饰板露出连续纤维纹路，在外板外表面和内板内表面，采用一层织物铺层(平纹、斜纹等织物铺层)，覆盖不同分块区域间的搭接线，保证外露纤维纹路的美观。优选的，铺层区域采用单向复合材料铺层结构。本技术采用分块单向复合材料铺层结构最大程度减重以提高轻量化效率；针对不同区域的性能要求最大程度地利用复合材料的性能特点，提高材料利用效率；减少工艺复杂度，提高工艺一致性；针对分块单向复合材料铺层所产生的局部搭接台阶结构，采用特殊的结构和模具设计，满足局部搭接区域的平面配合要求；在外板外表面和内板内表面，采用一层织物铺层，覆盖不同分块区域间的搭接线，保证行李箱外观。不同区域、部位根据性能要求采用不能的厚度、单向铺层设计，与织物复合材料等厚结构相比，减少了非承力方面的纤维排布，可减重约15％；与单向复合材料等厚结构相比，减少了性能要求较低区域的材料用量，可减重约10％。因此，具有较好的轻量化效果。行李箱结构需保留一些局部安装点，因而在结构中存在一些凸台凹坑结构。采用分块单向铺层结构，所有的局部区域单独铺层；同时，区域过渡处采用搭接结构，各区域可分别独立铺层，再整体成型。因此，本结构工艺操作更简单，减少了人工操作，可实现自动化高效成型。采用分块单向铺层结构减少了材料用量，提高了工艺效率，因而，可降低零件的制造成本。附图说明图1为本技术中外板的分区示意图；图2为本技术中内板的分区示意图；图3为胶接装配面铺层过渡示意图；图4为密封面铺层过渡示意图；图5为胶接装配面处铺层过渡处的模具设计；图6为密封面出铺层过渡处的模具设计；其中：1-外板11-第一铺层区12-第二铺层区3-2-内板21-第三铺层区22-第四铺层区23-第五铺层区24-第六铺层区25-第七铺层区26-第八铺层区27-第九铺层区28-第十铺层区3-模具具体实施方式以下结合附图和具体实施例，对本技术做进一步说明。如图1至6所示的一种分块式连续纤维复合材料行李箱盖结构，综合行李箱盖不同工况要求下的力学性能要求及工艺复杂度将行李箱盖内外板划分为不同的厚度和铺层区域；每个区域的厚度和单向复合材料铺层角度依据区域力学性能要求分别设计；不同区域之间采用搭接方式过渡，过渡区保证装配面无台阶平滑过渡。行李箱包括外板1和内板2。行李箱外板1根据造型要求的外部结构特征以及外板刚度要求进行分区。如图1可将外板1分为上下两个铺层区域，第一铺层11区为上铺层区位于外板1上方，由于外型特征较为简单采用同一铺层和厚度，第二铺层12区为下铺层区域，结构及刚度等性能要求较为复杂，根据分析设计的结果采用与第一铺层区11不同的铺层和厚度，由于不同区域各自独立，各自的工艺性也好于整体铺层。行李箱内板2结构根据安装配合硬点以及刚度等性能要求进行分区。如图2可将内板2分为第三铺层区21—第十铺层区28共8个区域。第五铺层区23为左铰链铺层区，第六铺层区24为右铰链铺层区，第四铺层区22为锁扣铺层区，左铰链铺层区通过铰链安装点固定于内板左侧，右铰链铺层区通过铰链安装点固定于内板右侧；锁扣铺层区通过锁扣安装点固定于内板下侧。第六铺层区24依据铰链安装点刚度等要求进行铺层和厚度设计，第四铺层区22依据锁扣安装点性能要求进行铺层和厚度设计，其他区域根据各自的性能要求可增加或减少铺层数量、独立调整铺层角度，实现不同区域厚度及铺层相对独立。不同区域之间采用搭接方式过渡，过渡区保证装配面无台阶平滑过渡。在图2中，A位置处为内板2外侧与外板1内侧胶接装配面，因此，这一位置采用图3中的铺层及搭接过渡方式保证这一位置的胶接装配面；B位置处内板内表面为行李箱密封面，因此，这一位置采用图4中的铺层及搭接过渡方式保证这一位置的密封面。在外板1外表面和内板2内表面，采用一层织物铺层，覆盖不同分块区域间的搭接线，保证行李箱外观。若连续纤维行李箱直接外露，如外板外表面涂覆清漆使纤维纹路外露、内板内表面不增加内饰板露出连续纤维纹路，在外板外表面和内板内表面，采用一层织物铺层，如平纹、斜纹等织物铺层，覆盖不同分块区域间的搭接线，保证外露纤维纹路的美观。不同区域、部位根据性能要求采用不能的厚度、单向铺层设计，与织物复合材料等厚结构相比，减少了非承力方面的纤维排布，可减重约15％；与单向复合材料等厚结构相比，减少了性能要求较低区域的材料用量，可减重约10％。因此，具有较好的轻量化效果。行李箱结构需保留一些局部安装点，因而在结构中存在一些凸台凹坑结构。采用分块单向铺层结构，所有的局部区域单独铺层；同时，区域过渡处采用搭接结构，各区域可分别独立铺层，再整体成型。因此，本结构工艺操作更简单，减少了人工操作，可实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分块式连续纤维复合材料行李箱盖结构，其特征在于，包括连续复合材料的外板和内板，所述的外板分为上铺层区和下铺层区，所述上铺层区的厚度与下铺层区的厚度不相同；所述的内板分为多个厚度不同的铺层区，相邻的铺层区通过搭接过渡，内板与外板间的铺层区胶接。

【技术特征摘要】
1.一种分块式连续纤维复合材料行李箱盖结构，其特征在于，包括连续复合材料的外板和内板，所述的外板分为上铺层区和下铺层区，所述上铺层区的厚度与下铺层区的厚度不相同；所述的内板分为多个厚度不同的铺层区，相邻的铺层区通过搭接过渡，内板与外板间的铺层区胶接。2.根据权利要求1所述的分块式连续纤维复合材料行李箱盖结构，其特征在于，所述的内板包括左铰链铺层区、右铰链铺层区和锁扣铺层区，左铰链铺层区通过铰链安装点固定于内板左侧，...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯进森，冯奇，万党水，周乾飞，万庆冕，王晓娜，郑欲锋，
申请(专利权)人：上海汽车集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31