复合材料产品生产系统，以及利用该系统生产的产品技术方案

一种用于生产复合材料产品(44，48，52)的系统，该系统包括适于模塑至少一个主部件(18)的至少两个主模具(11，13；31)，以及适于在该主模具(11，13)之间注入树脂(16)的一个或多个注入口(17)，其中适于模塑一个或多个次部件(19，20，21，22)的一个或多个次模具(23，24，25，26；35，36，37，38，39)，设置有表面形状和/或器件，用于与至少一个主模具(11；31)和/或至少一个次模具(23，24，25，26；35，36，37，38，39)的对应形状和/或器件进行一机械耦接，用于形成一个适于模塑一产品(44，48，52)的模塑组装体(40)，其包含该主部件(18)和该次部件(19，20，21，22)，其中，该系统还包括适于盛装该次模具(23，24，25，26；35，36，37，38，39)的真空袋，和适于盛装插入这些真空袋内的次模具(23，24，25，26；35，36，37，38，39)的一蒸压釜。

Composite material production system, and product produced by using the system

\u4e00\u79cd\u7528\u4e8e\u751f\u4ea7\u590d\u5408\u6750\u6599\u4ea7\u54c1(44\uff0c48\uff0c52)\u7684\u7cfb\u7edf\uff0c\u8be5\u7cfb\u7edf\u5305\u62ec\u9002\u4e8e\u6a21\u5851\u81f3\u5c11\u4e00\u4e2a\u4e3b\u90e8\u4ef6(18)\u7684\u81f3\u5c11\u4e24\u4e2a\u4e3b\u6a21\u5177(11\uff0c13\uff1b31)\uff0c\u4ee5\u53ca\u9002\u4e8e\u5728\u8be5\u4e3b\u6a21\u5177(11\uff0c13)\u4e4b\u95f4\u6ce8\u5165\u6811\u8102(16)\u7684\u4e00\u4e2a\u6216\u591a\u4e2a\u6ce8\u5165\u53e3(17)\uff0c\u5176\u4e2d\u9002\u4e8e\u6a21\u5851\u4e00\u4e2a\u6216\u591a\u4e2a\u6b21\u90e8\u4ef6(19\uff0c20\uff0c21\uff0c22)\u7684\u4e00\u4e2a\u6216\u591a\u4e2a\u6b21\u6a21\u5177(23\uff0c24\uff0c25\uff0c26\uff1b35\uff0c36\uff0c37\uff0c38\uff0c39)\uff0c\u8bbe\u7f6e\u6709\u8868\u9762\u5f62\u72b6\u548c/\u6216\u5668\u4ef6\uff0c\u7528\u4e8e\u4e0e\u81f3\u5c11\u4e00\u4e2a\u4e3b\u6a21\u5177(11\uff1b31)\u548c/\u6216\u81f3\u5c11\u4e00\u4e2a\u6b21\u6a21\u5177(23\uff0c24\uff0c25\uff0c26\uff1b35\uff0c36\uff0c37\uff0c38\uff0c39)\u7684\u5bf9\u5e94\u5f62\u72b6\u548c/\u6216\u5668\u4ef6\u8fdb\u884c\u4e00\u673a\u68b0\u8026\u63a5\uff0c\u7528\u4e8e\u5f62\u6210\u4e00\u4e2a\u9002\u4e8e\u6a21\u5851\u4e00\u4ea7\u54c1(44\uff0c48\uff0c52)\u7684\u6a21\u5851\u7ec4\u88c5\u4f53(40)\uff0c\u5176\u5305\u542b\u8be5\u4e3b\u90e8\u4ef6(18)\u548c\u8be5\u6b21\u90e8\u4ef6(19\uff0c20\uff0c21\uff0c22)\uff0c\u5176\u4e2d\uff0c\u8be5\u7cfb\u7edf\u8fd8\u5305\u62ec A vacuum bag suitable for holding dies (23, 24, 25, 26, 35, 36, 38, 39, 39), and a autoclave suitable for holding dies (23, 24, 37, 25, 26, 35, 36, 37, 38) suitable for insertion into these vacuum bags.

【技术实现步骤摘要】
复合材料产品生产系统，以及利用该系统生产的产品本申请为申请日是2012年2月10日、申请号是201280006310.3、专利技术名称是“复合材料产品生产工艺及系统，以及利用该工艺或系统生产的产品”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种复合材料产品尤其是机动车单壳体车身的壳体与车顶的生产系统，以及利用该系统生产的产品。
技术介绍
就已知的用复合材料尤其是碳纤维生产的单壳体车身而言，一般的制造方法是，利用粘接剂及/或机械工件比如螺栓，使分别模塑的复合材料成分互相固定。这种已知单壳体车身的特征一是成本高，因为整体结构不适于开发复合材料的潜能，二是可重复性一般，主要因为在生产过程中大量采用手工操作。事实上，单壳体车身是由大量的部件构成的，它们均通过手工层叠来分别模塑，然后再通过手动方式或利用粘接模板组装到一起。这样，各部件就需要首先生产出来，然后再组装，其方法均采用机动车工业传统的生产与组装工艺。各部件的生产一般采用模塑工艺，将碳纤维衬层在树脂中预浸渍，业界称预浸，然后手动铺设，并在蒸压釜内进行固化。这种工艺需要长时间的手动工作，而且材料昂贵，此外，不能保证适应于车辆所有其它部件的可重复性。因此，到目前为止所生产的单壳体车身，还不能太适于批量生产。这种生产过程还需要非常致密的联动系统，因而在大多数场合下，仅仅为生产一个部件，就需要数十个模具。此外，如果在固化处理之前材料被放置在室温下，则材料的质量便会大大下降，因而这类产品必定在几天内便会出现不良的工作状态，因此，这种已知的工艺很难应对突然性的停产，因而隐含着极高的出废品风险。因此，已知的单壳体车身成本很高，而且难以批量生产，因为各部件的可重复性极低。零件主要采用预浸渍纤维来制成，其成本很高，而且需要较高的熟练技术。它们的生产过程的特征还在于，在生产与组装之间有明显的分离，用过的模具的使用寿命有限，对所制作的单一工件而言，在模具使用的生产周期内要使用大量的模具。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种可消除上述不足的工艺及产品。上述目的通过一种系统来达到，其主要特性分别在权利要求1内披露，其它特性在其余的权利要求中披露。本专利技术的系统不仅可降低成本，由此在批量生产的基础上采用复合材料产品，而且还可保证生产标准所需的可重复性。该工艺包括一个共同固化步骤，在该步骤中，至少产生两个部件，其中的主部件用作次部件的模具。接下来，通过中间衬层，使这两种部件共同固化，这样，便可避开粘接步骤。利用特定的模块系统，可实现这一工艺，该模块系统可假设生产过程中的各种不同功能。中间衬层还可补偿各部件之间可能存在的公差，从而使最终产品可具有精密的形状及尺寸。为此，最好通过RTM工艺，在两个主模具之间模塑主部件，从而使其内壁与外壁的表面具有精密的形状与尺寸。本专利技术还涉及一种单壳体车身，包括一个大致对应于机动车车厢的车外壳，以及一个覆盖该车外壳的车顶棚。这两个部件最好利用本专利技术的工艺与系统来生产。由于本工艺可批量化采用不同于蒸压釜预浸渍工艺的生产技术，比如RTM(树脂转移模塑)与编织工艺，因而其成本较低。这两种工艺均基于在模具内铺设干燥纤维，然后注入树脂。编织工艺基于在芯轴上自动编织纤维，然后注入树脂，而RTM工艺则基于沉积干燥纤维，然后注入树脂。衬层在模具内的定形及其随后的沉积可自动进行，这样，利用这些工艺生产出的零件可更具可重复性及经济性。模具的模块化不仅可减少模具数量，而且还可减少每个工件所需的模具数量；目前所生产的某些单壳体车身，是在一个模塑步骤中生产出来的。为生产一个部件，其几何形状的复杂性及细部量可能需要十分之几尺度的模具。然而，根据本专利技术的工艺及系统，情况却相反，由于系统模块化，几个模具便可生产出大量的零件。该工艺与系统的另一长处在于，对模块模具进行组合，这样，所生产出的零件便成为后续零件的模具，其长处还在于，与预浸渍相比，其大量的工艺过程均具有较小的侵蚀性，因此，对主模具而言，模具的寿命预计可达400件，对次模具，则可达800件，而以前使用的传统模具的寿命只有150件左右。设备成本的降低，不仅可减少模具数量，而且还可减少模具使用过程中所涉及的维护及改造。本工艺与系统的另一长处是，可同步实施多个生产步骤。此前为止通过几个非常复杂的模塑步骤所生产出的单壳体车身具有极高的出废品风险。与由大量简单而且互不相干的步骤组成的过程相比，一项复杂的过程当然更易于产生错误和缺陷。同步实施各种步骤，既可以重复生产某些部件，也可以中止其生产。专用隔离件既可以增加单壳体车身阻力部分的惯性矩，从而增加后者的结构刚性，也可以为壳体金属镶嵌件获得空间，以利于与机动车其它零件的结构性连接。这些隔离件最好设置在单壳体车身各部分所属的各衬层之间，但也可以设置在某些部件的中间层内。通过将镶嵌件模塑在隔离件的指定位置上，可以有效地简化本工艺，这样，这些镶嵌件不是模塑在复合材料部件的两个衬层之间，因而可降低衬层处理的复杂性。此外，在生产过程末期，在镶嵌件上配钻螺纹孔，从而可简化该工艺，还可提高产品的最终精度，因为螺纹孔的位置不取决于镶嵌件的位置，而取决于最终产品位置的绝对参照点。因此，通过这一设置，可以补偿镶嵌件在最终产品内可能产生的位置偏差。主部件，即单壳体车身车外壳的内壁，最好利用RTM工艺，尤其是基于意大利专利申请MI2010A001072的RTM工艺来生产，该工艺在叠层中间采用若干主塑模及遮蔽罩，金属镶嵌件最好配备七个隔离件，镶嵌件处于辅助模之内，辅助模内充填环氧树脂泡沫，固化后形成隔离件的最终形状。这些镶嵌件还可包括采用复合材料尤其是碳纤维制成的部件。尤其是，设置在主部件与次部件之间，即，设置在单壳体车身外壳的内外壁之间的隔离件，可以通过同一工艺同步生产出来，即，形成一种空心复合材料结构体，该结构体包括镶嵌件，而且是空心的，或者充填环氧树脂泡沫。附图说明结合下列实施方式的非限制性详细说明及附图，业内人士可进一步明晰基于本专利技术的系统的其它长处及特性，其中：图1为工艺的第一步骤中辅助模具的放大剖视图；图2为工艺的第二步骤中图1的辅助模具的放大剖视图；图3为利用图1的辅助模具获得的隔离件；图4为工艺第三步骤中主模具的立体图；图5为工艺第四步骤中图4的主模具的立体图；图6为图5的主模具的部分放大剖视图；图7为工艺第五步骤中图6的剖视图；图8为工艺第五步骤中图4的主模具的立体图；图9至图12为工艺第六步骤中次模具的立体图；图13至图16为工艺第七步骤中图9至图12的次模具的立体图；图17为工艺第八步骤中模具与部件的立体图；图18为工艺第九步骤中模具的立体图；图19为图18的模具的部分放大剖视图；图20为工艺第十步骤中图19的立体图；图21为利用本工艺生产的车外壳的立体图；图22为图21的车外壳的俯视图；图23为图22的XXIII-XXIII剖视图；图24为图23的XXIV部分放大图；图25为图22的XXV-XXV剖视图；图26为图25的XXVI部分放大图；图27为利用本工艺生产的车顶棚的立体图；图28为单壳体车身，包括图21的车外壳及图27的车顶棚。具体实施方式参见图1，从图中可看出，在本工艺的第一步骤中，一个或多个第一镶嵌件1、2设置在一个或多个辅助模具3、4内，并与这些模具的至少一个功能表面接触本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产复合材料产品(44，48，52)的系统，该系统包括用于模塑至少一个主部件(18)的至少两个主模具(11，13；31)，以及用于在主模具(11，13)之间注入树脂(16)的一个或多个注入口(17)，其中，适于模塑一个或多个次部件(19，20，21，22)的一个或多个次模具(23，24，25，26；35，36，37，38，39)的表面形状及/或配备的器件，适于与至少一个主模具(11；31)及/或至少一个次模具(23，24，25，26；35，36，37，38，39)的对应形状及/或器件进行机械耦接，从而形成一个适于模塑一种产品(44，48，52)的模塑组合体(40)，该模塑组合体包括主部件(18)和次部件(19，20，21，22)，其特征在于，该系统还包括用于盛装次模具(23，24，25，26；35，36，37，38，39)的真空袋，还包括一个用于盛装插入这些真空袋内的次模具(23，24，25，26；35，36，37，38，39)的蒸压釜。

【技术特征摘要】
2011.02.11 IT MI2011A000212;2011.02.21 IT MI2011A01.一种生产复合材料产品(44，48，52)的系统，该系统包括用于模塑至少一个主部件(18)的至少两个主模具(11，13；31)，以及用于在主模具(11，13)之间注入树脂(16)的一个或多个注入口(17)，其中，适于模塑一个或多个次部件(19，20，21，22)的一个或多个次模具(23，24，25，26；35，36，37，38，39)的表面形状及/或配备的器件，适于与至少一个主模具(11；31)及/或至少一个次模具(23，24，25，26；35，36，37，38，39)的对应形状及/或器件进行机械耦接，从而形成一个适于模塑一种产品(44，48，52)的模塑组合体(40)，该模塑组合体包括主部件(18)和次部件(19，20，21，22)，其特征在于，该系统还包括用于盛装次模具(23，24，25，26；35，36，37，38，39)的真空袋，还包括一个用于盛装插入这些真空...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿蒂利奥·马西尼，尼科洛·帕西尼，卢吉·德萨里奥，
申请(专利权)人：兰博基尼汽车公开有限公司，
类型：发明
国别省市：意大利,IT