一种汽车用复合材料防撞管及其制造系统、制造方法技术方案

本发明专利技术公开了一种汽车用复合材料防撞管及其制造系统、制造方法。该汽车用复合材料防撞管包括空心结构的防撞管体，防撞管体包括由内而外层层布置的2n+1层复合层，第2i+1复合层包括编织区和复合在编织区上的第2i+1树脂填充区；第2j复合层包括非均匀区和复合在非均匀区上的第2j树脂填充区，其中，n≥1，n≥i≥0，n≥j≥1。由于具有2n+1层复合层，且每层复合层均具有可以提高防撞管强度和刚度的编织区和树脂填充区，经树脂填充后的复合层具有高强度和高刚度，而密度远远低于高强钢或铝合金，因此该防撞管较同等强度和刚度的高强钢防撞管或铝合金防撞管，大大降低了防撞管的重量，进而降低了防撞管占车门总成重量比重，有利于环保和节能。

【技术实现步骤摘要】
一种汽车用复合材料防撞管及其制造系统、制造方法
本专利技术涉及防撞管领域，尤其涉及一种汽车用复合材料防撞管及其制造系统、制造方法。
技术介绍
近年来，由于全球环境保护和节约能源的需要，电动车和其他新能源汽车的使用越来越多，电动车由于储电能力有限、电池包本身重量很大，因此需要对汽车整体结构进行减重，而传统汽车采用高强钢或铝合金替代低强度钢减重已经接近极限，复合材料因强度高、重量轻是很好的替代材料，如果汽车整体结构改为复合材料，在保持同等刚度、强度条件下，可以减重60％以上。汽车车门防撞管是除车顶边梁、门槛外的第三传力路径，布置在汽车侧门的内部空间。汽车车门防撞管可拆卸地安装在汽车侧门上，当汽车侧门发生碰撞时，坚固的防撞管能大大减轻汽车侧门的变形程度，从而能减少汽车撞击对车内乘员的伤害。目前我国大部分汽车生产商制造的汽车门板内的防撞管使用高强钢或铝合金，导致车门防撞管占车门总成重量比重大，不利于环境保护和节约能源。因此，如何设计一种能降低防撞管占车门总成重量比重的汽车用防撞管，以利于环境保护和节约能源，成为本领域人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种汽车用复合材料防撞管，以降低防撞管占车门总成重量比重。为了实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种汽车用复合材料防撞管，包括呈空心结构的防撞管体，所述防撞管体包括由内而外层层布置的2n+1层复合层，第2i+1复合层包括编织区和复合在所述编织区上的第2i+1树脂填充区；第2j复合层包括非均匀区和复合在所述非均匀区上的第2j树脂填充区，其中，n≥1，n≥i≥0，n≥j≥1。优选地，复合层为三层，由内而外依次为第一复合层、第二复合层和第三复合层，其中，所述第一复合层包括第一编织区和复合在所述第一编织区上的第一树脂填充区，所述第二复合层包括中间非均匀区和复合在所述中间非均匀区上的第二树脂填充区，所述第三复合层包括第三编织区和复合在所述第三编织区上的第三树脂填充区。优选地，所述第一编织区和第三编织区的材料均为玻璃纤维，所述中间非均匀区的材料为碳纤维。优选地，所述第一树脂填充区、所述第二树脂填充区和所述第三树脂填充区的填充物均为聚氨酯树脂。优选地，所述防撞管体在垂直于所述防撞管体轴向的平面上的截面为方形或圆形。一种汽车用复合材料防撞管的制造系统，包括：芯模，用于支撑防撞管体的复合层；芯模固定装置，用于固定所述芯模；纱架，用于提供纤维丝束；至少两台编织机，所述编织机用于将第一纤维丝束编织在所述芯模上以形成对应的编织区；介于相邻的两台编织机之间的预成型模具，所述预成型模具用于将导入的第二纤维丝束成型为中间非均匀区；注胶装置，所述注胶装置用于向所述编织区和所述中间非均匀区填充树脂，并固化以形成所述防撞管体；牵引装置，用于按照预设速度牵引所述防撞管体移动；切割机，用于切割所述防撞管体。优选地，所述芯模为方形或圆形。优选地，所述第一纤维丝束为连续玻璃纤维丝束，所述第二纤维丝束为连续碳纤维丝束。优选地，所述编织机数量为2，第一编织机将所述连续玻璃纤维丝束编织在所述芯模上形成第一编织区，第二编织机将所述连续玻璃纤维丝束编织在所述中间非均匀区上形成第三编织区。优选地，所述注胶装置包括注胶盒，所述注胶盒内装有聚氨酯树脂，所述防撞管体在形成所述编织区和所述中间非均匀区后，通过所述注胶盒向所述编织区和所述中间非均匀区填充聚氨酯树脂。一种汽车用复合材料防撞管的制造方法，应用上述制造系统，包括如下步骤：S1：编织第一纤维丝束以形成对应的编织区，且相邻的编织区之间导入第二纤维丝束并形成中间非均匀区；S2：向编织区和中间非均匀区填充树脂，并固化以形成防撞管体；S3：按照预设速度牵引防撞管体，当到达预设长度时切割。优选地，所述第一纤维丝束为连续玻璃纤维丝束，所述第二纤维丝束为连续碳纤维丝束。优选地，所述树脂为聚氨酯树脂。从上述的技术方案可以看出，本专利技术提供的汽车用复合材料防撞管包括呈空心结构的防撞管体，该防撞管体包括由内而外层层布置的2n+1层复合层，第2i+1复合层包括第2i+1编织区和复合在所述第2i+1编织区上的第2i+1树脂填充区；第2j复合层包括中间非均匀区和复合在该中间非均匀区上的第2j树脂填充区，其中n≥1，n≥i≥0，n≥j≥1。由于具有层层布置的2n+1层复合层，并且每层复合层均具有可以提高防撞管强度和刚度的编织区和树脂填充区，经树脂填充后的复合层具有较高的强度和刚度，而经树脂填充后的复合层密度远远低于高强钢或铝合金，因此该防撞管较同等强度和刚度的高强钢防撞管或铝合金防撞管，可以大大减轻防撞管的重量，进而降低了防撞管占车门总成重量比重，有利于环境保护和节约能源。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种汽车用复合材料防撞管管体的复合层立体结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的另一种汽车用复合材料防撞管管体的复合层立体结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种汽车用复合材料防撞管管体的截面结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种汽车用复合材料防撞管在车门上的装配结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种汽车用复合材料防撞管的制造系统结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的一种汽车用复合材料防撞管的制造方法的流程图。其中：100为防撞管体，101为第一复合层，102为第二复合层，103为第三复合层，101-a为第一编织区，102-a为中间非均匀区，103-a为第三编织区，101-b为第一树脂填充区，102-b为第二树脂填充区，103-b为第三树脂填充区，300为金属端头，201为芯模，202为芯模固定装置，203为纱架，203-a为第一纱架，203-b为第二纱架，204-a为第一编织机，204-b为第二编织机，205为预成型模具，206为注胶装置，206-a为注胶盒，207为牵引装置，208为切割机。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1至图3，本专利技术实施例所提供的汽车用复合材料防撞管，包括呈空心结构的防撞管体100，所述防撞管体100包括由内而外层层布置的2n+1层复合层，第2i+1复合层包括编织区和复合在所述编织区上的第2i+1树脂填充区；第2j本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车用复合材料防撞管，其特征在于，包括呈空心结构的防撞管体(100)，所述防撞管体(100)包括由内而外层层布置的2n+1层复合层，第2i+1复合层包括编织区和复合在所述编织区上的第2i+1树脂填充区；第2j复合层包括非均匀区和复合在所述非均匀区上的第2j树脂填充区，其中，n≥1，n≥i≥0，n≥j≥1。/n

【技术特征摘要】
1.一种汽车用复合材料防撞管，其特征在于，包括呈空心结构的防撞管体(100)，所述防撞管体(100)包括由内而外层层布置的2n+1层复合层，第2i+1复合层包括编织区和复合在所述编织区上的第2i+1树脂填充区；第2j复合层包括非均匀区和复合在所述非均匀区上的第2j树脂填充区，其中，n≥1，n≥i≥0，n≥j≥1。


2.根据权利要求1所述的汽车用复合材料防撞管，其特征在于，所述复合层为三层，由内而外依次为第一复合层(101)、第二复合层(102)和第三复合层(103)，其中，
所述第一复合层(101)包括第一编织区(101-a)和复合在所述第一编织区(101-a)上的第一树脂填充区(101-b)，
所述第二复合层(102)包括中间非均匀区(102-a)和复合在所述中间非均匀区(102-a)上的第二树脂填充区(102-b)，
所述第三复合层(103)包括第三编织区(103-a)和复合在所述第三编织区(103-a)上的第三树脂填充区(103-b)。


3.根据权利要求2所述的汽车用复合材料防撞管，其特征在于，所述第一编织区(101-a)和第三编织区(103-a)的材料均为玻璃纤维，所述中间非均匀区(102-a)的材料为碳纤维。


4.根据权利要求2所述的汽车用复合材料防撞管，其特征在于，所述第一树脂填充区(101-b)、所述第二树脂填充区(102-b)和所述第三树脂填充区(103-b)的填充物均为聚氨酯树脂。


5.根据权利要求1所述的汽车用复合材料防撞管，其特征在于，所述防撞管体(100)在垂直于所述防撞管体(100)轴向的平面上的截面为方形或圆形。


6.一种汽车用复合材料防撞管的制造系统，其特征在于，包括：
芯模(201)，用于支撑防撞管体(100)的复合层；
芯模固定装置(202)，用于固定所述芯模(201)；
纱架(203)，用于提供纤维丝束；
至少两台编织机，所述编织机用于将第一纤维丝束编织在所述芯模(201)上以形成对应的编织区；
介于相邻的两台编织机之间的预成型模具(205)，所述预成型模...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟凡壹，姚振华，赵立男，
申请(专利权)人：吉林省华阳新材料研发有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22