一种碳纤维复合材料轮毂成型工艺及其产品制造技术

本发明专利技术公开了一种碳纤维复合材料轮毂成型工艺及其产品，涉及轮毂制作技术领域。包括：采用模压工艺与SMC/BMC预浸料相结合制作轮毂产品，具体为：S1.采用长碳纤维通过模压工艺制作轮毂骨架；S2.通过SMC/BMC工艺将短纤维的片状环氧树脂预浸料制作成多块可以相互拼合的预制片，该结构能够完全包围在轮毂骨架表面；S3.将预制片逐步贴附在步骤S1的轮毂骨架表面得到复合材料轮毂预制品；S4.通过二次固化成型将复合材料轮毂预制品热熔固化成型，使拼合后的各块片状环氧树脂预浸料、各块片状环氧树脂预浸料与轮毂骨架相互熔合，得到碳纤维复合材料轮毂成品。本发明专利技术制作的轮毂表面光洁、内部的抗冲击性和强度大，不需要后续的喷涂工艺。

【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维复合材料轮毂成型工艺及其产品
本专利技术涉及碳纤维轮毂制
，尤其涉及一种碳纤维复合材料轮毂成型工艺及其产品。
技术介绍
现有碳纤维汽车轮毂采用的是纯实心模压，产品成本高，且因为模压成型的工艺缺陷，表面间隙及孔洞，后期需要喷涂工艺，造成产品动平衡不足，且对环境有一定的影响。现有碳纤维注塑工艺（行业简称：AMC）因为碳纤维短纤流动性差，容易造成产品缺料及纤维不均，局部达不到汽车轮毂的强度，同时也因为缺少延申性及连续性的长碳纤维，强度满足不了汽车轮毂的抗冲击力。现有铝合金，镁合金汽车轮毂重量重，且加工的时候产生的粉尘易燃易爆。对人生安全有很大的隐患。长碳纤维制得的轮毂骨架，其具有良好的刚性强度和抗冲击力，但是由于长碳纤维的流动性差，制得的成品后长碳纤维容易堆积表面存在针孔。短碳纤维流动性强，制得的成品表面光洁、无针孔、不需要再次进行喷涂工艺，但是由于没有长碳纤维的延伸性和连续性，成品的刚性强度和抗冲击力较弱。国内公布号为：CN106564151A、名称为一种大批量低成本纤维增强树脂基复合材料汽车轮毂的材料形态与制造工艺的专利，公开了一种具有采用短碳纤维片状结构的专利，但是该专利的工艺中先制作短碳纤维的片状、而后将预制的短碳纤维堆叠好后直接进行膜压成型，将短纤维作为整个轮毂的材料此种材料和工艺制作出的轮毂材料虽然能够满足表面光滑的要求，但是由于缺少长碳纤维，制得的轮毂刚性强度和抗冲击力较弱。因此，为解决上述技术问题，需要提出一种新的技术方案来解决这个问题。尤其是提供一种碳纤维复合材料轮毂成型工艺及其产品。
技术实现思路
本专利技术为解决市场上现有的碳纤维轮毂工艺制得的产品表面有空隙需要喷涂使表面光滑洁的技术问题，提供了一种碳纤维复合材料轮毂成型工艺及其产品。为实现上述目的提供了如下技术方案：一种碳纤维复合材料轮毂成型工艺，采用模压工艺与SMC/BMC预浸料相结合制作轮毂产品，具体为：S1.采用长碳纤维通过模压工艺按照产品的外形轮廓进行初次固化，制作轮毂骨架；S2.通过将SMC/BMC片状环氧树脂预浸料制作成轮毂外层，所述轮毂外层包括多块可以相互拼合的外层预制片，每块所述外层预制片拼合后得到整个轮毂产品的结构，该结构能够完全包围在轮毂骨架的表面，所述片状环氧树脂预浸料采用短纤维材料制成；S3.将预制好的所述外层预制片按顺序逐步贴附在步骤S1的轮毂骨架表面得到复合材料轮毂预制品；S4.通过二次固化成型将复合材料轮毂预制品热熔固化成型，使拼合后的各块外层预制片、各块外层预制片与轮毂骨架相互熔合，得到碳纤维复合材料轮毂成品。优选地，步骤S1中包括：S11.取长碳纤维预浸料根据产品形状铺设成需要的角度纱，然后将铺设好的长碳纤维预浸料按照产品的形状进行剪裁，再将剪裁好的材料按产品性能需求进行叠层；S12.对剪裁好后的长碳纤维预浸料进行初次固化，在低于70度条件下对叠层后的长碳纤维预浸料进行模压成型，制得作为产品的轮毂骨架。优选地，步骤S2中包括：S21.将产品表面划分成不同的区域，每个区域制作对应的外层预制片；S22.根据轮毂产品需要的强度和厚度计算出各个区域对应的外层预制片的强度和厚度，计算各块预制片的搭扣结构处的厚度和强度，使两块预制片搭扣处相适配；S23.根据各个计算结果开设模具，把SMC/BMC预浸料制作成预制片。优选地，所述步骤S4中二次热熔固化成型的温度为150—180度，二次热熔过程中在模具腔内加工管道使模具腔内各处受热均匀。预选地，各块所述外层预制片的厚度和强度与轮毂产品对应区域的厚度和强度系数相适配，使轮毂外层贴附在轮毂骨架后，轮毂骨架被均匀增厚、增强强度。本专利技术还提供了一种碳纤维复合材料轮毂，所述轮毂产品包括轮毂外层和轮毂骨架，所述轮毂外层和轮毂骨架通过热熔固定熔合，所述轮毂外层为短碳纤维材料，所述轮毂骨架为长碳纤维材料。优选地，所述轮毂骨架长碳纤维采用模压成型工艺制得。优选地，所述轮毂外层短碳纤维采用SMC/BMC预浸料工艺制得的预制片，所述轮毂外层短碳纤维采用片状环氧树脂预浸料制成。优选地，所述轮毂外层包括各块预制片拼合形成，各块所述预制片的形状对应于轮毂骨架的各个局部形状，各块所述预制片相互拼合形成轮毂外层，轮毂外层围合在轮毂骨架的内表面和外表面。本专利技术的有益效果：轮毂骨架采用长碳纤维预浸料通过模压工艺制成，能够保证轮毂成品的刚性强度和抗冲击力。轮毂外层通过先一片片贴附制作好的片状环氧树脂预浸料材质的预制片，预制片形成轮毂外层，轮毂外层贴附后完全覆盖在轮毂骨架的表面，预制片通过采用SMC/BMC预浸料制得。最后将表面贴附有预制片的轮毂骨架再次进行二次热熔固定，使片状环氧树脂预浸料预制片与轮毂骨架间完全熔合，最终制得的轮毂成品，其内部为刚性、抗冲击性强的长碳纤维，外部为光洁无针孔的短碳纤维，无需再次进行喷涂工艺。预制片采用短碳纤维材料制成，通过一片片逐步贴附在轮毂骨架表面，同时制作前需要先进行计算各块片预制片的厚度和强度，然后通过类似于俄罗斯方块的贴附方法将各块预制片贴附在轮毂骨架表面，包括内表面和外表面，使得贴附后的轮毂各处均匀增厚、刚性强度均匀增加。二次热熔后使表面的预制片与内部的轮毂骨架相互熔合制得成品，如此制得的成品既具有良好的强度和抗冲击力又表面光洁无针孔无需再次经过喷涂工艺，保证成品物理系数的同时减少了制作流程。碳纤维在加工过程中，所采用的原物料都为不易燃易爆物质，使产品在制造过程中更加安全，对工人的人生安全更加有保障。采用此种结构的轮毂，强度高，外光表面光洁，可实现产品不烤漆。轻量化。也让产品在制造时更加环保。附图说明图1是本专利技术的轮毂骨架结构示意图。图2是本专利技术的轮毂外层结构示意图。图3是本专利技术的预制片拼合处的结构示意图。图4是本专利技术的预制片贴附在轮毂骨架表面的过程结构示意图一。图5是本专利技术的预制片贴附在轮毂骨架表面的过程结构示意图二。图6是本专利技术的预制片贴附在轮毂骨架表面的过程结构示意图三。10、轮毂骨架；20、轮毂外层；1—n、预制片。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。在本专利技术的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳纤维复合材料轮毂成型工艺，其特征在于：采用模压工艺与SMC/BMC预浸料相结合制作轮毂产品，具体为：/nS1.采用长碳纤维预浸料通过模压工艺按照产品的外形轮廓进行初次固化，制作轮毂骨架；/nS2.通过将SMC/BMC片状环氧树脂预浸料制作成轮毂外层，所述轮毂外层包括多块可以相互拼合的外层预制片，每块所述外层预制片拼合后得到整个轮毂产品的结构，该结构能够完全包围在轮毂骨架的表面，所述片状环氧树脂预浸料采用短纤维材料制成；/nS3.将预制好的所述外层预制片按顺序逐步贴附在步骤S1的轮毂骨架表面得到复合材料轮毂预制品；/nS4.通过二次固化成型将复合材料轮毂预制品热熔固化成型，使拼合后的各块外层预制片、各块外层预制片与轮毂骨架相互熔合，得到碳纤维复合材料轮毂成品。/n

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维复合材料轮毂成型工艺，其特征在于：采用模压工艺与SMC/BMC预浸料相结合制作轮毂产品，具体为：
S1.采用长碳纤维预浸料通过模压工艺按照产品的外形轮廓进行初次固化，制作轮毂骨架；
S2.通过将SMC/BMC片状环氧树脂预浸料制作成轮毂外层，所述轮毂外层包括多块可以相互拼合的外层预制片，每块所述外层预制片拼合后得到整个轮毂产品的结构，该结构能够完全包围在轮毂骨架的表面，所述片状环氧树脂预浸料采用短纤维材料制成；
S3.将预制好的所述外层预制片按顺序逐步贴附在步骤S1的轮毂骨架表面得到复合材料轮毂预制品；
S4.通过二次固化成型将复合材料轮毂预制品热熔固化成型，使拼合后的各块外层预制片、各块外层预制片与轮毂骨架相互熔合，得到碳纤维复合材料轮毂成品。


2.如权利要求1所述的一种碳纤维复合材料轮毂成型工艺，其特征在于：步骤S1中包括：
S11.取长碳纤维预浸料根据产品形状铺设成需要的角度纱，然后将铺设好的长碳纤维预浸料按照产品的形状进行剪裁，再将剪裁好的材料按产品性能需求进行叠层；
S12.对剪裁好后的长碳纤维预浸料进行初次固化，在低于70度条件下对叠层后的长碳纤维预浸料进行模压成型，制得作为产品的轮毂骨架。


3.如权利要求1所述的一种碳纤维复合材料轮毂成型工艺，其特征在于：步骤S2中包括：
S21.将产品表面划分成不同的区域，每个区域制作对应的外层预制片；
S22.根据轮毂产品需要的强度和厚度计算出各...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨军云，杨悦，
申请(专利权)人：杨军云，
类型：发明
国别省市：浙江;33