一种多胞复合材料吸能部件的加工方法技术

本发明专利技术提供了一种多胞复合材料吸能部件的加工方法，使用的预浸料为碳纤维编织复合材料预浸料，在每个模具上缠绕五层预浸料，之后合并四个缠绕完成的模具，最后在这个合并的模具上再缠绕五层预浸料，这样可以确保多胞结构的每个边长的厚度都是相同的。并且可以减少制备步骤，大大减少制备时间，相对于其他复合材料多胞薄壁结构成型工艺,加工相对容易,成本较低,可以保证多胞碳纤维薄壁结构各个边长的厚度和力学性能相同，进而可以充分发挥多胞碳纤维多胞薄壁结构优异的力学性能。加快多胞碳纤维多胞薄壁结构的实际应用。纤维多胞薄壁结构的实际应用。纤维多胞薄壁结构的实际应用。

【技术实现步骤摘要】
一种多胞复合材料吸能部件的加工方法


[0001]本专利技术涉及汽车能量吸收部件，特别是涉及一种多胞复合材料吸能部件的加工方法。

技术介绍

[0002]由于碳纤维薄壁结构具有优异的碰撞吸能特性与轻量化效果，因此在汽车、航空航天飞机、高铁等领域被广泛应用。现有的研究主要集中于单胞碳纤维薄壁结构，而单胞碳纤维薄壁结构已不能满足日益增长的吸能要求与轻量化需求，因此多胞碳纤维薄壁结构凭借其更优的吸能特性被逐渐关注起来，但目前对多胞碳纤维薄壁结构的研究尚未全面，并且缺乏对多胞碳纤维薄壁结构的高效的设计方法。目前多胞碳纤维薄壁结构成型工艺有模压工艺、搭扣工艺、胶结工艺、3D打印工艺,这些工艺对试件制作设备的要求较高，制作工艺复杂，其中模压工艺采用的是把多胞碳纤维薄壁结构分割成多个简单可重复的可以模压成型的零部件，先制作这些简单可重复的零部件进行模压成型，最后使用粘接胶进行粘接成型；这种成型工艺最后采用粘接的形式进行成型，不可避免的带来缺陷导致不能充分发挥多胞碳纤维薄壁结构优异的力学性能，成型步骤多，制作繁琐；搭扣工艺采用的是在碳纤维板上切割多个结合口进行互相拼接，但在互相拼接时引入缺陷，在结合口容易破坏进而无法发挥多胞碳纤维薄壁结构优异的力学性能；胶结工艺采用的是先制作单胞结构然后在接合面涂抹粘接胶进行成型，这种成型工艺在接合面容易引入缺陷，制备繁琐，无法保证充分发挥多胞碳纤维薄壁结构优异的力学性能；3D打印工艺虽然可以直接成型多胞碳纤维薄壁结构，但对材料有苛刻要求，无法使用长纤维材料进行成型，成型时间长，成型成本高，无法发挥出长纤维多胞碳纤维薄壁结构优异的力学性能。这导致多胞复合材料的制作成本居高不下和产品不能发挥出本身优异的力学性能，制约了多胞复合材料能量吸收部件的推广。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的主要技术问题是目前常用多胞碳纤维薄壁结构成型工艺的制作繁琐，成型时间长等问题。
[0004]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种多胞复合材料吸能部件的加工方法，包括模具和圆柱销，所述模具上设置有与所述圆柱销配合插接的连接孔，所述圆柱销用于将两个模具连接在一起，所述成型工艺包括如下步骤：
[0005]步骤一：将预浸料裁剪为预设尺寸；
[0006]步骤二：清洁模具并在模具表面涂抹脱模剂；
[0007]步骤三：将预浸料缠绕在步骤二完成的模具上，并加压且缠绕五层；
[0008]步骤四：将完成缠绕预浸料的模具利用定位圆柱销进行合并；
[0009]步骤五：在合并好的模具上继续缠绕预浸料，并加压且缠绕M层；
[0010]步骤六：将无孔隔离膜缠绕在合并模具的最外层预浸料上；
[0011]步骤七：将缠绕好无孔隔离膜的模具放入隔离袋中进行抽真空；并置于温度125℃
的烤箱中固化1.5h，然后关闭烤箱电源使之在烤箱中冷却；
[0012]步骤八：待冷却完成后进行脱模处理，并剥去无孔隔离膜，获得多胞复合材料能量吸收部件。
[0013]在一较佳实施例中：所述预浸料为碳纤维编织预浸料。
[0014]在一较佳实施例中：所述N＝5,M＝5
[0015]相较于现有技术，本专利技术的技术方案具备以下有益效果：
[0016]本专利技术提供了一种多胞复合材料吸能部件的加工方法，可以减少制备步骤，大大减少制备时间，相对于其他复合材料多胞薄壁结构成型工艺,加工相对容易,成本较低,可以保证多胞碳纤维薄壁结构各个边长的厚度和力学性能相同，进而可以充分发挥多胞碳纤维多胞薄壁结构优异的力学性能。加快多胞碳纤维多胞薄壁结构的实际应用。
附图说明
[0017]图1为该多胞复合材料结构示意图；
[0018]图2为该多胞复合材料制造模具示意图；
[0019]图3为该模具定位圆柱销示意图；
[0020]图4为单个模具缠绕完成的示意图；
[0021]图5为模具缠绕完成组装的示意图；
[0022]图6为整体缠绕完成的示意图。
具体实施方式
[0023]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。
[0024]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0025]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是壁挂连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0026]本实施例的一种多胞复合材料吸能部件的加工方法，包括如下步骤：
[0027]步骤一：将预浸料裁剪为预设尺寸；
[0028]步骤二：清洁模具并在模具表面涂抹脱模剂；
[0029]步骤三：将预浸料缠绕在步骤二完成的模具上，并加压且缠绕五层；
[0030]步骤四：将完成缠绕预浸料的模具利用定位圆柱销进行合并，并加压且缠绕五层；
[0031]步骤五：在合并好的模具上继续缠绕预浸料，并加压且缠绕五层；
[0032]步骤六：将无孔隔离膜缠绕在合并模具的最外层预浸料上；
[0033]步骤七：将缠绕好无孔隔离膜的模具放入隔离袋中进行抽真空；并置于温度125℃的烤箱中固化1.5h，然后关闭烤箱电源使之在烤箱中缓慢冷却；
[0034]步骤八：待冷却完成后进行脱模处理，并剥去无孔隔离膜，获得多胞复合材料能量吸收部件。
[0035]上述的加工方法可以使复合材料多胞结构进行一体化成型，制造出来的多胞结构各个边长都是等厚度的。
[0036]本实施例以多胞正方形复合材料结构进行说明。结构如图1所示。使用的预浸料为碳纤维编织复合材料预浸料，单层厚度为0.2mm，在每个如图2所示的模具上缠绕五层预浸料，如图4所示，之后用如图3所示的圆柱销合并四个缠绕完成的模具，最后在这个合并的模具上再缠绕五层预浸料，如图5所示。这样可以确保多胞结构的每个边长的厚度都是相同的。目前大多数的复合材料多胞结构都是使用单胞结构进行胶结来达到多胞结构，这对于制造成本和制造时间都是十分不利的，同时不能保证每个边长的厚度都是相同的，这使得这种多胞结构在受到外部冲击时每个边长不能均匀受力进而不能充分发挥多胞复合材料的吸能效果。多胞结构在碰撞过程中的压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多胞复合材料吸能部件的加工方法，其特征在于包括模具和圆柱销，所述模具上设置有与所述圆柱销配合插接的连接孔，所述圆柱销用于将两个模具连接在一起，所述成型工艺包括如下步骤：步骤一：将预浸料裁剪为预设尺寸；步骤二：清洁模具并在模具表面涂抹脱模剂；步骤三：将预浸料缠绕在步骤二完成的模具上，并加压且缠绕五层；步骤四：将完成缠绕预浸料的模具利用定位圆柱销进行合并；步骤五：在合并好的模具上继续缠绕预浸料，并加压且缠绕M层；步骤六：将无孔隔离膜缠绕在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李隆鑫，张勇，黄文臻，孔皓阅，陈彦刚，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：