【技术实现步骤摘要】
本技术涉及碳纤维，尤其涉及一种复合材料汽车中顶横梁及其生产系统。
技术介绍
1、随着汽车工业的发展，以钢材或者是铝合金型材为主的金属材料已不能顺应汽车轻量化发展的需要，汽车中顶横梁结构是汽车车身的重要组成部分，主要对汽车顶盖外板起到支撑作用，加强顶盖总成的刚度和强度、保证车架的扭转刚度并承受纵向载荷等。但是金属型材的顶梁，重量、体积都比较大，不利于车辆的空间布置和轻量化设计，且其耐腐蚀性差，使用寿命短。
技术实现思路
1、本技术要解决的技术问题是：为了解决现有技术中金属型材的顶梁，重量、体积都比较大，不利于车辆的空间布置和轻量化设计，且其耐腐蚀性差，使用寿命短的问题，现提供一种复合材料汽车中顶横梁及其生产系统。
2、为了解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：一种复合材料汽车中顶横梁包括梁体，所述梁体包括由外至内依次设置的外部碳纤维织物层、中间纱线层及内部碳纤维织物层，碳纤维及纱线所形成的复合材料满足汽车轻量化的要求，可替代现有的金属型材；所述梁体沿其宽度方向设有若干并列排布的空腔，空腔结构在提高整体刚性的同时，也可实现减重，且梁体沿其宽度方向上的一端的拐角部位向外延伸有翻边，翻边设计可改善中顶横梁的扭转变形。
3、上述技术方案利用碳纤维织物及纱线所形成的复合材料来制备汽车中顶横梁，不仅达到了减重、节能的目的，还提高了力学性能及抗疲劳性，且利用空腔结构，进一步提高了横梁整体的刚性且减少了重量，另外通过翻边的设计改善了横梁的扭转变形。
4、进一步
5、进一步的，所述中间纱线层为玻纤纱线、碳纤维纱线、玄武岩纱线中的一种或者两种以上的组合，提高了成型效率并实现了减重。
6、一种复合材料汽车中顶横梁的生产系统，包括：
7、用于放置纱线的纱架，纱架前的张力杆可控制纱线的整体张力；
8、用于对来自纱架的纱线进行导向的导纱装置；
9、用于对来自导纱装置的纱线除湿的集纱器，集纱器中带有红外加热装置，可实现纱线的在线除湿，从而避免制件不良；
10、用于为来自集纱器的纱线提供胶液的胶槽系统；
11、用于使碳纤维织物包覆来自胶槽系统的纱线的毡架，碳纤维织物放在毡架上，通过导毡装置将织物顺势包覆水平方向的纱线，并变成满足设计要求的截面形状；
12、用于对来自毡架的纱线及碳纤维织物进行预成型的多功能模架，其包括用于预成型板、芯棒及用于安装芯棒的芯棒固定板，织物同带胶纱线通过预成型板的挤压实现胶液的浸润，芯棒用于制品成型，所述芯棒数量、尺寸与空腔数量、尺寸相对应且位置可调；芯棒内置芯棒调节系统，其包括感应器及控制器，当芯棒移位时，移动方向信号和距离信号通过感应器传递给控制器，从而实现芯棒位置的在线自动调节，避免了芯棒移位而导致的制件尺寸不合格的问题。
13、用于对来自多功能模架的预成型制品加热固化的模具，且模具型腔曲率可调；
14、用于对纱线及碳纤维织物进行牵引的牵引系统。
15、进一步的，模具与牵引系统之间设有多个多功能导辊，多个多功能导辊分布在制品的两侧，且按照一定曲率等距或者不等距设置，并且多功能导辊曲率可根据制品的曲率进行调节，从而实现制品从出模到牵引系统的过渡。
16、进一步的，所述芯棒包括金属段及塑料段，且两者通过套筒胶接连接，塑料段材质为聚四氟乙烯，其中金属段具有较高强度，其位于多功能模架及模具中以使制品成型，塑料段强度及重量均低于金属段，其位于模具后方工序中主要起导向作用，金属段与塑料段的结合一方面保证了制品的成型质量，另一方面可达到芯棒减重的目的，从而减小了对芯棒固定板的强度要求，提高了芯棒安装的稳定性。
17、进一步的，所述模具具有三个加热区，分别为第一加热区、第二加热区及第三加热区，第一加热区的温度设置为60-100℃，第二加热区的温度设置为100-180℃，第三加热区的温度设置为100-200℃。
18、本技术的有益效果：本技术利用碳纤维织物及纱线所形成的复合材料来制备汽车中顶横梁，实现了汽车的轻量化要求，且利用薄壁空腔结构，加之合理的纤维铺层，不仅能提高整体的刚性，还能进一步减重。采用弯曲拉挤工艺，结合多功能模架、多功能芯棒、多功能导向辊以及芯棒调节系统可以成型多腔的弯曲拉挤型材，不仅使横梁纵向有一定的曲率，曲率-随形保证中顶横梁与汽车顶盖和两侧车架之间的连接，而且自动化程度高，适合批量连续化生产，生产效率高。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种复合材料汽车中顶横梁，其特征在于：包括梁体(15)，所述梁体(15)包括由外至内依次设置的外部碳纤维织物层、中间纱线层及内部碳纤维织物层，所述梁体(15)沿其宽度方向设有若干并列排布的空腔(1501)，且梁体(15)沿其宽度方向上的一端的拐角部位向外延伸有翻边(1502)。
2.根据权利要求1所述的一种复合材料汽车中顶横梁，其特征在于：所述外部碳纤维织物层及内部碳纤维织物层均为多轴向碳纤维织物。
3.一种生产系统，用于生产如权利要求1-2任一项所述的一种复合材料汽车中顶横梁，其特征在于：包括：
4.根据权利要求3所述的一种生产系统，其特征在于：所述模具(11)与牵引系统(13)之间设有多个多功能导辊(12)，多个多功能导辊(12)分布在梁体(15)两侧，且曲率可调。
5.根据权利要求3所述的一种生产系统，其特征在于：所述芯棒(10)包括金属段及塑料段，且两者胶接连接。
6.根据权利要求3所述的一种生产系统，其特征在于：所述模具(11)具有三个加热区，分别为第一加热区、第二加热区及第三加热区，第一加热区的温度设置为
...【技术特征摘要】
1.一种复合材料汽车中顶横梁，其特征在于：包括梁体(15)，所述梁体(15)包括由外至内依次设置的外部碳纤维织物层、中间纱线层及内部碳纤维织物层，所述梁体(15)沿其宽度方向设有若干并列排布的空腔(1501)，且梁体(15)沿其宽度方向上的一端的拐角部位向外延伸有翻边(1502)。
2.根据权利要求1所述的一种复合材料汽车中顶横梁，其特征在于：所述外部碳纤维织物层及内部碳纤维织物层均为多轴向碳纤维织物。
3.一种生产系统，用于生产如权利要求1-2任一项所述的一种复合材料汽车中顶横梁，其特征在于：包括：
4...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏良云，朱桂龙，严兵，高小弟，邓嘉康，胡世国，
申请(专利权)人：江苏集萃碳纤维及复合材料应用技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。