[发明专利]一种碳纤维增强树脂基复合材料制作汽车发动机盖的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车发动机盖的制作工艺，尤其涉及一种碳纤维增强树脂基复合材料制作汽车发动机盖的工艺。

背景技术

汽车工业的快速发展导致了汽车保有量的急剧增加，同时也给社会带来了三大问题：能源匮乏、环境污染、安全问题。汽车节能、环保、安全既是国际汽车技术的发展方向，也是我国汽车产业政策的要求。减少燃料消耗和降低对环境的污染已成为汽车工业发展和社会可持续发展急需解决的关键问题。

汽车实现轻量化，是节省能源的最有效的途径之一，也是国际先进汽车制造商所追求的目标。一般来讲，汽车制造和使用的能耗比为1∶10，汽车轻量化能够使总的能耗大大降低。据资料介绍，汽车自重减轻100公斤，行驶100公里，可节油0.3公斤；自重减轻10％，燃油经济性可提高10％。采用复合材料制造汽车车身壳体及其他相关部件，是使汽车轻量化最有效的途径之一。复合材料在大幅减轻汽车质量，提高燃油经济性的同时也可以导致较小的功率需求、小的驱动引擎和悬挂装置，以及由于动能的减少而降低冲击危险，这种螺旋式的结果将使车身质量进一步减轻，行驶性能进一步提高。

传统的连续纤维复合材料汽车制件通过手糊工艺制备，其加工速度慢、劳动密集型操作、产品质量不稳定、力学性能低下，而且该类工艺会产生大量的VOC排放，对环境和工人健康产生不利影响。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种碳纤维增强树脂基复合材料制作汽车发动机盖的工艺，该制作工艺加工周期短、人力成本要求低、有利于环境保护和人体健康，制得的发动机盖重量轻、质量稳定、表面效果好。

本发明一种碳纤维增强树脂基复合材料制作汽车发动机盖的工艺包括以下步骤：

1、模具清理及准备：用砂纸将汽车发动机盖的模具表面打磨光滑，然后用酒精或丙酮将模具表面擦拭干净；

2、涂封孔剂：待模具表面的酒精或丙酮挥发完全后，在模具表面均匀涂覆封孔剂，然后静置10分钟～30分钟，重复该操作1次～5次；

3、黏贴密封胶带：在模具表面的四周、距离制件边缘至少15厘米处黏贴密封胶带；

4、涂脱模剂：在模具表面、密封胶带内均匀涂覆脱模剂，然后静置10分钟～30分钟，重复该操作3次～8次；

5、剪切增强材料：按照模具表面尺寸剪切碳纤维织物与泡沫芯材，将碳纤维织物在烘箱中烘干，泡沫芯材形状与模具形状相似并将其边缘裁割成锥型；

6、铺覆增强材料：在模具表面以碳纤维织物、泡沫芯材、碳纤维织物的铺层顺序铺覆增强材料；

7、铺覆辅材：在铺好的织物表面依次铺覆脱模布、导流网、第一树脂管和第二树脂管；

8、封真空：用真空袋覆盖整个密封胶带内区域，真空袋周边与密封胶带密封粘结，使密封胶带内区域密封不透气，通过第一树脂管与第二树脂管与外界连通，夹紧第二树脂管使其不透气，通过第一树脂管对密封胶带内区域进行抽真空；

9、吸注树脂：树脂体系经真空烘箱抽真空或超声振荡进行脱泡处理后，通过第二树脂管向密封胶带内区域导入树脂体系；

10、固化、脱模与修边：在树脂体系所需固化工艺下室温或加热固化，固化后冷却到室温，然后进行脱模、修边、打磨，得到发动机盖制件。

碳纤维织物优选用平纹织物、斜纹织物、缎纹织物、单向织物、多轴向经编织物等中的一种或多种，其中多轴向经编织物也称为缝编织物、直接定向结构织物或无屈曲织物。

树脂体系优选不饱和聚酯类树脂体系或者双酚A型、双酚F型环氧树脂和胺类、酸酐类固化剂组成的树脂体系。

泡沫芯材的目的是增加发动机盖制件的刚度，由于发动机盖为曲面，因此泡沫芯材优选可变形的轮廓板，可以是PVC泡沫也可以是PU泡沫。泡沫芯材需裁切为与模具形状相似的形状，泡沫芯材的整体尺寸小于发动机盖制件尺寸，并且泡沫芯材的的边缘离发动机盖制件的边缘为3厘米～8厘米。为防止泡沫芯材边缘因出现纤维架桥而引起富树脂区，将泡沫芯材的边缘加工成锥型以实现泡沫芯材和纤维层的平滑过渡，其锥型角度优选为30°～45°。

步骤7中，优选还铺覆透气毡，所述的透气毡在密封胶带以内碳纤维织物的两侧，并且距离碳纤维织物一定间隔。

第一树脂管优选连通第一导流管，有利于快速均匀地对密封胶带内区域进行抽真空，第二树脂管优选连通第二导流管，有利于快速均匀地向密封胶带内区域吸注树脂体系。

封孔剂采用AXEL S-19C半永久性模具封孔剂；脱模剂采用700-NC或AXELX-807；脱模布采用尼龙66类材料；导流网、导流管和树脂管采用聚酯类材料；真空袋采用尼龙6类材料；透气毡采用无纺聚酯类材料；