一種纖維增強汽車保險杠吸能盒及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種保險杠吸能盒,特別涉及一種纖維增強汽車保險杠吸能盒及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]吸能盒是汽車吸能、防撞的有效構(gòu)件之一,能夠提高乘客和汽車的使用安全,它可以在汽車發(fā)生低速碰撞時吸收能量,有效的減少碰撞對汽車帶來的影響。目前使用的吸能盒都是使用金屬材料制備的,通過螺栓和汽車連接。金屬材料的吸能盒能夠吸收碰撞的能量,但是吸收的能量有限,而且質(zhì)量較大。
[0003]所以需要開發(fā)一種質(zhì)量輕,吸收能量大,生產(chǎn)工藝簡單,生產(chǎn)效率高的汽車吸能合
ΙΤΓΤ.0
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]為解決上述問題,本發(fā)明通過了一種質(zhì)量輕、吸收能量大、缺陷少、強度高、生產(chǎn)效率高、安全性好的汽車保險杠吸能盒及其制備方法。
[0005]為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0006]—種纖維增強汽車保險杠吸能盒,包括盒體和連接裝置,連接裝置設(shè)置在盒體兩端,盒體通過連接裝置連接在保險杠和汽車之間,所述盒體由三維編織復(fù)合材料制成,所述三維編織復(fù)合材料由纖維三維編織制成的三維編織增強骨架注入樹脂加熱固化制備。纖維具有質(zhì)量輕、力學(xué)性能優(yōu)異等特點,樹脂既具有良好的力學(xué)性能,又具備良好的韌性,彈性好,吸收能力多,通過三維編織提高吸能盒的力學(xué)性能,而且三維編織增強骨架通過編織一次成型,不存在傳統(tǒng)金屬吸能盒的焊點和焊縫,使吸能盒更加結(jié)實、牢固,所以本發(fā)明吸能盒質(zhì)量輕、性能好,能夠減輕汽車重量,使汽車節(jié)能、減排。
[0007]優(yōu)選的,所述盒體與連接裝置一體成型。保證了連接裝置與盒體連接的穩(wěn)定性,從而使吸能盒能夠與保險杠和汽車連接的更加牢固。
[0008]優(yōu)選的,所述盒體為實心結(jié)構(gòu),軸向截面為圓形或多邊形。與傳統(tǒng)的空芯鋁合金吸能盒相比,僅從結(jié)構(gòu)角度考慮,實芯的吸能盒能夠吸收更多的能量,在同樣的撞擊力度下,實芯結(jié)構(gòu)變形更小,在同樣的變形情況下,實芯結(jié)構(gòu)吸收的能量更多,所以實芯結(jié)構(gòu)能夠提升汽車的防撞能力。
[0009]優(yōu)選的,所述連接裝置為法蘭或連接耳片。采用連接螺栓通過法蘭或連接耳片可方便的將吸能盒連接保險杠和汽車,也能夠輕易地進行拆卸。
[0010]優(yōu)選的,所述三維編織增強骨架由三維編織機編織一次成型,為三維三向、三維四向、三維五向、三維六向或三維七向,三維編織使增強纖維在空間多向增強。通過不同的三維編織方式能夠制備成不同強度的三維編織增強骨架。
[0011]優(yōu)選的,所述纖維是高性能纖維。高性能纖維是具有特殊的物理化學(xué)結(jié)構(gòu)、性能和用途,或具有特殊功能的化學(xué)纖維,一般指強度大于17.6cN/dtex,彈性模量在440cN/dtex以上的纖維,其具有質(zhì)量輕、力學(xué)性能優(yōu)異等優(yōu)良性能,能夠進一步減輕吸能盒質(zhì)量,從而減輕汽車重量。
[0012]進一步優(yōu)選的,所述高性能纖維為碳纖維、芳綸纖維、聚乙烯纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維中的一種或幾種。碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維、氨綸纖維、聚乙烯纖維等高性能纖維都具有優(yōu)良的力學(xué)性能,碳纖維、玻璃纖維強度高,芳綸纖維、聚乙烯纖維韌性好,優(yōu)化組合使用這些纖維作為吸能盒骨架能夠使吸能盒具有良好的強度,同時又具有一定的韌性,在保持外形的同時能夠吸收撞擊等外界能量,減少車內(nèi)人員的不適感,當(dāng)遇到強烈撞擊時保護車內(nèi)人員的人身安全。
[0013]優(yōu)選的,所述樹脂為環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯樹脂或氰酸酯樹脂等樹脂中的一種或幾種。此樹脂制得吸能盒的性能最好。能滿足工藝要求的其它樹脂也可以使用,但優(yōu)選以上幾種,因為以上幾種樹脂力學(xué)性能好、生產(chǎn)工藝成熟、容易購買且質(zhì)量穩(wěn)定、加工工藝性好,能夠滿足本發(fā)明的加工工藝要求和產(chǎn)品的力學(xué)性能。
[0014]優(yōu)選的,所述纖維的體積含量為30%?70%。纖維體積含量過少,則纖維的增強作用有限,纖維體積含量過多,則制品剛性過大,容易分層,而且實際加工時加工困難,較難達到。
[0015]一種纖維增強汽車保險杠吸能盒制備方法,步驟為:
[0016]I)將纖維用三維編織機編織為三維編織增強骨架;
[0017]2)將三維編織增強骨架放入定型模具中并密封于真空袋后抽真空,真空度為0.0lMPa ?0.1MPa ;
[0018]3)注入基體樹脂,使樹脂充分浸漬三維編織增強骨架,然后加熱固化,加熱溫度為40 0C?300 0C ο能夠制備出質(zhì)量輕、具有良好的韌性、彈性好、吸收能力多等性能良好的吸能盒,真空袋成型方法產(chǎn)品質(zhì)量可控性好,操作性強。
[0019]本發(fā)明的有益效果為:
[0020](I)通過本發(fā)明提供的方法制備的汽車吸能盒質(zhì)量輕,使汽車節(jié)能、減排、環(huán)保。
[0021](2)通過本發(fā)明提供的方法制備的汽車吸能盒吸收能量大,力學(xué)性能好,安全性尚O
[0022](3)本發(fā)明提供的制備方法操作簡單、質(zhì)量可控性好。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明實施例1-2的俯視圖;
[0024]圖2為實施例1的A-A面的剖視圖;
[0025]圖3為實施例2的A-A面的剖視圖;
[0026]圖4為實施例3的俯視圖;
[0027]圖5為實施例3的主視圖;
[0028]其中,1、盒體,2、法蘭,3、連接螺栓,4、連接耳片。
【具體實施方式】
[0029]實施例1
[0030]如圖1、2所示,一種纖維增強汽車保險杠吸能盒,包括盒體I和法蘭2,法蘭2設(shè)置在盒體I兩端,且法蘭2與盒體I 一體成型,使用12k、T700碳纖維在三維編織機上采用三維三向編織三維編織增強骨架,吸能盒由三維編織增強骨架和環(huán)氧體系樹脂通過真空袋注膠加熱固化成型。12k、T700碳纖維的體積含量為50%。盒體I為實心結(jié)構(gòu),軸向截面為圓形,直徑為12cm。
[0031]其制備步驟為:
[0032]I)將12k、T700碳纖維用三維編織機采用三維三向編織成三維編織增強骨架;
[0033]2)將三維編織增強骨架放入定型模具中并密封與真空袋后抽真空,真空度0.08MPa ;
[0034]3)導(dǎo)入環(huán)氧體系樹脂(環(huán)氧體系樹脂由50%雙酚A型E51環(huán)氧樹脂+45%甲基四氫苯酐固化劑+5% DMP-30促進劑組成),使樹脂充分浸漬三維編織增強骨架,在烘箱中按照設(shè)