專利名稱：立體織物厚層氣囊裝甲的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種立體織物厚層氣囊裝甲，本發(fā)明的目的在于提高汽車的抗碰撞防護(hù)能力即以柔克剛的軟車體。
背景技術(shù)：
目前，轎車保險(xiǎn)杠絕大多采用塑料，保險(xiǎn)杠的結(jié)構(gòu)由面部塑料與杠梁之間夾層泡沫結(jié)構(gòu)塑料，用于吸收沖擊能，這樣才能滿足美觀和安全法規(guī)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。安裝在汽車內(nèi)的氣囊技術(shù)，可以有效的保護(hù)司乘人員，降低事故的傷亡率。啄木鳥啄樹木沖擊速度是2080千米/小時(shí)，當(dāng)啄木鳥的頭部從樹木上彈回時(shí),它減速的沖擊能大的驚人-約有1000個(gè)重力常數(shù)。要知道，一輛汽車如果以每小時(shí)56千米速度撞擊一堵磚墻上，其力量不過是10個(gè)重力常數(shù)，奇怪的是啄木鳥從來不會(huì)因此發(fā)生腦震蕩。進(jìn)行手術(shù)解剖，獲得發(fā)現(xiàn)，啄木鳥的頭部構(gòu)造與眾不同，腦子被細(xì)密松軟的骨骼包裹著，在腦子的外腦膜與腦髓之間，有一段狹窄的肌肉系統(tǒng)，能起吸震和消震作用。箭魚游速可達(dá)120千米/小時(shí)，其箭可擊穿約30cm厚的木船甲板，箭受到的沖擊力有150千克，但箭魚的箭和腦部卻能得到保護(hù)。其原因在于箭的基部骨頭是蜂窩狀的結(jié)構(gòu)，孔隙中充滿油液，好像多孔的沖擊波吸收器。箭魚的頭蓋骨結(jié)構(gòu)相當(dāng)緊密，又跟箭基部連成一體，所以使箭魚能夠經(jīng)受很大的沖擊能。不愧是一個(gè)天然的防震器！美國舊金山的XP vehicles公司研制出一款充氣式電動(dòng)車Whisper, Whisper可能是由氣袋制成一使用的是美國宇航局火星漫游者著陸時(shí)起緩沖作用的同一類聚合材料， whisper擁有極低的車身重量，一次充電可行駛482公里，擁有多個(gè)艙室不會(huì)像氣球一樣， 遭到一次攻擊便不復(fù)存在，即使駕駛者意外沖下懸崖也安然無恙。傳統(tǒng)保險(xiǎn)杠在設(shè)計(jì)及安全性能上還不足以跟啄木鳥和箭魚相提并論。充氣式電動(dòng)汽車的安全性能很理想，但這種設(shè)計(jì)方案不太適宜且很難移植到傳統(tǒng)燃油汽車上。其受限有多方因素，如燃油車身較重且需要設(shè)置進(jìn)氣柵欄，即便安裝這種厚度較薄的“氣袋”保護(hù)車體，其抗沖擊力的強(qiáng)度和安全性能將大幅下降！通過增加“氣袋”的厚度是可以相應(yīng)的提高其強(qiáng)度，但“氣袋”太厚其緩沖性能和彈性將大大下降，即其厚度是受限制，安裝這種氣袋相對(duì)較難且不美觀。微孔結(jié)構(gòu)閉口型的橡膠和二次發(fā)泡PhyLoN鞋底材料均有極佳的彈性和吸震性能，且有相對(duì)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)和氣密性，但其抗撕裂性和強(qiáng)度有它的極限性。通過引入增強(qiáng)材料，玻璃纖維(或玻璃纖維/碳纖維/凱芙拉纖維混雜)三維夾心織物作為泡沫橡膠(或 PhyLoN鞋底材料)的骨架材料，即可大幅提高其強(qiáng)度。采用這種“微孔結(jié)構(gòu)先進(jìn)的復(fù)合材料”制作超高強(qiáng)度的“厚層氣囊”用于汽車的碰撞防護(hù)，氣囊壁厚約3-6cm最佳。制作“立體織物厚層氣囊裝甲”大致通過以下幾個(gè)步驟和工藝實(shí)現(xiàn)1、首先是確定“立體織物厚層氣囊裝甲”的所需厚度，根據(jù)設(shè)定的厚度開發(fā)模具，模具上需開設(shè)二個(gè)孔， 一個(gè)供氣嘴占用，另一個(gè)是供泡沫橡膠(或PhyLoN鞋底材料)灌入的“注射孔”;2、根據(jù)模具內(nèi)空腔的形狀和空間的弧度，將玻璃纖維立體織物“修剪”成所需要的形狀放置模具內(nèi)，玻纖三維織物芯拄的高度應(yīng)與模具空腔的高度一致，芯柱的分布密度不宜過密，泡沫橡膠 (或PhyLoN)由芯柱之間的空隙灌入；3、將氣嘴放入模具的氣嘴孔且穿透三維織物，氣嘴內(nèi)側(cè)端口與模具壁緊密貼合，以防被灌入的泡沫橡膠(或PhyLoN)堵上充氣孔；4、通過“注射孔”灌入微孔結(jié)構(gòu)的橡膠(或PhyLoN)經(jīng)硫化(或二次發(fā)泡)即可制成“半體的立體織物厚層氣囊”，閉孔率在90%以上其氣密性有保障，其氣密性還可通過在內(nèi)壁粘貼一層彈性體解決；5、將“半體的立體織物氣囊”與“杠梁硬基支撐面”通過粘結(jié)劑的粘接組裝成封閉完整的“立體織物厚層氣囊裝甲”。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在于提供一種立體織物厚層氣囊裝甲，其目的在于提高汽車的抗碰撞防護(hù)能力即以柔克剛的軟車體。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的立體織物厚層氣囊裝甲，它由基體材料和增強(qiáng)材料組成，基體材料采用微孔結(jié)構(gòu)閉口型彈性材料，如泡沫橡膠、二次發(fā)泡PhyLoN鞋底材料、聚氨酯泡沫材料；增強(qiáng)材料采用玻璃纖維(或玻璃纖維/碳纖維/凱芙拉混雜)三維夾心織物。(一)、首先是確定立體織物厚層氣囊裝甲所需的厚度，根據(jù)設(shè)定的厚度開發(fā)模具，模具上需開設(shè)二個(gè)孔，一個(gè)孔供氣嘴占用，另一個(gè)是供基體材料灌入的注射孔；(二)、根據(jù)模具內(nèi)空腔的形狀和空間的弧度，將玻璃纖維立體織物“修剪”成所需的形狀放置模具內(nèi)，基體材料由玻璃纖維立體織物的芯柱的空隙灌入；(三)、將氣嘴放入模具的氣嘴孔且穿透玻璃纖維立體織物與模具內(nèi)壁貼合，以防被灌入的基體材料堵上充氣孔；(四)、通過“注射孔”灌入的“基體材料”經(jīng)硫化 (或二次發(fā)泡)即可制成“半體”的立體織物厚層氣囊；(五)、將厚約3-6cm的“半體立體織物氣囊”與“杠梁硬基支撐面”通過粘結(jié)劑的粘結(jié)組裝成封閉完整的“立體織物厚層氣囊裝甲”；(六)、高壓氣體通過充氣嘴充入“立體織物厚層氣囊裝甲”的空腔內(nèi)用于吸收汽車碰撞產(chǎn)生的沖擊能。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用了低密度、高彈性的微孔結(jié)構(gòu)閉口型的彈性材料制作氣囊可獲得理想的厚度層，而引入立體織物作為氣囊的骨架材料，即可獲得超高的強(qiáng)度且不失彈性。


圖為立體織物厚層氣囊裝甲的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記微孔結(jié)構(gòu)閉口型彈性材料I、立體織物2、充氣嘴3、高壓氣體4、杠梁硬基支撐面5。
具體實(shí)施例方式立體織物厚層氣囊裝甲，采用立體織物(2)，比如玻璃纖維三維夾心織物或玻璃纖維/碳纖維/凱芙拉混雜三維夾心織物作為微孔結(jié)構(gòu)閉口型彈性材料(I)的骨架材料， 利用這種微孔結(jié)構(gòu)先進(jìn)的復(fù)合材料制作厚層氣囊，氣囊壁厚約3-6cm用于汽車的碰撞防護(hù)，它由微孔結(jié)構(gòu)閉口型彈性材料(I)、立體織物(2)、充氣嘴(3)、高壓氣體(4)、杠梁硬基支撐面(5)組成，其中立體織物(2)根據(jù)模具內(nèi)空腔的形狀和弧度修剪成所需的形狀放置模具內(nèi)，充氣嘴(3)放入模具的氣嘴孔且穿透三維立體織物(2)，充氣嘴(3)的內(nèi)側(cè)端口與模具內(nèi)壁緊密貼合，微孔結(jié)構(gòu)閉口型彈性材料(I)通過模具上的注射孔灌入立體織物
(2)芯柱的空隙中，經(jīng)硫化(或二次發(fā)泡)后脫模即可制成半體的立體織物厚層氣囊，厚約 3-6cm的半體立體織物氣囊與杠梁硬基支撐面(5)通過粘接劑組裝成封閉完整的立體織物厚層氣囊裝甲，高壓氣體(4)填充在立體織物厚層氣囊裝甲的空腔內(nèi)用于吸收沖擊能。
權(quán)利要求
1.立體織物厚層氣囊裝甲，采用立體織物(2)，比如玻璃纖維三維夾心織物或玻璃纖維/碳纖維/凱芙拉纖維混雜三維夾心織物作為微孔結(jié)構(gòu)閉口型彈性材料(I)的骨架材料，利用這種微孔結(jié)構(gòu)先進(jìn)的復(fù)合材料制作厚層氣囊，氣囊壁厚約3-6cm用于汽車的碰撞防護(hù)，它由微孔結(jié)構(gòu)閉口型彈性材料(I)、立體織物(2)、充氣嘴(3)、高壓氣體(4)、杠梁硬基支撐面(5)組成，其特征在于立體織物(2)根據(jù)模具內(nèi)空腔的形狀和弧度修剪成所需的形狀放置模具內(nèi)，充氣嘴(3)放入模具上的充氣孔且穿透三維立體織物(2)與模具的內(nèi)壁貼合，微孔結(jié)構(gòu)閉口型彈性材料(I)通過模具上的注射孔灌入立體織物(2)芯拄的空隙中， 經(jīng)硫化(或二次發(fā)泡)后脫模即可制成半體的立體織物厚層氣囊，半體立體織物氣囊與杠梁硬基支撐面(5)通過粘接劑組裝成封閉完整的立體織物厚層氣囊裝甲，高壓氣體(4)填充在立體織物厚層氣囊裝甲的空腔內(nèi)用于吸收汽車碰撞產(chǎn)生的沖擊能。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種立體織物厚層氣囊裝甲，其目的在于提高汽車的抗碰撞防護(hù)能力既以柔克剛的軟車體。它由基體材料和增強(qiáng)材料組成，基體材料可由泡沫橡膠、二次發(fā)泡PHYLON鞋底材料、或聚氨酯泡沫材料，增強(qiáng)材料采用玻纖立體織物，其中玻纖立體織物根據(jù)模具內(nèi)空腔的形狀和弧度修剪成所需的形狀放置模具內(nèi)，充氣嘴放入模具的氣嘴孔且穿透玻纖立體織物與模具內(nèi)壁貼合，基體材料通過模具上的注射孔灌入玻纖立體織物芯拄的空隙中，經(jīng)硫化(或二次發(fā)泡)后脫模既可制成厚約3-6cm的半體的立體織物氣囊，半體立體織物氣囊與杠梁硬基支撐面通過粘接劑組裝成封閉完整的立體織物厚層氣囊裝甲，高壓氣體填充在立體織物厚層氣囊裝甲的空腔內(nèi)，這樣即能獲得理想的厚度層，又能達(dá)到超高的強(qiáng)度且不失彈性。
文檔編號(hào)B60R19/22GK102582547SQ20121003672
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月14日
發(fā)明者汪烈生 申請(qǐng)人:汪烈生