一種車頂蓋及車頂蓋的加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車車身技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種車頂蓋及車頂蓋的加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，乘用車油耗限制值強制法規(guī)越來越嚴(yán)，第三階段油耗的限制值標(biāo)準(zhǔn)將目標(biāo)定于2015年實現(xiàn)6.9升/100公里，第四階段油耗限制值標(biāo)準(zhǔn)將于2020年實現(xiàn)5.0升/100公里。然而，傳統(tǒng)的鋼質(zhì)車頂蓋是車身部件中重量較大的部件，普通不帶天窗的A級車的重量一般在10千克(kg)左右，對于降低油耗具有一定的限制作用。此外，較重的重量也為車頂蓋的制造和裝配帶來諸多不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種車頂蓋及車頂蓋的加工方法，采用多個單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布的多角度鋪設(shè)結(jié)構(gòu)，降低了車頂蓋自身的重量，從而可在一定程度上降低汽車的油耗，并且該車頂蓋具有高強度、高剛性、低密度及良好的抗腐蝕性能。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0005]依據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種車頂蓋，包括:車頂蓋本體和加強件，所述加強件壓設(shè)在所述車頂蓋本體內(nèi)部；
[0006]其中，所述車頂蓋本體包括多個第一結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布，所述多個第一結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布依次疊加鋪設(shè)，且相鄰第一結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布的徑編方向不同；
[0007]所述加強件包括多個第二結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布，且所述多個第二結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布依次疊加鋪設(shè)，且相鄰第二結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布的徑編方向不同。
[0008]其中，所述第一結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布呈多邊形平面狀，所述第二結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布呈十字交叉狀。
[0009]其中，所述車頂蓋本體包括八個第一結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布，且八個所述第一結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布以所述第一結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布的幅寬方向為參照線，徑編方向依次按照預(yù)設(shè)角度O度、90度、135度、45度、135度、45度、90度及O度鋪設(shè)。
[0010]其中，所述加強件包括八個第二結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布，且所述八個第二結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布以所述第二結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布的幅寬方向為參照線，徑編方向依次按照預(yù)設(shè)角度O度、90度、135度、45度、135度、45度、90度及O度鋪設(shè)。
[0011]其中，所述第一結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布和第二結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布的厚度均為0.2毫米。
[0012]依據(jù)本發(fā)明的另一個方面，還提供了一種車頂蓋的加工方法，包括:
[0013]將碳纖維布浸入預(yù)設(shè)粘度的預(yù)浸溶液中，形成第三結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布；
[0014]在第一模具中，對多個所述第三結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布按照徑編方向的預(yù)設(shè)角度依次進(jìn)行疊加鋪層及裁剪，形成包括多個第一結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布的車頂蓋本體；
[0015]在第二模具中，對多個所述第三結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布按照徑編方向的預(yù)設(shè)角度依次進(jìn)行疊加鋪層及裁剪，形成包括多個第二結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布的加強件；
[0016]將所述車頂蓋本體和所述加強件置于第三模具中，并在熱壓罐中的預(yù)設(shè)溫度中進(jìn)行預(yù)設(shè)時間的熱固化，得到成品連續(xù)碳纖維復(fù)合材料車頂蓋。
[0017]其中，所述第一結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布呈多邊形平面狀，所述第二結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布呈十字交叉狀。
[0018]其中，所述預(yù)浸溶液為不飽和聚酯樹脂溶液。
[0019]其中，所述在第一模具中，對多個所述第三結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布按照徑編方向的預(yù)設(shè)角度依次進(jìn)行疊加鋪層及裁剪，形成包括多個第一結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布的車頂蓋本體，具體為:
[0020]將八個所述第三結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布，以所述第三結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布的幅寬方向為參照線，徑編方向依次按照八個預(yù)設(shè)角度進(jìn)行鋪層，并在每一層鋪設(shè)完成后根據(jù)所述第一模具的尺寸進(jìn)行裁剪，直到第八次裁剪完成，獲得包括八個第一結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布的車頂蓋本體。
[0021]其中，所述在第二模具中，對多個所述第三結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布按照徑編方向的預(yù)設(shè)角度依次進(jìn)行疊加鋪層及裁剪，形成包括多個第二結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布的加強件，具體包括:
[0022]將八個所述第三結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布，以所述第三結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布的幅寬方向為參照線，徑編方向依次按照八個預(yù)設(shè)角度進(jìn)行鋪層，并在每一層鋪設(shè)完成后根據(jù)所述第二模具的尺寸進(jìn)行裁剪，直到第八次裁剪完成，獲得包括八個第二結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布的加強件。
[0023]其中，所述八個預(yù)設(shè)角度依次為:0度、90度、135度、45度、135度、45度、90度及O度。
[0024]本發(fā)明的有益效果是:
[0025]本發(fā)明實施例的車頂蓋采用多個單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布進(jìn)行多角度鋪設(shè)的結(jié)構(gòu)，滿足了車頂蓋X向和Y向強度要求，并通過增加壓設(shè)在車頂蓋本體內(nèi)部的加強件滿足了車頂蓋Z向強度要求。此外，通過連續(xù)碳纖維復(fù)合材料的使用，滿足了 50%的輕量化目標(biāo)，從而利于通過減輕車身重量來降低油耗，并為后續(xù)的汽車制造及裝配提供了方便。
【附圖說明】
[0026]圖1表示本發(fā)明實施例的車頂蓋的內(nèi)側(cè)示意圖；
[0027]圖2表示本發(fā)明實施例的車頂蓋的外側(cè)示意圖；
[0028]圖3表示本發(fā)明實施例的車頂蓋本體的剖面圖；
[0029]圖4表示本發(fā)明實施例的車頂蓋的加工方法流程示意圖。
[0030]其中圖中:1、車頂蓋本體；2、加強件；3、單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布。
【具體實施方式】
[0031]下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。
[0032]實施例一
[0033]依據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種車頂蓋，如圖1?3所示，該車頂蓋包括:
[0034]車頂蓋本體I和加強件2，所述加強件2壓設(shè)在所述車頂蓋本體I內(nèi)部；
[0035]其中，所述車頂蓋本體I包括多個第一結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布3，所述多個第一結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布3依次疊加鋪設(shè)，且相鄰第一結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布3的徑編方向不同；
[0036]所述加強件2包括多個第二結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布3，且所述多個第二結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布3依次疊加鋪設(shè)，且相鄰第二結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布3的徑編方向不同。
[0037]目前，碳纖維等輕質(zhì)材料的選用作為最直接和最快速降低汽車燃油消耗比的手段之一，越來越受到各大汽車廠商的重視。因此，碳纖維及其復(fù)合材料以其獨特的優(yōu)勢，獲得了越來越廣泛的研宄開發(fā)。此外，連續(xù)碳纖維復(fù)合材料具有低密度、高強度、高模量、耐腐蝕、耐疲勞等優(yōu)勢，目前已廣泛應(yīng)用在航空航天、體育休閑用品、工業(yè)領(lǐng)域及交通領(lǐng)域等。在汽車領(lǐng)域，賽車及高端汽車制品，如單體乘員艙、發(fā)動機引擎蓋、傳動軸等越來越多地采用連續(xù)碳纖維復(fù)合材料。所以，隨著碳纖維成本的進(jìn)一步降低，它將會越來越廣泛應(yīng)用在普通汽車上。
[0038]本發(fā)明實施例的車頂蓋中，車頂蓋本體I以及壓設(shè)在車頂蓋本體I內(nèi)部的加強件2，均采用多個單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布3進(jìn)行多角度疊加鋪設(shè)的結(jié)構(gòu)，不僅滿足了車頂蓋在X向、Y向及Z向的強度要求，實現(xiàn)了單價重量的優(yōu)化，而且保證了本發(fā)明實施例的車頂蓋具有高剛性、低密度及良好的抗腐蝕性能。
[0039]在本發(fā)明的另一個實施例中，所述第一結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布3呈多邊形平面狀，所述第二結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布3呈十字交叉狀，使得本發(fā)明實施例的車頂蓋滿足了車頂蓋的設(shè)計要求，并通過十字交叉狀的加強件2滿足了車頂蓋在Z向的強度要求。
[0040]在本發(fā)明的另一實施例中，所述車頂蓋本體I包括八個第一結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布3，且八個所述第一結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布3以所述第一結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布3的幅寬方向為參照線，徑編方向依次按照預(yù)設(shè)角度O度、90度、135度、45度、135度、45度、90度及O度鋪設(shè)。
[0041]其中，如圖3所示，車頂蓋本體I的剖面圖，自下而上的每一個單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布3的徑編方向依次為:0度、90度、135度、45度、135度、45度、90度及O度。
[0042]其中，對于車頂蓋本體I包括的第一結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布3的個數(shù)(即鋪設(shè)層數(shù))及每一個第一結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布3的鋪設(shè)角度，在本發(fā)明實施例的車頂蓋中，并不限于此。此外，車頂蓋本體I的鋪設(shè)層數(shù)主要通過計算機輔助工程(Computer Aided Engineering，CAE)的強度和剛度分析及成熟經(jīng)驗得到，以保證本發(fā)明實施例的車頂蓋同金屬車頂蓋具備同樣的強度和剛度。
[0043]在本發(fā)明的另一實施例中，所述加強件2包括八個第二結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布3，且所述八個第二結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布3以所述第二結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布3的幅寬方向為參照線，徑編方向依次按照預(yù)設(shè)角度O度、90度、135度、45度、135度、45度、90度及O度鋪設(shè)。
[0044]本發(fā)明實施例的車頂蓋中，對于加強件2包括的第二結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布3的個數(shù)(即鋪設(shè)層數(shù))及每一個第二結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布3的鋪設(shè)角度，在本發(fā)明實施例的車頂蓋中，并不限于此。此外，加強件2的鋪設(shè)層數(shù)主要通過CAE強度和剛度分析及成熟經(jīng)驗得到。
[0045]在本發(fā)明的另一實施例中，所述第一結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布3和所述第二結(jié)構(gòu)的單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布3的厚度均為0.2毫米。可以理解的是，在本發(fā)明實施例的車頂蓋中，對于單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布3的厚度并不限于此。因此，可通過控制單層連續(xù)碳纖維預(yù)浸布3的厚度來控制本發(fā)明實施例的車頂蓋的厚度及重量。
[0046]實施例二
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