树脂基复合材料汽车构件的研制（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑完整版实用资料，欢迎下载）42中国材料进展第28卷模具表面镀上一层厚度约llllm的铜。电镀时,先在要镀铜的面上均匀的喷涂一层导电胶,形成导电层。然后把模具放入电镀槽内,模具接负极,正极接铜块,加入电解液。在直流电作用下,正极的铜失去电子,发生氧化反应,变成铜离子,进入电解液。带正电的铜离子在电场的作用下,向连接负极的模具面移动,在模具面上,发生还原反应,得到电子,变成铜原子,沉积到模具表面,这样就得到了镀铜的模具面。然后经过打磨、抛光,制得了镜面效果的汽车引擎盖模具。图3是汽车引擎盖的模具照片。图3金属化的玻纤/石膏汽车引擎盖模具照片Fig.3Photographofglassfiber/gessomoldwithmetal—coated2.3汽车引擎盖研制2.3.1主要原材料汽车引擎盖的主要原材料有:①3K碳纤维平纹编织布,威海光威复合材料;②无碱玻璃布,威海光威复合材料;③不饱和真空导流树脂9231一VP,上维精细化工;④硅烷偶联剂KH一550,北京申达精细化工;⑤强芯毡,LantorCompositesCo.,Ltd.(荷兰。2.3.2铺层设计铺层设计时要考虑到构件的强度、质量、外观、成本、工艺性等几个方面,该构件使用类似“三明治”的夹心结构。用3K碳纤维平纹编织布做表层,既美观又能改善构件的刚度;玻璃布用于内部铺层,可以降低成本;强心毡作为芯层,可以增加刚性,降低重量,同时作为树脂的导流层,有利于树脂流通、浸润。汽车引擎盖构件没有使用传统的蜂窝板、轻木或泡沫板作为芯层材料,因为这些材料虽然可以增加刚性、减轻重量,但他们或者不利于树脂流通和浸润,或者不容易弯曲。强芯毡是一种聚酯无纺材料,其结构如图4所示。强芯毡的六边形蜂窝内是多孔材料,但树脂无法进入,类似闭孔泡沫材料;强心毡的六边形蜂窝周围是树脂流动通道,有利于树脂的流通、浸润,具有导流网的作用;强芯毡浸树脂之前,非常柔软,方便铺层。强心毡在增加刚性、减轻重量的同时,可以改善工艺性,因此汽车引擎盖构件采用强芯毡作为芯层材料。图4强芯毡结构示意图Fig.4Structureofcarpetwithstrongcole2.3.3构件制作和性能将碳布、玻璃布剪成适当大小,常温下在丙酮浸泡6h,烘干后浸于l%的KH一550水溶液中,15min后取出,再在120℃烘箱中烘干30min,放入干燥器中备用。模具表面先用丙酮擦洗,涂上脱模剂,然后按照铺层设计铺好增强材料,再依次铺好脱模布、导流管、真空膜,最后检查系统气密性,配好树脂,开始导人树脂。根据构件形状,采用“中心进胶,四周抽气”的导流方式。由于强芯毡有很好的导流效果,整个导流过程用时很短。固化脱模后,无需打磨,即得到A级表面的碳纤维复合材料汽车引擎盖构件,如图5所示。图5碳纤维复合材料汽车引擎盖Fig.5Carbonfibercompositeautomobileenginecover复合材料汽车引擎盖构件质量仅为2.75kg,密度为0.9g/cm3,和原金属汽车引擎盖相比,减重4kg。从复合材料汽车引擎盖构件中间部位纵、横方向上分别取试样进行了测试力学性能,纵方向弯曲强度为180MPa,弯曲模量12.3GPa;横方向弯曲强度为174MPa,弯曲模量12.7GPa。测试结果表明,复合材料汽车引擎盖构件的纵、横方向性能基本一致,完全能够满足使用要求。3节能赛车车身的研制本研究的节能赛车车身是为哈尔滨工业大学威海分校参加今年在上海举行的“Honda”节能竞技大赛而研制第6期段成金等:树脂基复合材料汽车构件的研制43的,气动外形由哈尔滨工业大学威海分校设计。根据车身形状(船形,考虑到赛车的唯一性,为了节省成本,采用一种“无模快速成型技术”来制作。该工艺过程如图6所示。.删lujllj一仰Ⅲ睑_FramemakingFoamsheetcovering痖面A^∥^√OutsideshellmakingTakingoffframeInsideshellmaldng图6无模快速成型工艺流程示意图Fi8.6Processofrapidmoldingwithoutmold制作过程:①利用计算机,用间隔200mm的一系列平面去剖切车身,得到一系列车身剖面图,然后根据这些剖面图裁切一定形状的薄木板,最后把这些薄木板按照顺序和位置固定到平台上,即得到车身的轮廓框架(图7是该赛车车身的框架照片;②在框架上用泡沫板条紧密的把各个薄木板连接,即得到车身的模型;③在泡沫板外边糊制一层碳纤维复合材料;④固化后,碳纤维复合材料就和泡沫紧密的粘结在一起,然后去掉薄木板做成的轮廓框架,车身的形状就出来了;⑤在车身内部再糊制一层碳纤维