[发明专利]一种复合材料的汽车尾门

说明书

技术领域

本发明涉及一种轻量化的乘用车尾门，尤其涉及一种复合材料的汽车尾门，它采用了模 块化的设计理念，充分发挥了纤维增强复合材料可设计性强、易成型复杂形状的特点，属于 汽车设计与制造技术领域。

背景技术

汽车轻量化是减少汽车尾气排放、节约资源和保护环境的有效途径，因此世界各地的企 业和研究机构都在致力于研发和推广汽车轻量化技术。用轻量化材料，特别是聚合物基纤维 增强复合材料，替代传统的钢材，是实现汽车轻量化的主要途径之一。纤维增强复合材料具 有比强度和比刚度高，可设计性强，耐腐蚀等优点，能够制成具有复杂曲面并集成多种用途 部件于一体，从而减少汽车零部件数量，利于汽车工业的模块化设计和生产。此外，纤维增 强复合材料制件的表面质量好，可以省去或减少涂装工艺。尾门是乘用汽车的一个重要外观 件，并具有一定的安全性和承载要求。传统的汽车尾门采用薄钢板冲压成型后焊接的工艺， 零件数量多，装配过程复杂。采用模块化的理念，使用树脂基纤维增强复合材料替代传统钢 材来设计和制造汽车尾门，可以大幅度地减少零件数量和模具数量，简化装配和喷涂工艺过 程，降低车身重量，经济效益和环保效益显著，应用前景十分广阔。

发明内容

1、发明目的：

本发明的目的在于提供一种复合材料的汽车尾门，采用树脂基纤维增强复合材料设计制 造而成，在保证安全性的前提下，极大地减轻汽车车身的重量，实现节能减排。基于模块化 设计理念，简化汽车尾门的零部件组成，利于模块化生产和装配，节约生产成本。

2、技术方案：

目前，航空航天领域主要使用3K-12K碳纤维的复合材料，价格昂贵，不适合应用于汽 车领域。大丝束碳纤维(≥48K)具有价格低、加工效率高的优点，而且性能足以满足汽车 工业生产。因此，本发明采用大丝束碳纤维或者成本更低的玻璃纤维材料，配合黏度较低的 树脂体系，使用树脂传递模塑成型(ResinTransferMolding,RTM)工艺，设计和制造一种 轻量化的复合材料汽车尾门，特别是一种运动型多用途汽车(SUV)尾门，见附图，它包括汽 车尾门外板、尾门窗边、车窗内框、尾门车牌框、汽车尾门内板、尾门液压缸安装支座、内 板加强肋、尾门锁扣、内板减重孔、尾门铰链安装孔。它们之间的位置连接关系是：汽车尾 门外板与尾门窗边连接在一起；车窗内框与尾门窗边连接在一起；尾门车牌框置于汽车尾门 外板的内部；汽车尾门内板与汽车尾门外板固连在一起；尾门液压缸安装支座对称地分布于 汽车尾门内板的两侧；内板加强肋对称地安置于汽车尾门内板的底部；尾门锁扣安置于汽车 尾门内板底部中间的位置；内板减重孔位于汽车尾门内板的中部，车窗内框之下；尾门铰链 安装孔位于车尾门内板的顶部平面。

所述汽车尾门外板、尾门窗边和车窗内框为自制件，采用S350-952树脂(金陵帝斯曼树 脂有限公司生产)和PANEX33-48K碳纤维(美国Zoltek公司生产)组成的纤维增强复合材料， 通过RTM工艺一体化成型而成，用于汽车尾门的外观装饰和车窗玻璃安装；

所述尾门车牌框为自制件，通过在汽车尾门外板内裁剪铺层获得，使用RTM工艺与汽 车尾门外板一体化成型制成，用于安装汽车牌照；

所述汽车尾门内板为自制件，采用S350-952树脂(金陵帝斯曼树脂有限公司生产)和 PANEX33-48K碳纤维(美国Zoltek公司生产)组成的纤维增强复合材料，通过RTM工艺制作 而成，使用胶粘剂与汽车尾门外板粘接在一起，用于支撑和加强汽车尾门结构，吸收汽车尾 部在碰撞过程中产生的能量；

所述尾门液压缸安装支座为自制件，采用钢材机械加工而成，用于安装汽车尾门的液压 撑杆装置；

所述内板加强肋为自制件，采用S350-952树脂(金陵帝斯曼树脂有限公司生产)和 PANEX33-48K碳纤维(美国Zoltek公司生产)组成的纤维增强复合材料，用于增强汽车尾门 内板的强度和刚度；

所述尾门锁扣为自制件，采用钢板冲压而成，用于与汽车的尾门锁连接；

所述内板减重孔是通过在汽车尾门内板的中部除材料获得，其位置和尺寸根据拓扑优化 的计算结果来确定，用于减轻汽车尾门的重量；

所述尾门铰链安装孔是通过在汽车尾门内板的顶部平面机械加工获得，用于安装汽车尾 门的铰链装置的固定。

3、本发明“一种复合材料的汽车尾门”，其优点如下：