[发明专利]一种复合材料轮毂成型用预成型体及轮毂成型方法

说明书

本发明涉及一种复合材料轮毂成型用预成型体及轮毂成型方法，预先制造增强纤维预成型体填充于一个封闭的模具腔内，将封闭的模具腔内抽真空，再用压缩空气将树脂体系注入到模腔中，经固化后得到复合材料轮毂。本发明注入树脂体系通过压缩气体注入模具中，并在注入结束后保持压力一段时间，使可接受的增强材料体积含量加大，达到增强材料体积含量可控的目的，进而控制和提高轮毂的机械强度。本发明制造的复合材料轮毂，空隙率极低，纤维含量高，纤维在复合材料结构中分布均匀、无褶皱，并且，由于预成型体的制造可以分块进行，可将复杂的产品分解成简单形状部件的组合，生产效率高，质量可控、稳定。

本发明专利申请是由申请号为201610792631.0，申请日为2016年08月31日，发明名称为“一种复合材料轮毂的制造方法”的发明专利的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种轮毂制造方法，具体是一种通过预成形体制造复合材料轮毂的方法。

背景技术

减轻汽车质量、降低燃油消耗和减少排放污染成为汽车工业发展的核心问题，车轮是汽车的重要安全部件之一，作为汽车的非簧载质量，其质量的减轻比其他部件的减轻更重要。目前采用碳复合材料制造汽车轮毂可比铝合金轮毂减重20～40％。现在现行的汽车轮毂生产方法有预浸料法，其步骤为在一个准备好的阳模或阴模上将粗裁好的一块预浸料片铺放到模具表面再按照模具要求的形状裁去多余的部分，根据设计的层次、纤维方向每层进行不同的变化，同时要通过人工不停的赶压以使层与层之间贴合而减少气泡。另外预浸料铺放成型还可分为真空袋压成型和对模加压成型。真空袋压成型虽然可以得到比较密实的产品结构，但它只能保证产品的单面尺寸，而产品另一侧的尺寸需要再进行二次加工。对模加压成型虽然可以得到产品的双面的尺寸精度，但是由于每次人工铺放的离散性、预浸料树脂含量的离散性就造成了产品内部质量的不均匀性，常常产生内部缺陷，如气泡、贫胶、纤维褶皱等等，且此方法需要大量人工操作，人力物力消耗大，对产品性能有较大影响，不宜进行大批量生产。

还有一种由专利CN 102653138 A介绍的制造轮毂的方法，主要是采用树脂真空导入工艺制造一个不含轮辐的空心轮毂，树脂真空导入工艺是通过对模腔内抽真空同时通过外部大气压力将树脂导入到纤维结构中然后固化成型的方法。但是这种方法的缺点在于，因其是自然吸入树脂，纤维含量低，并且其制造的轮毂没有轮辐，所以不能制造具有苛刻结构性能要求的、形状复杂的一片式汽车轮毂。

发明内容

为了克服上述方法缺点，本发明通过用不含树脂体系的纤维增强材料预先制成一个或多个预成型体，然后填充于一个封闭的模具腔内，将封闭的模具腔内抽真空，再用压缩气体将树脂体系注入到模腔中，经固化后得到复合材料轮毂。

优选的，所述预成型体是由一个或多个预成型体组成。

优选的，所述纤维增强材料是纤维、织物或其混合体；所述纤维，是玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、有机纤维或其中二种以上的混杂纤维。

优选的，所述树脂体系是环氧树脂、酚醛树脂、聚酯树脂、氰酸酯树脂、多元杂环树脂中的一种或二种以上及其相应的固化剂。

优选的，所述压缩气体是压缩的干燥的空气或氮气。

优选的，所述抽真空，其真空度为1～100Pa；所述用压缩气体将树脂体系注入到模腔中，注入气压为1～7MPa，注入后保持压力1～30min。

上述方法的具体步骤为：

1)将整体的轮毂结构按产品的铺层和工艺要求拆分成的两个以上结构作为预成型体模型制作成预成型体；

2)将上述预成形体按照拆分顺序安放于按照整体的轮毂结构设计的封闭的整体的模具中，闭合模具，将模具整体恒温预热，上述恒温预热的温度低于即将注入的树脂体系的凝胶温度，模腔抽真空；