[发明专利]一种多胞复合材料吸能部件的加工方法

说明书

本发明提供了一种多胞复合材料吸能部件的加工方法，使用的预浸料为碳纤维编织复合材料预浸料，在每个模具上缠绕五层预浸料，之后合并四个缠绕完成的模具，最后在这个合并的模具上再缠绕五层预浸料，这样可以确保多胞结构的每个边长的厚度都是相同的。并且可以减少制备步骤，大大减少制备时间，相对于其他复合材料多胞薄壁结构成型工艺,加工相对容易,成本较低,可以保证多胞碳纤维薄壁结构各个边长的厚度和力学性能相同，进而可以充分发挥多胞碳纤维多胞薄壁结构优异的力学性能。加快多胞碳纤维多胞薄壁结构的实际应用。

技术领域

本发明涉及汽车能量吸收部件，特别是涉及一种多胞复合材料吸能部件的加工方法。

背景技术

由于碳纤维薄壁结构具有优异的碰撞吸能特性与轻量化效果，因此在汽车、航空航天飞机、高铁等领域被广泛应用。现有的研究主要集中于单胞碳纤维薄壁结构，而单胞碳纤维薄壁结构已不能满足日益增长的吸能要求与轻量化需求，因此多胞碳纤维薄壁结构凭借其更优的吸能特性被逐渐关注起来，但目前对多胞碳纤维薄壁结构的研究尚未全面，并且缺乏对多胞碳纤维薄壁结构的高效的设计方法。目前多胞碳纤维薄壁结构成型工艺有模压工艺、搭扣工艺、胶结工艺、3D打印工艺,这些工艺对试件制作设备的要求较高，制作工艺复杂，其中模压工艺采用的是把多胞碳纤维薄壁结构分割成多个简单可重复的可以模压成型的零部件，先制作这些简单可重复的零部件进行模压成型，最后使用粘接胶进行粘接成型；这种成型工艺最后采用粘接的形式进行成型，不可避免的带来缺陷导致不能充分发挥多胞碳纤维薄壁结构优异的力学性能，成型步骤多，制作繁琐；搭扣工艺采用的是在碳纤维板上切割多个结合口进行互相拼接，但在互相拼接时引入缺陷，在结合口容易破坏进而无法发挥多胞碳纤维薄壁结构优异的力学性能；胶结工艺采用的是先制作单胞结构然后在接合面涂抹粘接胶进行成型，这种成型工艺在接合面容易引入缺陷，制备繁琐，无法保证充分发挥多胞碳纤维薄壁结构优异的力学性能；3D打印工艺虽然可以直接成型多胞碳纤维薄壁结构，但对材料有苛刻要求，无法使用长纤维材料进行成型，成型时间长，成型成本高，无法发挥出长纤维多胞碳纤维薄壁结构优异的力学性能。这导致多胞复合材料的制作成本居高不下和产品不能发挥出本身优异的力学性能，制约了多胞复合材料能量吸收部件的推广。

发明内容

本发明所要解决的主要技术问题是目前常用多胞碳纤维薄壁结构成型工艺的制作繁琐，成型时间长等问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种多胞复合材料吸能部件的加工方法，包括模具和圆柱销，所述模具上设置有与所述圆柱销配合插接的连接孔，所述圆柱销用于将两个模具连接在一起，所述成型工艺包括如下步骤：

步骤一：将预浸料裁剪为预设尺寸；

步骤二：清洁模具并在模具表面涂抹脱模剂；

步骤三：将预浸料缠绕在步骤二完成的模具上，并加压且缠绕五层；

步骤四：将完成缠绕预浸料的模具利用定位圆柱销进行合并；

步骤五：在合并好的模具上继续缠绕预浸料，并加压且缠绕M层；

步骤六：将无孔隔离膜缠绕在合并模具的最外层预浸料上；

步骤七：将缠绕好无孔隔离膜的模具放入隔离袋中进行抽真空；并置于温度125℃的烤箱中固化1.5h，然后关闭烤箱电源使之在烤箱中冷却；

步骤八：待冷却完成后进行脱模处理，并剥去无孔隔离膜，获得多胞复合材料能量吸收部件。

在一较佳实施例中：所述预浸料为碳纤维编织预浸料。

在一较佳实施例中：所述N＝5,M＝5

相较于现有技术，本发明的技术方案具备以下有益效果：