一種車頂蓋及車頂蓋的加工方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車車身技術領域，尤其涉及一種車頂蓋及車頂蓋的加工方法。
【背景技術】
[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，第三階段油耗的限制值標準將目標定于2015年實現6.9升/100公里，第四階段油耗限制值標準將于2020年實現5.0升/100公里。然而，傳統的鋼質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)明內容】
[0003]本發(fā)明要解決的技術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)碳纖維預浸布的多角度鋪設結構，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]為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案:
[0005]依據本發(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，所述加強件壓設在所述車頂蓋本體內部；
[0006]其中，所述車頂蓋本體包括多個第一結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布，所述多個第一結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布依次疊加鋪設，且相鄰第一結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布的徑編方向不同；
[0007]所述加強件包括多個第二結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布，且所述多個第二結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布依次疊加鋪設，且相鄰第二結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布的徑編方向不同。
[0008]其中，所述第一結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布呈多邊形平面狀，所述第二結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布呈十字交叉狀。
[0009]其中，所述車頂蓋本體包括八個第一結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布，且八個所述第一結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布以所述第一結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布的幅寬方向為參照線，徑編方向依次按照預設角度O度、90度、135度、45度、135度、45度、90度及O度鋪設。
[0010]其中，所述加強件包括八個第二結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布，且所述八個第二結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布以所述第二結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布的幅寬方向為參照線，徑編方向依次按照預設角度O度、90度、135度、45度、135度、45度、90度及O度鋪設。
[0011]其中，所述第一結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布和第二結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布的厚度均為0.2毫米。
[0012]依據本發(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]將碳纖維布浸入預設粘度的預浸溶液中，形成第三結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布；
[0014]在第一模具中，對多個所述第三結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布按照徑編方向的預設角度依次進行疊加鋪層及裁剪，形成包括多個第一結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布的車頂蓋本體；
[0015]在第二模具中，對多個所述第三結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布按照徑編方向的預設角度依次進行疊加鋪層及裁剪，形成包括多個第二結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布的加強件；
[0016]將所述車頂蓋本體和所述加強件置于第三模具中，并在熱壓罐中的預設溫度中進行預設時間的熱固化，得到成品連續(xù)碳纖維復合材料車頂蓋。
[0017]其中，所述第一結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布呈多邊形平面狀，所述第二結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布呈十字交叉狀。
[0018]其中，所述預浸溶液為不飽和聚酯樹脂溶液。
[0019]其中，所述在第一模具中，對多個所述第三結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布按照徑編方向的預設角度依次進行疊加鋪層及裁剪，形成包括多個第一結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布的車頂蓋本體，具體為:
[0020]將八個所述第三結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布，以所述第三結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布的幅寬方向為參照線，徑編方向依次按照八個預設角度進行鋪層，并在每一層鋪設完成后根據所述第一模具的尺寸進行裁剪，直到第八次裁剪完成，獲得包括八個第一結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布的車頂蓋本體。
[0021]其中，所述在第二模具中，對多個所述第三結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布按照徑編方向的預設角度依次進行疊加鋪層及裁剪，形成包括多個第二結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布的加強件，具體包括:
[0022]將八個所述第三結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布，以所述第三結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布的幅寬方向為參照線，徑編方向依次按照八個預設角度進行鋪層，并在每一層鋪設完成后根據所述第二模具的尺寸進行裁剪，直到第八次裁剪完成，獲得包括八個第二結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布的加強件。
[0023]其中，所述八個預設角度依次為: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)碳纖維預浸布進行多角度鋪設的結構，滿足了車頂蓋X向和Y向強度要求，并通過增加壓設在車頂蓋本體內部的加強件滿足了車頂蓋Z向強度要求。此外，通過連續(xù)碳纖維復合材料的使用，滿足了 50%的輕量化目標，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側示意圖；
[0027]圖2表示本發(fā)明實施例的車頂蓋的外側示意圖；
[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)碳纖維預浸布。
【具體實施方式】
[0031]下面將參照附圖更詳細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，然而應當理解，可以以各種形式實現本公開而不應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，并且能夠將本公開的范圍完整的傳達給本領域的技術人員。
[0032]實施例一
[0033]依據本發(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壓設在所述車頂蓋本體I內部；
[0035]其中，所述車頂蓋本體I包括多個第一結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布3，所述多個第一結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布3依次疊加鋪設，且相鄰第一結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布3的徑編方向不同；
[0036]所述加強件2包括多個第二結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布3，且所述多個第二結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布3依次疊加鋪設，且相鄰第二結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布3的徑編方向不同。
[0037]目前，碳纖維等輕質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，目前已廣泛應用在航空航天、體育休閑用品、工業(yè)領域及交通領域等。在汽車領域，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)碳纖維復合材料。所以，隨著碳纖維成本的進一步降低，它將會越來越廣泛應用在普通汽車上。
[0038]本發(fā)明實施例的車頂蓋中，車頂蓋本體I以及壓設在車頂蓋本體I內部的加強件2，均采用多個單層連續(xù)碳纖維預浸布3進行多角度疊加鋪設的結構，不僅滿足了車頂蓋在X向、Y向及Z向的強度要求，實現了單價重量的優(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，所述第一結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布3呈多邊形平面狀，所述第二結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布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包括八個第一結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布3，且八個所述第一結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布3以所述第一結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布3的幅寬方向為參照線，徑編方向依次按照預設角度O度、90度、135度、45度、135度、45度、90度及O度鋪設。
[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包括的第一結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布3的個數(即鋪設層數)及每一個第一結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布3的鋪設角度，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的鋪設層數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包括八個第二結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布3，且所述八個第二結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布3以所述第二結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布3的幅寬方向為參照線，徑編方向依次按照預設角度O度、90度、135度、45度、135度、45度、90度及O度鋪設。
[0044]本發(fā)明實施例的車頂蓋中，對于加強件2包括的第二結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布3的個數(即鋪設層數)及每一個第二結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布3的鋪設角度，在本發(fā)明實施例的車頂蓋中，并不限于此。此外，加強件2的鋪設層數主要通過CAE強度和剛度分析及成熟經驗得到。
[0045]在本發(fā)明的另一實施例中，所述第一結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布3和所述第二結構的單層連續(xù)碳纖維預浸布3的厚度均為0.2毫米?？梢岳斫獾氖?，在本發(fā)明實施例的車頂蓋中，對于單層連續(xù)碳纖維預浸布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
[004