汽车防撞梁及其成型模具的制作方法

1.本实用新型属于汽车防护技术领域，更具体地说，是涉及一种汽车防撞梁及其成型模具。


背景技术：

2.汽车防撞梁是用来在车辆受到碰撞时吸收碰撞能量的一种装置，传统汽车防撞梁通常都是用高强度钢材，随着汽车的轻量化发展，越来越多的轻质材料开始被应用于汽车防撞梁的制造。作为轻质材料，碳纤维树脂复合材料的力学性能较好，比强度约是普通钢的5～7倍，比模量约是普通钢的3～4倍，具有抗冲击性好、耐腐蚀性强、密度低等优点，因此很多追求轻量化设计的汽车采用碳纤维树脂复合材料制造的防撞梁。目前常见的碳纤维树脂复合材料防撞梁是由单层或多层碳纤维布通过树脂传递模塑技术制成，其厚度通过增减碳纤维布层数来控制，为了控制成本和保证轻量性，该碳纤维树脂复合材料防撞梁一般厚度较薄，当汽车高速行驶撞向尖锐物体时，容易被瞬间刺穿，对汽车驾驶员和汽车的保护作用差。


技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种汽车防撞梁及其成型模具，旨在解决碳纤维树脂复合材料汽车防撞梁在控制成本及保证轻量性时导致安全性低的技术问题。
4.为实现所述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种汽车防撞梁，包括由碳纤维树脂复合材料制成的梁体，所述梁体的内部设有空腔，所述空腔位于所述梁体在其长度方向的中部区域，所述梁体中部区域适于对应汽车正面碰撞区域，所述空腔内设有吸能缓冲层。
5.作为本技术对前一实施例的改进，所述梁体内的空腔沿汽车正面碰撞方向间隔层叠布置。
6.作为本技术对前一实施例的改进，所述梁体内的空腔为2
‑
4个。
7.作为本技术另一实施例，所述吸能缓冲层为模塑聚苯乙烯泡沫塑料。
8.作为本技术另一实施例，所述吸能缓冲层内设有沿汽车正面碰撞方向层叠布置的纤维布。
9.作为本技术另一实施例，所述梁体两端有适于和汽车安装的固定孔。
10.本实用新型还提供一种成型模具，包括上模和下模，所述成型模具还包括挤压块，所述挤压块位于所述上模和所述下模之间，用于成型梁体内的空腔。
11.作为本技术对前一实施例的改进，所述挤压块至少为两个。
12.本实用新型提供的汽车防撞梁及其成型模具的有益效果在于：与现有技术相比，梁体内部设有空腔，空腔位于梁体在其长度方向的中部区域，梁体中部区域适于对应汽车正面碰撞区域，空腔内设有吸能缓冲层，由于内置吸能缓冲层的空腔只设置在梁体的部分区域，且空腔在不增加梁体所使用的材料的前提下增加了梁体的厚度，增加了碰撞缓冲距
离，在控制成本保证轻量性前提下提升了安全性能。当汽车发生正面碰撞时，吸能缓冲层能在正面碰撞区域起到吸能缓冲作用，阻碍碰撞物侵入汽车本体，对汽车驾驶员和汽车起到更好的保护作用。
13.本实用新型还提供一种成型模具，包括上模和下模，成型模具还包括用于成型汽车防撞梁的梁体内的空腔的挤压块，该模具通过挤压成型梁体，其挤压块可以在压制成型过程中制出梁体内的空腔，空腔适于设置吸能缓冲层，梁体在吸能缓冲层所处区域发生碰撞时，吸能缓冲层有吸能缓冲作用，阻碍碰撞物侵入汽车本体，对汽车驾驶员和汽车起到更好的保护作用。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1为本实用新型实施例提供的汽车防撞梁未设有吸能缓冲层状态的主视图；
16.图2为本实用新型实施例提供的汽车防撞梁设有吸能缓冲层状态的主视图；
17.图3为本实用新型实施例提供的汽车防撞梁的俯视图；
18.图4为本实用新型实施例提供的成型模具的结构示意图；
19.图5为本实用新型实施例提供的成型模具的工作原理图。
20.其中，图中各附图标记：
21.1、梁体；2、空腔；3、吸能缓冲层；4、纤维布；5、固定孔；6、上模；7、下模；8、挤压块；9、碳纤维预浸料。
具体实施方式
22.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
23.需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
24.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更若干个该特征。在本实用新型的描述中，“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
25.请参阅图1及图2，现对本实用新型提供的汽车防撞梁进行说明。汽车防撞梁包括由碳纤维树脂复合材料制成的梁体1，梁体1的内部设有空腔2，空腔 2位于梁体1在其长度方向的中部区域，梁体1中部区域适于对应汽车正面碰撞区域，空腔2内设有吸能缓冲层3。
26.本实用新型提供的汽车防撞梁，其梁体1内部设有空腔2，空腔2位于梁体1在其长度方向的中部区域，梁体1中部区域适于对应汽车正面碰撞区域，空腔2内设有吸能缓冲层3，由于内置吸能缓冲层3的空腔2只设置在梁体1 的部分区域，且吸能缓冲层3在不增加梁体1所使用的材料的前提下增加了梁体1的厚度，增加了碰撞缓冲距离，在控制成本保证轻量性前提下提升了安全性能。当汽车发生正面碰撞时，吸能缓冲层3能在正面碰撞区域起到吸能缓冲作用，阻碍碰撞物侵入汽车本体，对汽车驾驶员和汽车起到更好的保护作用。
27.作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，梁体1由碳纤维树脂复合材料制成，碳纤维树脂复合材料为碳纤维增强材料与树脂基体组成的材料，作为轻质材料，碳纤维树脂复合材料的力学性能较好，比强度约是普通钢的5～7 倍，比模量约是普通钢的3～4倍，具有抗冲击性好、耐腐蚀性强、密度低等优点，因此很多追求轻量化设计的汽车采用碳纤维树脂复合材料制造的防撞梁。
28.用于制作梁体1的碳纤维树脂复合材料通常由碳纤维布与环氧树脂胶制成，不含空腔2的梁体1通常通过增减碳纤维布的层数来控制梁体1的厚度与重量，碳纤维布价格较高，不含空腔2的梁体1通常为了控制成本及保证轻量性采用较少层数的碳纤维布，最终制成的梁体1厚度较薄，碰撞安全性较差。
29.作为一种改进实施方式，梁体1内的空腔2沿汽车正面碰撞方向间隔层叠布置。梁体1内的空腔2内设有吸能缓冲层3，当汽车发生正面碰撞时，沿汽车正面碰撞方向间隔层叠布置的空腔2能吸收碰撞能量，阻碍碰撞物侵入汽车本体，对汽车驾驶员和汽车起到更好的保护作用。
30.具体的，梁体1内的空腔2为2
‑
4个。
31.具体的，吸能缓冲层3为模塑聚苯乙烯泡沫塑料。模塑聚苯乙烯泡沫塑料密度小，一般为0.015～0.03，价格低，将模塑聚苯乙烯泡沫塑料作为吸能缓冲层3可以控制成本并保证轻量性，且模塑聚苯乙烯泡沫塑料机械强度好，缓冲性能优异，将其作为吸能缓冲层3能够在汽车发生正面碰撞时起到良好的缓冲作用，吸收碰撞能量，阻碍碰撞物侵入汽车本体，对汽车驾驶员和汽车起到更好的保护作用。
32.作为一种改进实施方式，吸能缓冲层3内设有沿汽车正面碰撞方向层叠布置的纤维布4。纤维布4有较高的抗拉强度，在汽车发生正面碰撞时，纤维布4 与吸能缓冲层3吸收碰撞能量，阻碍碰撞物侵入汽车本体，对汽车驾驶员和汽车起到更好的保护作用。
33.请参阅图3，具体的，梁体1两端有适于和汽车安装的固定孔5。
34.请参阅图4及图5，现对本实用新型提供的成型模具进行说明。成型模具包括上模6和下模7，成型模具还包括挤压块8，所述挤压块8位于所述上模6 和所述下模7之间，用于成型梁体1内的空腔2。
35.本实用新型提供的成型模具，包括上模6和下模7，成型模具还包括用于成型汽车防撞梁的梁体1内的空腔2的挤压块8，成型模具通过挤压成型梁体1，其挤压块8可以在压制成型过程中制出梁体1内的空腔2，空腔2适于设置吸能缓冲层3，梁体1在吸能缓冲层3所处区域发生碰撞时，吸能缓冲层3有吸能缓冲作用，阻碍碰撞物侵入汽车本体，对汽车驾驶员和汽车起到更好的保护作用。
36.成型模具通过添加挤压块8，将汽车防撞梁做成多层结构，具体步骤如下：
37.①
在下模7上表面涂一层脱模蜡，脱模蜡分三次涂抹，每次涂抹间隔十五分钟，涂
抹均匀后静置三十分钟。
38.②
将环氧树脂胶均匀涂抹在下模7上表面的脱模蜡上。
39.③
在下模7上放置一层碳纤维布，用工具将碳纤维布与环氧树脂胶之间的气泡赶出，使碳纤维布紧贴在下模7上，然后在碳纤维布上刷入均匀的环氧树脂胶，之后静置三十分钟，制成碳纤维预浸料9。
40.④
在挤压块8表面涂一层脱模蜡，脱模蜡分三次涂抹，每次涂抹间隔十五分钟，涂抹均匀后静置三十分钟。
41.⑤
将挤压块8放在第
③
步制得碳纤维预浸料9上，将环氧树脂胶均匀涂抹在挤压块8的脱模蜡上，在挤压块8及下模7上放置一层碳纤维布，用工具将碳纤维布与碳纤维预浸料9的环氧树脂胶之间的气泡赶出，使碳纤维布紧贴在碳纤维预浸料9上，然后在碳纤维布上刷入均匀的环氧树脂胶，之后静置三十分钟，制成新的碳纤维预浸料9。
42.⑤
重复步骤
④
和
⑤
。
43.⑥
在下模7下表面涂一层脱模蜡，脱模蜡分三次涂抹，每次涂抹间隔十五分钟，涂抹均匀后静置三十分钟。
44.⑦
开始合模，将下模7和上模6合模，合模压力为10mpa，保压放置，等固化后，脱模，得到汽车防撞梁成品。
45.请参阅图4及图5，具体的，挤压块8至少为两个。挤压块8用于成型梁体1内的空腔2，成型时挤压块8的数量决定梁体1中的空腔2数量。
46.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。