碳纤维地铁车体底架及其制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106671449A(43)申请公布日2017.05.17(21)申请号201710152066.6(22)申请日2017.03.15(71)申请人江苏恒神股份有限公司地址212314江苏省镇江市丹阳市通港路北侧777号(72)发明人曹宇商莉陈征辉陈林王林臣(74)专利代理机构南京正联知识产权代理有限公司32243代理人郭俊玲(51)Int.Cl.B29C70/34(2006.01)B29C70/54(2006.01)B61F1/00(2006.01)B29L31/30(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称碳纤维地铁车体底架及其制造方法(57)摘要本发明公开碳纤维地铁底架及其制造方法，地铁底架包括横筋、铺贴在横筋上的下蒙皮，放置在上、下蒙皮之间的夹层蜂窝材料，以及上蒙皮。本发明还公开了所述碳纤维地铁底架的制备方法，包括以下步骤：（1）铺贴底架横筋，并将泡沫材料嵌入到横筋的凹槽区域；（2）铺贴下蒙皮，并在规定层数铺贴加强层；（3）胶接走线管与蜂窝材料，并做好孔隙填充；（4）铺贴上蒙皮，并在规定层数铺贴加强层。上述过程横筋、上蒙皮、下蒙皮采用OOA工艺固化，其中，横筋与下蒙皮整体固化。与传统的铝合金和不锈钢材料不同，采用碳纤维材料制备的地铁底架承载能力大、刚性好、自重轻，抗冲击性能优异，同时使用寿命长。CN106671449ACN106671449A权利要求书1/1页1.碳纤维地铁车体底架，其特征在于：所述车体底架包括横筋、上蒙皮、下蒙皮以及蜂窝夹层，所述蜂窝夹层设在所述上蒙皮和下蒙皮之间，所述下蒙皮底部横向且并列设置若干所述横筋，所述横筋为凹槽形结构，在所述凹槽形结构内加工有泡沫夹心层。2.根据权利要求1所述的碳纤维地铁车体底架，其特征在于：所述上蒙皮与所述下蒙皮之间胶接有走线管。3.根据权利要求2所述的碳纤维地铁车体底架，其特征在于：所述走线管设在所述蜂窝夹层与所述下蒙皮之间。4.根据权利要求3所述的碳纤维地铁车体底架，其特征在于：所述上蒙皮、下蒙皮以及所述横筋均采用碳纤维预浸料。5.根据权利要求4所述的碳纤维地铁车体底架，其特征在于：所述碳纤维预浸料是具有阻燃性的预浸料。6.碳纤维地铁车体底架的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：1）横筋预制体制备及泡沫填充：按照拟加工产品结构图编排预浸料，裁剪，在模具上铺贴成型横筋蒙皮层，再在横筋蒙皮表面从下往上依次铺放可剥布、隔离膜、透气毡、真空袋并利用密封胶带密封，热压实，制备出横筋预制体，清理干燥泡沫材料，在干燥后的泡沫材料表面覆盖一层胶膜，利用胶接工艺将泡沫材料粘接到横筋预制体的凹槽处，并热压实；2）横筋与下蒙皮整体固化成型：以激光投影线为铺贴基准线将裁剪好的上蒙皮预浸料铺贴在模具上，铺贴层数分为整体铺贴层与加强层，将边缘处预浸料修剪至铺贴余量线处，利用碳纤维地铁底架模具的加热系统整体固化横筋与下蒙皮；3）胶接走线管与蜂窝夹层：打磨走线管胶接面，去除掉树脂层，以激光投影线为铺贴基准线在上蒙皮表面铺贴胶膜，以激光投影线为基准线放置走线管，同时布置蜂窝夹层位置，在走线管、蜂窝夹层的上方放置均压板，固化胶接；4）铺贴上蒙皮：以激光投影线为铺贴基准线铺贴裁剪的预浸料，铺贴层数分为整体铺贴层与加强层，将边缘处预浸料修剪至铺贴余量线处，真空热压实，待固化；5）底架成型：依次铺放一层可剥布、无孔隔离膜、透气毡，并整理，使之尽量贴合模具，用清洁布擦拭模具边缘布置密封胶条处，并制袋测真空度，真空度在920mbar以上，15min后关闭真空，5min内真空压力下降超过50mbar，应检查漏点重新进行密封，直到符合要求为止。7.根据权利要求6所述的一种碳纤维地铁车体底架的制造方法，其特征在于，所述步骤（1）中泡沫烘干温度120±5℃，保温90min；步骤（2）中固化温度60-100℃，固化时间100min，保温温度100-150℃，保温时间100min；步骤（3）中胶膜固化温度120±5℃，保温90min；步骤（5）固化温度为60-100℃固化时间100min，保温温度100-150℃，保温时间100min。8.根据权利要求6所述的一种碳纤维地铁车体底架的制造方法，其特征在于，所述步骤（2）与（4）中，铺贴预浸料过程中，每3-8层热压实一次，铺贴第一层时单独热压实。9.根据权利要求6所述的一种碳纤维地铁车体底架的制造方法，其特征在于，在所述走线管与蜂窝夹层，走线管与下蒙皮，蜂窝夹层与蒙皮的接触处需填充发泡胶。10.根据权利要求6所述的一种碳纤维地铁车体底架的制造方法，其特征在于，所述的步骤（5）中，固化升温速率控制在1-3℃/min，固化结束后降温速率要小于2℃/min，保温阶段的温度和时间以滞后热