【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于复合材料制备领域，尤其涉及一种超混杂面芯夹层结构电池盒盖板一体化成型方法。
技术介绍
1、轻量化是汽车工业发展的永恒主题。电池系统是新能源汽车中其关键部件之一，因此电池系统的轻量化是目前新能源汽车发展的重要方向。钢具有强度高、抗冲击性能好、可加工性好和成本低等优点，是电池盒的候选材料之一。但高强钢密度较高，重量大，严重限制了其在电池盒轻量化设计中的应用。复合材料具有比强度高、可设计性好、耐腐蚀性好等众多优点，成为目前电池盒轻量化设计过程中的首选材料。由于汽车运行环境多变，电池盒服役条件苛刻，电池盒盖板构件一般需要优异的抗冲击、耐腐蚀、隔热防火等性能。相对成熟的纤维-金属层板并不能很好的满足电池盒盖板的性能要求，这就需要在纤维-金属层板基础上进一步引入具有比刚度高、抗冲击吸能性能优异的蜂窝材料来设计出新一代电池盒复合盖板。然而多层超混杂复合材料存在多复杂界面结合问题，蜂窝材料的引入进一步加大了超混杂面芯结构复合板的结合难度，如何实现多界面一体快速结合是超混杂电池盒盖板制备的关键，同时亦是制约其高效制备的主要因素。本专利技术提供的一种超混杂面芯夹层结构电池盒盖板一体成型装置及方法有效的解决了上述问题，可实现盖板的工业化高效稳定生产。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种超混杂面芯夹层结构电池盒盖板构件一体化成型方法，包括以下步骤：
2、步骤s1：机械手将底层纤维增强树脂复合材料和表面处理钢板放在含金属垫热凹模上进行预热，将顶层纤维增强树脂复合材料放置于热凸模
3、步骤s2：将蜂窝芯材放置于步骤s1预热好的顶层纤维增强复合材料与钢板之间并定位，利用热模压机快速进行一次渐进模压成形，形成超混杂面芯夹层结构电池盒盖板；
4、步骤s3：将步骤s2热压后的超混杂面芯夹层结构电池盒盖板利用滑轨连同金属垫移至同尺寸冷压模具中进行保压冷却定型；
5、所述的一体化成型方法，成形装置由热-冷组合模具组成，在热模具中热压成型，在冷模中定型，由滑轨与金属垫实现构件在热-冷模具中的快速稳定迁移。
6、所述的一体化成型方法，超混杂面芯夹层结构电池盒盖板由底层纤维树脂复合板、钢板、蜂窝芯材、顶层纤维树脂复合板构成，存在多种界面结合，是一种成形难度高的超混杂构件。
7、所述的一体化成型方法，纤维增强复合材料与钢板在热模具上的预热温度为160～180℃，预热时间为1～3min，未经预热的蜂窝芯材温度处于常温。
8、所述的一体化成型方法，超混杂面芯夹层结构电池盒盖板中所用钢板为高强钢或铝合金，厚度为0.6～1.2mm。
9、所述的一体化成型方法，蜂窝芯材包括热塑性树脂蜂窝或芳纶纸蜂窝，厚度为3～6mm。
10、所述的一体化成型方法，纤维增强复合材料中树脂包括聚丙烯、聚乙烯和聚碳酸酯等，纤维包括碳纤维、玻璃纤维、陶瓷纤维等。
11、所述的一体化成型方法，在模压成形前需对钢板表面进行喷砂或者硅烷化处理，在其表层形成厚度为400～600μm的粗糙结构便于树脂结合，处理后需在表面覆盖一双层胶膜，以便模压过程中蜂窝芯材、钢板及纤维复合材料的界面结合。
12、所述的一体化成型方法，热凸模与热凹模边缘设置有多个微小滚轮，在模压过程中可有效阻碍树脂从模具中溢出，保证超混杂面芯夹层结构电池盒盖板一体成形质量。
13、所述的一体化成型方法，常温蜂窝芯材放置于预热纤维增强复合材料与钢板之间定位后，立即进行模压，确保模压进行时蜂窝芯材在模具中未被充分预热保持较高的刚度，否则在模压过程中会导致蜂窝溃散。
14、所述的一体化成型方法，热模压压力采用阶梯式渐进，在3～8mpa范围内进行，模压温度保持200～330℃，时间4～8min。
15、所述的一体化成型方法，热凹模中放置了一个金属垫，金属垫形状尺寸与模膛一致，且金属垫与工件接触的上表面覆盖一层0.5-2mm厚的橡胶膜，金属层厚度为1.5-2mm，可提高复合板表面成形质量。
16、所述的一体化成型方法，构件在热-冷模具中的转移是通过金属垫在滑轨上移动实现，且该滑轨属于循环式，多个金属垫通过循环滑轨在热-冷模具之间快速移动，可以实现超混杂面芯夹层结构电池盒盖板的连续高效成形。
17、所述的一体化成型方法，冷模压压力在4～6mpa范围内，模压温度10～30℃，保温时间20～60s。
18、所述的一体化成型方法，钢板尺寸略小于蜂窝尺寸和纤维增强树脂复合材料尺寸。
19、本专利技术提供了一种超混杂面芯夹层结构电池盒盖板构件一体化成型方法，本专利技术将顶层纤维增强树脂复合材料、钢板和底层纤维增强树脂复合材料预热，再将蜂窝芯材放置于预热好的顶层纤维增强复合材料与钢板之间，利用热模压机进行一次模压成形，得到非固化超混杂层板；利用滑轨将超混杂面芯夹层结构电池盒盖板连同金属垫移至同尺寸冷压模具中进行保压冷却定型。采用本专利技术所述的工艺，可以实现钢板和蜂窝芯材、钢板和纤维增强树脂复合材料的粘接，制备超混杂面芯夹层结构电池盒盖板构件；在阶梯式渐进加压作用下，超混杂层板之间剪切强度更高；成形工艺简单，易于产业化。
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1.一种超混杂面芯夹层结构电池盒盖板一体化成型方法，其特征在于：成形方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种超混杂面芯夹层结构电池盒盖板一体化成型方法，其特征在于：涉及一种一体成型装置包括热-冷组合模压系统、循环式滑轨、机械手、金属垫等，金属垫可通过循环式滑轨承载复合板在热模与冷模之前移动。
3.根据权利要求1所述的一种超混杂面芯夹层结构电池盒盖板一体化成型方法，其特征在于：所述超混杂面芯夹层结构复合板由底层纤维树脂复合板、钢板、蜂窝芯材、顶层纤维树脂复合板构成，存在多种界面结合，是一种成形难度高的超混杂复合板。
4.根据权利要求1所述的一种超混杂面芯夹层结构电池盒盖板一体化成型方法，其特征在于:步骤S1中，纤维增强复合材料与钢板在热模具上的预热温度为160～180℃，预热时间为1～3min；步骤S2中，蜂窝芯材放置于纤维增强复合材料与钢板之间定位后，立即进行模压，确保模压进行时蜂窝芯材在模具中未被充分预热保持较高的刚度，否则在模压过程中会导致蜂窝溃散。
5.根据权利要求4所述一种超混杂面芯夹层结构电池盒盖板一体化成型方法，
6.根据权利要求5所述的一种超混杂面芯夹层结构电池盒盖板一体化成型方法，其特征在于，在模压成形前需对钢板表面进行喷砂或者硅烷化处理，在其表层形成厚度为400～600μm的粗糙结构便于树脂结合，处理后需在表面覆盖一双层胶膜，以便模压过程中蜂窝芯材、钢板及纤维复合材料的界面结合。
7.根据权利要求1所述的一种超混杂面芯夹层结构电池盒盖板一体化成型方法，其特征在于：步骤S2中，蜂窝芯材放置于纤维增强复合材料与钢板之间定位后，立即进行模压，确保模压进行时蜂窝芯材在模具中未被充分预热保持较高的刚度，且凸模与凹模边缘设置有多个微小滚轮，在模压过程中可有效阻碍树脂从模具中溢出，保证超混杂面芯夹层结构异形复合板一体成形质量。
8.根据权利要求7所述的一种超混杂面芯夹层结构电池盒盖板一体化成型方法，其特征在于：热模压成形过程，热模压压力采用阶梯式渐进，在3～8MPa范围内，模压温度保持200～330℃，时间4～8min。
9.根据权利要求1所述的一种超混杂面芯夹层结构电池盒盖板一体化成型方法，其特征在于：步骤S1中，为方便复合板的快速经济移动，热凹模中放置了一个金属垫，金属垫形状尺寸与模膛一致，且金属垫与工件接触的上表面覆盖一层0.5-2mm厚的橡胶膜，可提高复合板表面成形质量；多个金属垫通过循环滑轨在热-冷模具之间移动，可以实现超混杂面芯夹层结构复合板的连续高效成形。
10.根据权利要求1所述的一种超混杂面芯夹层结构电池盒盖板一体化成型方法，其特征在于：步骤S3中，冷模压压力在4～6MPa范围内，模压温度10～30℃，保温时间20～60s。
...【技术特征摘要】
1.一种超混杂面芯夹层结构电池盒盖板一体化成型方法，其特征在于：成形方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种超混杂面芯夹层结构电池盒盖板一体化成型方法，其特征在于：涉及一种一体成型装置包括热-冷组合模压系统、循环式滑轨、机械手、金属垫等，金属垫可通过循环式滑轨承载复合板在热模与冷模之前移动。
3.根据权利要求1所述的一种超混杂面芯夹层结构电池盒盖板一体化成型方法，其特征在于：所述超混杂面芯夹层结构复合板由底层纤维树脂复合板、钢板、蜂窝芯材、顶层纤维树脂复合板构成，存在多种界面结合，是一种成形难度高的超混杂复合板。
4.根据权利要求1所述的一种超混杂面芯夹层结构电池盒盖板一体化成型方法，其特征在于:步骤s1中，纤维增强复合材料与钢板在热模具上的预热温度为160～180℃，预热时间为1～3min；步骤s2中，蜂窝芯材放置于纤维增强复合材料与钢板之间定位后，立即进行模压，确保模压进行时蜂窝芯材在模具中未被充分预热保持较高的刚度，否则在模压过程中会导致蜂窝溃散。
5.根据权利要求4所述一种超混杂面芯夹层结构电池盒盖板一体化成型方法，其特征在于：所用纤维增强复合材料，其树脂包括聚丙烯、聚乙烯和聚碳酸酯等，纤维包括碳纤维、玻璃纤维、陶瓷纤维等；所用钢板为高强钢或铝合金，厚度为0.6～1.2mm；所用蜂窝芯材包括热塑性树脂蜂窝或芳纶纸蜂窝，厚度为3～6mm。
6.根据权利要求5所述的一种超混杂面芯夹层结构电池盒盖板一体化成型方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：李国铭，张晓凡，张旭，李卫杰，
申请(专利权)人：溧阳山湖新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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