1.本發(fā)明屬于電池箱蓋制造技術領域，具體涉及一種復合材料電池箱上蓋快速成型工藝。

背景技術：

2.隨著國家碳中和、碳達峰政策的提出，汽車節(jié)能減排成為有效途徑，新能源汽車將成為國家發(fā)展的重要方向，電池箱的用量將會越來越大，電池能量密度成為新能源汽車動力的重要指標。因此電池箱殼體的重量將直接影響著電池箱的能量密度，電池箱殼體越輕，電池能量密度越大，新能源汽車續(xù)航里程也就越高。

3.目前電池箱上蓋多采用金屬材料，通過板材沖壓成型，加工難度大，重量大，四大工藝產(chǎn)線投入大。部分電池箱上蓋采用復合材料，有使用連續(xù)玻纖預浸料pcm工藝制造電動汽車上蓋的，存在結構復雜鋪貼效率低，材料利用率低，廢料不能二次利用，依靠手工鋪層等問題。也有完全采用短切纖維增強不飽和smc片料制造上蓋的，但是不飽和smc片料性能較低，因此需要增加產(chǎn)品厚度，導致減重效果不明顯。也有將兩種方式結合的，但是需要提前制作smc預成型體和pcm預成型體，兩個預成型體再一起共固化，成型過程復雜，并需要增加一中預成型模具和2次成預型能耗。

技術實現(xiàn)要素：

4.針對現(xiàn)有技術中存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種復合材料電池箱上蓋快速成型工藝，采用連續(xù)玻纖預浸料和玻纖smc片料混合鋪層的方式，并用鋪層模具進行預成型坯鋪貼，從而解決鋪貼效率的問題，兼顧了電池箱上蓋的強度要求，同時具備smc片料的成型效率。

5.為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案為：一種復合材料電池箱上蓋快速成型工藝，包括下料機、鋪層模具、壓機和固化模具，采用連續(xù)玻纖預浸料和玻纖smc片料混合鋪層，首先通過下料機對連續(xù)玻纖預浸料和玻纖smc片料進行下料，然后將連續(xù)玻纖預浸料和玻纖smc片料鋪貼在鋪層模具中進行預成型坯鋪貼，再將鋪貼好的預成型坯取下來放到固化模具中并配合壓機進行壓合固化。

6.進一步的，所述電池箱上蓋包括殼體，殼體的四周設有法蘭邊，殼體的四個棱角處設有棱邊，所述固化模具包括陽模和陰模，陽模、陰模和鋪層模具根據(jù)電池箱上蓋進行仿形設計。

7.進一步的，所述復合材料包括玻纖氈預浸料、玻纖smc片料和連續(xù)玻纖預浸料，所述玻纖smc片料鋪設在玻纖氈預浸料上，連續(xù)玻纖預浸料鋪設在玻纖smc片料上。

8.進一步的，所述快速成型工藝的具體步驟為：

9.步驟一：提前將陽模和陰模預熱至150

±

5℃；

10.步驟二：下料，玻纖smc片料、連續(xù)玻纖預浸料按下料展開圖各下料一塊，對法蘭邊需要額外鋪貼的玻纖氈預浸料和連續(xù)玻纖預浸料進行下料，使用2.5m長的自動下料機進行

下料；

11.步驟三：在鋪層模具上鋪貼步驟二中裁切好的玻纖氈預浸料、玻纖smc片料和連續(xù)玻纖預浸料，具體的，首先在鋪層模具的法蘭邊處鋪貼玻纖氈預浸料一層，再在鋪層模具上整體鋪貼玻纖smc片料一層，然后在鋪層模具的法蘭邊處鋪貼連續(xù)玻纖預浸料三層，在四個棱角處繼續(xù)鋪貼寬度為30～50mm的連續(xù)玻纖預浸料各一塊，保證鋪層強度；

12.步驟四：最后在鋪層模具的整體鋪貼連續(xù)玻纖預浸料一層，鋪層模具的整體包括殼體、法蘭邊處和棱角處；

13.步驟五：在已加熱的陽模、陰模上噴涂cle

?

705脫模劑2～3遍；

14.步驟六：將在鋪層模具上鋪貼好的預成型坯取下來放到步驟五中的陽模模具上，合模采用壓機給產(chǎn)品加壓到5～15mpa，保溫4～6min；

15.步驟七：將固化后的產(chǎn)品取下放在夾具上夾緊；

16.步驟八：采用6軸機械手進行鉆孔、切邊；

17.步驟九：對產(chǎn)品進行打磨噴漆等后處理。

18.進一步的，所述步驟二中對需要額外鋪貼在法蘭邊處的玻纖氈預浸料和連續(xù)玻纖預浸料進行下料時，將玻纖氈預浸料和連續(xù)玻纖預浸料下料成長方形，然后進行拼接鋪貼在法蘭邊處。

19.進一步的，所述法蘭邊區(qū)域玻纖氈預浸料和連續(xù)玻纖預浸料下料寬度比法蘭邊實際寬度寬5～10mm。

20.進一步的，所述步驟三中鋪貼玻纖smc片料時，在棱角處玻纖smc片料需搭接10～20mm；在鋪層模具的整體鋪貼連續(xù)玻纖預浸料時，在在棱角處連續(xù)玻纖預浸料采用對接鋪層。

21.進一步的，所述步驟三中對法蘭邊處進行鋪貼時，由于玻纖氈預浸料和連續(xù)玻纖預浸料下料均為長方形，所以每一層都有對接縫，法蘭邊區(qū)域鋪層與鋪層之間的對接縫相互錯開100～150mm，避免在同一區(qū)域影響產(chǎn)品性能。

22.進一步的，所述連續(xù)玻纖預浸料為0/90雙軸玻璃布與環(huán)氧樹脂基體復合而成的材料，按質量含量包括：0/90雙軸玻璃布占55

±

3％、環(huán)氧樹脂基體占45

±

3％，連續(xù)玻纖預浸料單層厚度為0.35

±

0.05mm。

23.進一步的，所述玻纖smc片料為短切玻纖增強環(huán)氧樹脂基復合材料，按質量含量包括：短切玻纖50

±

3％、環(huán)氧樹脂基體50

±

3％，短切纖維的長度為1英寸和2英寸混合的，2英寸的質量占比為1/3，玻纖smc片料面重2

±

3％kg/

㎡

，厚度為0.8

±

0.1mm。

24.采用本發(fā)明技術方案的優(yōu)點為：

25.1、本發(fā)明由兩種狀態(tài)的纖維預浸料混合鋪層，發(fā)揮了各自的優(yōu)勢，可以理解為在連續(xù)玻纖預浸料的方案上進行改進，原來鋪層角度為(0/90)/(

±

45)/(0/90)共計3層，本發(fā)明將其中的2層連續(xù)玻纖預浸料替換為1層玻纖smc片料，減少1層鋪層工時，同時玻纖smc片料對鋪層精度要求沒有連續(xù)玻纖預浸料高，又可以節(jié)省部分鋪層工時，進而減少了整個電池箱上蓋的鋪層時間，解決純玻纖預浸料鋪層時間長的問題，同時保留1層連續(xù)玻纖預浸料，可保證電池箱上蓋的性能。

26.2、本發(fā)明連續(xù)玻纖預浸料和玻纖smc片料在同一鋪層模具上鋪層，解決了現(xiàn)有技術采用smc和pcm工藝方案中需提前完成smc預成型結構的問題，省去一種模具，同時省去兩

次預成型體的制造成本和二次結合后分層的風險。

附圖說明

27.下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明：

28.圖1為本發(fā)明下料展開圖；

29.圖2為本發(fā)明電池箱上蓋示意圖。

具體實施方式

30.在本發(fā)明中，需要理解的是，術語“長度”；“寬度”；“上”；“下”；“前”；“后”；“左”；“右”；“豎直”；“水平”；“頂”；“底”“內(nèi)”；“外”；“順時針”；“逆時針”；“軸向”；“平面方向”；“周向”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位；以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

31.如圖1、圖2所示，一種復合材料電池箱上蓋快速成型工藝，包括下料機、鋪層模具、壓機和固化模具，采用連續(xù)玻纖預浸料和玻纖smc片料混合鋪層，首先通過下料機對連續(xù)玻纖預浸料和玻纖smc片料進行下料，然后將連續(xù)玻纖預浸料和玻纖smc片料鋪貼在鋪層模具中進行預成型坯鋪貼，再將鋪貼好的預成型坯取下來放到固化模具中并配合壓機進行壓合固化，最后對固化后的產(chǎn)品進行加工。從而解決鋪貼效率的問題，兼顧了電池箱上蓋的強度要求，同時具備玻纖smc片料的成型效率。

32.電池箱上蓋包括殼體1，殼體1的四周設有法蘭邊2，殼體1的四個棱角處設有棱邊3，所述固化模具包括陽模和陰模，陽模、陰模和鋪層模具根據(jù)電池箱上蓋進行仿形設計，需要在鋪層模具上鋪貼連續(xù)玻纖預浸料和玻纖smc片料形成電池箱上蓋的形狀。

33.本發(fā)明所用的復合材料包括玻纖氈預浸料、玻纖smc片料和連續(xù)玻纖預浸料，所述玻纖smc片料鋪設在玻纖氈預浸料上，連續(xù)玻纖預浸料鋪設在玻纖smc片料上。

34.本發(fā)明快速成型工藝的具體步驟為：

35.步驟一：提前將陽模和陰模預熱至150

±

5℃；

36.步驟二：步驟二：下料，玻纖smc片料、連續(xù)玻纖預浸料按下料展開圖各下料一塊，對法蘭邊需要額外鋪貼的玻纖氈預浸料和連續(xù)玻纖預浸料進行下料，使用2.5m長的自動下料機進行下料；對需要額外鋪貼在法蘭邊處的玻纖氈預浸料和連續(xù)玻纖預浸料進行下料時，將玻纖氈預浸料和連續(xù)玻纖預浸料下料成長方形，然后進行拼接鋪貼在法蘭邊處；法蘭邊區(qū)域玻纖氈預浸料和連續(xù)玻纖預浸料下料寬度比法蘭邊實際寬度寬5～10mm。

37.步驟三：在鋪層模具上鋪貼步驟二中裁切好的玻纖氈預浸料、玻纖smc片料和連續(xù)玻纖預浸料，具體的，首先在鋪層模具的法蘭邊處鋪貼玻纖氈預浸料一層，再在鋪層模具上整體鋪貼玻纖smc片料一層，然后在鋪層模具的法蘭邊處鋪貼連續(xù)玻纖預浸料三層，在四個棱角處繼續(xù)鋪貼寬度為30～50mm的連續(xù)玻纖預浸料各一塊，保證鋪層強度，最后在鋪層模具的整體鋪貼連續(xù)玻纖預浸料一層，鋪層模具的整體包括殼體、法蘭邊處和棱角處；本發(fā)明中連續(xù)玻纖預浸料和smc片料在主體結構上的鋪層比例為1:1，發(fā)揮smc片料的流動性優(yōu)勢，鋪層比例不合理可能會出現(xiàn)褶皺，降低產(chǎn)品性能和外觀質量，在法蘭邊密封面處，鋪層厚度增加，保證法蘭邊強度和剛度，防止受力變形影響密封效果。

38.鋪貼玻纖smc片料時，在棱角處3玻纖smc片料需搭接10～20mm；在鋪層模具的整體鋪貼連續(xù)玻纖預浸料時，在棱角處3連續(xù)玻纖預浸料對接縫處增加補強布，保證鋪層強度。

39.對法蘭邊處進行鋪貼時，由于玻纖氈預浸料和連續(xù)玻纖預浸料下料均為長方形，所以每一層都有對接縫，法蘭邊區(qū)域鋪層與鋪層之間的對接縫相互錯開100～150mm，避免在同一區(qū)域影響產(chǎn)品性能。即上層連續(xù)玻纖預浸料與連續(xù)玻纖預浸料之間的對接縫與下層連續(xù)玻纖預浸料與連續(xù)玻纖預浸料之間的對接縫相互錯開。

40.步驟四：最后在鋪層模具的整體鋪貼連續(xù)玻纖預浸料一層，鋪層模具的整體包括殼體、法蘭邊處和棱角處；

41.步驟五：在已加熱的陽模、陰模上噴涂cle

?

705脫模劑2～3遍；

42.步驟六：將在鋪層模具上鋪貼好的預成型坯取下來放到步驟五中的陽模模具上，合模采用壓機給產(chǎn)品加壓到5～15mpa，保溫4～6min；

43.步驟七：將固化后的產(chǎn)品取下放在夾具上夾緊；

44.步驟八：采用6軸機械手進行鉆孔、切邊；

45.步驟九：對產(chǎn)品進行打磨噴漆等后處理。

46.連續(xù)玻纖預浸料為0/90雙軸玻璃布與環(huán)氧樹脂基體復合而成的材料，按質量含量包括：0/90雙軸玻璃布占55

±

3％、環(huán)氧樹脂基體占45

±

3％，連續(xù)玻纖預浸料單層厚度為0.35

±

0.05mm。

47.玻纖smc片料為短切玻纖增強環(huán)氧樹脂基復合材料，按質量含量包括：短切玻纖50

±

3％、環(huán)氧樹脂基體50

±

3％，短切纖維的長度為1英寸和2英寸混合的，2英寸的質量占比為1/3，玻纖smc片料面重2

±

3％kg/

㎡

，厚度為0.8

±

0.1mm。

48.本發(fā)明由兩種狀態(tài)的纖維預浸料混合鋪層，發(fā)揮了各自的優(yōu)勢，可以理解為在連續(xù)玻纖預浸料的方案上進行改進，原來鋪層角度為(0/90)/(

±

45)/(0/90)共計3層，本發(fā)明將其中的2層連續(xù)玻纖預浸料替換為1層玻纖smc片料，減少1層鋪層工時，同時玻纖smc片料對鋪層精度要求沒有連續(xù)玻纖預浸料高，又可以節(jié)省部分鋪層工時，進而減少了整個電池箱上蓋的鋪層時間，解決純玻纖預浸料鋪層時間長的問題，同時保留1層連續(xù)玻纖預浸料，可保證電池箱上蓋的性能。

49.本發(fā)明的快速成型工藝較連續(xù)玻纖pcm工藝：

①

降低產(chǎn)品成本，1層400克連續(xù)玻纖預浸料和1層玻纖smc片料每平米的成本相當，采用本方案省掉1層200克連續(xù)玻纖預浸料的成本；

②

提高鋪層效率，玻纖smc片料對鋪層的要求相對較低，連續(xù)玻纖預浸料對鋪層的要求較高，單純1層玻纖smc片料的替換可以節(jié)省鋪層工時，減少了1層連續(xù)玻纖預浸料的同時又節(jié)省1層的鋪層工時。較不飽和smc片料模壓工藝，重量又減少30％以上。

50.本發(fā)明連續(xù)玻纖預浸料和玻纖smc片料在同一鋪層模具上鋪層，解決了現(xiàn)有技術采用smc和pcm工藝方案中需提前完成smc預成型結構的問題，省去一中模具，同時省去兩次預成型體的制造成本和二次結合后分層的風險。

51.以上結合附圖對本發(fā)明進行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明技術方案進行的各種非實質性的改進，或未經(jīng)改進將本發(fā)明的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。技術特征：

1.一種復合材料電池箱上蓋快速成型工藝，其特征在于：包括下料機、鋪層模具、壓機和固化模具，采用連續(xù)玻纖預浸料和玻纖smc片料混合鋪層，首先通過下料機對連續(xù)玻纖預浸料和玻纖smc片料進行下料，然后將連續(xù)玻纖預浸料和玻纖smc片料鋪貼在鋪層模具中進行預成型坯鋪貼，再將鋪貼好的預成型坯取下來放到固化模具中并配合壓機進行壓合固化。2.如權利要求1所述的一種復合材料電池箱上蓋快速成型工藝，其特征在于：所述電池箱上蓋包括殼體(1)，殼體(1)的四周設有法蘭邊(2)，殼體(1)的四個棱角處(3)設有加強區(qū)，所述固化模具包括陽模和陰模，陽模、陰模和鋪層模具根據(jù)電池箱上蓋進行仿形設計。3.如權利要求2所述的一種復合材料電池箱上蓋快速成型工藝，其特征在于：所述復合材料包括玻纖氈預浸料、玻纖smc片料和連續(xù)玻纖預浸料，所述玻纖smc片料鋪設在玻纖氈預浸料上，連續(xù)玻纖預浸料鋪設在玻纖smc片料上。4.如權利要求3所述的一種復合材料電池箱上蓋快速成型工藝，其特征在于：所述快速成型工藝的具體步驟為：步驟一：提前將陽模和陰模預熱至150

±

5℃；步驟二：下料，玻纖smc片料、連續(xù)玻纖預浸料按下料展開圖各下料一塊，對法蘭邊需要額外鋪貼的玻纖氈預浸料和連續(xù)玻纖預浸料進行下料，使用2.5m長的自動下料機進行下料；步驟三：在鋪層模具上鋪貼步驟二中裁切好的玻纖氈預浸料、玻纖smc片料和連續(xù)玻纖預浸料，具體的，首先在鋪層模具的法蘭邊處鋪貼玻纖氈預浸料一層，再在鋪層模具上整體鋪貼玻纖smc片料一層，然后在鋪層模具的法蘭邊處鋪貼連續(xù)玻纖預浸料三層，在四個棱角處繼續(xù)鋪貼寬度為30～50mm的連續(xù)玻纖預浸料各一塊，保證鋪層強度；步驟四：最后在鋪層模具的整體鋪貼連續(xù)玻纖預浸料一層，鋪層模具的整體包括殼體、法蘭邊處和棱角處；步驟五：在已加熱的陽模、陰模上噴涂cle

?

705脫模劑2～3遍；步驟六：將在鋪層模具上鋪貼好的預成型坯取下來放到步驟五中的陽模模具上，合模采用壓機給產(chǎn)品加壓到5～15mpa，保溫4～6min；步驟七：將固化后的產(chǎn)品取下放在夾具上夾緊；步驟八：采用6軸機械手進行鉆孔、切邊；步驟九：對產(chǎn)品進行打磨噴漆等后處理。5.如權利要求4所述的一種復合材料電池箱上蓋快速成型工藝，其特征在于：所述步驟二中對需要額外鋪貼在法蘭邊處的玻纖氈預浸料和連續(xù)玻纖預浸料進行下料時，將玻纖氈預浸料和連續(xù)玻纖預浸料下料成長方形，然后進行拼接鋪貼在法蘭邊處。6.如權利要求5所述的一種復合材料電池箱上蓋快速成型工藝，其特征在于：所述法蘭邊區(qū)域玻纖氈預浸料和連續(xù)玻纖預浸料下料寬度比法蘭邊實際寬度寬5～10mm。7.如權利要求4所述的一種復合材料電池箱上蓋快速成型工藝，其特征在于：所述步驟三中鋪貼玻纖smc片料時，在棱角處(3)玻纖smc片料需搭接10～20mm；在鋪層模具的整體鋪貼連續(xù)玻纖預浸料時，在在棱角處(3)連續(xù)玻纖預浸料采用對接鋪層。8.如權利要求5所述的一種復合材料電池箱上蓋快速成型工藝，其特征在于：所述步驟三中對法蘭邊處進行鋪貼時，由于玻纖氈預浸料和連續(xù)玻纖預浸料下料均為長方形，所以

每一層都有對接縫，法蘭邊區(qū)域鋪層與鋪層之間的對接縫相互錯開100～150mm，避免在同一區(qū)域影響產(chǎn)品性能。9.如權利要求4所述的一種復合材料電池箱上蓋快速成型工藝，其特征在于：所述連續(xù)玻纖預浸料為0/90雙軸玻璃布與環(huán)氧樹脂基體復合而成的材料，按質量含量包括：0/90雙軸玻璃布占55

±

3％、環(huán)氧樹脂基體占45

±

3％，連續(xù)玻纖預浸料單層厚度為0.35

±

0.05mm。10.如權利要求4所述的一種復合材料電池箱上蓋快速成型工藝，其特征在于：所述玻纖smc片料為短切玻纖增強環(huán)氧樹脂基復合材料，按質量含量包括：短切玻纖50

±

3％、環(huán)氧樹脂基體50

±

3％，短切纖維的長度為1英寸和2英寸混合的，2英寸的質量占比為1/3，玻纖smc片料面重2

±

3％kg/

㎡

，厚度為0.8

±

0.1mm。

技術總結

本發(fā)明公開了一種復合材料電池箱上蓋快速成型工藝，包括下料機、鋪層模具、壓機和固化模具，采用連續(xù)玻纖預浸料和玻纖SMC片料混合鋪層，首先通過下料機對連續(xù)玻纖預浸料和玻纖SMC片料進行下料，然后將連續(xù)玻纖預浸料和玻纖SMC片料鋪貼在鋪層模具中進行預成型坯鋪貼，再將鋪貼好的預成型坯取下來放到固化模具中并配合壓機進行壓合固化，最后對固化后的產(chǎn)品進行加工。從而解決鋪貼效率的問題，兼顧了電池箱上蓋的強度要求，同時具備玻纖SMC片料的成型效率。的成型效率。的成型效率。

技術研發(fā)人員：崔國新 朱北福 董秋紅 林令萌 胡靜文

受保護的技術使用者：安徽伯拉復合材料有限公司

技術研發(fā)日：2021.09.10

技術公布日：2021/11/30