本實(shí)用新型涉及一種高鐵車(chē)廂中的頂板，具體涉及一種一體成型出來(lái)的阻燃高強(qiáng)度高鐵車(chē)廂中的頂板。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有國(guó)內(nèi)使用的軌道交通工具，如動(dòng)車(chē)組、地鐵、輕軌等，為了滿(mǎn)足外型設(shè)計(jì)和車(chē)體輕量化的要求，通常需要采取兼顧車(chē)輛安全性、輕量化、高強(qiáng)度與外型美觀(guān)的新型制造技術(shù)。目前，軌道車(chē)輛的側(cè)墻板，普遍地選用鋁合金或玻璃鋼制作，在保證車(chē)體強(qiáng)度和剛性的同時(shí)，增加了車(chē)體的重量，因此，越來(lái)越難以滿(mǎn)足車(chē)體輕量化以及節(jié)能的要求。

而且鋁合金或玻璃鋼成型出來(lái)的產(chǎn)品存在輪廓造型不一、重量偏重等現(xiàn)象。

酚醛碳纖維材料較之傳統(tǒng)鋁合金或玻璃鋼材料，碳纖維復(fù)合材料擁有眾多優(yōu)異的性能，例如質(zhì)量輕、比強(qiáng)度高、良好的尺寸穩(wěn)定性、優(yōu)秀的化學(xué)穩(wěn)定性，因此其應(yīng)用范圍越發(fā)廣泛，制作工藝也趨于成熟。而根據(jù)產(chǎn)品最終的用途和結(jié)構(gòu)造型的不同，也廣泛應(yīng)運(yùn)而生了許多碳纖維復(fù)合材料成型工藝。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的主要目的在于提供一體成型出來(lái)的阻燃高強(qiáng)度高鐵車(chē)廂中的頂板。

本實(shí)用新型是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題的：一種一體成型出來(lái)的阻燃高強(qiáng)度高鐵車(chē)廂中的頂板，所述頂板為一弧形的頂板，頂板從上到下的結(jié)構(gòu)依次為：阻燃碳纖維預(yù)浸料層、膠黏劑層、芳綸紙蜂窩層、內(nèi)埋金屬鋁件的PET泡沫層、膠黏劑層、阻燃碳纖維預(yù)浸料層。

在本實(shí)用新型的具體實(shí)施例中，所述頂板板材上開(kāi)有三個(gè)長(zhǎng)方形框、兩個(gè)大圓孔、四個(gè)小圓孔，若干個(gè)螺紋孔；

三個(gè)長(zhǎng)方形框中其中兩個(gè)大框分布在中間的一個(gè)小框的兩側(cè)，四個(gè)小圓孔排成一條直線(xiàn)，且靠近頂板上遠(yuǎn)離三個(gè)長(zhǎng)方形框的邊，兩個(gè)大圓孔位于頂板上四個(gè)小圓孔排成的直線(xiàn)和兩個(gè)大框排成的直線(xiàn)之間。

在本實(shí)用新型的具體實(shí)施例中，所述弧形的頂板對(duì)應(yīng)的圓心角的角度范圍為140°-160°。

在本實(shí)用新型的具體實(shí)施例中，所述兩個(gè)大圓孔的直徑為200mm，四個(gè)小圓孔的直徑為120mm，螺紋孔為16個(gè)，位于頂板的周邊上。

本實(shí)用新型的積極進(jìn)步效果在于：本實(shí)用新型提供的一體成型出來(lái)的阻燃高強(qiáng)度高鐵車(chē)廂中頂板，相比傳統(tǒng)鋁合金高鐵中頂板無(wú)需開(kāi)口、折彎、燒焊等復(fù)雜工序，而且成型出來(lái)的產(chǎn)品輪廓造型得到了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)(模具保證)。

本實(shí)用新型的提供的產(chǎn)品造型獨(dú)特、重量輕、力學(xué)性能強(qiáng)。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型中的頂板的成型工藝中預(yù)浸料的鋪層、內(nèi)埋鋁合金的放置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2-1為本實(shí)用新型中的頂板的俯視圖(去掉了阻燃碳纖維預(yù)浸料1和膠黏劑2)。

圖2-2為本實(shí)用新型中的頂板的立體圖。

圖2-3為本實(shí)用新型中的頂板的左視圖。

圖2-4為本實(shí)用新型中的頂板的前視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖給出本實(shí)用新型較佳實(shí)施例，以詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。

本實(shí)用新型中一種一體成型出來(lái)的阻燃高強(qiáng)度高鐵車(chē)廂中頂板的成型工藝，成型工藝包括如下步驟；

步驟(1)、阻燃碳纖維預(yù)浸料的選材；阻燃碳纖維預(yù)浸料為使用酚醛阻燃樹(shù)脂跟碳纖維原絲預(yù)浸而成的材料；在步驟(1)中，酚醛阻燃樹(shù)脂樹(shù)脂含量的重量百分比為35％-45％，其余為碳纖維原絲，以上配比也可以根據(jù)具體的需求選擇。

步驟(2)、芳綸紙蜂窩的選材；在步驟(2)中使用密度為≥45kg/m³，抗壓強(qiáng)度≥10T/m²的芳綸紙蜂窩，以上參數(shù)也可以根據(jù)具體的需求選擇。

步驟(3)、膠黏劑的選材；在步驟(3)中使用粘接強(qiáng)氧度≥15Mpa的環(huán)阻燃膠黏劑，以上參數(shù)也可以根據(jù)具體的需求選擇。

步驟(4)、預(yù)浸料的鋪層、內(nèi)埋鋁合金的放置；圖1為本實(shí)用新型中的頂板的成型工藝中預(yù)浸料的鋪層、內(nèi)埋鋁合金的放置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，步驟(4)具體包括：將兩塊裁好尺寸的阻燃碳纖維預(yù)浸料1分別貼在模具的上模產(chǎn)品型腔面和下模產(chǎn)品型腔里，鋪料過(guò)程中要用刮板壓實(shí)，將膠黏劑2貼在上模產(chǎn)品型腔面和下模產(chǎn)品型腔里的阻燃碳纖維預(yù)浸料1上；然后將裁切好的芳綸紙蜂窩3鋪層在上模產(chǎn)品型腔面的膠黏劑2上；再將PET泡沫4放入上模產(chǎn)品型腔面的芳綸紙蜂窩3和下模產(chǎn)品型腔里的膠黏劑2之間；最后再將經(jīng)脫脂清洗后的金屬鋁件5放入PET泡沫4中。

步驟(5)、復(fù)合材料的固化成型，做成頂板板材。步驟(5)具體包括：將步驟(4)中的產(chǎn)品合好模后將模具放入熱壓機(jī)臺(tái)上根據(jù)中頂板成型管制標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的溫度、壓力參數(shù)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行熱成型，具體參數(shù)如下：

成型時(shí)間：從模具放入熱壓機(jī)臺(tái)到成型固化結(jié)束時(shí)間為2.5-3.5小時(shí)；

成型溫度：成型溫度為模具型腔內(nèi)的產(chǎn)品溫度，為140±5℃；

機(jī)臺(tái)設(shè)定溫度：150±5℃；

機(jī)臺(tái)外壓：6±0.5MPa；

產(chǎn)品加壓：根據(jù)溫度控制加壓時(shí)間，包括如下幾種情況：

80℃：0Mpa；溫度公差范圍：±5℃；

100℃：2±0.5Mpa；溫度公差范圍：±5℃；

120℃：4±0.5Mpa；溫度公差范圍：±5℃；

140℃：6±0.5Mpa。溫度公差范圍：±5℃。

上述芳綸紙蜂窩的密度在抗壓強(qiáng)度相同的情況下根據(jù)產(chǎn)品形狀大小的不同選：45kg/m³、60kg/m³、80kg/m³。

上述刮板的材質(zhì)可選：PVC、PET和PTFE中的一種和多種的混合物。

上述膠黏劑選用耐150℃高溫，且粘接強(qiáng)度≥15Mpa的膠黏劑。

PET泡沫4為阻燃泡沫，且密度控制在60kg/m³以?xún)?nèi)，所以泡沫的選材為PET泡沫；內(nèi)埋件中的金屬件考慮材質(zhì)重量及抗拉強(qiáng)度，所以?xún)?nèi)埋金屬件的選材為鋁材5083，即金屬鋁件5選用5083鋁件。

本實(shí)用新型提供的產(chǎn)品運(yùn)用在高鐵車(chē)廂中，作為高鐵車(chē)廂的頂板，頂板的形狀為弧面狀，所以針對(duì)芳綸紙蜂窩的選材為“過(guò)拉伸”型，便于產(chǎn)品在熱壓成型時(shí)，芳綸紙蜂窩能夠拉伸隨形。

將經(jīng)脫脂清洗過(guò)的金屬鋁件填在泡沫中，應(yīng)以產(chǎn)品成型模具邊緣為基準(zhǔn)，依設(shè)計(jì)鋪層結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量金屬鋁件擺放位置，確保金屬鋁件不會(huì)跑位，從而保證了產(chǎn)品的后段鉆孔能準(zhǔn)確的鉆在內(nèi)埋金屬鋁件上。

本實(shí)用新型產(chǎn)品使用的材料為高強(qiáng)度、高模量的碳纖維復(fù)合材料，同時(shí)能夠達(dá)到阻燃效果，且碳纖維中頂板相比鋁合金中頂板直接減重了40％，相比玻璃鋼中頂板直接減重了30％。

使用芳綸紙蜂窩采用三明治結(jié)構(gòu)一體成型出來(lái)的阻燃高強(qiáng)度高鐵車(chē)廂中頂板相比傳統(tǒng)鋁合金或玻璃鋼成型的中頂板同樣達(dá)到阻燃的效果，且操作簡(jiǎn)單、產(chǎn)品造型靈活、強(qiáng)度更高、重量更輕、耐腐蝕。

本實(shí)用新型安全性好、強(qiáng)度高、質(zhì)量輕的高鐵車(chē)廂中頂板的制做方法。為了實(shí)現(xiàn)以上性能要求，本實(shí)用新型采用阻燃碳纖維預(yù)浸料、芳綸紙蜂窩、膠黏劑及內(nèi)埋件(金屬鋁件各PET泡沫)為主要原材料。阻燃碳纖維預(yù)浸料保證了中頂板的強(qiáng)度及阻燃性；芳綸紙蜂窩則大幅降低了中頂板的重量，滿(mǎn)足了輕量化的要求；膠黏劑則提供了將芳綸紙蜂窩很好的與碳纖維預(yù)浸料相結(jié)合，保證了其粘接強(qiáng)度；內(nèi)埋件里的PET泡沫則是為了提供比較準(zhǔn)確的金屬鋁件擺放位置。這種采用阻燃碳纖維預(yù)浸料為外層、芳綸紙蜂窩及內(nèi)埋件為夾心層的三明治結(jié)構(gòu)制做而成的高鐵車(chē)廂中頂板，具有安全性好、強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、裝配結(jié)構(gòu)靈活可變的特點(diǎn)。

本實(shí)用新型中的頂板板材為一弧形的頂板(參見(jiàn)圖2-2、2-4)，頂板100從上到下的結(jié)構(gòu)依次為：阻燃碳纖維預(yù)浸料1層、膠黏劑2層、芳綸紙蜂窩3層、內(nèi)埋金屬鋁件5的PET泡沫4層、膠黏劑2層、阻燃碳纖維預(yù)浸料1層(參見(jiàn)圖1)。

圖2-1為本實(shí)用新型中的頂板的俯視圖(去掉了阻燃碳纖維預(yù)浸料1和膠黏劑2)，圖2-2為本實(shí)用新型中的頂板的立體圖，圖2-3為本實(shí)用新型中的頂板的左視圖，圖2-4為本實(shí)用新型中的頂板的前視圖，如圖2-1、2-2、2-3、2-4所示，頂板板材上開(kāi)有三個(gè)長(zhǎng)方形框、兩個(gè)大圓孔、四個(gè)小圓孔，若干個(gè)螺紋孔。兩個(gè)大圓孔的直徑為200mm，四個(gè)小圓孔的直徑為120mm，螺紋孔為16個(gè)，位于頂板的周邊上。

三個(gè)長(zhǎng)方形框中其中兩個(gè)大框(標(biāo)注為6)分布在中間的一個(gè)小框(標(biāo)注為7)的兩側(cè)，四個(gè)小圓孔排成一條直線(xiàn)(標(biāo)注為8)位于頂板上遠(yuǎn)離三個(gè)長(zhǎng)方形框的邊上，兩個(gè)大圓孔(標(biāo)注為9)位于頂板上四個(gè)小圓孔排成的直線(xiàn)和兩個(gè)大框排成的直線(xiàn)之間。

在具體的實(shí)施過(guò)程中，弧形的頂板對(duì)應(yīng)的圓心角的角度范圍為140°-160°。

螺紋孔便于產(chǎn)品上的配件安裝；整個(gè)產(chǎn)品為一體成型，產(chǎn)品上的長(zhǎng)方形框、圓孔、螺紋孔均為后續(xù)CNC加工、手加工出來(lái)的。

圖2-4為本實(shí)用新型中的頂板的前視圖，產(chǎn)品的整體造型是一個(gè)弧面狀的，且產(chǎn)品整體厚度為10mm。在壁厚為10mm的產(chǎn)品中需要預(yù)埋芳綸紙蜂窩、PET泡沫、金屬鋁件，且必須保證這些內(nèi)埋件的粘接強(qiáng)度。充分體現(xiàn)了本實(shí)用新型中頂板的工藝方案的可行性及優(yōu)勢(shì)性。

以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)，本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。