專利名稱：立體織物厚層氣囊裝甲的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種立體織物厚層氣囊裝甲，本發明的目的在于提高汽車的抗碰撞防護能力即以柔克剛的軟車體。
背景技術：
目前，轎車保險杠絕大多采用塑料，保險杠的結構由面部塑料與杠梁之間夾層泡沫結構塑料，用于吸收沖擊能，這樣才能滿足美觀和安全法規的技術標準。安裝在汽車內的氣囊技術，可以有效的保護司乘人員，降低事故的傷亡率。啄木鳥啄樹木沖擊速度是2080千米/小時，當啄木鳥的頭部從樹木上彈回時,它減速的沖擊能大的驚人-約有1000個重力常數。要知道，一輛汽車如果以每小時56千米速度撞擊一堵磚墻上，其力量不過是10個重力常數，奇怪的是啄木鳥從來不會因此發生腦震蕩。進行手術解剖，獲得發現，啄木鳥的頭部構造與眾不同，腦子被細密松軟的骨骼包裹著，在腦子的外腦膜與腦髓之間，有一段狹窄的肌肉系統，能起吸震和消震作用。箭魚游速可達120千米/小時，其箭可擊穿約30cm厚的木船甲板，箭受到的沖擊力有150千克，但箭魚的箭和腦部卻能得到保護。其原因在于箭的基部骨頭是蜂窩狀的結構，孔隙中充滿油液，好像多孔的沖擊波吸收器。箭魚的頭蓋骨結構相當緊密，又跟箭基部連成一體，所以使箭魚能夠經受很大的沖擊能。不愧是一個天然的防震器！美國舊金山的XP vehicles公司研制出一款充氣式電動車Whisper, Whisper可能是由氣袋制成一使用的是美國宇航局火星漫游者著陸時起緩沖作用的同一類聚合材料， whisper擁有極低的車身重量，一次充電可行駛482公里，擁有多個艙室不會像氣球一樣， 遭到一次攻擊便不復存在，即使駕駛者意外沖下懸崖也安然無恙。傳統保險杠在設計及安全性能上還不足以跟啄木鳥和箭魚相提并論。充氣式電動汽車的安全性能很理想，但這種設計方案不太適宜且很難移植到傳統燃油汽車上。其受限有多方因素，如燃油車身較重且需要設置進氣柵欄，即便安裝這種厚度較薄的“氣袋”保護車體，其抗沖擊力的強度和安全性能將大幅下降！通過增加“氣袋”的厚度是可以相應的提高其強度，但“氣袋”太厚其緩沖性能和彈性將大大下降，即其厚度是受限制，安裝這種氣袋相對較難且不美觀。微孔結構閉口型的橡膠和二次發泡PhyLoN鞋底材料均有極佳的彈性和吸震性能，且有相對穩定的結構和氣密性，但其抗撕裂性和強度有它的極限性。通過引入增強材料，玻璃纖維(或玻璃纖維/碳纖維/凱芙拉纖維混雜)三維夾心織物作為泡沫橡膠(或 PhyLoN鞋底材料)的骨架材料，即可大幅提高其強度。采用這種“微孔結構先進的復合材料”制作超高強度的“厚層氣囊”用于汽車的碰撞防護，氣囊壁厚約3-6cm最佳。制作“立體織物厚層氣囊裝甲”大致通過以下幾個步驟和工藝實現1、首先是確定“立體織物厚層氣囊裝甲”的所需厚度，根據設定的厚度開發模具，模具上需開設二個孔， 一個供氣嘴占用，另一個是供泡沫橡膠(或PhyLoN鞋底材料)灌入的“注射孔”;2、根據模具內空腔的形狀和空間的弧度，將玻璃纖維立體織物“修剪”成所需要的形狀放置模具內，玻纖三維織物芯拄的高度應與模具空腔的高度一致，芯柱的分布密度不宜過密，泡沫橡膠 (或PhyLoN)由芯柱之間的空隙灌入；3、將氣嘴放入模具的氣嘴孔且穿透三維織物，氣嘴內側端口與模具壁緊密貼合，以防被灌入的泡沫橡膠(或PhyLoN)堵上充氣孔；4、通過“注射孔”灌入微孔結構的橡膠(或PhyLoN)經硫化(或二次發泡)即可制成“半體的立體織物厚層氣囊”，閉孔率在90%以上其氣密性有保障，其氣密性還可通過在內壁粘貼一層彈性體解決；5、將“半體的立體織物氣囊”與“杠梁硬基支撐面”通過粘結劑的粘接組裝成封閉完整的“立體織物厚層氣囊裝甲”。
發明內容
本發明在于提供一種立體織物厚層氣囊裝甲，其目的在于提高汽車的抗碰撞防護能力即以柔克剛的軟車體。本發明是這樣實現的立體織物厚層氣囊裝甲，它由基體材料和增強材料組成，基體材料采用微孔結構閉口型彈性材料，如泡沫橡膠、二次發泡PhyLoN鞋底材料、聚氨酯泡沫材料；增強材料采用玻璃纖維(或玻璃纖維/碳纖維/凱芙拉混雜)三維夾心織物。(一)、首先是確定立體織物厚層氣囊裝甲所需的厚度，根據設定的厚度開發模具，模具上需開設二個孔，一個孔供氣嘴占用，另一個是供基體材料灌入的注射孔；(二)、根據模具內空腔的形狀和空間的弧度，將玻璃纖維立體織物“修剪”成所需的形狀放置模具內，基體材料由玻璃纖維立體織物的芯柱的空隙灌入；(三)、將氣嘴放入模具的氣嘴孔且穿透玻璃纖維立體織物與模具內壁貼合，以防被灌入的基體材料堵上充氣孔；(四)、通過“注射孔”灌入的“基體材料”經硫化 (或二次發泡)即可制成“半體”的立體織物厚層氣囊；(五)、將厚約3-6cm的“半體立體織物氣囊”與“杠梁硬基支撐面”通過粘結劑的粘結組裝成封閉完整的“立體織物厚層氣囊裝甲”；(六)、高壓氣體通過充氣嘴充入“立體織物厚層氣囊裝甲”的空腔內用于吸收汽車碰撞產生的沖擊能。本發明的優點應用了低密度、高彈性的微孔結構閉口型的彈性材料制作氣囊可獲得理想的厚度層，而引入立體織物作為氣囊的骨架材料，即可獲得超高的強度且不失彈性。
圖為立體織物厚層氣囊裝甲的結構示意圖。附圖標記微孔結構閉口型彈性材料I、立體織物2、充氣嘴3、高壓氣體4、杠梁硬基支撐面5。
具體實施例方式立體織物厚層氣囊裝甲，采用立體織物(2)，比如玻璃纖維三維夾心織物或玻璃纖維/碳纖維/凱芙拉混雜三維夾心織物作為微孔結構閉口型彈性材料(I)的骨架材料， 利用這種微孔結構先進的復合材料制作厚層氣囊，氣囊壁厚約3-6cm用于汽車的碰撞防護，它由微孔結構閉口型彈性材料(I)、立體織物(2)、充氣嘴(3)、高壓氣體(4)、杠梁硬基支撐面(5)組成，其中立體織物(2)根據模具內空腔的形狀和弧度修剪成所需的形狀放置模具內，充氣嘴(3)放入模具的氣嘴孔且穿透三維立體織物(2)，充氣嘴(3)的內側端口與模具內壁緊密貼合，微孔結構閉口型彈性材料(I)通過模具上的注射孔灌入立體織物
(2)芯柱的空隙中，經硫化(或二次發泡)后脫模即可制成半體的立體織物厚層氣囊，厚約 3-6cm的半體立體織物氣囊與杠梁硬基支撐面(5)通過粘接劑組裝成封閉完整的立體織物厚層氣囊裝甲，高壓氣體(4)填充在立體織物厚層氣囊裝甲的空腔內用于吸收沖擊能。
權利要求
1.立體織物厚層氣囊裝甲，采用立體織物(2)，比如玻璃纖維三維夾心織物或玻璃纖維/碳纖維/凱芙拉纖維混雜三維夾心織物作為微孔結構閉口型彈性材料(I)的骨架材料，利用這種微孔結構先進的復合材料制作厚層氣囊，氣囊壁厚約3-6cm用于汽車的碰撞防護，它由微孔結構閉口型彈性材料(I)、立體織物(2)、充氣嘴(3)、高壓氣體(4)、杠梁硬基支撐面(5)組成，其特征在于立體織物(2)根據模具內空腔的形狀和弧度修剪成所需的形狀放置模具內，充氣嘴(3)放入模具上的充氣孔且穿透三維立體織物(2)與模具的內壁貼合，微孔結構閉口型彈性材料(I)通過模具上的注射孔灌入立體織物(2)芯拄的空隙中， 經硫化(或二次發泡)后脫模即可制成半體的立體織物厚層氣囊，半體立體織物氣囊與杠梁硬基支撐面(5)通過粘接劑組裝成封閉完整的立體織物厚層氣囊裝甲，高壓氣體(4)填充在立體織物厚層氣囊裝甲的空腔內用于吸收汽車碰撞產生的沖擊能。
全文摘要
本發明涉及一種立體織物厚層氣囊裝甲，其目的在于提高汽車的抗碰撞防護能力既以柔克剛的軟車體。它由基體材料和增強材料組成，基體材料可由泡沫橡膠、二次發泡PHYLON鞋底材料、或聚氨酯泡沫材料，增強材料采用玻纖立體織物，其中玻纖立體織物根據模具內空腔的形狀和弧度修剪成所需的形狀放置模具內，充氣嘴放入模具的氣嘴孔且穿透玻纖立體織物與模具內壁貼合，基體材料通過模具上的注射孔灌入玻纖立體織物芯拄的空隙中，經硫化(或二次發泡)后脫模既可制成厚約3-6cm的半體的立體織物氣囊，半體立體織物氣囊與杠梁硬基支撐面通過粘接劑組裝成封閉完整的立體織物厚層氣囊裝甲，高壓氣體填充在立體織物厚層氣囊裝甲的空腔內，這樣即能獲得理想的厚度層，又能達到超高的強度且不失彈性。
文檔編號B60R19/22GK102582547SQ20121003672
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月14日 優先權日2012年2月14日
發明者汪烈生 申請人:汪烈生