汽車構(gòu)件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及汽車構(gòu)件領(lǐng)域，更具體地，涉及由熱壓成型熱塑性材料制成的汽車構(gòu)件的領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]出于安全方面的考慮，對(duì)汽車的耐沖撞性能提出了高要求。有鑒于此，在通常由金屬制造的汽車構(gòu)件中，越來(lái)越多地采用具有良好物理特性尤其是機(jī)械強(qiáng)度高且重量又輕又能夠吸收沖撞能量的復(fù)合材料，這些汽車構(gòu)件例如是汽車的保險(xiǎn)杠、頂梁、B柱等。一般而言，這些構(gòu)件可由多種材料制成，例如由全金屬比如鋼或鋁制成、由包覆模制的(overmolded)復(fù)合材料制成或者由包覆模制的鋼材料制成。然而，現(xiàn)有技術(shù)的汽車構(gòu)件至少存在以下所述的諸多弊端。
[0003]首先，復(fù)合材料構(gòu)件在外觀和組裝容易程度上都不如金屬構(gòu)件。然而，金屬構(gòu)件又不能夠很方便地安裝或容納車燈、傳感器、計(jì)量計(jì)等車用設(shè)備，也就是說(shuō)不具備理想的集成功能。并且，復(fù)合材料構(gòu)件與金屬構(gòu)件比如白車身之間通常是通過(guò)螺絲或鉚釘固定的一一這種固定方式在發(fā)生沖撞的情況下易被破壞從而對(duì)汽車甚至乘客造成損傷。
[0004]為克服上述弊端，期望汽車構(gòu)件能夠同時(shí)具備復(fù)合材料和金屬這兩者的優(yōu)點(diǎn)，還能夠滿足對(duì)集成功能的需求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種符合以上期望的汽車構(gòu)件。該汽車構(gòu)件包括熱塑性預(yù)浸料層和部分或全部覆蓋該熱塑性預(yù)浸料層的熱塑性樹(shù)脂部，此外還包括與該熱塑性預(yù)浸料層結(jié)合的金屬片層。
[0006]預(yù)浸料(英文為“pr印reg”)是一種常用的制造復(fù)合材料部件的中間材料，通常由樹(shù)脂基體與浸漬在該基體中的增強(qiáng)體(例如:纖維或織物)構(gòu)成。由于包含增強(qiáng)體，預(yù)浸料具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，經(jīng)常用于制造局部區(qū)域或整個(gè)區(qū)域需要加強(qiáng)的部件，例如汽車構(gòu)件。市場(chǎng)上購(gòu)買到的預(yù)浸料通常是片狀或者卷狀的。
[0007]此外已知熱塑性樹(shù)脂具有良好的集成功能。
[0008]因此，根據(jù)本實(shí)用新型的汽車構(gòu)件不但在外觀上有所改進(jìn)，而且具有機(jī)械強(qiáng)度高和重量輕的物理特性，又滿足對(duì)集成功能的需求，方便安裝或容納車燈、傳感器、計(jì)量計(jì)等車用設(shè)備，還易于組裝，比如可通過(guò)其具有的金屬片直接焊接到白車身上。
[0009]相應(yīng)地，為了制造根據(jù)本實(shí)用新型的汽車構(gòu)件，可以在注塑模具中先通過(guò)閉合模具來(lái)將加熱軟化的熱塑性預(yù)浸料和金屬片壓制成型，再使用熱塑性樹(shù)脂對(duì)其進(jìn)行注塑包覆模制(overmold by inject1n)，獲得最終的汽車構(gòu)件。這一過(guò)程只需要一臺(tái)注塑壓機(jī)一次注塑(one-shot inject1n)即可完成。
[0010]有利地，熱塑性樹(shù)脂部是通過(guò)對(duì)熱塑性預(yù)浸料層和金屬片層進(jìn)行注塑包覆模制而獲得的。該注塑包覆模制有利地在對(duì)熱塑性預(yù)浸料層和金屬片層的壓制定型完成后進(jìn)行。
[0011]有利地，制造金屬片層的金屬是鋼或鋁。
[0012]為了結(jié)合熱塑性預(yù)浸料層與金屬片層，金屬片層可覆有結(jié)合層。該結(jié)合層例如是粘性膜，以便將金屬片層與熱塑性預(yù)浸料層粘合在一起?；蛘?，可利用金屬片層上布置的爪刺來(lái)結(jié)合金屬片層與熱塑性預(yù)浸料層。有利地，爪刺的形狀被設(shè)計(jì)成在刺入熱塑性預(yù)浸料層后不易脫出。在利用爪刺來(lái)結(jié)合金屬片層與熱塑性預(yù)浸料層的情況下，金屬片層上的爪刺優(yōu)選地從熱壓定型階段起就刺入熱塑性預(yù)浸料層，有利地在注塑包覆模制階段借助材料的壓力使爪刺進(jìn)一步刺入熱塑性預(yù)浸料層當(dāng)中，從而牢固地結(jié)合金屬片層與熱塑性預(yù)浸料層。
[0013]優(yōu)選地，根據(jù)本實(shí)用新型的汽車構(gòu)件可以是汽車的保險(xiǎn)杠、頂梁或B柱，其有利地被用來(lái)吸收沖撞能量。
【附圖說(shuō)明】
[0014]下面將參照附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是，這些附圖僅僅用于說(shuō)明的目的，而并非意在對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍構(gòu)成限制。圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同或相似的部件。為了說(shuō)明的目的，這些圖并非完全按比例繪制。
[0015]圖1示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的汽車構(gòu)件的立體圖；
[0016]圖2以局部截面圖方式示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型的汽車構(gòu)件中的熱塑性預(yù)浸料層與金屬片層的兩種不同的結(jié)合方式；以及
[0017]圖3示意性地示出了制造根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的汽車構(gòu)件的過(guò)程，其中示出了其在不同制造階段的截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]圖1示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的汽車構(gòu)件的立體圖。該汽車構(gòu)件例如可以是汽車的保險(xiǎn)杠、頂梁或者B柱。
[0019]為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本實(shí)用新型的汽車構(gòu)件中的熱塑性預(yù)浸料層與金屬片層之間的結(jié)合，至少存在通過(guò)結(jié)合層和通過(guò)爪刺這兩種方式，如圖2中以局部截面圖形式所示(其各個(gè)部分的圖例參見(jiàn)圖3)。
[0020]在圖2(a)示出的結(jié)合方式中，在金屬片層與熱塑性預(yù)浸料層之間存在結(jié)合層，該結(jié)合層是預(yù)覆在金屬片層上的，用于結(jié)合金屬片層與熱塑性預(yù)浸料層。該結(jié)合層例如是粘性膜，以將金屬片層與熱塑性預(yù)浸料層粘合在一起。結(jié)合層在接觸高溫的熱塑性預(yù)浸料層時(shí)應(yīng)該不起影響結(jié)合效果或產(chǎn)生有害物質(zhì)或影響產(chǎn)品模制精確度的反應(yīng)。
[0021]在圖2(b)示出的結(jié)合方式中，在金屬片層上布置有用于結(jié)合金屬片層與熱塑性預(yù)浸料層的爪刺。爪刺的數(shù)量和尺寸等可根據(jù)待結(jié)合的金屬片層與熱塑性預(yù)浸料層的尺寸和厚度等來(lái)決定。如圖2(b)中所示，優(yōu)選地爪刺可被設(shè)計(jì)成比如“八”字狀等形狀，以使得其刺入熱塑性預(yù)浸料層后不易脫出，另外金屬片層上伸出爪刺的位置有利地在金屬片層的整個(gè)厚度上貫穿。在熱壓定型階段金屬片層上的爪刺可刺入加熱軟化的熱塑性預(yù)浸料中。有利地在后續(xù)的注塑包覆模制階段可借助材料的壓力迫使爪刺更進(jìn)一步地刺入熱塑性預(yù)浸料層當(dāng)中，從而使金屬片層與熱塑性預(yù)浸料層結(jié)合得更好。待熱塑性預(yù)浸料固化后爪刺將預(yù)浸料層與金屬片層牢固地結(jié)合在一起。
[0022]下面參照?qǐng)D3，制造根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的汽車構(gòu)件的過(guò)程可由圖3(a)至圖3(c)所示。在該實(shí)施例中，金屬片層與熱塑性預(yù)浸料層之間的結(jié)合是通過(guò)結(jié)合層實(shí)現(xiàn)的。
[0023]如圖3(a)和圖3(b)所示，經(jīng)過(guò)加熱軟化的熱塑性預(yù)浸料層被置入模具當(dāng)中，并通過(guò)結(jié)合層與金屬片層相結(jié)合。然后模具閉合，一個(gè)半模(通常是上模，即圖中的右模)向閉合方向(在上模是動(dòng)模的情況下向下，圖中方向是向左)移動(dòng)，以對(duì)熱塑性預(yù)浸料層和金屬片層進(jìn)行壓制定型。可見(jiàn)該壓制定型僅通過(guò)閉合模具來(lái)實(shí)現(xiàn)，而未利用注塑等。
[0024]理想地，對(duì)熱塑性預(yù)浸料層和金屬片層的壓制定型是在模具中同步進(jìn)行的，如圖3(a)和圖3(b)所示，這也適用于使用爪刺來(lái)結(jié)合金屬片層與熱塑性預(yù)浸料層的情況。然而，在使用結(jié)合層比如粘性膜來(lái)結(jié)合金屬片層與熱塑性預(yù)浸料層的情況下，還可以先在模具中通過(guò)閉合模具來(lái)壓制定型金屬片，同時(shí)利用這段時(shí)間在比如利用紅外線或熱空氣加熱的爐具中加熱熱塑性預(yù)浸料層，隨后打開(kāi)模具加入經(jīng)過(guò)加熱軟化的熱塑性預(yù)浸料層，再閉合模具以便在已壓制定型但仍留在模腔中的金屬片層上壓制定型熱塑性預(yù)浸料層。
[0025]在壓制定型階段之后，繼續(xù)閉合模具并進(jìn)行注塑包覆模制，從而產(chǎn)生方便安裝和容納車燈、傳感器、計(jì)量器等車用設(shè)備的熱塑性樹(shù)脂部，如圖3(c)中所示。該熱塑性樹(shù)脂例如可以是聚丙烯樹(shù)脂。由此獲得了最終的汽車構(gòu)件。
[0026]在金屬片層是通過(guò)爪刺與熱塑性預(yù)浸料層結(jié)合的情況下，優(yōu)選地爪刺在圖3(a)和圖3(b)所示的壓制定型階段起就在模具閉合所產(chǎn)生的壓制壓力的作用下刺入熱塑性預(yù)浸料層。有利地在圖3(c)所示的隨后的注塑包覆模制階段，借助材料的壓力爪刺將進(jìn)一步刺入熱塑性預(yù)浸料層，從而牢固地結(jié)合金屬片層與熱塑性預(yù)浸料層。
[0027]可見(jiàn)，在制造根據(jù)本實(shí)用新型的汽車構(gòu)件的過(guò)程中，僅需要一臺(tái)注塑壓機(jī)進(jìn)行一次注塑(one-shot inject1n)。
[0028]附圖和以上說(shuō)明描述了本實(shí)用新型的非限制性特定實(shí)施例。為了教導(dǎo)實(shí)用新型原理，已簡(jiǎn)化或省略了一些常規(guī)方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解源自這些實(shí)施例的變型落在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解上述特征能夠以各種方式結(jié)合以形成本實(shí)用新型的多個(gè)變型。由此，本實(shí)用新型并不局限于上述特定實(shí)施例，而僅由權(quán)利要求和它們的等同物限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種汽車構(gòu)件，包括熱塑性預(yù)浸料層和部分或全部覆蓋所述熱塑性預(yù)浸料層的熱塑性樹(shù)脂部，其特征在于，所述汽車構(gòu)件還包括與所述熱塑性預(yù)浸料層結(jié)合的金屬片層。2.如權(quán)利要求1所述的汽車構(gòu)件，其中，所述熱塑性樹(shù)脂部是通過(guò)對(duì)所述熱塑性預(yù)浸料層和所述金屬片層進(jìn)行注塑包覆模制而獲得的。3.如權(quán)利要求1所述的汽車構(gòu)件，其中，制造所述金屬片層的金屬是鋼或鋁。4.如權(quán)利要求1至3之一所述的汽車構(gòu)件，其中，所述金屬片層覆有結(jié)合層以便與所述熱塑性預(yù)浸料層結(jié)合。5.如權(quán)利要求4所述的汽車構(gòu)件，其中，所述結(jié)合層是粘性膜。6.如權(quán)利要求1至3之一所述的汽車構(gòu)件，其中，所述金屬片層上布置有爪刺以便與所述熱塑性預(yù)浸料層結(jié)合。7.如權(quán)利要求6所述的汽車構(gòu)件，其中，所述爪刺的形狀被設(shè)計(jì)成在刺入所述熱塑性預(yù)浸料層后不易脫出。8.如權(quán)利要求6所述的汽車構(gòu)件，其中，在所述注塑包覆模制的階段，借助材料的壓力使所述爪刺進(jìn)一步刺入所述熱塑性預(yù)浸料層，從而使得所述熱塑性預(yù)浸料層和所述金屬片層結(jié)合得更好。9.如權(quán)利要求1至3之一所述的汽車構(gòu)件，其中，所述汽車構(gòu)件可以是汽車的保險(xiǎn)杠、頂梁或B柱。10.如權(quán)利要求1至3之一所述的汽車構(gòu)件，其中，所述汽車構(gòu)件被用于吸收沖撞能量。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及汽車構(gòu)件。具體而言，提供了一種汽車構(gòu)件，包括熱塑性預(yù)浸料層和部分或全部覆蓋所述熱塑性預(yù)浸料層的熱塑性樹(shù)脂部，其特征在于，所述汽車構(gòu)件還包括與所述熱塑性預(yù)浸料層結(jié)合的金屬片層。根據(jù)本實(shí)用新型的汽車構(gòu)件既結(jié)合了復(fù)合材料所具有的機(jī)械強(qiáng)度高、重量輕等物理特性和金屬易于組裝以及外觀出眾的優(yōu)點(diǎn)，又滿足了對(duì)集成功能的需求。
【IPC分類】B62D25/06, B62D25/04, B60R19/02
【公開(kāi)號(hào)】CN204978509
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420709521
【發(fā)明人】吉爾斯·穆蘭
【申請(qǐng)人】全耐塑料公司
【公開(kāi)日】2016年1月20日
【申請(qǐng)日】2014年11月21日