BR102015010288A2 - Support of fiber compositions for vehicle components - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para: "APOIO DE COMPÓSITO DE FIBRAS PARA COMPONENTES VEICULARES" 1001] REIVINDICAÇÃO DE PRIORIDADE

[002] O presente pedido de patente é uma continuação-em-parte que reivindica a prioridade do, e o benefício sobre 35 USC § 120 do pedido de patente US N.° 14/270.951 depositado em 6 de Maio de 2014, atualmente pendente, intitulado "PAINEL DE INSTRUMENTOS DE COMPOSITOS HÍBRIDOS", toda a memória descritiva do qual é aqui incorporado por referência.

[003] CAMPO DA INVENÇÃO

[004] A presente invenção geralmente se refere a modelos de componentes de compósitos, e mais particularmente se refere a modelos de painéis veiculares de instrumentos de compósitos e métodos para produzir os mesmos.

[005] ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[006] É cada vez mais comum para os veículos utilizar componentes e modelos de peso leve, a fim de diminuir o peso veicular, particularmente em grandes componentes veiculares internos, tais como painéis de instrumentos. Reduções de peso podem aumentar o desempenho veicular e a economia de combustível. A redução de peso pode ser realizada substituindo os materiais atuais dos componentes veiculares por materiais mais leves. No entanto, em alguns casos, os materiais mais leves utilizados em veículos podem ter menor integridade mecânica do que os seus homólogos de maior peso.

[007] Em outros casos, certos materiais mais leves, tais como compósitos de fibra de carbono, podem realmente melhorar o desempenho mecânico sobre os materiais convencionais. Infelizmente, os custos de fabricação para a produção de componentes veiculares com estes materiais podem ser proibitivos ou pelo menos não baixos o suficiente para compensar as potenciais melhoras no desempenho veicular e economia de combustível. Além disso, estes materiais compósitos mais fortes sâo frequentemente utilizados em grandes componentes veiculares que têm apenas um ou um pequeno número de regiões que realmente requerem elevado desempenho mecânico.

[008] Consequentemente, existe uma necessidade de componentes veiculares mais leves que tenham desempenho mecânico melhor ou comparável quando comparado com componentes veiculares convencionais, Há também uma necessidade de ajustar as propriedades mecânicas em regiões específicas dentro destes componentes para a aplicação específica, minimizando, assim, a utilização de materiais caros de reforço e maximizando as melhoras de propriedades mecânicas no componente onde for necessário.

[009] SUMÁRIO PA INVENÇÃO

[010] De acordo com um aspecto da presente invenção, um painel veicular de instrumentos inclui um reforço que compreende uma pluralidade de fibras de carbono cortadas dentro de uma resina de nylon e um substrato acoplado ao reforço. O substrato inclui uma pluralidade de fibras de carbono cortadas e fibras de vidro cortadas dentro de uma resina de nylon. O painel inclui ainda um suporte de coluna de direção que é definido a partir do substrato e compreende uma pluralidade de fibras de carbono cortadas dentro de uma resina de nylon. O suporte de coluna de direção engata em uma coluna de direção de tal modo que o substrato e o suporte apoiam a coluna de direção.

[011] De acordo com outro aspecto da presente invenção, um painel veicular de instrumentos incluí um reforço que compreende uma pluralidade de fibras de carbono cortadas dentro de uma resina de nylon e um substrato acoplado ao reforço. O substrato compreende uma pluralidade de fibras de carbono cortadas e fibras de vidro cortadas dentro de uma resina de nylon. O painel inclui ainda um elemento de suporte de montagem, que é definido a partir do substrato, e um elemento de suporte de apoio, que é acoplado ao suporte de montagem. O suporte de montagem compreende uma multiplicidade de fibras de carbono cortadas dentro de uma resina de nylon.

[012] De acordo com um outro aspecto da presente memória descritiva, um painel veicular de instrumentos inclui um reforço que compreende um primeiro material fibroso dentro de uma resina e um substrato compreendendo o primeiro material fibroso e um segundo material fibroso dentro de uma segunda resina. O primeiro e segundo materiais fibrosos são substancialmente segregados entre as respectivas porções do substrato do lado do motorista e do lado do passageiro. O painel inclui um suporte de montagem que é definido a partir da porção do substrato do lado do motorista. O suporte de montagem compreende o primeiro material fibroso dentro da segunda resina.

[013] Estes e outros aspectos, objetos e características da presente invenção serão compreendidos e apreciados por aqueles peritos na arte, ao estudarem a seguinte descrição, reivindicações, e desenhos anexos.

[014] BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[015] Nos desenhos: [018] A FIG. 1 é uma vista em perspectiva frontal de um painel veicular de instrumentos dentro de um veículo de acordo com uma concretização;

[017] A FIG. 2 é uma vista explodida em perspectiva superior do painel de instrumentos representado na FIG. 1;

[018] A FIG. 3 é uma vista em perspectiva frontal de um substrato de painel de instrumentos de acordo com outra concretização;

[019] A FIG. 4 é uma vista em perspectiva frontal de um substrato de painel de instrumentos de acordo com uma outra concretização;

[020] A FIG. 5 é uma vista em elevação inferior de um componente veicular de acordo com outra concretização;

[021] A FIG. 6 é uma vista em perspectiva superior de um sistema de moldagem por injeção de acordo com uma concretização adicional;

[022] A FIG. 7A é uma vista em corte transversal do sistema de moldagem por injeção da FIG. 6, durante uma etapa de injeção de compósitos fundidos em um molde, tomada na linha X-X;

[023] A FIG. 7B é uma vista em corte transversal do sistema de moldagem por injeção da FIG. 6 durante uma etapa de resfriamento dos compósitos fundidos, tomadas em linha X-X; e [024] A FIG. 8 ê um diagrama esquemático de um método para formar um componente veicular usando o sistema de moldagem por injeção da FIG. 6 de acordo com outra concretização.

[025] DESCRIÇÃO DETALHADA DAS CONCRETIZAÇÕES PREFERIDAS

[026] Para fins de descrição aqui, os termos "superior", "inferior", "direita", "esquerda", "traseira", "frontal", "vertical", "horizontal", e seus derivados devem dizer respeito à descrição como orientado na FIG. 1. No entanto, deve ser entendido que a descrição pode assumir várias orientações alternativas, exceto quando expressamente especificado em contrário. Também deve ser entendido que os dispositivos e os processos específicos ilustrados nos desenhos anexos, e descritos na seguinte descrição, são simplesmente concretizações exemplificativas dos conceitos inventivos definidos nas reivindicações anexas. Assim, dimensões específicas e outras características físicas relativas às concretizações aqui divulgadas não devem ser considerados como limítativos, a menos que as reivindicações indiquem expressamente o contrário.

[027] Com referência â FIG. 1, uma cabine 10 de um veículo 14 está representada. O veículo 14 inclui uma região do lado do motorista 18 e uma região do lado do passageiro 22. Dentro da cabine 10 há um painel de instrumentos 26, dentre os outros componentes veiculares, tais como um para-brisas 36. O painel de instrumentos 26 está localizado na dianteira do veículo na cabine 10 debaixo do para-brisas 36. O painel de instrumentos 26 tem uma região do lado do motorista 40, uma porção do central de instrumentos 44, e uma região do lado do passageiro 48. Estas porções do painel de instrumentos 26, e determinadas regiões ou locais dentro deies, frequentemente têm diferentes requisitos de propriedades mecânicas.

[028] Tal como utilizado na presente memória descritiva, "externo" se refere às faces laterais ou regiões mais próximas a uma porta 52 do lado do motorista e uma porta 56 do lado do passageiro no veículo 14. O termo "interior" tal como utilizado na presente memória descritiva se refere a uma área central no interior do veículo 14 a partir das faces laterais opostas lateralmente ou regiões.

[029] As porções 40, 48 do lado do motorista e do lado do passageiro do painel de instrumentos 26 estão na proximidade substancial às respectivas regiões 18, 22 do veículo 14, A porção 40 do lado do motorista do painel de instrumentos 28 inclui um painel de instrumentos 80 coberto por uma capa do painel de instrumentos 84. Localizado por baixo do painel de instrumentos 80 há uma coluna de direção 88. A coluna de direção 88 é apoiada no painel de instrumentos 26 e engata um sistema veicular de direção (não mostrado) na parte frontal do painel de instrumentos 28. A coluna de direção 88 se estende do sistema de direção na cabine 10 através do painel de instrumentos 26. A coluna de direção 88 tem um volante 72 disposto na cabine 10 na região do lado do motorista 18 do veículo 14, O volante 72 inclui um airbag do motorista 76 que se desdobra durante um evento de colisão do veículo. Como tal, a região do fado do motorista 40 do painel de instrumentos 26 pode ter exigentes requisitos mecânicos, particularmente nos locais onde ele deve apoiar outros componentes veiculares sujeitos a cargas e movimento variáveis, por exemplo, a coluna de direção 68.

[030] Ainda com referência à FIG. 1, dispostas em cada fado externo do painel de instrumentos 26 há uma ventilação lateral de ar 80. O painel de instrumentos 26 também incorpora um conjunto de aberturas centrais de ar 84 localizadas na porção do central de instrumentos 44 do painel de instrumentos 26. A porção do central de instrumentos 44 do painel de instrumentos 26 se situa entre a região do lado do motorista 40 e a região do lado do passageiro 48. A porção central 44 inclui uma interface 88 que é operável pelos ocupantes de ambos do lado do motorista e do lado do passageiro das regiões 18, 22 do veículo 14. A porção central 44 está ligada a tanto à região do lado do motorista 40 e a região do lado do passageiro 48 do painel de instrumentos 26.

[031] Como também ilustrado na FIG. 1, a região do lado do passageiro 48 do painel de instrumentos 26 inclui um conjunto porta luva 110, e um conjunto de airbag do passageiro 114 que está localizado acima do conjunto 110. O conjunto porta luva 110 inclui um porta-luvas 118 permitindo o acesso a uma bandeja porta luvas (não mostrada). Em algumas concretizações, o conjunto porta luvas 110 é um componente separado a partir do painel de instrumentos 26 e é inserido e fixado, durante a fabricação. Em outras concretizações, a bandeja porta luvas do conjunto 110 está integralmente formado a partir de um substrato de painel de instrumentos 120 (Fig. 2) do painel de instrumentos 26 e a porta do porta luvas 118 é um componente separado que é ligado durante a fabricação. Dependendo da configuração da região do lado do passageiro 48, este pode ter regiões centrais ou locais que necessitam de reforço mecânico adicional, tais como onde ele contém ou se liga ao conjunto do porta luva 110.

[032] Fazendo novamente referencia à FIG. 1, o conjunto do airbag do passageiro 114 inclui uma calha do airbag do passageiro 124 (FIG. 2), e outros componentes, tais como um airbag do passageiro, um recipiente do airbag, e um inflador. Durante um evento de colisão do veiculo, o airbag do passageiro é inflado pelo inflador (não representados), fazendo assim com que o airbag do passageiro possa expandir a partir do recipiente através da calha do airbag do passageiro 124 (FIG. 2) e para fora do painel de instrumentos 26. O inchamento e expansão do airbag gera elevadas tensões em componentes aproximados que podem conduzir a uma falha estrutural do painel de instrumentos 26, se não forem devidamente reforçados. Em algumas concretizações, o substrato do painel de instrumentos 120 (Fig. 2) do painel de instrumentos 26 também pode incluir recipientes de airbag para joelho para os ocupantes de ambas as regiões do lado do passageiro e do lado do motorista 18, 22, necessitando potencialmente de um reforço adicional.

[033] Fazendo referencia agora à FIG. 2, o painel de instrumentos 26 inclui o substrato de painel de instrumentos 120 e um reforço 150. O reforço 150 está localizado na dianteira do veículo do substrato 120 e está acoplado ao substrato 120 em pontos múltiplos. O substrato 120 e o reforço 150 podem ser acoplados, através de ligação adesiva, solda por vibração, solda por placa quente, ou outras formas de união. O reforço 150 inclui uma região do lado do motorista 154, uma porção do central de instrumentos 158, e uma região do lado do passageiro 162. O reforço 150 define uma abertura da coluna de direção 166 e uma abertura do porta luvas 170 nas respectivas regiões do lado do motorista e do lado do passageiro 154, 162. Os flanges 174 estão localizados dentro da porção do central de instrumentos 158 do reforço 150 e se estende para traseira do veículo para engatar e acoplar com uma porção do central de instrumentos 180 do substrato 120.

[034] Como também ilustrado na FIG. 2, o substrato 120 de painel de instrumentos inclui uma região do lado do motorista 184, a porção do centrai de instrumentos 180, e uma região do lado do passageiro 188. A parte do lado do motorista 184 do substrato 120 define uma abertura da coluna de direção 192, que se alinha com a abertura da coluna de direção 166 do reforço 150 quando o substrato 120 e o reforço 150 são acopladas. A coluna de direção 68 (Fig. 1) passa através tanto da abertura da coluna de direção 166 e a abertura 192 da coluna da direção, e é ligado ao substrato 120 por meio de uma zona de montagem da coluna de direção 196, como mostrado na FIG. 2. A coluna de direção área de montagem 196 está localizada sobre o substrato 120 na proximidade da abertura da coluna de direção 192. Em algumas concretizações, um revestimento para a coluna de direção 68 pode ser integralmente formado no substrato 120 na proximidade da zona de montagem 196. Em outra concretização, um suporte de montagem ou um braço de suporte pode ser integralmente formado no substrato 120 na proximidade da abertura da coluna de direção 192 para o apoio da coluna de direção 68, O acoplamento do reforço 150 e o substrato 120 proporcionam resistência suficiente para que a zona de montagem 196, e, finalmente, o painel de instrumentos 26, suporta o peso da coluna de direção 68, sem a utilização de um feixe transversal. Como tal, certas regiões ou localidades na região do lado do motorista 184 do substrato 120 pode exigir e/ou se beneficiar de um reforço adicional.

[035] Ainda com referência à FIG. 2, a porção do central de instrumentos 180 do painel substrato instrumento 120 inclui um compartimento eletrônico 200 para alojar e montar a interface 88 (FIG. 1), bem como outros componentes eletrônicos. A central de instrumentos 180 se situa entre e está integralmente ligada tanto as regiões do lado do motorista e do lado do passageiro 184, 188 do substrato 120. Dependendo dos componentes eletrônicos e outros componentes implantados na central de instrumentos 180, reforço adicional localizado no substrato 120 com compósitos híbridos nessas regiões poderíam fornecer desempenho mecânico e/ou benefícios de economia de peso.

[036] A parte do lado do passageiro 188 do substrato painel de instrumentos 120 define uma abertura do porta-Iuvas 204 e uma abertura de conjunto do airbag do passageiro 208 para alojar o respectivo conjunto porta luvas 110 (FIG. 1) e a conjunto do airbag do passageiro 114 (FIG. 1). Em algumas concretizações, o substrato 120 pode ser configurado para definir ainda uma bandeja do porta luvas e/ou um recipiente de airbag como corpos integrais que se estendem a partir das respectivas aberturas da caixa do porta luvas e do conjunto do airbag do passageiro 204, 208. Em outras concretizações, o reforço 150 pode ser configurado para definir um compartimento do porta-Iuvas e/ou um recipiente de airbag. O substrato 120 e o reforço 150 podem também ser configurados para definir recipientes de airbag do joelho.

[037] Como também ilustrado na FIG. 2, um duto 212 está localizado entre o substrato de painel de instrumentos 120 e o reforço 150. O duto 212 conduz o ar quando ligado ao reforço 150. O ar viaja através do duto 212 a um conjunto de aberturas de ventilação 218 do substrato de que dirigem o ar para as aberturas de ventilação laterais e central 80, 84 do painel de instrumentos 28 (FIG. 1). Ligado ao reforço 150 há um suporte do difusor 220 que conecta com uma parede de corta fogo (não mostrado) do veículo 14. O suporte do difusor 220 impede a flexão do painel de instrumentos 26 de um veículo nas direções frontal e posterior. O suporte do difusor 220 pode também proporcionar suporte adicional para a coluna de direção 68 (Fig. 1), acoplado ao substrato 120.

[038] Fazendo referência novamente â FIG. 2, o substrato do painel de instrumentos 120 é formado a partir de um material compósito híbrida, de acordo com uma concretização da presente memória descritiva. Em uma concretização exemplar, a região do lado do motorista 184 pode ser formada a partir de uma resina de nylon com fibras de carbono cortadas dispostas na resina, A parte do lado do passageiro 188 pode ser formada a partir de uma resina de nylon com fibras de vidro cortadas dispostas na resina. Em geral, as regiões do substrato 120 com percentuais mais elevados de fibras de carbono cortadas pode ter as propriedades mecânicas melhoradas (por exemplo, dureza, resistência à tração, resistência à fadiga). A fração em volume de fibras de carbono e a fração em volume de fibra de vidro nas regiões do lado do passageiro e do lado do motorista 184, 188 podem se situar entre cerca de 1% e cerca de 60%, de preferência entre cerca de 15% e cerca de 40%, e mais preferivelmente entre cerca de 30% a cerca de 40%, Em algumas concretizações, a fração em volume de fibras na região do lado do motorista 184 pode ser diferente da fração de volume de fibra na região do lado do passageiro 188 do substrato 120, Em concretizações adicionais, as áreas do substrato 120 que são previstas para encontrar alta tensões são configurados para incorporar frações de volume de fibras maiores de fibra de carbono cortadas do que áreas que não se espera experimentarem altas tensões. Por exemplo, a zona de montagem 196 pode incluir uma fração de volume de fibras mais elevada, em particular de fibras de carbono cortadas, do que o resto da parte do lado do motorista 184 do substrato 120 para ajudar no apoio da coluna de direção 68. Em um outro exemplo, as superfícies do substrato do painel de instrumentos 120 e reforço 150 sujeitas a alta tensão durante o desdobramento do airbag pode incorporar frações de volume de fibra mais elevados. Em outras concretizações, as regiões do lado do motorista e do lado do passageiro 184, 188 do substrato 120 podem incorporar mais do que dois materiais compósitos.

[039] Em algumas concretizações, as fibras utilizadas nas regiões do lado do motorista e do lado do passageiro 184, 188 do substrato do painel de instrumentos 120 pode ser composta de materiais, incluindo carbono, aramidas, metais de alumínio, óxidos de alumínio, aço, boros, sílicas, carbonetos de silício, nitretos de silício, os polietilenos de peso molecular ultra elevado, vidros-A, vídros-E, vidros-E-CR, vidros-C, vidros-D, vidros-R e vidros-S. As regiões do lado do motorista e do lado do passageiro 184, 188 podem também incorporar mais do que um tipo de fibra. Em algumas concretizações, o comprimento das fibras cortadas pode se situar entre cerca de 3 mm e cerca de 11 mm, e mais preferencialmente entre cerca de 5 mm e cerca de 7 mm. Tipicamente, as fibras são orientadas nas resinas aleatoriamente entre as regiões do lado do motorista e do lado do passageiro 184, 188. No entanto, elas podem também ser substancialmente alinhadas direcionalmente em áreas do substrato 120 submetido a elevados esforços direcionais. Além disso, as resinas utilizadas nos regiões do fado do motorista e do lado do passageiro 184, 188 podem compreender um nylon, um polipropileno, uma resina epóxi, um poliéster, um éster vínilico, um potiêter, um poli(sulfureto de fenileno), uma polieterimida, um polícarbonato, um silicone, uma poliimida, uma poli(éter-suífona), um melamína-formaldeído, um fenol-formaldeído, e um polibenzimidazol, ou combinações dos mesmos. Em algumas concretizações, a resina da região do lado do motorista 184 pode ser diferente da resina utilizada na região do lado do passageiro 188 do substrato 120. Deve também ser entendido que o reforço 150 e a sua região do lado do motorista, na central de instrumentos e região do lado do passageiro 154, 158, 162 podem ser fabricadas com materiais compósitos híbridos comparáveis aos descritos acima em conexão com o substrato 120. Por exemplo, a região do lado do motorista 154 do reforço 150 pode ser formada a partir de uma resina de nylon tendo fibras de carbono cortadas dispostas na resina. A parte do lado do passageiro 162 pode ser formada a partir de uma resina de nylon com fibras de vidro cortadas dispostas na resina. Além disso, a fração de volume das fibras nas resinas, de preferência as fibras de carbono cortadas, pode ser maior em áreas sujeitas a níveis de tensão mais elevados do que no resto do reforço 150.

[040] Ainda com referência â FIG. 2, as fibras de carbono e de vidro cortadas são segregadas no substrato 120 do painel de instrumentos 26 de tal modo que as fibras de carbono são substancialmente concentradas na região do fado do motorista 184 do substrato 120 e as fibras de vidro são substancialmente concentradas na região do lado do passageiro 188 do substrato 120. Em geral, a porção central de instrumentos 180 do substrato 120 ê composto por ambas as fibras de carbono e de vidro cortadas. Em algumas concretizações, a porção do centrai de instrumentos 180 pode incluir principalmente as fibras de carbono ou, principalmente fibras de vidro. Em outras concretizações, as fibras de carbono contidas principalmente na região do lado do motorista 184 podem também ocupar parcialmente a região do lado do passageiro 188 do substrato 120. Em outras concretizações, as fibras de carbono, principalmente na parte do lado do motorista 184 podem também ocupar porções do substrato 120 que estão sujeitas a tensão elevado, independentemente da orientação do lado do passageiro ou do lado do motorista. Por exemplo, as superfícies de implantação do airbag localizadas no ou sobre o substrato 120 ou reforço 150 podem incluir percentuais mais elevados de fibras de carbono para reforço mecânico adicional. A segregação das fibras, por exemplo, fibras de carbono e de vidro cortadas, no substrato 120 permite que a maior resistência da fibra, por exemplo, fibra de carbono, possa ser utilizada seletivamente,, onde há necessidade de grande resistência especial para o substrato 120, tal como para suportar a coluna de direção 68. A utilização seletiva de elevadas percentuais de fibras de carbono baseada na orientação motorista/passageiro em relação ao veículo 14 permite uma economia de custos, utilizando eficientemente as fibras de carbono mais caras apenas quando necessário, [041] Como também mostrado na FIG, 2, uma região de fronteira 240 pode existir em algumas concretizações, na interface entre as regiões do lado do motorista e do lado do passageiro 184, 188 do substrato do painel de instrumentos 120. A região de fronteira 240 incluí uma mistura de ambos os tipos de fibras e resina(s) empregadas nas regiões do lado do motorista e do lado do passageiro 184, 188 do substrato 120. A mistura de fibras no interior da região de fronteira 240 assegura a existência de uma conexão integral entre as porções do substrato 120 composto por diferentes materiais compósitos. Em uma concretização, a região de fronteira 240 pode abranger ou não abranger inteiramente a porção central de instrumentos 180 do substrato 120. Em uma outra concretização, a região de fronteira 240 pode estar presente apenas entre a central de instrumentos e a região do lado do passageiro 180, 188, ou entre as regiões do lado do motorista e a central de instrumentos 184, 180 do substrato 120. A região de fronteira 240 também pode ser localizada em qualquer parte do substrato 120, onde exista uma interface entre as porções do substrato 120 que contêm diferentes frações de fibras, tipos de fibras e/ou resinas. Em uma concretização exemplar, a região do lado do motorista 184 pode ter aproximadamente de 30% a 40% de uma fração de volume de fibras de carbono cortadas em uma resina, a parte do lado do passageiro 188 pode ter aproximadamente 30% a 40% de uma fração de volume de fibras de vidro cortadas na resina, e a porção central de instrumentos 180 ou a região de fronteira 240 podem ter aproximadamente 15% a 20% de uma fração de volume de fibras de carbono cortadas e aproximadamente 15% a 20% de uma fração de volume aproximado de fibras de vidro cortadas na resina. Nesta configuração, a região do lado do motorista 184 é particularmente reforçada com percentuais mais elevados de fibras de carbono cortadas em relação a outras porções do substrato 120.

[042] De acordo com algumas concretizações, o substrato de instrumentos 120 e/ou o reforço 150 do painel de instrumentos 26 podem incorporar uma ou mais mantas de fibras pré-moldadas, além das porções que contenham fibras cortadas em uma resina ou resinas. As mantas de fibras pré-moldadas podem incluir fibras tecida e não tecidas que são mantidas em conjunto utilizando as mesmas ou diferentes resinas empregadas nas regiões do lado do motorista e do lado do passageiro 184, 188 do substrato 120. As mantas podem também incorporar fibras com diferentes dimensões das fibras empregadas nas regiões do lado do motorista e do lado do passageiro 184, 188 do substrato 120. Da mesma forma, as fibras das mantas podem estar em ambas às configurações contínua ou cortada. As fibras das mantas também podem ser compostas por um material que tem a mesma ou uma composição diferente da das fibras empregadas nas regiões do lado do motorista e do lado do passageiro 184, 188 do substrato 120. As mantas podem ser incorporadas nas áreas do substrato 120 e/ou o reforço 150 tendo frações de elevado ou de baixo volume de fibra. Várias mantas podem ser utilizadas e dispostas em camadas em diferentes orientações, a fim de melhorar ainda mais as propriedades mecânicas do substrato 120 e/ou de reforço 150, em locais específicos. Exemplos de locais no substrato 120 para a colocação da manta incluem, mas não estão limitados a; a área de montagem da coluna de direção 196, a abertura de montagem do airbag 208, abertura do porta luvas 204. locais de ligação entre o reforço 150 e o substrato 120, e outros locais previstos para experimentar níveis mais elevados de tensão em comparação com a tensão em outras áreas do substrato 120.

[043] A utilização de um composto híbrido que contém fibras (por exemplo, fibras de carbono e de vidro cortadas em uma resina de nylon) no substrato 120 e o reforço de 150 como parte do painel de instrumentos 26 permite que o veículo 14 seja concebido e fabricado sem feixe transversal do carro. Feixes transversais de automóveis convencionais são componentes metálicos espessos tradicionalmente utilizados para suportar o painel de instrumentos 26 e a coluna de direção 68 de veículos 14, Além de adicionar peso significativo ao veículo 14, o feixe transversal do carro ocupa um espaço de armazenamento potencial por trás do painel de instrumentos 26 e obstrui a colocação do conjunto de airbag do passageiro 114 e o conjunto porta luvas 110. Sem o feixe transversal, o veículo 14 pode alcançar uma maior eficiência de combustível, bem como maior liberdade de design para o painel de instrumentos 26 e seus subconjuntos.

[044] Fazendo referência agora à FIG. 3, o substrato 120 do painel de instrumentos 26 define acessórios de montagem integrais para o apoio da coluna de direção 68 de acordo com uma concretização da presente memória descritiva. Estes acessórios de montagem são configurados no sentido de que eles podem ser formados diretamente a partir do substrato 120, sem peças adicionais, em virtude dos compósitos híbridos aqui divulgados. Em uma concretização exemplificativa, um elemento de suporte de montagem 284 é integralmente formado a partir da zona de montagem 196 da região do fado do motorista 184 (ver FIG. 2) do substrato 120, O elemento de suporte de montagem 284 mostrado na FIG. 3 se estende para a parte frontal do veículo e se projeta através da abertura da coluna de direção 166 do reforço 150 quando o substrato 120 e o reforço 150 são acoplados em conjunto (ver Fig. 2). O elemento de suporte de montagem 284 se estende para a parte frontal do veículo para envolver o suporte do difusor 220 (ver Fig. 2). Tal como adicionalmente representado na FIG. 3, o acoplamento do elemento de suporte de montagem 284 com o suporte da câmara do difusor 220 aumenta a estabilidade da coluna de direção 68 e permite a distribuição do peso da coluna de direção 68 entre o painel de instrumentos 26 e o a parede corta fogo do veículo 14.

[045] Em outras concretizações do painel de instrumentos 26, o elemento de suporte de montagem 284 podem ser acoplados ao reforço 150 {ver a FIG. 2) ou diretamente à parede corta fogo para fornecer um apoio adicional. Em uma outra concretização, o elemento de suporte de montagem 284 só se conecta ao substrato 120 de modo a que apenas o substrato 120 e o reforço 150 transportem a carga da coluna de direção 68. Deve ser entendido que o elemento de suporte de montagem 284 pode, alternativamente, ser integralmente definido pela, ou de outro modo formado a partir do reforço 150 ao invés de o substrato 120. Além disso, o elemento de suporte de montagem 284 pode ser dividido entre o substrato 120 e o reforço 150 de tal modo que o acoplamento do substrato 120 e o reforço 150 constituem o elemento de suporte de montagem 284. A integração do elemento de suporte de montagem 284 ao substrato 120 proporciona uma maior flexibilidade de desenho e diminui o número de peças do painel de instrumentos 26, diminuindo, assim, a despesa de produção e o peso do veículo 14.

[046] O elemento de suporte de montagem 284, como representado na FIG. 3, também se estende para a direção traseira do veiculo a partir do substrato 120 e engata um elemento de suporte de apoio 288. O elemento de suporte de montagem 284 pode engatar o elemento de suporte de apoio 288 em uma variedade de formas, incluindo, mas não limitado a, um sistema de trilho, conexões mecânicas de bloqueio, e elementos de fixação. Tipicamente, o elemento de suporte de apoio 288 é um componente metálico, que se estende para a direção traseira do veiculo a partir do elemento de suporte de montagem 284 e engata um revestimento da coluna de direção 292 da coluna de direção 68. O elemento de suporte de apoio 288 é descrito como envolvendo o revestimento da coluna de direção 292 através de um fixador mecânico 296, mas pode envolver o revestimento da coluna de direção 292 em uma variedade de maneiras. O elemento de suporte de apoio 288 engata no revestimento da coluna de direção 292 de modo a que o peso da coíuna de direção 68 seja transferido para o substrato 120 e/ou reforço 150 através da ligação integral do elemento de suporte de montagem 284.

[047] Como representado na FIG. 4, o painel de instrumentos 26 também pode incorporar um substrato 120 com um suporte da coluna de direção 280 para engatar o revestimento da coluna de direção 292 da coluna de direção 68 de acordo com outra concretização da presente memória descritiva. O suporte da coluna de direção 280 pode ser formado no substrato 120, como um componente de suporte unitário que executa as funções de suporte do elemento de apoio 288 e o elemento de suporte de montagem 284 representado em ligação com a concretização mostrada na FIG. 3. O suporte da coluna de direção 280 ê formado integralmente com o substrato 120 e se estende para fora a partir da região de montagem 196 do substrato 120 para envolver o revestimento da coluna de direção 292 da coluna de direção 68. O suporte da coluna de direção 280 pode ser ligado ao revestimento da direção coluna 292 pelo fixador mecânico 296, ou através de outros métodos de união. A integração do elemento de suporte de apoio 288 ao substrato 120 (Fig. 3) para formar o suporte da coluna de direção 280 (FIG, 4) reduz ainda mais o número de peças, e aumenta a flexibilidade de desenho do painel de instrumentos 26.

[048] Em algumas concretizações do painel de instrumentos 26, o revestimento da coluna de direção 292 pode também ser integrado no substrato 120. O revestimento da coluna de direção 292 pode ser formado integralmente a partir do suporte da coluna de direção 280 ou pode ser integralmente definido na área de montagem 198 do substrato 120. Estas concretizações podem também, vantajosamente, reduzir o número de peças do painel de instrumentos 28.

[049] Fazendo referência de novo às FIGS. 3-4, o elemento de suporte de montagem 284 e o suporte da coluna de direção 280 do painel de instrumentos 26 são formados de um compósito de fibra e resina de acordo com uma concretização da presente memória descritiva. Em algumas concretizações, o elemento de suporte de montagem 284 e o elemento de suporte da coluna de direção 280 podem ser formados da mesma combinação de fibra e resina empregadas na região do lado do motorista 184 do substrato 120. Por exemplo, em concretizações em que a região do lado do motorista 184 do substrato 120 define o elemento de suporte de montagem 284 e é composta por uma pluralidade de fibras de carbono cortadas dentro de uma resina de nylon, o elemento de suporte de montagem 284 pode também ser substancialmente composto por fibras de carbono cortadas dentro de uma resina de nylon. Do mesmo modo, em concretizações em que a parte do lado do motorista 184 do substrato 120 compreende fibras de carbono cortadas em uma resina de nylon e define o suporte da coluna de direção 280, o suporte da coluna de direção 280 pode também ser composto substancialmente por fibras de carbono cortadas dentro de uma resina de nylon, Além disso, o elemento de suporte de montagem 284 e o suporte da coluna de direção 280 também podem compreender qualquer uma das resinas e fibras, descrita anteriormente, independente das fibras e resinas empregadas na parte do lado do motorista 184 do substrato 120. Braçadeiras e suportes de apoio convencionais são componentes metálicos pesados que adicionam peso ao painel de instrumentos 26. Por formarem integralmente o elemento de suporte de montagem 284 e o elemento de suporte de apoio 288 a partir de um material composto de fibra e resina, a redução de peso é alcançada e o veículo 14 pode atingir uma maior economia de combustível.

[050] Em algumas concretizações, a fração em volume de fibras do elemento de suporte de montagem 284 e do suporte da coluna de direção 280 do painel de instrumentos 26, representado nas FIGS, 3-4 pode ser maior do que a fração do volume de fibra no substrato 120 ou no reforço 150. Por exemplo, a fração de volume de fibra do elemento de suporte de montagem 284 e no suporte da coluna de direção 280 pode ser entre cerca de 35% a cerca de 65%, e mais preferivelmente entre cerca de 45% a cerca de 55%. O substrato 120 pode incluir uma fração de volume de fibra na zona de montagem 196, que é maior em relação ao resto do substrato 120 e que diminui com a distância a partir da zona de montagem 196. Dito de outra forma, o substrato 120 pode incorporar um gradiente de fração de volume de fibras que diminui, de um modo contínuo ou etapa a etapa, com o aumento da distância a partir da área de montagem 196. O aumento dos percentuais de volume de fibras na zona de montagem 196, no elemento de suporte de montagem 284, e no suporte de apoio 280 pode ajudar a suportar o peso da coluna de direção 68.

[051] Em concretizações adicionais, as fibras empregadas no elemento de suporte de montagem 284 e no suporte da coluna de direção 280 do painel de instrumentos 26, representado nas FIGS. 3-4 podem ser de um comprimento mais curto do que a do substrato 120 e reforço 150. Por exemplo, as fibras podem se situar entre cerca de 1 mm a 7 mm de comprimento médio, e mais de preferência entre cerca de 2 mm a 4 mm de comprimento médio. As fibras podem ser orientadas aleatoriamente, mas mais preferivelmente são substancialmente alinhadas com as tensões de direção impostas pela coluna de direção 68. Além disso, um ou vários reforços de manta de fibra podem ser utilizados na zona de montagem 196, de montagem elemento de suporte 284, ou a coluna de direção suporte 280, onde o reforço adicional é necessário com base nas tensões mecânicas esperadas aplicadas associadas à coluna de direção 68, durante o funcionamento do veículo 14. Por exemplo, uma manta de fibra pode ser incorporada no suporte da coluna de direção 280 no ponto de ligação ao elemento de fixação mecânica 296, a fim de proporcionar um reforço adicional.

[052] De acordo com outras concretizações, o suporte da coluna de direção 280 do painel de instrumentos 26 pode compreender múltiplos tipos de materiais fibrosos, percentuais, frações de volume de fibras e/ou comprimentos médios de fibras. Por exemplo, o suporte da coluna de direção 280 pode compreender fibras de carbono cortadas dentro de uma resina de nylon no ponto de acoplamento com o revestimento da coluna de direção 292 e fibras de vidro cortadas dentro de uma resina de nylon na ligação com a zona de montagem 196 do suporte 120. Em tal configuração, uma região de fronteira 240 pode ser formada no interior do suporte da coluna de direção 280. Em outro exemplo, o suporte da coluna de direção 280 pode empregar fibras de comprimento médio de dois mm a uma fração de volume de fibras de aproximadamente 55% no ponto de acoplamento com o revestimento da coluna de direção 292 e 4 mm de comprimento médio de fibras a uma fração de volume de fibras de aproximadamente 40% na ligação com a zona de montagem 196 do suporte 120. Ao empregar concretizações do painel de instrumentos 26, com uma composição local controlada do suporte da coluna de direção 280, as propriedades mecânicas desejadas são alcançadas dentro do painel de instrumentos 26 com uso eficiente dos materiais compósitos componentes, [053] Fazendo referência agora à FIG. 5, os aspectos anteriores do substrato do painel de instrumentos 120 e reforço 150 (ver FIGS. 1 e 2 e a descrição correspondente) pode se estender a outros componentes, tais como um componente veicular 250. Aqui, o componente 250 tem uma primeira porção 254 que compreende um primeiro material fibroso 258 dentro de uma primeira resina de 262. O componente 250 também tem uma segunda porção 266 que inclui um segundo material fibroso 270 dentro de uma segunda resina 274. Entre a primeira e segunda porções 254, 266 do componente 250 há um componente da região de fronteira 278 tendo uma mistura do primeiro e segundo materiais fibrosos 258, 270 no interior da primeira e segunda resinas 262, 274. A primeira e segunda porções 254, 266 podem estar em proximidade substancial às respectivas regiões do lado do passageiro do lado do motorista 18, 22 (Fig. 1).

Como representado esquematicamente na FIG, 5, o componente 250 pode ser um forro de teto da cabine 10 do veículo 14, Mas deve ser entendido que o componente 250 pode ser um outro componente situado no interior ou sobre o veículo 14 (FIG. 1) apropriado para a fabricação a partir de um compósíto híbrido de acordo com os princípios acima referidos, O primeiro e segundo materiais fibrosos 258,270 do componente 250 podem ser selecionados a partir do mesmo grupo de fibras empregadas no substrato 120. Além disso, o primeiro e segundo materiais fibrosos 258, 270 e utilizado na primeira e segunda porções 254, 288 podem ter comprimento da fibra e fração de volume de fibras iguais ou semelhantes que a das regiões do lado do motorista e do lado do passageiro 184, 188 do substrato 120. Da mesma forma, as primeiras e segundas resinas 262, 274 do componente 250 podem ter uma composição comparável à resina ou resinas empregadas no substrato 120, Além disso, o componente 250 pode incorporar uma manta de fibras comparável com a manta de fibra descrita anteriormente em relação com o substrato 120.

[054] Fazendo referência agora à FIG. 6, é representado um sistema de moidagem por injeção 300 que inclui um aquecedor 302, uma bomba 304, um controlador 308, um molde 312, e um par de linhas de injeção 318 de acordo com uma concretização. O aquecedor 302 derrete um primeiro compósíto 230 e um segundo composto 234 e a bomba 304 pressuriza e força o primeiro e segundo compósitos 230, 234 fundido através das linhas de injeção 316, e no molde 312 via portas de conexão 320. A bomba 304 é capaz de produzir pressões elevadas de fluidos que permitem que o primeiro e segundo compósitos 230, 234 sejam injetados no molde 312 em altas pressões e velocidades. Cada linha de injeção 316 engata uma das portas de conexão 320 no molde 312, tal que o primeiro e segundo compósitos 230, 234 pode entrar no molde 312 em locais diferentes. Em algumas concretizações do sistema 300, mais do que dois materiais compósitos podem ser injetados para dentro do molde 312. Em tais configurações, o sistema de moidagem por injeção 300 pode incluir linhas de injeção 316 separadas para cada material e o molde 312 pode incluir portas de conexão 320 separadas para cada linha de injeção 316 adicional, [055] Quando solidificados, os primeiro e segundo materiais compósitos 230,234 da FIG, 6 são adequados para a formação de um componente final, por exemplo, substrato do painel de instrumentos 120, reforço 150, componente 250, O primeiro componente do compósíto 230 inclui o primeiro material fibroso 258 dentro da primeira resina 262. Do mesmo modo, o segundo compósito 234 inclui o segundo material fibroso 270 no interior da segunda resina 274, Consequentemente, o primeiro e segundo materiais fibrosos 258, 270 e a primeira e a segunda resinas 262, 274 podem ser compostos de qualquer uma das respectivas fibras e resinas descritas em conjunto com o substrato do painel de instrumentos 120, o reforço 150, ou o componente 250.

[056] Mais uma vez com referência à FIG. 6, o molde 312 tem uma placa-A 324 e uma placa-B 328, cada placa definindo cerca de metade de uma cavidade 332 do molde 312. A placa-A 324 inclui os orifícios de ligação 320 através dos quais os primeiro e segundo materiais compósitos 230, 234 são introduzidos no molde 312. As placas A e B 324, 328, cada uma delas, contém uma impressão de uma metade do componente veicular final (por exemplo, o componente veicular 250, substrato 120, reforço 150, etc.) de tal modo que quando o molde 312 é fechado, as impressões negativas definem a cavidade do molde 332, com as dimensões aproximadas do componente final. Em algumas concretizações, o molde 312 pode incluir inserções e/ou elementos de ligação para ajudar na formação do componente final.

[057] Como mostrado na FIG. 7A, o molde 312, quando configurado de modo a formar um substrato 120, tem uma região do lado do motorista 336, uma porção de central de instrumentos 340, e uma região do lado do passageiro 344 orientado de modo a formar as respectivas porções 184, 180, 188 do substrato 120 (FIG. 2). Durante a injeção do primeiro e segundo compósitos 230, 234 fundidos uma pressão é exercida sobre o molde 312 de modo a que a placa-A 324 e a placa-B 328 são forçados juntos. A força que atua sobre o mofde 312 evitando a separação e íntermitência do molde de ocorrerem no substrato 120, O molde 312, enquanto representado em um estado fechado na FIG. 7A, pode ser aberto através da separação da placa-A 324 e da placa-B 328. Enquanto o molde 312 está em um estado aberto, o substrato 120 pode ser ejetado e o molde 312 e cavidade a 332 podem então serem limpas. O sistema de moldagem por injeção 300 que emprega o molde 312 também pode ser utilizado de uma maneira semelhante como descrito acima, para formar o reforço 150, o suporte do difusor 220, o componente veicular 250, ou uma variedade de outros componentes adequados para veículos sendo fabricados com compósitos híbridos.

[058] Fazendo referência agora à FIG. 8, é fornecida uma vista esquemática de um método 360 configurado para formação de um componente final, tal como o substrato 120 do painel de instrumentos 26. O método 360 inclui cinco etapas primárias, as etapas 364, 368, 372, 376, e 380. O método 360 começa na etapa 364 de fusão do primeiro e segundo compósitos 230, 234, seguido da etapa 368 de preparação do sistema de moldagem por injeção 300. Em seguida, é realizada a etapa 372 de injeção do primeiro e segundo materiais compósitos 230, 234 fundidos para dentro da cavidade 332 do molde 312. A etapa 376 de resfriamento do primeiro e segundo compósitos 230, 234 fundidos para formar o componente final, por exemplo, substrato 120 do painel de instrumentos 26, é conduzido em seguida. Finalmente, é realizada a etapa 380 de remover o componente final do molde 312.

[059] Com referência às FIGS. 6-8, a etapa 364 envolve o aquecimento do primeiro e segundo compósitos 230, 234 no aquecedor 302 até uma temperatura suficiente para derreter os componentes da resina. Com as resinas fundidas, a bomba 304 é capaz de empurrar o primeiro e segundo compósitos 230, 234 fundidos através das linhas de injeção 316 e para dentro da cavidade 332 do molde 312 por intermédio das portas de ligação 320. O primeiro e segundo compósitos 230, 234, particularmente quando compreendendo resina de nylon, podem ser injetados a uma temperatura entre 100 °C e 400 °C, e mais preferencialmente entre 210 °C e 275 °C. O primeiro e segundo compostos 230, 234 fundida são geralmente sobreaquecidos a uma temperatura suficientemente elevada para impedir a sua solidificação prematura nas linhas de injeção 316 antes de alcançar a cavidade 332, Tal como é aqui utilizado, o termo "sobreaquecimento" se refere à diferença de temperatura entre a temperatura de fusão e a temperatura de injeção do primeiro e segundo compósitos 230, 234. O superaquecimento também ê necessário para assegurar que o primeiro e segundo compósitos 230, 234 tenham uma viscosidade suficientemente baixa para entrar nas zonas estreitas da cavidade 332. O sobreaquecimento pode situar entre 1Q°C e 50°C para os compósitos 230, 234. Outras temperaturas de injeção e condições de sobreaquecimento podem ser apropriadas, dependendo das composições selecionadas para os compósitos 230, 234, geometria do molde 312, e outras condições.

[060] A etapa 368 de preparar o sistema de moldagem por injeção 300 pode incluir tarefas como o pré-aquecimento do molde 312, pintura das linhas de injeção 316, e/ou a colocação de uma manta de fibra pré-montada ou várias mantas na cavidade 332 do molde 312, A etapa 372 de injeção do primeiro e segundo compósitos 230, 234 pode ter uma duração compreendida entre 5 segundos e 30 segundos e mais preferivelmente entre 10 segundos e 20 segundos. Outras durações podem ser adequadas para geometrias mais complexas das cavidades do molde 332 e/ou composições de viscosidade de fusão inferiores para os compósitos 230, 234, Em algumas concretizações, a injeção do primeiro e segundo compósitos 230, 234 fundidos pode ser simultânea, enquanto em outras concretizações, cada composto é injetado separadamente. Durante a etapa de injeção 372, o primeiro e segundo compósitos 230, 234 fundidos são injetados nas respectivas regiões do lado do motorista e do lado do passageiro 336, 344 do molde 312 (ver FIG. 7A), fazendo assim com que a segregação substancial das fibras no componente final, por exemplo, o substrato 120, Os compósitos 230, 234 podem também ser injetados em outros pontos na cavidade 332 para criar a separação desejada e outras propriedades.

[061] Fazendo referência de novo às FIGS. 6-8, a etapa 376 de resfriamento do primeiro e segundo compósitos 230, 234 fundidos para formar o componente final, por exemplo, substrato 120, ocorre enquanto o molde 312 é mantido sob pressão e refrigerado. O molde 312 pode ser água gelada ou pode ser ar refrigerado para promover a solidificação do componente final. Após a solidificação do substrato 120, o molde é aberto e a etapa 380 de remoção do componente final ocorre mediante o acionamento de uma série de pinos de ejeção (não mostrados) para ejetar o componente final a partir da placa-B 328 do molde 312.

[062] Com particular referência à FIG. 7A, uma seção transversal do molde 312 configurada para produzir o substrato 120 está representada durante a etapa 372 de injeção dos primeiro e segundo materiais compósitos 230, 234 para dentro da cavidade 332 do molde 312. O primeiro e segundo compósitos 230, 234 são injetados através de uma série de portas (não mostradas). A cavidade 332 pode ser enchida por injeção do primeiro e segundo compósitos 230, 234 nas respectivas regiões do lado do motorista e do lado do passageiro 336, 344 da cavidade 332. Ao entrar no molde 312, o primeiro e segundo compósitos 230, 234 fundidos fluidamente fluem através da cavidade 332 em relação uns aos outros. A utilização de uma série de portas permite que os materiais compósitos de diferentes composições e frações de volume de fibras sejam injetados de forma independentemente na cavidade 332 quando desejado.

[063] Fazendo referência agora à FIG. 7B, em uma localização predeterminada no interior da cavidade 332, o primeiro e segundo compósitos 230, 234 fundidos continuam a fluir um para o outro para se combinarem para formar a região de fronteira 240. A região de fronteira 240 inclui uma mistura de fibras e resina a partir do primeiro e segundo compósitos 230, 234 e pode ter uma largura entre 1 mm e 50 mm. A localização e a largura da região de fronteira 240 são controladas através da concepção do molde 312, os parâmetros de processamento do sistema de moidagem por injeção 300 e a composição particular selecionada para o primeiro e segundo compostos 230, 234, Os parâmetros de processamento podem ser controlados pelo controlador 308 (FIG. 8). Em uma concretização exemplar, mais do que dois materiais compósitos que têm diferentes composições podem ser injetados para dentro da cavidade 332, durante a etapa de injeção 372, Nesta configuração, pode haver uma região de fronteira 240 entre cada um dos materiais compósitos tais que cada região de fronteira 240 tem uma composição diferente da outra. Após resfriamento e solidificação do primeiro e segundo compósitos 230, 234, a mistura das resinas e fibras dentro da região de fronteira 240 cria uma ligação integral entre o primeiro material compósito 230 e o segundo material compósito 234, mantendo assim juntos o substrato 120 ou o outro componente final.

[064] Deve ser entendido que variações e modificações podem ser feitas na estrutura acima descrita, sem nos afastarmos dos conceitos da presente invenção. Por exemplo, a presente memória descritiva das características de montagem integradas compostas pode ser igualmente aplicada para os suportes de montagem para um corpo de televisão. Suportes de montagem de compósitos híbridos para uma televisão, por exemplo, podem ser incorporado em um corpo de televisão de compósitos híbrido de modo a que os suportes de metal externos não sejam necessários para a montagem em uma parede ou a um cavalete. Além disso, deve ser entendido que tais concepções se destinam a ser abrangidas pelas reivindicações seguintes, a menos que estas reivindicações por sua linguagem expressem de outra forma.

REIVINDICAÇÕES

Claims (20)

1. Paine! veicular de instrumentos, caracterizado por compreender; um reforço que compreende uma pluralidade de fibras de carbono cortadas dentro de uma resina de nylon; um substrato acoplado ao reforço que compreende uma pluralidade de fibras de carbono cortadas e fibras de vidro cortadas dentro de uma resina de nylon; e um suporte de coluna de direção definido a partir do substrato compreendendo uma pluralidade de fibras de carbono cortadas dentro de uma resina de nylon, em que o suporte engata em uma coluna de direção de tal modo que o substrato e suporte de apoiam a coluna de direção.

2. Painel veicular de instrumentos de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o suporte da coluna de direção compreender ainda um reforço de manta de fibra.

3. Painel de instrumentos veicular de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a pluralidade de fibras de carbono cortadas no substrato ter uma fração de volume de fibra na resina de nylon de cerca de 15% a cerca de 40%.

4. Painel veicular de instrumentos de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por a pluralidade de fibras de carbono cortadas no suporte da coluna de direção ter uma fração de volume de fibra na resina de nylon de cerca de 35% a cerca de 65%.

5. Painel veicular de instrumentos de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a pluralidade de fibras de carbono cortadas no suporte de coluna de direção compreender fibras de carbono cortadas que são substancialmente alinhadas em relação umas às outras.

6. Painel veicular de instrumentos de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a pluralidade de fibras de carbono cortadas e fibras de vidro cortadas no apoio serem segregadas, de forma que as fibras de carbono sejam substancíalmente concentradas em uma porção do substrato do lado do motorista e as fibras de vidro cortadas sejam substancialmente concentradas em uma porção do substrato do lado do passageiro.

7. Painel veicular de instrumentos de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as fibras de carbono cortadas no suporte da coluna de direção terem um comprimento médio de fibra de cerca de 2 mm a cerca de 4 mm.

8. Painel veicular de instrumentos, caracterizado por compreender: um reforço que compreende uma pluralidade de fibras de carbono cortadas dentro de uma resina de nylon; um substrato acoplado ao reforço que compreende uma pluralidade de fibras de carbono cortadas e fibras de vidro cortadas dentro de uma resina de nylon; um elemento de suporte de montagem definido a partir do substrato; e um elemento de suporte de apoio acoplado ao suporte de montagem, em que o elemento de suporte de montagem compreende uma multiplicidade de fibras de carbono cortadas dentro de uma resina de nylon.

9. Painel veicular de instrumentos de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por o elemento de suporte de montagem compreender ainda um reforço de manta de fibra.

10. Painel veicular de instrumentos de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por a pluralidade de fibras de carbono cortadas no substrato ter uma fração de volume de fibra na resina de nylon de cerca de 15% a cerca de 40%.

11. Painel veicular de instrumentos de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por a pluralidade de fibras de carbono cortadas no suporte de montagem ter uma fração de volume de fibra na resina de nylon de cerca de 35% a cerca de 65%.

12. Painel veicular de instrumentos de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por a pluralidade de fibras de carbono cortadas no elemento de suporte de montagem compreender fibras de carbono cortadas que estão substancialmente alinhadas em relação umas às outras.

13. Painel veicular de instrumentos de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por as fibras de carbono cortadas no suporte de montagem terem um comprimento médio de fibra de cerca de 2 mm a cerca de 4 mm.

14. Painel veicular de instrumentos de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por a pluralidade de fibras de carbono e fibras de vidro cortadas no apoio serem segregadas, de forma que as fibras de carbono sejam substancialmente concentradas em uma porção do substrato do lado do motorista e as fibras de vidro cortadas sejam substancialmente concentradas em uma porção do substrato do lado do passageiro.

15. Painel veicular de instrumentos, caracterizado por compreender: um reforço que compreende um primeiro material fibroso dentro de uma primeira resina; um substrato compreendendo o primeiro material fibroso e um segundo material fibroso dentro de uma segunda resina, o primeiro e segundo materiais fibrosos substancialmente segregados nas respectivas porções do substrato do lado do motorista e do lado do passageiro; e um suporte de montagem definido a partir da porção do substrato do lado do motorista, em que o suporte de montagem compreende o primeiro material fibroso dentro da segunda resina.

16. Painel veicular de instrumentos de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por o primeiro e segundo materiais fibrosos serem, cada um, selecionados a partir do grupo de materiais consistindo de carbono, aramidas, metais de alumínio, óxidos de alumínio, aços, boros, sílicas, carbonetos de silício, nitretos de silício, upolietitenos de ultra-alto peso molecular, vidros-A, vidros-E, vidros-E-CR, vidros-C, vidros-D, vidros-R, e vidros-S.

17. Painel veicular de instrumentos de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por a primeira e segunda resinas serem, cada uma, selecionadas de entre o grupo consistindo de materiais de um nylon, um polipropileno, um epóxí, um poliéster, um éster vinilico, um poli(éter-éter~ cetona), um poli(sulfureto de fenileno), uma polieterímida, um policarbonato, um silicone, uma poliimida, uma poli(éter-suffona), um melamina-formaldeído, um fenol-formaldeído, e um polibenzimidazol.

18. Painel veicular de instrumentos de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por o primeiro material fibroso no suporte de montagem compreender fibras que estão substancialmente alinhadas umas em relação às outras.

19. Painel veicular de instrumentos de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por o primeiro material fibroso do suporte de montagem ter um comprimento médio de fibra de cerca de 2 mm a cerca de 4 mm.

20. Painel veicular de instrumentos de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por o suporte de montagem compreender ainda um reforço de manta de fibra.