CN102006979A - 机动车一个结构部件的制造方法及此部件 - Google Patents

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Abstract

本发明的一个对象是一个形成机动车结构部件的外模成型部件(10)的制造方法,包含:一个模塑步骤,在此步骤中,用主要成分为热固性材料的第一种材料模塑该部件(10)的至少一个元件(12),所使用的模具(24,50)的形状使得,所述元件的至少一个部分形成一个物料纱(34),一个外模成型步骤,在此步骤中,在所述元件(12)上形成的至少一个物料纱(34)上,用主要成分为热塑性材料的第二种材料外模成型,使得在第二种材料的压力(42)下,所述物料纱(34)被撕裂,由此为第二种材料形成穿透所述元件的通道(35)。本发明还涉及机动车的一个结构部件。

Description

机动车一个结构部件的制造方法及此部件
技术领域
本申请涉及机动车结构部件制造的技术领域,特别地但不是唯一地,涉及技术前脸(face avant technique),侧翼支撑和车底板。
背景技术
从现有技术中,特别是文件EP0370342中,已知一种断面为U型的金属型材(profilé),包含一个底面,两个侧壁和分别与一个侧壁相连的两个返沿(rebords)。塑料制的肋条通过外模成型(surmouler)于该型材上。这样外模成型的复合部件可以用于机动车领域。
该型材的返沿上打穿了一些通孔。在外模成型过程中,这些通孔为制造肋条的塑料形成通道。
为了减轻机动车的重量,一个趋势是用塑料制造其结构部件。于是,在上述复合部件中,穿孔的金属型材可以由一个塑料型材代替。而要得到一个通过外模成型并打穿通孔的塑料元件,需要先制造一个塑料元件(例如通过挤压成型或模压成型),然后在所需位置冲孔以形成通孔。
发明内容
本发明的目的是简化外模成型部件的制造过程,所述外模成型部件包含一个通过外模成型的塑料元件,同时保持该部件令人满意的机械性能。
为此,本发明的一个对象是一个形成机动车结构部件的外模成型部件的制造方法,包含:
-一个模塑步骤,在此步骤中,用主要成分为热固性材料的第一种材料模塑该部件的至少一个元件,所使用的模具的形状使得,所述元件的至少一个部分形成一个物料纱(voile),
-一个外模成型步骤,在此步骤中,在所述元件上形成的至少一个物料纱上,用主要成分为热塑性材料的第二种材料外模成型,使得在第二种材料的压力下,所述物料纱被撕裂,由此为第二种材料形成穿透所述元件的通道。
因此,热塑性材料的通道在外模成型步骤中形成,所述外模成型部件的制造过程就不需要在热固材料制成的元件上形成通孔这样一个特殊步骤。该外模成型部件的制造过程因而得以简化。
此外,由于在热固性材料中通道的存在,热塑性材料可以更好地附着在热固性材料上。
所述物料纱的厚度优选为小于1mm,特别是小于等于0.5mm,尤其是在0.2mm和0.5mm之间。
按本发明的制造方法也可以包含下述技术特征中的任意一个:
-所述元件所用模具的形状使得,所述物料纱包含一个断裂诱导区,优选为一个厚度较小的区域,特别是位于物料纱的外廓上。这个区域可以使得物料纱的撕裂更容易,因此可以在更多变的外模成型条件下撕裂,尤其是可以更少的取决于物料流的方向及物料的喷注压力;
-所述第二种材料通过注射外模成型;
-所述第一种材料是SMC(片状模复合材料的英文简写)或AMC(高级模复合材料的英文简写);
-所述第二种材料是聚丙烯(PP)。
本发明的另一个对象是机动车的一个结构部件,包含至少一个由主要成分是热固性材料的第一种材料制成的结构元件,至少一个在第一元件里形成的通道。所述通道被主要成分是热塑性材料的第二种材料所填充,所述部件还包含一个在第一种材料里形成、被第二种材料浸没的物料纱。
一个这样的部件通过上述方法制造。实际上,一旦物料纱在第二个步骤中被撕裂,它就被热塑性材料所淹没了。
所述结构部件也可以包含下述技术特征中的任意一个:
-所述结构元件与所述物料纱相连;
-所述物料纱和所述结构元件形成两个不同的部件,仅通过第二种材料相连。这种情况出现于当物料纱作为一整块脱离于该元件时。这种情况尤其易发于,在外模成型前,所述物料纱在其外廓上有一个易碎区,而同样大小的压力也施加于整个易碎区之上;
-所述部件构成机动车的技术前脸;
-所述结构元件大致上呈直线,而所述部件包含至少一个大致上与所述结构元件垂直、由第二种材料制成的立柱;
-所述部件包含两个立柱,当技术前脸安装在机动车上时立柱是向下延伸的,所述部件还包含一个连接着所述两个立柱的下横梁,所述立柱和横梁都由第二种材料制成;
-所述第一种材料是SMC或AMC,并且/或者所述第二种材料为聚丙烯;
-所述部件包含至少一个肋条,所述肋条覆盖在所述结构元件中形成的通道上,所述肋条由第二种材料制成。
本发明的另一个对象是机动车的一个结构元件,通过本发明所述制造方法中的模塑步骤得到。
附图说明
结合附图,通过对下述非限定性实施例的描述,可以更好地理解本发明:
-图1表现了按本发明一种实施方式的一个结构部件;
-图2显示了图1所示结构部件的制造过程中的一个模塑步骤;
-图3表现了图1所示部件的一个结构元件,通过图2所示模塑步骤中得到;
-图4为图1所示结构部件沿IV-IV的剖面图,所示结构部件正处于制造过程中的一个外模成型步骤;
-图5为图1所示结构部件的一个V部分的近视图;
-图6显示了按本发明另一种实施方式的一个结构部件的制造过程中的模塑步骤;
-图7为按本发明另一种实施方式的一个外模成型部件的剖面图。
具体实施方式
图1中展示了按本发明一种实施方式的一个结构部件。这个部件构成了机动车的技术前脸10。
该技术前脸10包含一个横梁12,称为上横梁,构成了该技术前脸的一个结构元件。
所述横梁12由主要成分为热固性材料的第一种材料制成,例如AMC(高级模复合材料的英文简写)或SMC(片状模复合材料的英文简写)。当该横梁安装到汽车上时,它是基本上水平的,并且沿汽车的横向方向纵向地延伸。该横梁构成一个型材,更确切地说是一个断面为C型的型材,它包含两个侧壁13a,基本上通过横梁朝前的壁13b相连。该横梁有结构功能。
所述技术前脸10还包含两个立柱14和16,在所述上横梁12上间隔分布,并且它们安装上汽车的时候基本上竖直向下延伸,与上横梁12垂直。这两个立柱14,16可以支撑汽车的功能元件,例如光学模块。它们的下端通过一个横梁17相连,该横梁17称为下横梁,当所述技术前脸10安装上汽车时基本上与所述上横梁12平行,用作行人防撞梁。所述立柱14,16分别在自己的一个区域18,20上连接上横梁12。它们包含一些位于该连接区域18,20附近的肋条22。所述立柱14,16和下横梁17由第二种热塑性材料制成,例如聚丙烯。
下面将借助于图2到图5来描述图1所示技术前脸的制造方法。
图1所示技术前脸的制造方法包含一个模塑步骤,在此步骤中用第一种材料模塑上横梁12,这里是用AMC或SMC。模塑步骤中所用模具可以使得横梁12的至少一个部分形成一块物料纱。
每个物料纱的厚度都小于1mm,优选为小于等于0.5mm,特别是0.2mm到0.5mm之间。
如图2所示,所述模具24包含一个模板(matrice)26和一个冲头28,它们构成一个模塑室29的边界。所述模具24还包含一个尺寸远小于它的方块30,置于模板26里面,所述模具24还包含一个定位销(broche)32,位于所述方块30的对面,置于所述冲头里面。这个定位销32突出于冲头28,可以局部地减小模塑室的厚度,由此在模塑过程中、在所述方块30和定位销32之间形成一块物料纱。
所述模具中带有的方块30和定位销32可以用来应对模具的磨损。实际上,在物料纱处,用于模塑的AMC或SMC纤维增强混合物更薄,因此会在局部包含更高百分比的纤维。因此,模具在物料纱处比其它地方磨损更快。而通过使用可拆换的方块30和定位销32,就可以更经常的拆换用于形成这个区域的元件,来得到一块所需厚度的物料纱,同时又不需要更换整个模具而提高该部件的制造费用。
经过上述模塑步骤之后,就得到一个用于形成技术前脸的上横梁12的结构元件了,如图3所示。在对应于其与技术前脸的立柱相连的连接区18,20里,这个元件包含多个形成了物料纱34的部分。在该结构元件12的每个区域18,20里,都形成了六块物料纱。形成物料纱34的多个部分的布置方式使得,当横梁安装上机动车的时候,它们将形成每列三块物料纱的大致上竖直的两列。每块物料纱大致上呈椭圆形。
这些物料纱相较于该部件的前壁13b是凹陷的,该部件在这些部分形成一些开口在壁13b上而底面是物料纱34的小坑。
一旦该结构元件就位,技术前脸的制造就进入外模成型步骤,如图4所示,在这个步骤中,在设计为构成横梁12的结构元件上,通过注入主要成分是塑料的第二种材料(这里是聚丙烯)来外模成型形成立柱14,16和下横梁17。用来形成立柱14,16和下横梁17的模具包含一个模塑室,其闭合方式可以覆盖每个包含了物料纱34的区域18,20。
如图4所示,横梁12被置于一个模具之中,聚丙烯通过注射点38仅从结构元件的一侧注入。在压力下注入的聚丙烯在模具中沿箭头40所示方向流动。当聚丙烯到达一个物料纱34的区域时,聚丙烯的压力积累于物料纱上(如箭头42所示),并且物料纱很薄,原本处于初始位置(在图4的细节图里用虚线表示)的物料纱就被撕裂了。这样,聚丙烯37就可以涌入因物料纱34撕裂而开放的通道,并扣住结构元件的后边。
这样,物料纱34就淹没在聚丙烯37中,并以沿横梁12的一个轴可自由旋转的方式连接在该横梁没有聚丙烯37的剩余部分。
如图4和图5所示,每个立柱14在上横梁12的区域20处外模成型,并使其包含两个肋条22。每个肋条覆盖了由上横梁12中物料纱34的撕裂而形成的通道。
本发明不限于上述的实施方式。
事实上,如图6所示,为了使物料纱更容易断裂,用来实现模塑步骤的一个模具50的形状可以使得物料纱包含一个厚度更薄的区域,构成物料纱的断裂诱导区。这个区域位于物料纱的外廓。用于形成物料纱的方块52和定位销54各包含一个锯齿状缺口(indentation),分别为56和58,该缺口突出于方块52或定位销54的用于形成物料纱其余部分的表面。锯齿状缺口56,58相对并可以减小物料纱外廓的厚度。
此外,如图7所示,即使由同样的横梁12形成,外模成型部件的形状也可以改变。
并且,如图7所示,一旦外模成型步骤完成,一块物料纱60可以脱离于横梁12而成为与之独立的一个元件,与该横梁仅通过外模成型的第二种材料相连,如聚丙烯。
同样需要注意的是,在外模成型步骤中热塑性物料的注射可以以各种方式实施。物料流可以与物料纱的法线方向平行或垂直。另外,注射可以从一侧或两侧实施。实际上,当该部分为非对称时,在压力下注入的物流不是同时到达物料纱两侧的,而压力是从纱的一侧施加的,因此在物料纱的两侧存在一个压力差,即使注射是动两侧实施的,也可以撕裂物料纱。
同样需要注意的是,各种材料和前脸各种元件的形状都不局限于上面所描述的。
所述结构部件也可以是机动车的另一种结构部件,如侧翼支撑或车底板。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一个形成机动车结构部件的外模成型部件(10)的制造方法,其特征在于,包含:
-一个模塑步骤,在此步骤中,用主要成分为热固性材料的第一种材料模塑该部件(10)的至少一个元件(12),所使用的模具(24,50)的形状使得,所述元件的至少一个部分形成一个物料纱(34),所述物料纱的厚度小于所述元件的至少一个部分,
-一个外模成型步骤,在此步骤中,在所述元件(12)上形成的至少一个物料纱(34)上,用主要成分为热塑性材料的第二种材料外模成型,使得在第二种材料的压力(42)下,所述物料纱(34)被撕裂,由此为第二种材料形成穿透所述元件的通道(35)。
2.如权利要求1所述的制造方法(50),其特征在于,其中所述元件所用模具(50)的形状使得,所述物料纱包含一个断裂诱导区,优选为一个厚度较小的区域,特别是位于物料纱的外廓上。
3.如上述任一权利要求所述的制造方法,其特征在于,其中所述第一种材料是SMC(片状模复合材料的英文简写)或AMC(高级模复合材料的英文简写)。
4.如上述任一权利要求所述的制造方法,其特征在于,其中所述第二种材料是聚丙烯(PP)。
5.如上述任一权利要求所述的制造方法,其特征在于,其中所述第二种材料通过注射外模成型。
6.机动车的一个结构部件(10),其特征在于,包含至少一个由主要成分是热固性材料的第一种材料制成的结构元件(12),至少一个在第一元件里形成的通道(35),所述通道被主要成分是热塑性材料的第二种材料(37)所填充,所述部件(10)还包含一个在第一种材料里形成、被第二种材料(37)浸没的物料纱(34),该物料纱的厚度小于所述元件的至少一个部分。
7.如权利要求6所述的部件,其特征在于,其中所述结构元件(12)与所述物料纱(34)相连。
8.如权利要求6所述的部件,其特征在于,所述物料纱(60)和所述结构元件(12)形成两个不同的部件,仅通过第二种材料相连。
9.如权利要求6到8之一所述的部件,其特征在于,所述部件构成机动车的技术前脸(10)。
10.如权利要求9所述的部件,其特征在于,所述结构元件构成至少一个所谓的上横梁(12),和至少一个当所述技术前脸安装上机动车时是竖直的立柱(14,16),至少一个立柱是由第二种材料制成的。
11.如权利要求10所述的部件,其特征在于,所述部件包含两个立柱(14,16),当技术前脸(10)安装在机动车上时立柱是向下延伸的,所述部件还包含一个连接着所述两个立柱的下横梁,所述立柱和横梁都由第二种材料制成。
12.如权利要求6到11之一所述的部件,其特征在于,所述第一种材料是SMC(片状模复合材料)或AMC(高级模复合材料),并且/或者所述第二种材料为聚丙烯;
13.如权利要求6到12之一所述的部件,其特征在于,所述部件包含至少一个肋条(22),所述肋条覆盖在所述结构元件中形成的至少一个通道(35)上,所述肋条由第二种材料制成。
14.机动车的结构元件(12),其特征在于,它是通过按权利要求1到5之一所述的制造方法中的模塑步骤得到。

Claims (14)

1.一个形成机动车结构部件的外模成型部件(10)的制造方法,其特征在于,包含:
-一个模塑步骤,在此步骤中,用主要成分为热固性材料的第一种材料模塑该部件(10)的至少一个元件(12),所使用的模具(24,50)的形状使得,所述元件的至少一个部分形成一个物料纱(30),
-一个外模成型步骤,在此步骤中,在所述元件(12)上形成的至少一个物料纱(34)上,用主要成分为热塑性材料的第二种材料外模成型,使得在第二种材料的压力(42)下,所述物料纱(34)被撕裂,由此为第二种材料形成穿透所述元件的通道(35)。
2.如权利要求1所述的制造方法(50),其特征在于,其中所述元件所用模具(50)的形状使得,所述物料纱包含一个断裂诱导区,优选为一个厚度较小的区域,特别是位于物料纱的外廓上。
3.如上述任一权利要求所述的制造方法,其特征在于,其中所述第一种材料是SMC(片状模复合材料的英文简写)或AMC(高级模复合材料的英文简写)。
4.如上述任一权利要求所述的制造方法,其特征在于,其中所述第二种材料是聚丙烯(PP)。
5.如上述任一权利要求所述的制造方法,其特征在于,其中所述第二种材料通过注射外模成型。
6.机动车的一个结构部件(10),其特征在于,包含至少一个由主要成分是热固性材料的第一种材料制成的结构元件(12),至少一个在第一元件里形成的通道(35),所述通道被主要成分是热塑性材料的第二种材料(37)所填充,所述部件(10)还包含一个在第一种材料里形成、被第二种材料(37)浸没的物料纱(34)。
7.如权利要求6所述的部件,其特征在于,其中所述结构元件(12)与所述物料纱(34)相连。
8.如权利要求6所述的部件,其特征在于,所述物料纱(60)和所述结构元件(12)形成两个不同的部件,仅通过第二种材料相连。
9.如权利要求6到8之一所述的部件,其特征在于,所述部件构成机动车的技术前脸(10)。
10.如权利要求9所述的部件,其特征在于,所述结构元件构成至少一个所谓的上横梁(12),和至少一个当所述技术前脸安装上机动车时是竖直的立柱(14,16),至少一个立柱是由第二种材料制成的。
11.如权利要求10所述的部件,其特征在于,所述部件包含两个立柱(14,16),当技术前脸(10)安装在机动车上时立柱是向下延伸的,所述部件还包含一个连接着所述两个立柱的下横梁,所述立柱和横梁都由第二种材料制成。
12.如权利要求6到11之一所述的部件,其特征在于,所述第一种材料是SMC(片状模复合材料)或AMC(高级模复合材料),并且/或者所述第二种材料为聚丙烯;
13.如权利要求6到12之一所述的部件,其特征在于,所述部件包含至少一个肋条(22),所述肋条覆盖在所述结构元件中形成的至少一个通道(35)上,所述肋条由第二种材料制成。
14.机动车的结构元件(12),其特征在于,它是通过按权利要求1到5之一所述的制造方法中的模塑步骤得到。
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