CN103129484B - 形成可附连到车辆外表面的物品的方法 - Google Patents

Abstract

一种形成可附连到车辆的外表面的物品的方法，包括加热热塑性系统，以形成预成形件。该预成形件具有：第一表面，具有初始的图像清晰度和初始的光泽度；和第二表面，与第一表面相反地间隔开。该方法还包括将预成形件布置在模制表面和压力表面之间，该压力表面与模制表面间隔开，从而第一表面面对模制表面和第二表面面对压力表面。此外，第一表面和模制表面在其之间限定第一腔体，第二表面和压力表面在其之间限定第二腔体。在布置之后，该方法包括使第一表面按照模制表面适形，以由此形成物品，其中，物品具有初始的图像清晰度和初始的光泽度。

Description

形成可附连到车辆外表面的物品的方法

技术领域

本公开大体涉及形成可附连到车辆外表面的物品的方法。

背景技术

车辆通常包括不同的徽章，诸如标志，以指示车辆的品牌和/或制造商。这样的标志通常被设计为传达车辆和车辆的制造商之间的正面的和可容易识别的关系，且因此通常附连到车辆的可视外表面，例如，前格栅、后提升式车门和后备箱，和/或轮罩。标志的任何缺陷或劣化可损坏车辆的给人感受到的质量和/或使车辆制造商名声受损。

发明内容

一种形成可附连到车辆的外表面的物品的方法包括加热热塑性系统，以形成预成形件。该热塑性系统包括基板和固化膜，固化膜由涂覆成分形成并连结到基板。此外，预成形件具有：第一表面，具有初始的图像清晰度和初始的光泽度；和第二表面，与第一表面相反地间隔开。该方法还包括将预成形件布置在模制表面和压力表面之间，该压力表面与模制表面间隔开，从而第一表面面对模制表面和第二表面面对压力表面。第一表面和模制表面在其之间限定第一腔体，第二表面和压力表面在其之间限定第二腔体。在布置之后，该方法包括使第一表面按照模制表面适形，以由此形成物品，其中，物品具有初始的图像清晰度和初始的光泽度。

在一个实施例中，第一表面对应于固化膜，模制表面在其中限定多个凹部。此外，第一腔体和第二腔体布置为不流体连通。另外，物品在其上包括多个突出部，每个突出部对应于多个凹部的相应一个。对于该实施例，在将预成形件布置在模制表面和压力表面之间之后，方法包括冷却模制表面。随后，在冷却之后，方法包括使第一表面按照模制表面适形，以由此形成物品，其中，物品具有初始的图像清晰度和初始的光泽度。

在另一实施例中，在布置之后，方法包括将模制表面冷却到小于或等于大约38°C的温度。另外，适形包括同时进行第一腔体的抽气和第二腔体的加压。抽气包括将第一表面在第一腔体内暴露于大约33KPa至大约75KPa的真空，持续大约5秒至大约60秒的时间段，加压包括将具有小于或等于大约21°C的温度的压缩气体以大约345KPa至大约1,035KPa的压力施加到第二表面，持续大约5秒至大约40秒的时间段。

详细描述和图或附图对本发明是支持性的和说明性的，但本发明的范围仅被权利要求限定。尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述，但是本领域技术人员可得知在所附的权利请求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。

附图说明

图1是附连到车辆的外表面的物品的示意性正视图；

图2是形成图1的物品的方法的示意性流程图；

图3是用于形成图1的物品的热塑性系统的示意性横截面视图；

图4是由图3的热塑性系统形成的预成形件的示意性横截面视图；

图5是在附连到图1的车辆的外部之前图1的物品的示意性正视图，该物品由图4的预成形件形成；

图5A是图5的物品的沿线5A-5A截取的示意性横截面视图；

图6是布置在两个加热站之间的图3的热塑性系统的示意性侧视图；

图7是图4的预成形件的示意性局部截面视图，该预成形件布置在被构造用于热成型的装置的模制表面和压力表面之间，；

图8是图7的模制表面的一部分的示意性局部顶视图，其中，模制表面在其中限定多个凹部；和

图9是图4的预成形件的示意性局部截面视图，该预成形件按照图7的模制表面适形。

具体实施方式

参考附图，其中，相同的附图标记指示相同的元件，可附连到车辆14的外表面12的物品10在图1中大体示出。例如，物品10可以是标志110或徽章，其被构造用于附连到汽车的外表面12。在另一例子中，尽管没有示出，物品10可以是用于附连到汽车的外表面12的车体侧部模制件或翘板（rocker）。但是，物品10还可用于非汽车应用，诸如，但不限于，建筑、铁路、航空和水下车辆。

现参考图2，披露了一种形成可附连到车辆14（图1）的外表面12（图1）的物品10（图1）的方法16。方法16包括加热（通过图2的块18大体指示，并在图6中大体示出）热塑性系统20（图3），以形成预成形件30（图4）。如在此所用的，术语预成形件是指经历随后的加工的工件，即，加工中（work-in-process）工件。

如参考图3所述的，热塑性系统20包括基板22和固化膜（cured film）24，该固化膜24由涂覆成分形成并连结到基板22。例如，热塑性系统20可以是通过热成型工艺形成的层压热塑性板。作为非限制性例子，基板22可从以下组中选择，该组包括：热塑性聚氨酯（thermoplastic polyurethane）、聚酯（polyester）、乙烯共聚物（vinyl copolymer）、聚氯乙烯（polyvinylchloride）、热塑性石蜡（thermoplastic olefin）、丙烯腈丁二烯苯乙烯（acrylonitrile butadiene styrene）、聚乙烯（polyethylene）以及其共混物、共聚物和/或合金（alloy）。此外，固化膜24可以由涂覆成分形成，诸如，但不限于，涂底涂覆成分、电极沉积或电泳涂覆（e-coat coating）成分、打底涂覆成分、和/或清漆（clearcoat）涂覆成分。即，固化膜24可以是涂料膜，其可选地包括，例如，涂底层（未示出），电泳涂覆层（未示出），和清漆层（未示出）。固化膜24可被化学地和/或物理地连结到基板22。例如，固化膜24可化学结合到基板22。替换地，固化膜24可粘合到基板22，例如，通过夹置在固化膜24和基板22之间的粘合剂层（未示出）。

现参考图6，热塑性系统20可以以任何适当的方式被加热。例如，热塑性系统20可被装载到框架（未示出）上并被平移到一个或多个加热站（在图6的26和28处大体示出）。加热站26、28可每个将热塑性系统20的温度增加到，例如，大约135°C至大约205°C。作为非限制性例子，一个或多个加热站26、28的特征可在于，石英、卡尔罗德材料（calrod）、陶瓷、和/或卤素。在加热18时（图2），热塑性系统20可以处于可模制软化状态，准备用于形成物品10（图1）。

如参考图4所述，预成形件30具有第一表面32，该第一表面32具有初始的图像清晰度（initial distinctness of image）和初始的光泽度。如在此所用的，术语图像清晰度是指抛光的高光泽度表面的可视外观的特性。即，图像清晰度指示由物体反射的图像的锐度。更具体地，图像清晰度是指，在传输或反射期间，通过散射，光传播从规则方向的偏离量。图像清晰度可以按照测试方法ASTM D5767-95（2004）被测量。对于方法16（图2），第一表面32具有的初始的图像清晰度按照测试方法ASTM D5767-95（2004）测量可大于或等于约80。

此外，如在此所用的，术语光泽度是指表面（例如，第一表面32（图4））将光反射到镜面方向的能力的量。即，光泽度与表面沿接近镜面方向的方向比沿其他方向反射更多光的能力相关联。这样，光泽度是物体的视觉感受的量度，且通常以光泽度单位表示。对于方法16（图2），第一表面32具有的初始光泽度按照测量方法ASTM E40-11测量可大于或等于大约70光泽度单位。

相应地，继续参考图4，第一表面32可具有“A”级别表面光洁度。如在此所用的，术语“A”级别是指适于形成车辆14（图1）的外表面12（图1）的部件或附连到的车辆14（图1）的外表面12（图1）的部件的表面光洁度。即，与适于形成车辆14的内表面（未示出）的部件或附连到的车辆14的内表面（未示出）的部件相比，具有“A”级别表面光洁度的部件具有的表面图像清晰度和光泽度相对更高。“A”级别表面通常面对车辆14的位于车辆14之外的观察者。

再次参考图4，预成形件30具有第二表面34，该第二表面34与第一表面32相反地间隔开。即，第二表面34展示预成形件30的与第一表面32相反的一侧。通常，第二表面34被构造用于最终附连到车辆14（图1）的外表面12（图1）。因此，第一表面32可对应于固化膜24（图3），第二表面34可附连到车辆14的外表面12。

现在参考图2、7和8，方法16（图2）还包括将预成形件30（图7和8）布置36（图2）在模制表面38（图7和8）和压力表面40（图7）之间，该压力表面40与模制表面38间隔开，从而第一表面32（图7和8）面对模制表面38，第二表面34（图7和8）面对压力表面40。即，第一表面32朝向模制表面38转向或与其相对地取向，第二表面34朝向压力表面40或与其相对地取向。

如参考图7所述的，模制表面38和压力表面40可以是装置42的相应部件，所述装置42被构造用于热成型热塑性系统20（图3）。如在此所用的，术语热成型是指加热热塑性材料（例如热塑性系统20）并使热塑性材料在由模具限定的腔体内成形的过程。作为非限制性例子，装置42可包括两个部件，其彼此分开且可彼此密封。例如，如图7所示，装置42可包括真空箱部件44和压力箱部件46，其中，真空箱部件44包括模制表面38，压力箱部件46包括压力表面40。因此，对于方法16（图2），预成形件30被取向或布置成使得，其第一表面32面朝真空箱部件44，其第二表面34面朝压力箱部件46。

继续参考图7，对于方法16（图2），第一表面32和模制表面38在其之间限定第一腔体48。即，预成形件30可布置在装置42内，以将真空箱部件44相对于压力箱部件46密封，从而在第一表面32和模制表面38之间限定第一腔体48。类似地，第二表面34和压力表面40在其之间限定第二腔体50。即，预成形件30可布置在装置42内，以将真空箱部件44相对于压力箱部件46密封，从而在第二表面34和压力表面40之间限定第二腔体50。即，第一腔体48和第二腔体50布置为不流体连通，而是相对于彼此分隔开地密封。

另外，尽管在图7中示出为相邻彼此布置，真空箱部件44和压力箱部件46可朝向彼此移动和远离彼此移动。例如，真空箱部件44可以是静止的，且最初与压力箱部件46间隔开，从而预成形件30可被加载到装置42中并被布置在其之间。随后，在如上所述将预成形件30布置36（图2）在模制表面38和压力表面40之间之后，压力箱部件46可朝向真空箱部件44平移，直到紧密的空气密封限定在真空箱部件44和压力箱部件46之间。

如图7所示，真空箱部件44和第一腔体48可流体地连接到真空源52，例如，被构造用于将第一腔体48内抽真空的泵。如在此所用的，术语真空是指任何在大气压力以下的压力。类似地，压力箱部件46和第二腔体50可流体地连接到压力源54，例如，被构造用于用压缩气体56给第二腔体50加压的泵。如在此所用的，术语压缩气体是指具有的压力比大气压力大的气体。压缩气体56的适当非限制性例子包括氮气和/或空气。另外，装置42可包括一个或多个导管58或阀60，其被构造和布置为传送流体（例如，压缩气体56或空气）至真空源52和压力源54或从真空源52和压力源54传送流体（例如，压缩气体56或空气）。

另外，参考图7和8，模制表面38可根据物品10（图1）的期望形状而具有预定的形状。即，如以下更详细所述，物品10可通过将第一表面32按照模制表面38成形而被形成。在一个实施例中，如图8所示，模制表面38可在其中限定多个凹部62。例如，多个凹部62的每个可彼此间隔，以在模制表面38上限定图样，诸如，但不限于，条纹、十字阴影线、万格盘（checkerboard）、斜角（bevel）、钻石形等，其可在物品10上形成期望纹路。

再次参考相对于图2所述的方法16，在布置36之后，在一个实施例中，方法16可包括冷却64模制表面38（图7）。例如，冷却64可将模制表面38的温度降低为小于或等于约38°C。模制表面38可以以任何方式被冷却。例如，如图7所示，装置42可包括多个冷却剂管线66，所述冷却剂管线66布置为邻近模制表面38，冷却剂或制冷剂（诸如水）可流动通过该管线，以降低模制表面38的温度。这样的冷却64可有助于形成的物品10（图1）的优异图像清晰度和光泽度。

现参考图2和7，方法16（图2）还包括，在布置36（图2）之后，将第一表面32（图7）按照模制表面38（图7）适形68（图2），以由此形成物品10（图1）。即，第一表面32可按照模制表面38模制或压靠模制表面38。对于包括冷却64（图2）模制表面38的实施例，方法16包括在冷却64之后的适形68。在一个非限制性例子中，适形68可包括同时进行第一腔体48（图7）的抽气和第二腔体50（图7）的加压，以由此将第一表面32布置为与模制表面38接触。即，第一腔体48可被抽气，同时第二腔体50被加压，从而第一表面32被布置为与模制表面38相邻并与之接触。

更具体地，如参考图7所述，抽气可包括将第一表面32在第一腔体48内暴露于从大约33KPa至大约75KPa的真空，例如，从大约45KPa到大约60KPa。此外，抽气可将第一表面32暴露于真空持续从大约5秒至大约60秒的时间段。真空源52可在第一腔体48内抽真空，从而第一表面32被朝向模制表面38拉动或吸动，使得第一表面32接触模制表面38并按照模制表面38的形状适形。

另外，还参考图7所述，加压可包括将具有小于或等于大约21°C的温度的压缩气体（在图7中通过56大体示出）以从大约345KPa至大约1,035KPa的压力施加到第二表面34。更具体地，加压可包括将具有从大约0°C至大约16°C的温度的压缩气体56以从大约515KPa至大约865KPa的压力施加到第二表面34。此外，加压可将压缩气体56施加到第二表面34，持续大约5秒至大约40秒的时间段。为了在加压期间保持压缩气体56的上述温度，压缩气体56可穿过冷却器70。

继续参考图7，压力源54可在第二腔体50内将压力施加到第二表面34，从而第二表面34被推向或压向模制表面38，使得第一表面32接触模制表面38并按照模制表面38的形状适形。即，同时进行第一腔体48的抽气和第二腔体50的加压可模制预成形件30，从而第一表面32按照模制表面38的形状适形。换句话说，来自压力源54的压缩气体56的压力可压靠预成形件30的第二表面34，以由此将第一表面32布置到模制表面38上，而由真空源52抽吸的真空将第一表面32吸到模制表面38上。

此外，现参考图9，在布置36（图2）之后，方法16（图2）还可包括用压缩气体56冲刷72（图2）第二腔体50持续大约1秒至大约15秒（例如，大约5秒至大约10秒）的时间段，该压缩气体56具有大约0°C至大约21°C的温度。即，压缩气体56可穿过冷却器70并以大约515KPa至大约865KPa的压力冲刷压力箱部件46的第二腔体50。冲刷72第二腔体50可有利地冷却预成形件30（例如，第一表面32）至小于或等于大约95°C的温度。理想地，第一表面32的温度在按照模制表面38适形68（图2）第一表面32的30秒内（例如，15秒内）降低为小于或等于大约88°C。

再次参考图2，在冷却64和/或可选的冲刷72之后，方法16可包括将形成的物品10（图1）从装置42（图9）移除74。即，方法16可包括将真空箱部件44（图9）和压力箱部件46（图9）分开，从而被形成的物品10（图1）可从模制表面38（图9）释放。另外，取决于被形成的物品10的期望形状，被形成的物品10可还被冷却和/或进行尺寸裁切。

再次参考附图，如上所述通过将第一表面32（图7和9）按照模制表面38（图7和9）适形68（图2）而形成的物品10（图1和5）具有初始的图像清晰度和初始的光泽度。即，预成形件30（图4）的第一表面32的初始图像清晰度和初始光泽度在方法16（图2）期间基本没有改变，从而被形成的物品10还具有该初始的图像清晰度和初始的光泽度。特别地，将第一表面32按照模制表面38适形68可保留初始的图像清晰度和初始的光泽度。换句话说，物品10保持初始的图像清晰度和初始的光泽度。这样，物品10具有“A”级别表面光洁度，并适于附连到车辆14（图1）的外表面12（图1）。即，按照测试方法ASTM D5767-95（2004）测量，物品10的初始的图像清晰度可大于或等于大约80，且按照测试方法ASTM E40-11测量，初始的光泽度可大于或等于大约70光泽度单位。换句话说，物品10具有优异的图像清晰度和光泽度二者，且因此适于附连到车辆14的外表面12。并不意图被理论限制，使第一表面32，而不是第二表面34，按照模制表面38适形68可有助于这样优异的图像清晰度和光泽度。此外，冷却64（图2）模制表面38也可有助于优异的图像清晰度和光泽度。

另外，如图5A较佳地显示，物品10可具有厚度76，该厚度为大约1.5mm至大约2.35mm，例如，大约1.7mm至大约2.3mm。即，物品10可特征在于厚膜热成型件。如果期望，物品10还可包括掩层（mask layer，未示出），所述掩层可移除地布置在物品10上并被构造为在物品10附连到车辆14（图1）的外表面12（图1）之前保护物品10。此外，再次参考图5，物品10可具有第一腿78和连接第一腿78的第二腿80，以在其之间限定汇接部82，该汇接部具有大约0.3mm至大约0.7mm的曲率半径84。例如，汇接部82可具有大约0.5mm的曲率半径84。有利地，前述曲率半径84可被实现而不减少初始的图像清晰度和/或初始的光泽度，且没有物品10的分层。这样，方法16（图2）对于需要具有复杂设计的物品10的应用是有用的，诸如字母、数字和相对尖锐的角部或汇接部82。

再次参考图5A，对于模制表面38（图8）在其中限定多个凹部62（图8）的实施例，由方法16（图2）形成的最终物品10在其上包括多个突出部86，每个突出部对应于多个凹部62的相应一个。即，被形成的物品10可具有带纹路外观。应意识到，这样的带纹路外观可被获得，因为方法16包括使第一表面32，而不是第二表面34，按照模制表面38适形68（图2）。

这样，前述方法16形成了具有“A”级别表面和可选的优异纹路限定的物品10。另外，方法16允许形成最小化的曲率半径84，例如，大约0.5mm。此外，方法16在期望的生产循环次数内经济地制造物品10，并提供具有优异耐用性的物品10，该物品10适于附连到车辆14的外表面12。这样，方法16允许物品10的经济和高效的形成，物品10有助于车辆14的增强的可察觉质量。

尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述，但是本领域技术人员可得知在所附的权利请求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。

Claims (8)

1.一种形成可附连到车辆的外表面的物品的方法，该方法包括：

加热热塑性系统，以形成预成形件，其中，热塑性系统包括：

基板；和

固化膜，由涂覆成分形成并连结到基板；并且

其中，预成形件具有：

第一表面，具有初始的图像清晰度和初始的光泽度，按照测试方法ASTM D5767-95(2004)测量，初始的图像清晰度大于或等于大约80，且按照测量方法ASTM E40-11测量，初始的光泽度大于或等于大约70光泽度单位；和

第二表面，与第一表面相反地间隔开；

将预成形件布置在模制表面和压力表面之间，该压力表面与模制表面间隔开，使得第一表面面对模制表面和第二表面面对压力表面；

其中，第一表面和模制表面在其之间限定第一腔体，并且其中，第二表面和压力表面在其之间限定第二腔体；并且

在布置之后，使第一表面按照模制表面适形，以由此形成物品，其中，物品具有初始的图像清晰度和初始的光泽度。

2.如权利要求1所述的方法，其中，适形包括同时进行第一腔体的抽气和第二腔体的加压，以由此将第一表面布置为与模制表面接触。

3.如权利要求2所述的方法，其中，适形保留初始的图像清晰度和初始的光泽度。

4.如权利要求2所述的方法，其中，加压包括将具有小于或等于大约21℃的温度的压缩气体以大约345KPa至大约1,035KPa的压力施加到第二表面。

5.如权利要求4所述的方法，其中，加压将所述压缩气体施加到第二表面，持续大约5秒至大约40秒的时间段。

6.如权利要求2所述的方法，其中，抽气包括将第一表面在第一腔体内暴露于大约33KPa至大约75KPa的真空。

7.如权利要求6所述的方法，其中，抽气将第一表面暴露于所述真空，持续大约5秒至大约60秒的时间段。

8.如权利要求1所述的方法，其中，物品具有第一腿和第二腿，第二腿连接第一腿，以在其之间限定汇接部，该汇接部具有大约0.3mm至大约0.7mm的曲率半径。