CN105082449B - 制造混杂复合材料仪表板的方法 - Google Patents

Abstract

一种形成车辆仪表板的方法包括以下步骤：熔化包含碳纤维和尼龙树脂的第一复合材料；熔化包含玻璃纤维和尼龙树脂的第二复合材料；将熔化的复合材料注入仪表板模具使得碳和玻璃纤维的每个实质上集中在模具的各自的驾驶员侧和乘客侧部；以及冷却熔化的复合材料形成仪表板。该方法还进一步包括步骤：在模具中的第一和第二熔化的复合材料之间形成边界区域使得模具中的碳和玻璃纤维实质上在边界区域内混合。

Description

制造混杂复合材料仪表板的方法

技术领域

本发明总体涉及复合材料组件设计，并且尤其涉及复合材料车辆仪表板设计及其制造方法。

背景技术

车辆使用重量轻的组件和设计——尤其是大规模的、例如仪表板这样的车辆内部组件——变得越来越普遍目的是降低车辆重量。重量降低可以增加车辆性能和燃油经济性。可以用较轻重量的材料替代车辆组件现有的材料实现重量的节省。然而，一些情况下车辆中使用的较轻重量的材料比它们较重重量的对应物具有更少的机械完整性。

在其它情况下，实际上某些较轻重量的材料例如碳纤维复合材料比常规材料具有改进的机械性能。不幸地，用这些材料制作车辆组件的生产成本是过高的或者至少不足够低到抵消潜在的车辆性能的改进和燃油的经济性。进一步地，这些更坚固的复合材料通常在具有实际上仅仅一个或一些需要高机械性能的区域的大型车辆组件中使用。

因此，当与常规材料相比时，较轻重量车辆材料需要具有较好或可比的机械性能。也需要这些组件的特定区域的机械性能适应特定应用，因此在组件需要的地方尽量最小化昂贵的增强材料的使用和最大化机械性能的增强。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种形成车辆仪表板的方法包括以下步骤：熔化具有碳纤维和尼龙树脂的第一复合材料；以及熔化具有玻璃纤维和尼龙树脂的第二复合材料。该方法还包括以下步骤：将熔化的复合材料注入仪表板模具使得碳和玻璃纤维的每个实质上集中在模具的各自的驾驶员侧和乘客侧部；以及冷却熔化的复合材料形成仪表板。

根据本发明的另一方面，一种形成车辆组件的方法包括以下步骤：熔化具有第一纤维材料和第一树脂的第一复合材料；以及熔化具有第二纤维材料和第二树脂的第二复合材料。该方法还包括以下步骤：将熔化的复合材料注入模具使得第一和第二复合材料的每个实质上集中在模具的各自的第一和第二部；以及冷却熔化的复合材料形成车辆组件。

根据本发明的另一方面，一种形成车辆组件的方法包括以下步骤：熔化具有第一纤维材料和树脂的第一复合材料；以及熔化具有第二纤维材料和树脂的第二复合材料。该方法还包括以下步骤：将第一和第二熔化的复合材料的实质部分注入模具的各自的第一和第二部；以及冷却模具形成具有包含第一和第二复合材料的混合物的边界区域的车辆组件。

参照以下说明书、权利要求书和附图，本领域技术人员将会理解和领会本发明的这些和其它方面、目的以及特征。

附图说明

在图中：

图1是根据一个实施例的车辆内的车辆仪表板的主透视图；

图2是图1中说明的仪表板的分解的俯视透视图；

图3是根据另一个实施例的车辆组件的底部立视图；

图4是根据附加实施例的注塑成型系统的俯视透视图；

图5A是沿X-X线的在将熔化的复合材料注入模具的步骤过程中的图4的注塑成型系统的剖视图；

图5B是沿X-X线的在冷却熔化的复合材料的步骤过程中的图4的注塑成型系统的剖视图；以及

图6根据另一个实施例的使用图4的注塑成型系统成形车辆组件的方法的原理图。

具体实施方式

这里为了说明的目的，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“后”、“前”、“垂直”、“水平”以及它们的衍生词是指以本发明图1中为方向。然而，应当理解的是本发明可以假定不同的可替换的方向，除非明确指定为相反的。还应当理解的是附图中说明的具体的装置和过程，以及以下说明书中说明的仅仅是由所附权利要求限定的本发明的思想的示例性实施例。因此，这里公开的涉及实施例的具体尺寸和其它物理特征并不考虑为限制，除非权利要求另外明确说明。

参照图1，说明了车辆14的客舱10。车辆14包括驾驶员侧区域18和乘客侧区域22。客舱10的内部除例如挡风玻璃36这样的其它车辆组件外是仪表板26。仪表板26位于车辆的客舱10的前面挡风玻璃36的下方。仪表板26具有驾驶员侧部40、中控面板部44以及乘客侧部48。仪表板26的这些部以及它们内部的特定区域或位置通常具有不同的机械性能要求。

本发明使用的“外侧”指的是最靠近车辆14中的驾驶员侧车门52和乘客侧车门56的侧面或区域。本发明使用的术语“内侧”指的是与外侧侧面或区域横向相对的车辆14内侧的中心区域。

仪表板26的驾驶员侧和乘客侧部40、48实质上靠近车辆14的各自的驾驶员侧和乘客侧区域18、22。仪表板26的驾驶员侧部40包括由仪表盘罩64覆盖的仪表盘60。位于仪表盘60下面的是转向柱68。转向柱68由仪表板26支撑并与车辆的仪表板26前面的转向系统(未示出)接合。转向柱68穿过仪表板26从转向系统向客舱10延伸。转向柱68具有设置在车辆14的客舱10中的驾驶员侧区域18中的方向盘72。方向盘72包括在车辆碰撞事件时展开的驾驶员安全气囊76。就这一点而言，仪表板26的驾驶员侧部40会具有要求高的机械要求，尤其是在必须支撑车辆其它遭受可变负荷和运动的组件——例如转向柱68——的位置。

仍然参照图1，设置在仪表板26的每个外侧面的是侧面通气孔80。仪表板26也包括一组位于仪表板26的中控面板部44的中心通气孔84。仪表板26的中控面板部44位于驾驶员侧部40和乘客侧部48之间。中控面板部44包括可由车辆14的驾驶员侧和乘客侧区域18、22二者的乘员操控的界面88。中控面板部44与仪表板26的驾驶员侧部40和乘客侧部48二者连接。

图1中也说明了仪表板26的乘客侧部48包括杂物箱总成110和位于总成110之上的乘客安全气囊总成114。杂物箱总成110包括允许进入杂物箱仓(未示出)的杂物箱门118。在一些实施例中，杂物箱总成110是与仪表板26分离的组件并且在制造过程中被插入和附接的。在其它实施例中，总成110的杂物箱仓整体形成于仪表板26的仪表板基底120(图2)上，并且杂物箱门118是在制造过程中附接的单独的组件。取决于乘客侧部48的结构，可以具有需要额外的机械增强的中心区域或位置，例如包含或附接于杂物箱总成110的地方。

再次参照图1，乘客安全气囊总成114包括乘客安全气囊槽124(图2)，以及其它组件，例如乘客安全气囊、安全气囊罐和气体发生器。在车辆碰撞事件过程中，乘客安全气囊由气体发生器(未示出)充气，从而使得乘客安全气囊从罐中膨胀穿过乘客安全气囊槽124(图2)并离开仪表板26。如果仪表板26没有适当加固，则安全气囊的充气和膨胀在周围的组件中产生会导致仪表板26的结构损坏的高应力。在一些实施例中，仪表板26的仪表板基底120(图2)也可以包括用于驾驶员侧和乘客侧区域18、22二者的乘员的膝盖安全气囊罐，这潜在地需要附加的加固。

现在参照图2，仪表板26包括仪表板基底120和加强件150。加强件150位于车辆基底120的前面并在多个点处与基底120耦接。基底120和加强件150可以通过粘合剂、振动焊接、热板焊接或其它连接形式的连接耦接。加强件150包括驾驶员侧部154、中控面板部158以及乘客侧部162。加强件150在各自的驾驶员侧和乘客侧部154、162上限定了转向柱孔166和杂物箱孔170。凸缘174位于加强件150的中控面板部158内，并向车辆后方延伸与基底120的中控面板部180接合和耦接。

图2也描述了仪表板基底120包括驾驶员侧部184、中控面板部180以及乘客侧部188。基底120的驾驶员侧部184限定了当基底120与加强件150耦接时与加强件150的转向柱孔166相对齐的转向柱开口192。如图2所示，转向柱68(图1)穿过转向柱孔166和转向柱开口192二者，并通过转向柱安装区域196与基底120附接。转向柱安装区域196位于基底120上靠近转向柱开口192。在一些实施例中，转向柱68的护封可以整体形成于靠近安装区域196的基底120中。在其它实施例中，安装支架或支撑支架可以整体形成于靠近转向柱开口192的基底120中用于支撑转向柱68。加强件150与基底120的耦接给安装区域196提供足够的强度，并且最终为仪表板26提供足够的强度，从而无需使用交叉车横梁的情况下来支撑转向柱68的重量。就这一点而言，基底120的驾驶员侧部184中的某些区域或位置会需要附加的加强件和/或从附加的加强件中受益。

仍然参照图2，仪表板基底120的中控面板部180包括用于容纳和安装界面88(图1)的电子舱200以及其它电子组件。中控面板部180位于基底120的驾驶员侧和乘客侧部184、188之间并整体上与它们耦接。取决于配置在中控面板部180中的电子组件和其它组件，在基底120中的这些区域中的带有混杂复合材料的额外的局部加强件可以提供机械性能和/或重量节省效益。

仪表板基底120的乘客侧部188限定了用于容纳各自的杂物箱总成110(图1)和乘客安全气囊总成114(图1)的杂物箱开口204和乘客安全气囊总成开口208。在一些实施例中，基底120可以配置为进一步限定作为完整主体的从各自的杂物箱和乘客安全气囊总成开口204、208延伸的杂物箱和/或安全气囊罐。在其它实施例中，加强件150可以配置为限定杂物箱和/或安全气囊罐。基底120和加强件150也可以配置为限定膝盖安全气囊罐。

图2也说明了风道212位于仪表板基底120和加强件150之间。当风道212与加强件150粘结时输送空气。空气经过风道212至一组基底通风口216，基底通风口216将空气引导至仪表板26(图1)的侧面和中心通风口80、84。与加强件150附接的是与车辆14的防火墙(未示出)连接的集气支架220。集气支架220阻止仪表板26在车辆的向前和向后方向弯曲。集气支架220也可以给与基底120耦接的转向柱68(图1)提供额外的支撑。

再次参照图2，仪表板基底120由根据本发明实施例的混杂复合材料形成。在一个示例性实施例中，驾驶员侧部184由具有排列在树脂中的短切碳纤维的尼龙树脂形成。乘客侧部188由具有排列在树脂中的短切玻璃纤维的尼龙树脂形成。通常，基底120中的具有较高百分比短切碳纤维的区域可以具有增强的机械性能(例如韧性、抗拉强度、抗疲劳性)。乘客侧和驾驶员侧部184、188内的碳纤维体积分数和玻璃纤维的体积分数可以在大约1％-大约60％之间，优选在大约15％-大约40％之间，并且更优选在大约30％-大约40％之间。在一些实施例中，驾驶员侧部184中的纤维体积分数可以不同于基底120的乘客侧部188的纤维体积分数。在附加的实施例中，基底120的预期遭遇高应力的区域配置为比预期不会遭受高应力的区域包含较高纤维体积分数的短切碳纤维。例如，安装区域196可以比基底120的驾驶员侧部184的剩余区域包含有较高的纤维体积分数的尤其是短切碳纤维，从而有助于支撑转向柱68。在另一个示例中，在安全气囊展开过程中遭受高应力的仪表板基底120和加强件150的表面可以包含较高纤维体积分数。在进一步的实施例中，基底120的驾驶员侧和乘客侧部184、188可以包含两种以上复合材料。

在一些实施例中，仪表板基底120的驾驶员侧和乘客侧部184、188中使用的纤维可以由包括碳、芳族聚酰胺、铝金属、氧化铝、钢、硼、二氧化硅、碳化硅、氮化硅、超高分子量聚乙烯类、高碱玻璃(A-glass)、无碱玻璃(E-glass)、无硼无碱玻璃(E-CR-glass)、中碱剥离(C-glass)、低介电玻璃(D-glass)、R-玻璃以及S-玻璃的材料组成。驾驶员侧和乘客侧部184、188也可以包含不只一种类型的纤维。在一些实施例中，短切纤维的长度可以在大约3mm-大约11mm之间，并且更优选在大约5mm-大约7mm之间。典型地，驾驶员侧和乘客侧部184、188内的纤维在树脂中是无规定向的。然而，它们也可以大体上在基底120遭受高定向应力的区域定向对齐。进一步地，驾驶员侧和乘客侧部184、188中使用的树脂可以包含尼龙、聚丙烯、环氧树脂、聚酯、乙烯酯、聚醚醚酮树脂、聚苯硫醚、聚醚酰亚胺、聚碳酸酯、硅氧树脂、聚酰亚胺、聚醚砜、三聚氰胺甲醛树脂、酚醛树脂和聚苯并咪唑，或它们的组合。在一些实施例中，驾驶员侧部184的树脂可以不同于基底120的乘客侧部188中使用的树脂。还应当理解的是相比于那些所述的与基底120有关的组件，加强件150与它的驾驶员侧、中控面板以及乘客侧部154、158、162可以由混杂复合材料制造。例如，加强件150的驾驶员侧部154可以由具有排列在树脂中的短切碳纤维的尼龙树脂形成。乘客侧部162可以由具有排列在树脂中的短切玻璃纤维的尼龙树脂形成。进一步地，在遭受较高应力水平的区域的树脂中的纤维——优选短切碳纤维——的体积分数比加强件150的剩余区域的大。

仍然参照图2，短切碳和玻璃纤维在仪表板26的基底120中是被分离的使得碳纤维大体上集中在基底120的驾驶员侧部184，并且玻璃纤维大体上集中在基底120的乘客侧部188。基底120的中控面板部180通常由短切碳和玻璃纤维二者组成。在一些实施例中，中控面板部180可以主要包括碳纤维或主要包括玻璃纤维。在其它实施例中，主要包含在驾驶员侧部184中的碳纤维也可以部分地占有基底120的乘客侧部188。在进一步的实施例中，主要在驾驶员侧部184中的碳纤维也可以占有遭受高应力的部分基底120，无论乘客侧或驾驶员侧方向。例如，位于基底120或加强件150里面或上面的安全气囊展开面可以包括用于附加的机械加强的较高百分比的碳纤维。基底120中的纤维——例如短切碳和玻璃纤维——的分离允许基底120在有具体高强度需求——例如支撑转向柱68——的地方有选择地使用较高强度纤维，例如碳纤维。基于相对于车辆14的驾驶员/乘客的方向有选择地使用高百分比的碳纤维使得通过仅仅在需要的地方有效地使用更昂贵的碳纤维来节约成本。

图2中也显示了在一些实施例中在仪表板基底120的驾驶员侧和乘客侧部184、188之间的界面处存在边界区域240。边界区域240包括在基底120的驾驶员侧和乘客侧部184、188中使用的纤维和树脂类型的混合物。边界区域240内的纤维的混合确保在由不同复合材料组成的基底120的部分之间存在完整的连接。在一个实施例中，边界区域240可以横跨或以其它方式包含整个基底120的中控面板部180。在另一个实施例中，边界区域240可以仅在基底120的中控面板和乘客侧部180、188之间，或在驾驶员侧和中控面板部184、180之间出现。边界区域240也可以位于基底120的在基底120的部分之间有界面的包含不同纤维分数、纤维类型和/或树脂的地方的任何地方。在一个示例性实施例中，驾驶员侧部184可以具有树脂中大约30％-40％体积分数的短切碳纤维，乘客侧部188可以具有树脂中大约30％-40％体积分数的短切玻璃纤维，以及中控面板部180或边界区域240可以具有树脂中大约15％-20％体积分数的短切碳纤维和大约15％-20％体积分数的短切玻璃纤维。在该结构中，相对于基底120的其它部分具有高百分比的短切碳纤维的驾驶员侧部184尤其被增强。

根据一些实施例，除了在树脂中包含短切纤维的部分之外，仪表板基底120和/或仪表板26的加强件150可以包含一个或多个预成型的纤维垫。预成型的纤维垫可以包括使用相同的或不同的在基底120的驾驶员侧和乘客侧部184、188中使用的树脂固定在一起的纺织或无纺布纤维。该垫也包括具有与基底120的驾驶员侧和乘客侧部184、188中使用的纤维不同尺寸的纤维。类似地，该垫的纤维可以是连续的或短切结构。该垫的纤维也可以由具有与基底120的驾驶员侧和乘客侧部184、188中使用的纤维的组分相同或不同的组分的材料组成。该垫可以被包含在具有高或低纤维体积分数的基底120和/或加强件150的区域中。多个垫可以被使用和在不同方向分层以便进一步提高基底120和/或加强件150在特定位置的机械性能。基底120中用于放置垫的示例性位置包括但不限于：转向柱安装区域196、安全气囊总成开口208、杂物箱开口204、加强件150和基底120的耦接位置、以及与基底120的其它区域的应力相比，预期遭受更高应力水平的其它位置。

包含碳纤维的混杂复合材料在基底120和加强件150中的使用使得车辆14被设计为和制造为没有交叉车横梁。常规交叉车横梁是传统上用于支撑车辆14的仪表板26和转向柱68的厚金属组件。除了给车辆14增加显著的重量之外，交叉车横梁占用了仪表板26背后的潜在的存储空间，并妨碍乘客安全气囊总成和杂物箱总成110的布置。在没有交叉车横梁的情况下，车辆14可以实现更高的燃油效率，以及对仪表板26及其子总成的增强的设计自由。

现在参照图3，仪表板基底120和加强件150(参见图1和2以及相应的说明)的上述方面可以延伸至其它组件，例如车辆组件250。这里，组件250具有包含在第一树脂262内的第一纤维材料258的第一部254。组件250也具有包括在第二树脂274内的第二纤维材料270的第二部266。组件250的第一和第二部254、266之间是具有在第一和第二树脂262、274内的第一和第二纤维材料258、270的混合物的组件边界区域278。第一和第二部254、256可以大体上靠近各自的乘客侧和驾驶员侧区域18、22(图1)。如图3示意性说明的，组件250可以是车辆14的客舱10的车顶内衬。但应当理解的是组件250可以是根据前述原则适于由混杂复合材料制造的位于车辆14里面或其上(图1)的其它组件。组件250的第一和第二纤维材料258、270可以选自基底120中使用的相同组的纤维。进一步地，第一和第二部254、266中使用的第一和第二纤维材料258、270可以具有与基底120的驾驶员侧和乘客侧部184、188中的相同或可比的纤维长度和纤维体积分数。类似地，组件250的第一和第二树脂262、274可以具有与基底120中使用的树脂可比的组分。进一步地，组件250可以包含和基底120相关的与前面所述的纤维垫可比的纤维垫。

现在参照图4，说明了根据一个实施例的注塑成型系统300，其包括加热器302、泵304、控制器308、模具312和一对注塑管线316。加热器302熔化第一复合材料230和第二复合材料234，并且泵304对熔化的第一和第二复合材料230、234增压并迫使熔化的第一和第二复合材料230、234穿过注塑管线316并通过连接口320进入模具312。泵304能够产生允许第一和第二复合材料230、234在高压力和速度下被注入模具312的高流体压力。每个注塑管线316与模具312上的其中一个连接口320接合使得第一和第二复合材料230、234可以在不同位置进入模具312。在系统300的一些实施例中，多于两种的复合材料可以被注入模具312。在这些结构中，注塑成型系统300可以包括用于每种材料的独立的注塑管线316，并且模具312可以包含用于每种额外的注塑管线316的独立的连接口320。

当固化时，图4中的第一和第二复合材料230、234适于形成最终组件，例如仪表板基底120、加强件150、组件250。第一复合材料230包括在第一树脂262内的第一纤维材料258。类似地，第二复合材料234包括在第二树脂274内的第二纤维材料270。因此，第一和第二纤维材料258、270和第一和第二树脂262、274可以由任何结合仪表板基底120、加强件150或组件250公开的各自的纤维和树脂组成。

再次参照图4，模具312具有A板324和B板328，每个板限定了大约二分之一个模具312的母模332。A板324包括连接口320，第一和第二复合材料230、234通过该连接口320进入模具312。A和B板324、328的每个包含二分之一个最终车辆组件(例如车辆组件250、基底120、加强件150等)的压痕使得当关闭模具312时，负压痕限定具有接近最终组件的尺寸的模具母模332。在一些实施例中，模具312可以包括镶块和/或子总成以帮助最终组件的形成。

如图5A所示，当模具312配置为形成基底120时，其具有驾驶员侧部336、中控面板部340和乘客侧部344来适应形成基底120各自的部184、180、188(图2)。在注入熔化的第一和第二复合材料230、234的过程中，压力施加于模具312上使得A板324和B板328压靠在一起。作用于模具312上的力阻止基底120上发生模具分离和飞边。当图5A中说明的处于关闭状态时，模具312可以通过分离A板324和B板328打开。当模具312处于打开状态时，基底120可以被抽出，然后可以清洗模具312和母模332。使用模具312的注塑成型系统300可以以上述的同样的方式用于形成加强件150、集气支架220、车辆组件250或各种其它适合由混杂复合材料制造的车辆组件。

现在参照图6，提供了配置为形成最终组件——例如仪表板26的基底120——的方法360的原理图。方法360包括五个主要步骤，步骤364、368、372、376和380。方法360开始于熔化第一和第二复合材料230、234的步骤364，紧跟着是准备注塑成型系统300的步骤368。然后进行将第一和第二熔化的复合材料230、234注入模具312的母模332的步骤372。然后进行冷却熔化的第一和第二复合材料230、234形成最终组件——例如仪表板26的基底120——的步骤376。最后进行将最终组件从模具312移除的步骤380。

参照图4-6，步骤364涉及在加热器302中将第一和第二复合材料230、234加热至足以熔化树脂组分的温度。随着树脂的熔化，泵304能够使熔化的第一和第二复合材料230、234穿过注塑管线316并通过连接口320进入模具312的母模332。第一和第二复合材料230、234——尤其当包含尼龙树脂时——可以在100℃-400℃之间的温度——更优选在210℃-275℃之间的温度——被注入。典型地使熔化的第一和第二复合材料230、234过热至足够高的温度以阻止它们在到达母模332之前在注塑管线316中过早固化。这里使用的术语“过热”指的是第一和第二复合材料230、234的熔化温度和注入温度之间的温度差。过热也是必需的以确保第一和第二复合材料230、234具有足够低的粘度进入母模332的狭窄的区域。对于复合材料230、234过热可以在10℃-50℃之间。根据选择用于复合材料230、234的组分、模具312的几何结构以及其它条件，其它注入温度和过热条件可以是合适的。

准备注塑成型系统300的步骤368可以包括例如预加热模具312、准备好注入管线316，和/或将预装配的纤维垫或多个垫放置到模具312的母模332中。注入第一和第二复合材料230、234的步骤372可以具有5秒-30秒之间——更优选10秒-20秒之间——的持续时间。其它持续时间可以适合于更复杂的模具母模332的几何尺寸和/或复合材料230、234的较低熔化粘度组分。在一些实施例中，可以同时发生熔化的第一和第二复合材料230、234的注入，而在其它实施例中，分别注入每种复合材料。在注入步骤372过程中，熔化的第一和第二复合材料230、234被注入到各自的模具312的驾驶员侧和乘客侧部336、344(参见图5A)，从而使得纤维在最终组件——例如基底120——里面的实质上分离。复合材料230、234也可以在母模332的其它点被注入来建立需要的分离或其它性能。

再次参照图4-6，冷却熔化的第一和第二复合材料230、234形成最终组件——例如基底120——的步骤376在模具312保持处于压力和冷却之下发生。模具312可以水冷却或可以空气冷却促进最终组件的固化。基底120的固化之后，打开模具并通过启动一系列顶针(未示出)进行移除最终组件的步骤380将最终组件从模具312的B板顶出的。

特别参照图5A，在将第一和第二复合材料230、234注入模具312的母模332的步骤372过程中说明了配置为生产基底120的模具312的横截面。通过一系列浇口(未示出)注入第一和第二复合材料230、234。通过将第一和第二复合材料230、234注入到各自的母模332的驾驶员侧和乘客侧部336、344填充母模332。一旦进入模具312，熔化的第一和第二复合材料230、234流畅地朝向彼此流过母模332。

现在参照图5B，在母模332的预定位置，熔化的第一和第二复合材料230、234继续朝向彼此流动并结合形成边界区域240。边界区域240包括来自第一和第二复合材料230、234的纤维和树脂的混合物，并可以具有1mm-50mm之间的宽度。通过设计模具312、注塑成型系统300的工艺参数以及选择用于第一和第二复合材料230、234的特定组分控制边界区域240的位置和宽度。工艺参数可以由控制器308(图4)控制。在一个示例性实施例中，在注入步骤372过程中可以将多于两种的具有不同组分的复合材料注入到母模332。在该结构中，在每个复合材料之间有边界区域240使得每个边界区域240具有与其它的边界区域不同的组分。一旦冷却和固化第一和第二复合材料230、234，边界区域240内的树脂和纤维的混合物在第一复合材料230和第二复合材料234之间建立了完整的连接，从而将基底120或其它最终组件保持在一起。

应当理解的是在没有脱离本发明的思想的情况下可以对上述结构作出改变和变化。例如，本发明的混杂复合材料及其制造方法可以同样适用于机动车辆的格栅。例如，混杂复合材料格栅的附着点需要额外的以短切碳纤维形式的加强件。进一步应当理解的是这样的思想试图被以下权利要求覆盖，除非这些权利要求通过它们的语言明确另外说明。

Claims (16)

1.一种形成车辆仪表板的方法，包含以下步骤：

熔化包含碳纤维和尼龙树脂的第一复合材料；

熔化包含玻璃纤维和尼龙树脂的第二复合材料；

将熔化的复合材料注入仪表板模具使得碳纤维和玻璃纤维的每个分别实质上集中在模具的各自的驾驶员侧和乘客侧部；以及

冷却熔化的复合材料形成仪表板。

2.根据权利要求1所述的方法，其中模具的驾驶员侧部的第一复合材料具有在尼龙树脂中15％-40％的碳纤维体积分数。

3.根据权利要求1所述的方法，其中第一熔化的复合材料的碳纤维实质上集中在模具的驾驶员侧部和中控面板部。

4.根据权利要求1所述的方法，其中第一复合材料的碳纤维具有5mm-7mm的平均纤维长度。

5.根据权利要求1所述的方法，进一步包含以下步骤：

在模具中的第一和第二熔化的复合材料之间形成边界区域，其中模具中的碳纤维和玻璃纤维实质上在边界区域内混合。

6.根据权利要求1所述的方法，其中进行将熔化的复合材料注入仪表板模具的步骤使得将第一和第二熔化的复合材料二者同时或在大约相同的时间注入模具。

7.一种形成车辆仪表板的方法，包含以下步骤：

熔化包含第一纤维材料和第一树脂的第一复合材料；

熔化包含第二纤维材料和第二树脂的第二复合材料；

将熔化的复合材料注入模具使得第一和第二复合材料的每个实质上集中在模具的各自的驾驶员侧和乘客侧部；以及

冷却熔化的复合材料形成车辆仪表板；

其中第一和第二纤维材料选自由以下物质组成的材料的群组：碳、芳族聚酰胺、铝金属、氧化铝、钢、硼、二氧化硅、碳化硅、氮化硅、超高分子量聚乙烯类、高碱玻璃、无碱玻璃、无硼无碱玻璃、中碱玻璃、低介电玻璃、R-玻璃以及S-玻璃；

其中第一和第二树脂选自由以下物质组成的材料的群组：尼龙、聚丙烯、环氧树脂、聚酯、乙烯酯、聚醚醚酮树脂、聚苯硫醚、聚醚酰亚胺、聚碳酸酯、硅氧树脂、聚酰亚胺、聚醚砜、三聚氰胺甲醛树脂、酚醛树脂和聚苯并咪唑。

8.根据权利要求7所述的方法，其中第一和第二树脂具有实质上相同的组分。

9.根据权利要求7所述的方法，其中进行将熔化的复合材料注入模具的步骤使得将第一和第二复合材料二者同时或在大约相同的时间注入模具。

10.根据权利要求7所述的方法，进一步包含步骤：

在模具中的第一和第二熔化的复合材料之间形成边界区域，其中各自的第一和第二复合材料的第一和第二纤维实质上在边界区域内混合。

11.根据权利要求7所述的方法，其中第一和第二纤维材料的每个具有5mm-7mm的平均纤维长度。

12.根据权利要求7所述的方法，其中模具的第一部的第一复合材料具有在第一树脂中15％-40％的第一纤维体积分数。

13.一种形成车辆仪表板的方法，包含以下步骤：

熔化包含第一纤维材料和树脂的第一复合材料；

熔化包含第二纤维材料和树脂的第二复合材料；

将第一和第二熔化的复合材料的实质部分注入模具的各自的驾驶员侧和乘客侧部；以及

冷却模具形成具有包含第一和第二复合材料的混合物的边界区域的车辆仪表板；

其中第一和第二纤维材料选自由以下物质组成的材料的群组：碳、芳族聚酰胺、铝金属、氧化铝、钢、硼、二氧化硅、碳化硅、氮化硅、超高分子量聚乙烯类、高碱玻璃、无碱玻璃、无硼无碱玻璃、中碱玻璃、低介电玻璃、R-玻璃以及S-玻璃；

其中树脂选自由以下物质组成的材料的群组：尼龙、聚丙烯、环氧树脂、聚酯、乙烯酯、聚醚醚酮树脂、聚苯硫醚、聚醚酰亚胺、聚碳酸酯、硅氧树脂、聚酰亚胺、聚醚砜、三聚氰胺甲醛树脂、酚醛树脂和聚苯并咪唑。

14.根据权利要求13所述的方法，其中进行将第一和第二熔化的复合材料的实质部分注入模具的步骤使得将第一和第二熔化的复合材料二者同时或在大约相同的时间注入模具。

15.根据权利要求13所述的方法，其中第一和第二纤维材料的每个具有5mm-7mm的平均纤维长度。

16.根据权利要求13所述的方法，其中模具包含纤维垫加强件，并且注入第一和第二熔化的复合材料的实质部分的步骤进一步包含将熔化的复合材料注入到纤维垫加强件里面或周围，以及进一步地其中车辆仪表板进一步包含加强件。