CN111093934A - 用于车辆雷达的热塑性雷达罩的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于借助于模具制造用于车辆雷达的雷达罩的方法，所述雷达罩由两种热塑性材料制成并设有膜(3)，其中所述模具包括第一部分(10)和第二部分(20)，所述两个部分(10、20)限定第一模制室(100)，所述方法包括以下步骤：‑将所述膜(3)铺设在所述第二部分(20)的壁(21)上；‑第一次闭合所述模具；‑将第一热塑性材料注射到所述第一模制室(100)中以在所述膜(3)上获得包覆模制的第一层(1)；‑打开所述模具；‑第二次闭合所述模具，以通过使用第三部分(30)形成第二模制室(200)，该第三部分与所述第一部分(10)共同限定所述第二模制室(200)；‑将第二热塑性材料注射到所述第二模制室(200)中，以在所述膜(3)上获得包覆模制的第二层(2)，所述膜(3)位于所述包覆模制的第一层和第二层(1、2)之间。

Description

用于车辆雷达的热塑性雷达罩的制造方法
技术领域
本发明涉及一种用于制造塑料零件的方法。更具体地说，本发明涉及一种用于制造车辆(机动车辆或人力车辆)零件的方法。本发明还涉及一种通过该制造方法获得的零件。本发明还涉及一种配备有通过该制造方法获得的零件的车辆雷达的组件和一种配备有这样的组件的车辆。
背景技术
专利EP2640609中已经提出一种用于机动车辆的装饰性雷达罩(可以是前格栅的商标或徽标)的制造方法，其通过独立模制两个零件并将这两个零件借助于胶合组装起来。在胶合之前将装饰膜布置在两个零件中的一个上，以使得膜在胶合之后夹在两个零件之间。该方法要制造两个不同的零件，因此要求使用两个压机或至少两套工具。此外，在该类型的方法中，可能会存在密封性不足和在两个零件之前困有气泡。这样的现象干扰、甚至阻止波穿过该零件通过，尤其是当该零件用作车辆雷达的保护设备(也称作雷达罩)时。而且，由此获得的雷达罩会给所使用的雷达加强几何形状的限制，这是因为雷达类型将受商标尺寸限制。
发明内容
本发明的目的尤其在于通过提供一种塑料零件(尤其是用于车辆雷达的雷达罩)的替代的制造方法来弥补这些缺陷。
为此，本发明的主题在于一种借助于模具制造用于车辆雷达的雷达罩的方法，所述雷达罩由两种热塑性材料制成并设有膜，其中所述模具包括第一部分和第二部分，该两个部分限定第一模制室，所述方法包括以下步骤：
-将膜铺设在第二部分的壁上；
-第一次闭合模具；
-将第一热塑性材料注射到第一模制室中以在膜上获得包覆模制的第一层；
-打开模具；
-第二次闭合模具，以利用第三部分形成第二模制室，该第三部分与所述第一部分共同限定第二模制室；
-将第二热塑性材料注射到第二模制室中，以在膜上获得包覆模制的第二层，膜位于包覆模制的第一层和第二层之间。
第一部分可对应于模具的凹模，第二部分可对应于凸模，该凸模具有用于在将第一热塑性材料注入第一模制室中之后推出第一包覆模制层的脱模装置。第三部分可对应于具有与用于第一模制室凸模不同的特征的第二凸模。第一层包覆模制在膜的一个面上并留在模具的第一部分上，而膜的另一面暴露于自由空气，以能够在第二模制室闭合之后接收第二热塑性材料的注入。由此，在第二热塑性材料注入期间，膜保持布置在模具中。无需对膜的任何操作，这样就避免损害膜。此外，第二热塑性材料层是通过注射材料而添加在之前包覆模制而成的部件上的，这允许获得两个层之间良好的密封，同时还避免在要求胶合步骤的制造方法中可能会存在的气泡或杂质。
所述方法可以另外还包括单独或组合地采用的一个或多个以下特征：
-所述方法包括在第二次闭合模具之前改变第一部分位置的步骤。第一部分的位置改变允许释放第二部分附近的空间，以使得能够将新的膜布置在第二部分的壁上以包覆模制下一零件。
-改变第一部分位置的步骤是旋转第一部分以将其布置在第三部分对面的步骤。为此，包覆模制可以借助于旋转基部或平台来实现。各凸模因此围绕基部或平台的轴布置。
-改变第一部分位置的步骤是平移第一部分以将其布置在第三部分对面的步骤。为此，包覆模制可以借助于在压机平台上移动的搬运车来实现。各凸模因此沿着该搬运车的路径布置。
-第一热塑性材料选自以下材料：聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚酰胺(PA)或聚酯，如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)。
-第二热塑性材料选自第一热塑性材料的材料及以下材料(优选地为黑色的)：丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)。对每次注射选择材料允许获得透明或半透明的第一层和不透明的第二层。
-所述膜包括被装饰且优选地被金属化的表面。具有镀铬外观的金属化表面允许根据车型响应包覆模制零件的美观需求。在包覆模制期间，金属化表面被优选为透明的第一热塑性材料包覆模制。膜的相对表面因此被优选为不透明的第二热塑性材料包覆模制。膜的被装饰的部分因此位于膜与第一热塑性材料之间。这允许获得的零件的金属化图像具有更好的光泽度和清晰度。当装饰想要三维深度效果时(金属化图标经常是这样的情况)，这是尤其有利的。该构造还允许不显现膜与被装饰区域之间的界面，这是因为可能会更不美观的该界面区域被装饰遮挡。
作为膜的功能性表面，该金属化表面自注射第一热塑性材料起被快速地保护起来。而且，在第一次注射之后，膜在其整个表面上都保持在第一层上，这允许注射厚度可能会甚至更大的第二热塑性材料，且如果首先注射第二热塑性材料的话膜的变形的风险可能会更大。所述方法允许以最少的搬运操作来包覆模制具有大面积装饰的膜，这是因为膜仅由操作员或自动化地布置在模腔底部，然后就无需从压机取出，而在各个注射步骤结束时获得最终零件，生产方式是可再现的且非常高节奏的，该最终零件具有在其两个面上完全被保护的膜，且具有无气泡的界面，厚度在整个用作雷达罩的表面上恒定，以具有良好的对于波的透明性。
-金属化表面是通过材料沉积工艺(优选地气相沉积技术)或上漆工艺或金属化膜包覆模制或烫印技术获得的。使用该类型的覆层允许雷达波通过，以在部分或完全自主驾驶车辆研发方面确保各种检测功能。膜与第一和第二热塑性材料的兼容性良好，以使得界面质量良好(无气泡、无膜的变形等)，以使得对于波的透明性尽可能地好，并且这在大表面的膜上也是可再现的。
-所述方法包括在闭合第一模制室步骤之前热成型膜的步骤。这在于在注射第一塑料材料之前提供3D形状。膜因此厚度均匀且良好地展开，这样能降低其在注射工艺期间变形、甚至断裂的风险。
-所述方法包括在热成型膜步骤之后切割膜的步骤。该配置允许避免最终零件起鳞，所包覆模制的膜的表面越大，起鳞的风险就越高。起鳞会损害零件的美观，并干扰波通过。空气或水进入两个包覆模制的层之间的风险也得到降低，这延缓零件老化。
-所述膜包括加热元件。加热元件能够给该包覆模制零件添加除霜功能。加热元件可以是直接集成在膜中的线或加热材料的图案。该图案可以根据选自以下构成的集合的方法铺设在膜上：丝网印刷，蜡纸(stencil)，雕版印刷(par gravure)，凹版印刷(partampon)，苯胺印刷，胶版印刷，静电印刷，和喷墨印刷。
-加热元件设置在膜的表面上，位于膜与包覆模制的第二层之间。该设置允许借助于第二材料而具有“热盾”效果，这是因为热量优选地穿过第一材料传向零件外，该第一材料有利地具有比第二材料更佳的导热性和更小的厚度。
所述膜可以在其两个面上被装饰或被功能化。这样的膜非常脆弱，必须小心操作，以免损坏装饰或功能化。在该情况下，作为本发明主题的制造方法允许不在各个注射步骤之间操作膜，因此避免损坏的风险。
本发明的主题还在于一种零件，优选地是用于车辆的零件，该零件通过如上所述的制造方法获得。该零件可以是大尺寸的零件，如机动车辆格栅，其前部面的尺寸可以是500mm×1200mm。该零件也可以是保险杠蒙皮，其前部面的尺寸可以是800mm×2000mm。
本发明的主题还在于一种车辆雷达和通过如上所述的制造方法获得的零件的组件。
最后，本发明的主题在于一种配备有如上所述的组件的车辆。
附图说明
阅读以下仅作为例子提供并参照附图做出的说明，将更好地理解本发明：
图1是零件制造方法的一个例子在注射第一热塑性材料时的示意图；
图2是根据图1的方法在注射第二热塑性材料时的示意图；
图3是包括加热元件的零件的第一实施方式的示意图；
图4是根据图3的零件的制造方法的示意图；
图5是包括加热元件的零件的第二实施方式的示意图；
图6是通过根据第一变型的制造方法获得的零件的细节图；
图7是通过根据第二变型的制造方法获得的零件的细节图。
具体实施方式
现在将说明本发明的一个具体实施方式，该具体实施方式是下述零件的制造方法，所述零件是用于车辆雷达的宽大且被装饰的雷达罩。
如图1所示意性地示出的模具包括第一部分10和第二部分20，两个部分10、20限定第一模制室100。根据图1和2所示的例子，模具的第一部分10安装在具有轴A的旋转基部或平台上。在第二部分20的内壁21上放置有膜3。
这是装载电子装置的塑料膜(也称作“塑电膜”)。该技术允许在塑料零件(在此为由柔性聚合物制成的衬底)上直接集成各种类型的功能(电子、机械、光学等，并且在此更具体而言，是用于除霜的功能性元件、光源或电连接)，功能化部分由此能够变形。因此称之为功能化膜。常用材料是聚酰亚胺(PI)、聚醚醚酮(英文为PEEK)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)，并可考虑其它材料。而且，该膜具有至少一个被装饰的面，其优选地金属化为具有镀铬外观。金属化表面是通过沉积材料(优选地为铟类型的)的工艺或通过上漆工艺或通过包覆模制金属化膜获得的。装饰覆层和尤其是金属化表面通过本领域技术人员已知的技术获得，例如烫印技术(印刷过程中膜被压抵着表面)或通过包覆模制金属化膜(例如通过预先沉积提供金属外观的薄覆层，该层约为0.5μm)，或通过施加镀铬漆，或通过金属(例如铟、金或锡)的气相沉积技术(“Physical Vapour Deposition”，PVD)。对这些技术和这些金属的使用允许赋予雷达罩金属化外观，尽管金属元件一般会干扰雷达波的传输。
当膜完全放置在第二部分20的壁21上时，实现模具的第一次闭合，并且将第一热塑性材料注射到第一模制室100中以获得包覆模制在膜3上的第一层1。第一热塑性材料选自以下材料：聚碳酸酯(PC)，聚丙烯(PP)，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚酰胺(PA)或共聚酯，像聚对苯二甲酸乙二酯(PET)等。第一热塑性材料具有透明的颜色。将膜的与金属化面相对的那一面与内壁21接触地放置在第二部分20上是重要的。由此，第一热塑性材料包覆模制在该金属化面上，这使得零件的金属化图案具有更好的光泽度和清晰度。
一旦获了得包覆模制的第一层1，进行模具的打开以使得第一部分10与第二部分20分开。同时，包覆模制的第一层1被设置在第二部分20中的脱模装置推出。包覆模制的第一层1由此在打开模具期间保持固定在第一部分10上。
一旦两个部分10、20被分开，第一部分10通过围绕轴A转动来改变位置，以布置在第三部分30对面。然后，闭合模具以形成由第一部分10和第三部分30限定的第二模制室200。该步骤之后接着将第二热塑性材料注射到第二模制室200中以获得包覆模制在膜3上的第二层2。第二热塑性材料选自以下材料：丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚酰胺(PA)或共聚酯，像聚对苯二甲酸乙二酯(PET)等。第二热塑性材料具有黑色的颜色，并且从与金属化面相对的面注射到膜上。由此，膜3布置在包覆模制的第一和第二层1、2之间。
根据本发明的一个替代方案，所述方法可包括在闭合第一模制室100的步骤之前热成型膜的步骤。由此可在注射第一塑料材料之前将3D形状添置到膜的金属化面。
根据本发明的另一个替代方案，所述方法包括在膜3的热成型步骤之后切割膜3的步骤。膜3不再摊平在整个最终零件上，而是仅存在于零件的预定区域上。为了在注射期间将膜良好地维持在位置上，并且为了使得膜被热塑性材料良好地包裹，可考虑两个变型：
图6所示的第一变型在于在注射第一热塑性材料时在膜的边缘形成突出区域5。在注射第二热塑性材料时，包覆模制的第二层2形成与包覆模制的第一层1的形状互补的形状，这使得膜3被良好地困在两个层之间，周围没有空隙。
图7所示的第二变型在于在注射第一热塑性材料时在膜3与模具之间形成槽6。在注射第二热塑性材料时，类似于第一解决方案地，包覆模制的第二层2形成与包覆模制的第一层1的形状互补的形状。由于膜3位于模制工具的边缘处，因此位于容置部底部，更加容易将其定位和维持在位置上。
根据本发明的另一变型，膜3包括连接到供电线32的加热元件31。加热元件31设置在膜3与包覆模制的第二层2之间。根据如图3和4所示的第一实施方式，可在模具中使用插件为供电线32在包覆模制的第二层2中形成通道4。该实施方式允许使得供电线32从最终零件的不可见侧通过，避免将零件集成在车辆上的问题。也可考虑第二实施方式，根据该第二实施方式，如在图5中可见，供电线部分地夹在包覆模制的两个层之间。
本发明不限于所说明的实施方式，其它实施方式对于本领域技术人员会是可预见的。尤其是，可以通过第一部分10的平移改变模具的第一部分10的位置，以使得它布置在第三部分30对面。
还可考虑另一实施方式，根据该另一实施方式，所述方法包括通过第三凸模注射第三塑料材料的步骤和在该额外步骤时包覆模制第二膜。在该情况中，将第二膜布置在第三凸模的模腔中，并将在前两步注射后获得的零件放置在该凸模前方，同时保留将第三塑料材料注入其中的空间。第一膜可以是具有加热元件的膜或被装饰的膜，而第二膜是被装饰的膜。第一塑料材料和第二塑料材料都是不透明的材料，它们分别位于第一膜的两侧。第三塑料材料可以是透明材料。第二膜可以是被装饰的膜。如果在注射第三材料之前将第二膜布置在前两步注射获得的零件上，则该第三材料有利地覆盖第二膜。
可通过静电使得膜在模腔底部中张紧，或可考虑位于模腔表面上的抽吸系统，以将其正确地定位并在注射塑料材料期间将其维持在位置上。如果第二膜布置在前两步注射所获得的零件上，则可考虑穿过零件的等同系统以将膜维持在位置上。

Claims (15)

1.一种借助于模具制造用于车辆雷达的雷达罩的方法，所述雷达罩由两种热塑性材料制成并设有膜(3)，其中所述模具包括第一部分(10)和第二部分(20)，所述两个部分(10、20)限定第一模制室(100)，所述方法的特征在于，它包括以下步骤：
-将所述膜(3)铺设在所述第二部分(20)的壁(21)上；
-第一次闭合所述模具；
-将第一热塑性材料注射到所述第一模制室(100)中以在所述膜(3)上获得包覆模制的第一层(1)；
-打开所述模具；
-第二次闭合所述模具，以利用第三部分(30)形成第二模制室(200)，该第三部分与所述第一部分(10)共同限定所述第二模制室(200)；
-将第二热塑性材料注射到所述第二模制室(200)中，以在所述膜(3)上获得包覆模制的第二层(2)，所述膜(3)位于所述包覆模制的第一层和第二层(1、2)之间。
2.如权利要求1所述的方法，该方法包括在所述第二次闭合模具之前改变所述第一部分(10)位置的步骤。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述改变所述第一部分(10)位置的步骤是旋转所述第一部分(10)以将其布置在所述第三部分(30)对面的步骤。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述改变所述第一部分(10)位置的步骤是平移所述第一部分(10)以将其布置在所述第三部分(30)对面的步骤。
5.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一热塑性材料选自以下材料：聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚酰胺(PA)或聚酯，如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)。
6.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第二热塑性材料选自以下材料并优选为黑色：丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚酰胺(PA)或聚酯，如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)。
7.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述膜包括被装饰且优选地被金属化的表面。
8.如权利要求7所述的方法，其中，所述金属化表面是通过材料沉积工艺(优选地气相沉积技术)或上漆工艺或金属化膜包覆模制或烫印技术获得的。
9.如上述权利要求中任一项所述的方法，所述方法包括在闭合所述第一模制室(100)的步骤之前热成型所述膜的步骤。
10.如权利要求9所述的方法，所述方法包括在热成型所述膜的步骤之后切割所述膜的步骤。
11.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述膜(3)包括加热元件(31)。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述加热元件(31)设置在所述膜(3)的表面上，位于所述膜(3)与所述包覆模制的第二层(2)之间。
13.一种零件，优选为用于车辆的零件，该零件通过如上述权利要求1至12中任一项所述的制造方法获得。
14.一种车辆雷达与通过如上述权利要求中任一项所述的制造方法获得的零件的组件。
15.一种配备有如权利要求14所述的组件的车辆。
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