CN1373708A - 制造夹层板和制造体部件的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于制造轻的容易构造的组件(夹层板或用于形成车体的组件)。多个杯状的凹腔(18)被形成在一个柔性的金属膜片(16)上。外层(12,24)被施加到柔性金属膜片(16)的每一侧。每个凹腔(18)的开口首先被外层(12)所覆盖。另一个外层(24)被施加到凹腔(18)的自由端。一个已经形成的金属体片(24)可以通过粘接剂被连接到杯状凹腔(18)的顶表面(26)上以形成一个汽车体部件,于是所述金属片被用作另外的外层。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于制造夹层板和制造体部件的方法。
本发明还涉及一种夹层板和使用一个相应的方法制造的体部件。
背景技术
在现有技术中夹层板是众所周知的，主要是指蜂窝状夹层板，其中蜂窝状的中间层是由包括一个硬的铝合金。这个层用非连续的方法通过粘结单个的结构制造成环状的。最后，将覆盖层层压在蜂窝状结构的两侧。通过这种方式形成的蜂窝状夹层板不能在三维方向上变形，因为蜂窝单元的壁被彼此结合在一起。上述制造过程是不连续的，因此相对较不经济。
在现有技术中已知的另一种制造夹层板的方法中，长的PET管被粘结在一起形成一束。然后沿着垂至于PET管的纵向长度方向，将根据这种方式得到的PET管束切割成盘片。最后，覆盖层被层压在每个单个盘片的两侧。这种方法同样也是非连续地被执行。
本发明的目的是提供一种方法，可以经济地方便地制造夹层板和体部件。
此外，本发明的另一个目的是提供一种结构简单和重量轻的夹层板和体部件。
为了实现本发明，本发明提出了一种用于制造夹层板的方法，包括以下步骤：在一个柔性的金属膜片上形成多个杯状的凹槽；将一个覆盖层施加到上述柔性金属膜片的每一侧，在这个过程期间，在每一个杯状的凹槽上，首先通过一个覆盖层将开口封闭，接着将另一个覆盖层施加到上述凹槽的自由端。
另外，本发明还提出了一种夹层板，具有两个覆盖层和一个中间层，上述两个覆盖层基本相互平行，中间层位于两个覆盖层之间，其特征在于，中间层可以是一个柔性金属膜片，在该膜片上设置有多个压制的杯状凹槽，凹槽的开口被封闭。根据本发明的方法与现有技术中的已知的方法相比所具有的特别优点在于，本发明的方法可以被连续地执行，即使使用柔软的铝材料构成一个中间层。
根据本发明的夹层板具有高的强度和极轻的重量。此外，可以通过使用适合的凹槽的布置可以使夹层板在三维方向上变形。
根据本发明制造的夹层板能够被优选应用在汽车工业(顶衬、后行李架等)和展览技术中。
可以通过压制或深冲工艺形成杯状的凹槽。为了形成杯状的凹槽又不损坏材料，柔性金属膜片的材料优选具有至少70×103N/mm2的弹性模量。
柔性的金属膜片有利地包括铝或铝合金或者铜或铜合金，其厚度可以为10μm到200μm，优选为20μm到100μm。
杯状的凹槽基本被形成为一个椭圆体、一个球体、一个圆柱体、一个截头圆锥或者一个截头锥体的形状。
覆盖层可以包括金属，例如铝或铝合金或者铜或铜合金，其厚度优选为从0.5mm到2.0mm。
可是，覆盖层可以包括塑料，例如PET或PP或者PS或ABS。
也可以将一个Resopal板用作覆盖层。这种类型的Resopal板的厚度为0.4mm到2.0mm。优选为1.3mm。
覆盖层优选被粘结到柔性金属膜片上。
覆盖层不但可以是平面形状，也可以是弯曲的形状，因为中间层能够改变它的形状。此外，它也可以是具有肋的结构。
最后，一个夹层板可以形成具有多层的形状。为此，一个附加的包括带有杯状凹槽的柔性金属膜片的中间层被施加到覆盖层中的一个上，以及一个附加的覆盖层被固定到这个中间层上。
本发明还公开一种用于制造一个体部件的方法，以实现本发明的目的。通过与制造夹层板的方法的对比，在这个方法中，金属体片直接形成了另外的覆盖层。
被结合在一起的层压结构确保体部件具有高的强度和低的重量。特别是扭转刚度十分高。此外，根据本发明的体部件具有良好的声学特性和优秀的抗腐蚀性。
所使用的粘接剂优选是一个封装的、热有效的粘接系统，该系统可以在一个超过165度的温度起作用并且完全起作用。层压结构和金属体片通过施加压力同时又进行加热而被结合在一起。体部件可以承受超过200度的温度。
在结合操作之前，封装的泡沫系统或者具有微粒封装的泡沫系统可以被引入到层压结构和金属体片之间，该泡沫系统可以在结合期间起作用。这将取得良好的绝热和隔音的效果。
覆盖层优选是一个铝片。
根据本发明的方法可以被用于制造诸如汽车顶部、发动机罩、行李箱盖、车门或者其它诸如体部件的三维变形部件。
附图说明
通过参考附图，将更加详细地解释本发明的实施例，其中：
图1显示了一个夹层板的第一实施例的中间层的平面图；
图2是杯状凹槽的第一变化视图；
图3是杯状凹槽的第二变化视图；
图4示意地显示了用于制造夹层板的一个方法的步骤；
图5显示了夹层板的第二实施例的侧视分解视图；
图6显示了图5中的夹层板的俯视分解视图；
图7显示了一个双层中间层；
图8显示了具有一个双层中间层的夹层板的第三实施例的侧视图；
图9显示了具有一个双层中间层的夹层板的第四实施例的侧视图；
图10显示了用于制造车顶的层压结构；
图11显示了通过汽车车顶的部分截面视图；
图12显示了图11的XII的局部。
优选实施例的详细描述
在图1中显示了中间层1包括一个柔性金属层，多个均匀分布的凹槽2沿着一个方向被压制在金属膜片之中。这可以通过诸如冲压或深冲工艺成型。
中间层1的柔性金属膜片包括铝或铝合金或者铜或铜合金，或者其它可以被冲压和拉出的金属。通过采用厚度可以为10μm到200μm的金属膜片。在大多数应用中柔性金属膜片的厚度优选为20μm到100μm。
中间层的柔性金属膜片的材料优选在塑料的情况下具有至少为两个2×103N/mm2的弹性模量，以及在金属(例如铝)的情况下优选为70×103N/mm2的弹性模量。
杯状的凹槽2可以具有不同的形状。在图2和图3中显示了杯状凹槽2的两个有利的形状。
在图2中的凹槽2具有半椭圆形的形状，而在图3中的凹槽2具有自由端8被直线截去的半椭圆形的形状。
杯状的凹槽2可以具有球形、圆柱形、截头圆锥或者截头锥形的形状。杯状凹槽的直径优选大致对应于已经变形为中间层的柔性金属膜片的厚度。
在杯状的凹槽2已经被形成在柔性金属膜片2中以形成中间层1之后，可以在中间层1的两侧施加到覆盖层3或4。在上述处理之中，在每个凹槽2，首先凹槽2的开口被一个覆盖层3所封闭，然后另外的覆盖层4被结合到对应凹槽2的自由端8。
这是很重要的，因为通过覆盖层3对凹槽2的开口7的封闭会导致一个在凹槽2中形成的空气垫，这将防止由柔性金属形成的凹槽2在施加另外的覆盖层4时被压缩。
在图4中表示了后面的方法步骤。在图4中的箭头指示单个部件的移动方向。中间层1被连续输送在一个平面上。涂覆有诸如聚氨脂粘接剂的粘接剂9的覆盖层3，在面向中间层1的侧面，被连续地输送到中间层1的设置有凹槽2的开口7的这一侧，然后被粘接在其上，结果开口7被覆盖层3所封闭。同样涂覆有诸如聚氨脂粘接剂的粘接剂9的覆盖层4，在面向中间层1的侧面，在覆盖层3之后，被连续地输送到中间层1上，如沿着中间层1移动的方向观察，然后被粘接在凹槽2的自由端8上。这时，凹槽2的开口7已经被覆盖层3所封闭。接着，将这样形成的夹层板结构切割成所需要尺寸的夹层板。
另外，也可以首先只是将覆盖层3施加在中间层1的具有开口7的一侧，然后可以将这个部件临时储存为一个层压结构，下面将在图10中对此进行详细描述。另外的覆盖层4可以在以后的时间进行施加。这将使覆盖层4具有十分宽的选择范围。
覆盖层3，4可以包括金属，例如铝或铝合金或者铜或铜合金。根据特定的应用，覆盖层3，4的厚度通常为从0.5mm到2.0mm。可以覆盖层3，4也可以选择更厚或更薄。
可是，覆盖层可以包括塑料，例如PET或PP或者PS或ABS，或者也可以是一个Resopal板。在这个情况下，所使用的Resopal板的厚度优选为0.4mm到2.0mm。
图5和6显示了夹层板的第二实施例。覆盖层3，4没有涂覆粘接剂。在每个情况下，一个双面粘接片5被布置在覆盖层3，4和中间层1之间。粘接片5通过一个加热装置起作用。
一个封装缝纫粘接系统也可以用作粘接剂。一个封装的粘接系统是一个双阶段粘接剂。例如，第一组份可以在例如70-80度起作用。另一个组份可以一个诸如160-180度的温度下在变形以形成部件期间起作用。
图7显示了一个双层中间层1，具有多个向上延伸的凹槽2’和多个向下延伸的凹槽2，它们在各自的情况下都形成在一个柔性金属膜片之中。一排凹槽2与一排相邻的凹槽2’相互交替设置。两个金属膜片被相互粘接在一起，于是一个金属膜片形成了隔离另一个金属膜片的凹槽2或2’的覆盖层。可是，也可以通过一个覆盖层隔离每个金属膜片的凹槽2，2’，以及也可以将这些覆盖层彼此结合在一起。
在图7中显示了在夹层板的第二实施例中使用的双层中间层1，在图8中，显示了夹层板的第二实施例。在各自的情况下，一个双面的粘接片5或5’被布置在凹槽2，2’的自由端和相关的覆盖层3，4之间。凹槽2，2’在各自的情况下具有一半伸长的椭圆体形状。
向上延伸的凹槽2少于向下延伸的凹槽2’的事实意味着夹层板在一个方向的弯曲阻力大于在另一方向的阻力，于是夹层板可以被弯曲以便根据安装的情况改变其形状。
图9显示了不同于第二实施例的第三实施例，在这个情况下，凹槽2，2’的形状被形成为一个压缩的椭圆体的形状。
图10显示了用于制造汽车车顶22的层压结构，该车顶显示在图11之中，和包括一个铝板19、一个铝膜片16和一个变形的金属体片24，它们彼此相互粘接结合在一起，在铝膜片上具有杯状的凹槽18。
层压结构10包括铝板12，在其上表面粘接有一个双面粘接片。铝膜片16被粘接结合到粘接片14与铝板12相对的侧面，多个杯状的凹槽18已经沿着一个冲压方向被形成在膜片中。粘接片14通过加热装置起作用。粘接片14可以使在铝膜片16中的凹槽18的开口28以气密的方式被封闭。凹槽18的端表面26是平面的并且可以在一个高度平行于铝板12。
一个封装的粘接系统20可以被施加到每个凹槽18的端表面26上，其中系统20的第一组份已经在70-8-度被起作用。另一个组份具有160-180度的起作用的温度。
层压结构10可以被临时储存在这个状态。
为了制造图11所示的汽车车顶，在一个冲压工具中，层压结构10被放置在一个已经成型的金属体片24的内侧，通过这样的一个方式端表面26支撑抵靠金属体片24，封装的粘接系统20被布置在金属体片24和端表面26之间。
接着，通过加压将层压结构10和金属体片24结合在一起，同时进行加热，加热的温度要高于封装的粘接系统20的第二组份起作用的温度。这将使粘接系统20从热塑性转变为热固性，于是可以形成稳定的热结合。
金属体片24优选使用厚度小于0.6mm的钢片或者铝片。铝板12的厚度优选从100μm到200μm。凹槽优选具有5到8mm的外径、2到5mm的高度和均匀的2到5mm的间隔距离。作为粘接片14的替换物，可以使用一个不同的热塑性或者封装的粘接剂。
在结合操作之前，封装的泡沫系统或者具有微粒封装的泡沫系统可以被引入到层压结构和金属体片之间，该泡沫系统可以在结合期间起作用。这将取得良好的绝热和隔音的效果。
Claims (17)
1.一种用于制造夹层板的方法，包括以下步骤：
—在一个柔性的金属膜片上形成多个杯状的凹槽；
—将一个覆盖层施加到上述柔性金属膜片的每一侧，在这个过程期间，在每一个杯状的凹槽上，首先通过一个覆盖层将开口封闭，接着将另一个覆盖层施加到上述凹槽的自由端。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，杯状的凹槽可以通过压制或深拉的工艺形成。
3.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，杯状的凹槽基本被形成为一个椭圆体、一个球体、一个圆柱体、一个截头圆锥或者一个截头锥体的形状。
4.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，至少覆盖层中的一个被粘接到柔性金属膜片上。
5.一种夹层板，具有两个覆盖层(3，4)和一个中间层(1)，上述两个覆盖层基本相互平行，中间层位于两个覆盖层之间，其特征在于，中间层(1)可以是一个柔性金属膜片，在该膜片上设置有多个压制的杯状凹槽(2)，凹槽的开口(7)被封闭。
6.根据权利要求5所述的夹层板，其特征在于，覆盖层(3，4)基本上是平面结构。
7.根据权利要求5所述的夹层板，其特征在于，覆盖层(3，4)基本上是弯曲结构。
8.根据权利要求5到7所述的夹层板，其特征在于，至少一个附加的铝膜片具有多个压制的杯状凹槽(2＇)，
9.根据权利要求8所述的夹层板，其特征在于，在一个金属膜片的凹槽(2)和另一个铝膜片上的凹槽(2＇)沿着相对的方向延伸。
10.根据权利要求8或9之一所述的夹层板，其特征在于，在两个柔性金属膜片上形成不同数量的凹槽(2，2＇)。
11.一种用于制造体部件的方法，包括以下步骤：
—在一个柔性的金属膜片上形成多个杯状的凹槽，其指向一个方向；
—通过将一个覆盖层施加到上述柔性金属膜片上具有杯状开口的一侧以形成一个层压结构，
—将粘接剂施加到凹槽的端表面上，
—将上述层压结构结合到一个金属体片上，层压结构的端表面通过粘接剂被粘接到上述金属体片上。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，层压结构和金属体片通过施加压力以及同时进行加热而被结合在一起。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，粘接剂可以一个封装的加热有效的粘接系统。
14.根据权利要求11到13之一所述的方法，其特征在于，再进行结合操作之前，在结合期间起作用的泡沫系统被引入到上述层压结构和金属体片之间。
15.根据权利要求11到14之一所述的方法，其特征在于，上述覆盖层是一个铝片。
16.一种体部件，具有：
—一个柔性金属膜片(16)，在其上朝向一个方向形成多个杯状凹槽(18)；
—一个覆盖层(12)，该覆盖层被施加到上述柔性金属膜片(16)上具有杯状开口(28)的一侧；
—一个金属体片(24)，该金属体片通过粘接剂被粘接到凹槽(18)的端表面(26)上。
17.根据权利要求16所述的夹层板，其特征在于，金属膜片(16)和覆盖层(12)是铝材料形成的。
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