汽车构件的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及汽车构件领域，更具体地，涉及由热压成型热塑性材料制成的汽车构件的领域。
【背景技术】
[0002]出于安全方面的考虑，对汽车的耐冲撞性能提出了高要求。有鉴于此，在通常由金属制造的汽车构件中，越来越多地采用具有良好物理特性尤其是机械强度高且重量又轻又能够吸收冲撞能量的复合材料，这些汽车构件例如是汽车的保险杠、顶梁、B柱等。一般而言，这些构件可由多种材料制成，例如由全金属比如钢或铝制成、由包覆模制的(overmolded)复合材料制成或者由包覆模制的钢材料制成。然而，现有技术的汽车构件至少存在以下所述的诸多弊端。
[0003]首先，复合材料构件在外观和组装容易程度上都不如金属构件。然而，金属构件又不能够很方便地安装或容纳车灯、传感器、计量计等车用设备，也就是说不具备理想的集成功能。并且，复合材料构件与金属构件比如白车身之间通常是通过螺丝或铆钉固定的一一这种固定方式在发生冲撞的情况下易被破坏从而对汽车甚至乘客造成损伤。
[0004]为克服上述弊端，期望汽车构件能够同时具备复合材料和金属这两者的优点，还能够满足对集成功能的需求。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种符合以上期望的汽车构件。该汽车构件包括热塑性预浸料层和部分或全部覆盖该热塑性预浸料层的热塑性树脂部，此外还包括与该热塑性预浸料层结合的金属片层。
[0006]预浸料(英文为“pr印reg”)是一种常用的制造复合材料部件的中间材料，通常由树脂基体与浸渍在该基体中的增强体(例如:纤维或织物)构成。由于包含增强体，预浸料具有较高的机械强度，经常用于制造局部区域或整个区域需要加强的部件，例如汽车构件。市场上购买到的预浸料通常是片状或者卷状的。
[0007]此外已知热塑性树脂具有良好的集成功能。
[0008]因此，根据本实用新型的汽车构件不但在外观上有所改进，而且具有机械强度高和重量轻的物理特性，又满足对集成功能的需求，方便安装或容纳车灯、传感器、计量计等车用设备，还易于组装，比如可通过其具有的金属片直接焊接到白车身上。
[0009]相应地，为了制造根据本实用新型的汽车构件，可以在注塑模具中先通过闭合模具来将加热软化的热塑性预浸料和金属片压制成型，再使用热塑性树脂对其进行注塑包覆模制(overmold by inject1n)，获得最终的汽车构件。这一过程只需要一台注塑压机一次注塑(one-shot inject1n)即可完成。
[0010]有利地，热塑性树脂部是通过对热塑性预浸料层和金属片层进行注塑包覆模制而获得的。该注塑包覆模制有利地在对热塑性预浸料层和金属片层的压制定型完成后进行。
[0011]有利地，制造金属片层的金属是钢或铝。
[0012]为了结合热塑性预浸料层与金属片层，金属片层可覆有结合层。该结合层例如是粘性膜，以便将金属片层与热塑性预浸料层粘合在一起。或者，可利用金属片层上布置的爪刺来结合金属片层与热塑性预浸料层。有利地，爪刺的形状被设计成在刺入热塑性预浸料层后不易脱出。在利用爪刺来结合金属片层与热塑性预浸料层的情况下，金属片层上的爪刺优选地从热压定型阶段起就刺入热塑性预浸料层，有利地在注塑包覆模制阶段借助材料的压力使爪刺进一步刺入热塑性预浸料层当中，从而牢固地结合金属片层与热塑性预浸料层。
[0013]优选地，根据本实用新型的汽车构件可以是汽车的保险杠、顶梁或B柱，其有利地被用来吸收冲撞能量。
【附图说明】
[0014]下面将参照附图对本实用新型作进一步的说明。本领域技术人员容易理解的是，这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。图中相同的附图标记表示相同或相似的部件。为了说明的目的，这些图并非完全按比例绘制。
[0015]图1示意性地示出了根据本实用新型一个实施例的汽车构件的立体图；
[0016]图2以局部截面图方式示意性地示出了根据本实用新型的汽车构件中的热塑性预浸料层与金属片层的两种不同的结合方式；以及
[0017]图3示意性地示出了制造根据本实用新型一个实施例的汽车构件的过程，其中示出了其在不同制造阶段的截面图。
【具体实施方式】
[0018]图1示意性地示出了根据本实用新型一个实施例的汽车构件的立体图。该汽车构件例如可以是汽车的保险杠、顶梁或者B柱。
[0019]为了实现根据本实用新型的汽车构件中的热塑性预浸料层与金属片层之间的结合，至少存在通过结合层和通过爪刺这两种方式，如图2中以局部截面图形式所示(其各个部分的图例参见图3)。
[0020]在图2(a)示出的结合方式中，在金属片层与热塑性预浸料层之间存在结合层，该结合层是预覆在金属片层上的，用于结合金属片层与热塑性预浸料层。该结合层例如是粘性膜，以将金属片层与热塑性预浸料层粘合在一起。结合层在接触高温的热塑性预浸料层时应该不起影响结合效果或产生有害物质或影响产品模制精确度的反应。
[0021]在图2(b)示出的结合方式中，在金属片层上布置有用于结合金属片层与热塑性预浸料层的爪刺。爪刺的数量和尺寸等可根据待结合的金属片层与热塑性预浸料层的尺寸和厚度等来决定。如图2(b)中所示，优选地爪刺可被设计成比如“八”字状等形状，以使得其刺入热塑性预浸料层后不易脱出，另外金属片层上伸出爪刺的位置有利地在金属片层的整个厚度上贯穿。在热压定型阶段金属片层上的爪刺可刺入加热软化的热塑性预浸料中。有利地在后续的注塑包覆模制阶段可借助材料的压力迫使爪刺更进一步地刺入热塑性预浸料层当中，从而使金属片层与热塑性预浸料层结合得更好。待热塑性预浸料固化后爪刺将预浸料层与金属片层牢固地结合在一起。
[0022]下面参照图3，制造根据本实用新型一个实施例的汽车构件的过程可由图3(a)至图3(c)所示。在该实施例中，金属片层与热塑性预浸料层之间的结合是通过结合层实现的。
[0023]如图3(a)和图3(b)所示，经过加热软化的热塑性预浸料层被置入模具当中，并通过结合层与金属片层相结合。然后模具闭合，一个半模(通常是上模，即图中的右模)向闭合方向(在上模是动模的情况下向下，图中方向是向左)移动，以对热塑性预浸料层和金属片层进行压制定型。可见该压制定型仅通过闭合模具来实现，而未利用注塑等。
[0024]理想地，对热塑性预浸料层和金属片层的压制定型是在模具中同步进行的，如图3(a)和图3(b)所示，这也适用于使用爪刺来结合金属片层与热塑性预浸料层的情况。然而，在使用结合层比如粘性膜来结合金属片层与热塑性预浸料层的情况下，还可以先在模具中通过闭合模具来压制定型金属片，同时利用这段时间在比如利用红外线或热空气加热的炉具中加热热塑性预浸料层，随后打开模具加入经过加热软化的热塑性预浸料层，再闭合模具以便在已压制定型但仍留在模腔中的金属片层上压制定型热塑性预浸料层。
[0025]在压制定型阶段之后，继续闭合模具并进行注塑包覆模制，从而产生方便安装和容纳车灯、传感器、计量器等车用设备的热塑性树脂部，如图3(c)中所示。该热塑性树脂例如可以是聚丙烯树脂。由此获得了最终的汽车构件。
[0026]在金属片层是通过爪刺与热塑性预浸料层结合的情况下，优选地爪刺在图3(a)和图3(b)所示的压制定型阶段起就在模具闭合所产生的压制压力的作用下刺入热塑性预浸料层。有利地在图3(c)所示的随后的注塑包覆模制阶段，借助材料的压力爪刺将进一步刺入热塑性预浸料层，从而牢固地结合金属片层与热塑性预浸料层。
[0027]可见，在制造根据本实用新型的汽车构件的过程中，仅需要一台注塑压机进行一次注塑(one-shot inject1n)。
[0028]附图和以上说明描述了本实用新型的非限制性特定实施例。为了教导实用新型原理，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施例的变型落在本实用新型的范围内。本领域技术人员应该理解上述特征能够以各种方式结合以形成本实用新型的多个变型。由此，本实用新型并不局限于上述特定实施例，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
【主权项】
1.一种汽车构件，包括热塑性预浸料层和部分或全部覆盖所述热塑性预浸料层的热塑性树脂部，其特征在于，所述汽车构件还包括与所述热塑性预浸料层结合的金属片层。2.如权利要求1所述的汽车构件，其中，所述热塑性树脂部是通过对所述热塑性预浸料层和所述金属片层进行注塑包覆模制而获得的。3.如权利要求1所述的汽车构件，其中，制造所述金属片层的金属是钢或铝。4.如权利要求1至3之一所述的汽车构件，其中，所述金属片层覆有结合层以便与所述热塑性预浸料层结合。5.如权利要求4所述的汽车构件，其中，所述结合层是粘性膜。6.如权利要求1至3之一所述的汽车构件，其中，所述金属片层上布置有爪刺以便与所述热塑性预浸料层结合。7.如权利要求6所述的汽车构件，其中，所述爪刺的形状被设计成在刺入所述热塑性预浸料层后不易脱出。8.如权利要求6所述的汽车构件，其中，在所述注塑包覆模制的阶段，借助材料的压力使所述爪刺进一步刺入所述热塑性预浸料层，从而使得所述热塑性预浸料层和所述金属片层结合得更好。9.如权利要求1至3之一所述的汽车构件，其中，所述汽车构件可以是汽车的保险杠、顶梁或B柱。10.如权利要求1至3之一所述的汽车构件，其中，所述汽车构件被用于吸收冲撞能量。
【专利摘要】本实用新型涉及汽车构件。具体而言，提供了一种汽车构件，包括热塑性预浸料层和部分或全部覆盖所述热塑性预浸料层的热塑性树脂部，其特征在于，所述汽车构件还包括与所述热塑性预浸料层结合的金属片层。根据本实用新型的汽车构件既结合了复合材料所具有的机械强度高、重量轻等物理特性和金属易于组装以及外观出众的优点，又满足了对集成功能的需求。
【IPC分类】B62D25/06, B62D25/04, B60R19/02
【公开号】CN204978509
【申请号】CN201420709521
【发明人】吉尔斯·穆兰
【申请人】全耐塑料公司
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2014年11月21日