专利名称：车辆部件和用于制造车辆部件的方法
技术领域：
本申请通常涉及具有至少一个相对柔软的(例如，填充的或缓冲的)区域的模制件或部件的领域。更具体的是，本发明涉及车辆装饰面板，所述面板包括至少一个由部分后模制(partial-mold-behind(PMB))法形成的相对的缓冲区域。本发明还涉及由多种材料制成的和/或具有多种颜色的装饰面板。
背景技术：
提供填充的或缓冲的车辆内部部件是众所周知的。填充的或缓冲的车辆内部部件诸如装饰面板(例如仪表板、门面板等)通常包括由相对刚性的材料制成的基底、相对柔软的芯部(如泡沫芯部)、以及外表面或表层。例如，当乘坐者身体的一部分与门面板交界或接触时，车辆门面板可以缓冲从而为车辆的乘坐者提供额外的舒适度。
在本领域中，已知有多种提供这种缓冲的方法，但这些已知的方法并没有提供某些有利的特征和/或特征的组合。例如，生产具有缓冲部分的面板的一个困难在于难以优化缓冲部分的位置从而仅在与人直接交界(例如接触)的区域中提供缓冲部分。可替换的是，车辆内部装饰面板的某些区域并不与乘客接触，例如门面板上靠近车辆底板的位置。很少或没有理由在这样的区域中提供门面板的缓冲部分。此外，在没有必要这样做的区域中提供缓冲部分或区域，会增加不必要的费用(即材料、劳动力和设备)，并且还可能在车辆上增加多余的重量。
为了提供用于车辆内部部件的局部缓冲部分，一种已知的方法包括将缓冲部件联接到刚性部件。例如，相对刚性的面板(例如门面板)可以联接到一部件，该部件包括相对刚性的基底、相对柔软的表层和内部的泡沫部分。此方法的一个困难在于这种方法需要使用另外的部件(例如另外的基底、螺栓或其它紧固装置以将面板基底固定到缓冲部分的基底)，这既增加了成品的重量又增加了费用。
因此，有必要提供一种用于生产供车辆中使用并包括相对柔软的部分或区域的部件例如装饰面板或其它结构的方法。还有必要提供具有局部缓冲区域的部件，所述局部缓冲区域根据可能与车辆乘坐者或其它人交界的位置进行优化。还需要提供一种具有局部缓冲区域的部件，该部件具有减轻的质量，并且与具有缓冲区域的传统部件相比，需要较少的材料。还需要提供一种整体形成的包括局部缓冲区域的车辆部件。还需要提供这样一种部件和用于制造所述部件的方法，所述部件可以以相对简单和有效的方式制造，具有降低的制造成本和材料成本。还需要提供一种利用现有设备来制造具有一个或多个缓冲部分的部件的方法。
同样众所周知的是通过连接多个部件以提供一种包括多种颜色或多种材料的车辆装饰面板。这些已知的装饰面板通常都是通过常规方法连接在一起成为一个组件，这些常规方法例如超声波焊接、热熔或机械紧固。另一种生产多色装饰面板的方法是遮住特定的区域，然后涂上期望的颜色。
然而，这种多部件装饰面板存在一些缺点，包括由于部件和组件差异导致的低匹配性和光洁度。
因此，提供一种模制成具有多种颜色、多种材料、多种质地等的模制件是有利的。提供一种具有多种颜色和/或多种材料的车辆装饰部件(如门面板、支柱、仪表板、控制台等)也是有利的。提供一种模制成(整体件)一件制品的具有多种颜色/多种材料的装饰面板另外也是有利的，它不需要二次连接操作，也不需要被遮住并上色。提供一种符合审美要求并且能够产生独特式样的整体的、多种颜色/多种材料的装饰面板另外也是有利的，所述独特的式样由于传统方法中的高成本以及低匹配性和光洁度而通常不能实现。期望提供一种具有一种或多种这些或其它优点的装饰面板。提供一种价格低廉、性能可靠、适用范围广且消除了上面提到过的不足或其它问题的装饰面板将是本领域中的显著进步。
发明内容
本发明涉及一种制造车辆部件的方法。该方法包括提供柔性元件；提供第一模具部件、第二模具部件、以及可在第一位置和第二位置之间移动的隔断构件；提供第一型腔，第一型腔由第一模具部件、第二模具部件、以及当处于第一位置时的隔断构件限定；提供第二型腔，第二型腔由第一模具部件、第二模具部件、第一材料以及当处于第二位置时的隔断构件限定；将柔性元件定位在第一型腔或第二型腔内；将第一树脂注入第一型腔中；将隔断构件从第一位置移动到第二位置；并且将第二树脂注入第二型腔中。
本发明还涉及一种供车辆中使用的装饰面板。该装饰面板包括整体模制构件，其具有由第一树脂制成的第一基底部分、由第二树脂制成的第二基底部分以及至少部分覆盖第一基底部分和第二基底部分其中之一的缓冲层。该整体模制构件由这样一种方法形成，其中缓冲层定位在第一型腔和第二型腔至少其中一个中，第一树脂注入第一型腔中，移动回缩器构件以限定第二型腔，并且将第二树脂注入第二型腔中。
其它实施例还涉及在所公开的实施例中显示和描述的不同特征以及特征的组合。
图1是包括门面板和仪表板的车辆内部的透视图。
图2是根据一个典型实施例的门面板的透视图。
图3是图2中所示的门面板沿着线3-3截取的透视剖视图。
图4是图3所示的门面板的详细视图。
图5是图4所示的门面板的分解视图。
图6是模具的示意性侧面剖视图，其中滑动构件处于伸出位置，并且树脂被注入第一型腔中。
图7是图3的模具的示意性侧面剖视图，其中滑动构件处于回缩位置以限定第二型腔。
图8是图3的模具的示意性侧面剖视图，其中滑动构件处于回缩位置，并且树脂被注入第二型腔中。
图9是图6-8中模制而成的物品的示意性侧面剖视图。
图10是模具的示意性侧面剖视图，其中滑动构件处于伸出位置，并且第一注料(first shot)的聚合物材料被注入第一型腔中。
图11是模具的示意性侧面剖视图，其中滑动构件处于回缩位置，并且第二注料的聚合物材料被注入第二型腔中。
图12是如图10和11所示模制的塑料件的侧面剖视图。
图13是模制成具有不同隔断几何结构和角度的塑料件的侧面剖视图。
图14是模具的示意性侧面剖视图，其中滑动构件处于伸出位置。
图15是图14的第一模制部分和第二模制部分的互锁界面沿着线15-15截取的剖视图。
图16是图14的互锁界面根据可替换实施例的剖视图。
图17是模具和模制仪表板的示意性侧面剖视图，其中滑动构件处于回缩位置。
图18是模具的示意性侧面剖视图，其中滑动构件处于伸出位置。
图19是图18的模具的示意性侧面剖视图，其中滑动构件处于回缩位置。
图20是图15的具有伸出的滑动构件的模具沿着线20-20截取的剖视图。
图21是图18的具有回缩的滑动构件的模具沿着线21-21截取的剖视图。
图22是图18的具有伸出的滑动构件的模具沿着线22-22截取的剖视图。
图23是图19的具有回缩的滑动构件的模具沿着线23-23截取的剖视图。
图24是图19的具有伸出的滑动构件的模具沿着线24-24截取的剖视图。
图25是图19的具有回缩的滑动构件的模具沿着线25-25截取的剖视图。
图26是根据可替换实施例的模具的剖视图，所述模具构造成采用处于伸出位置的两个滑动构件和已经注入第一型腔中的第一聚合物材料来形成具有三种材料的制品。
图27是图26的模具的示意性侧面剖视图，其中滑动构件处于回缩位置。
图28是图27的模具的示意性侧面剖视图，其中第二聚合物材料被注入第二型腔中，并且第三聚合物材料被注入第三型腔中。
具体实施例方式
在开始详细地描述本发明的许多典型实施例之前，应当理解本发明不局限于在下面的说明中所描述的或在附图中所示的细节或方法。本发明可以具有其它实施例或以多种方式实践或实施。还应当理解此处使用的措辞和术语是用于描述的目的，而不应该被认为是限制。
通常，本公开内容中描述的部件或模制件是具有一个或多个局部的或分散的柔软或缓冲区域或部分的模制件。在一个实施例中，模制件构造成用于在车辆(例如诸如小汽车、卡车、公共汽车等的汽车；飞机、船等)中使用的装饰面板。提供具有一个或多个局部或分散的柔软或缓冲区域或部分的装饰面板能够使装饰面板在可能与乘客或其它人接触的区域中选择性地包括柔软的区域，而不必为整个装饰面板提供缓冲。这样，可以根据通常乘客的经验来优化缓冲区域。这种装饰面板的一个优点是可以降低材料和制造成本，并且可以消除在通常不接触乘客的区域中提供缓冲的这种相对低效的做法。
在本公开内容中描述的模制件可以用于多种用途，并且通常适用于任何这样的应用，其中提供具有一个或多个局部或分散的柔软或缓冲区域或部分将是有利的。如上所述，在一个实施例中，模制件是供车辆中使用的装饰面板。这种装饰面板特别适用于车辆的内部客厢中，并且能够以门面板、仪表板、仪表盘、控制台、侧壁装饰、顶盖衬里或其它车辆部件或其部分的形式应用。虽然所公开的实施例描述为车辆装饰面板例如门面板，但所公开的实施例的特点同样适用于利用局部的柔软范围或区域的其它应用，例如其它面板、模制件和部件以及其它办公室、家庭或教育、工业、商业或消费品。
现在开始描述优选的和典型的实施例，图1是具有门面板110和仪表板111的车辆内部的透视图。参考图2，门面板110在可能与乘客或其他人接触的区域或部分(显示为相对的“填充的”或“可压缩的”或缓冲层或区域112)中包括局部或分散的柔软或缓冲区域。例如门面板110包括缓冲区域112，在区域112处，乘客身体的一部分可能接触门面板(例如，在扶手114上，窗沿116附近等)，而不需要在整个门面板中提供缓冲。这种构造使得通常不与乘客接触的区域由相对硬的塑料或其它材料形成，所述区域显示为一个或多个部分118。为了说明性的目的，将仅参考门面板110，但本领域的普通技术人员应该理解这种描述也应该适用于其它装饰面板如仪表板等。
以这里描述的方式提供局部的柔软或缓冲范围或区域的方法可以用来提供具有多种不同结构的模制件。例如，门面板110可以设置有一个或多个由硬塑料制成的部分118(例如范围、区域、独立的区域等)(例如仪表前盖、重点部位(accent)、附饰物、拉盖(pullcups)等)。在另一个实例中，门面板110可以形成具有复杂的几何结构(例如球状扶手，x、y、z边界等)。在又另一个实例中，为了提高美感，门面板110可以包括凸出的(例如突起的)或凹入的缓冲区域。
根据一个典型实施例，门面板110通常包括相对刚性的基底、基层或底层形式的构件或元件(为了简便，此处称为“基底”120)，并且包括缓冲区域112。缓冲区域112位于临近或靠近基底120的至少一部分的位置处，并且包括柔性元件121。柔性元件121包括表层122(例如覆盖材料(coverstock)、覆层材料等)，并且可选包括设置在表层122和基底120中间或之间的填充材料或可压缩材料124。应该注意根据不同的典型实施例，基底120的全部或部分可以具有设置在其附近的缓冲区域112。
另外应该注意根据不同的典型实施例，部分表层122可以与基底120直接接触，而表层122的其它部分可以通过可压缩材料124与基底分隔开。这样，可以在一个或多个局部区域中选择性地改变所提供的柔软或缓冲程度的总量，同时保持表层的外观和手感，即使在那些没有提供可压缩材料124的另外的缓冲作用的区域中也是一样。根据图3所示的特定实施例，缓冲区域112包括第一柔软区域152和第二柔软区域154，第一区域152位于表层122与基底120直接接触的位置处，第二区域154位于可压缩材料124设置在表层122和基底120中间的位置处。
根据一个典型实施例，缓冲区域112设置在基底120的至少一部分上或上方。表层122形成部件的外表面(例如，从客厢中可见的部分，通常被称为“A”表面等)的至少一部分。根据一个典型实施例，基底120的一部分126形成外表面的一部分。基底和表层之间的边界128可以设置成凹部36(例如接缝、界面或接头)。这种边界128可以在外表面处可见，或者可以用材料填充从而为部件提供“无缝”外观。凹部36的形成和结构在下面进一步描述。
根据一个典型实施例，表层122由相对柔软的或柔性的材料形成，所述材料包括聚合物材料(例如热塑性烯烃(TPO)、聚氨酯、聚氯乙烯(PVC)等)。根据其它典型实施例，表层122可以由其它材料制成，包括诸如布、皮革、复合材料、层状材料(如施加在聚合物材料层上的皮革层)等的织物。
根据一个优选实施例，表层122以这样一种方式设置在基底120上，即可压缩材料124(如果有的话)置于表层122的至少一部分和基底120中间或之间。根据一个典型实施例，部分表层122可以设置成与基底120直接接触，从而可压缩材料(多种)124在一个或多个特定的区域中位于表层122和基底120之间。所选择的特定设计可以取决于多种因素中的任何一种，包括部件的外表面的期望的外观和手感、材料成本、制造的难易程度等。
根据典型实施例，表层122可以采用多种方法中的任一种被制造或生产。根据一个优选实施例，表层122(例如TPO薄片)被热成型(如真空成型、压力成型等)，并且被修整成期望的形状或结构。在真空成型方法中，预切割或成型的聚合物材料薄片设置在模具中并加热以软化该材料。向模具施加真空，真空朝着模具的壁牵拉软化的聚合物材料。然后聚合物材料冷却并保持由模具壁限定的形状。成型的薄层还可以被修整成期望的尺寸。
根据一个可替换实施例，表层122通过凝塑成型法形成(例如，将液态或粉末形式的热塑性材料引入温度受控的模具中以形成靠近模具壁的粘性表层；一旦形成表层，多余的材料被从模具去除并且表层被允许固化并冷却，之后从模具中移出表层。)根据其它可替换的实施例，可以按照多种其它方法制造表层122。例如，可以用注射成型法、挤压成型法、铸造方法(例如重力铸造)或任何其它用于形成聚合物表层的适当方法形成表层。
根据一个典型实施例，其中表层122由聚合物材料形成，表层的厚度在大约0.1到2.0毫米之间，并且最优选在大约0.8和1.0毫米之间。
表层122可以具有适合于或构造成包括在基底120中的特征的尺寸、形状和结构。表层122和基底120的尺寸、形状和结构可以具有许多形式，并且可以形成相对复杂的几何结构。
可压缩材料124可以联接(例如粘合、熔合、粘附、紧固、连接等)到表层122并位于表层122和基底120之间以作为填充物。这意味着这种材料作为相对柔软或缓冲的材料以提供缓冲构件，所述缓冲构件具有它的相对柔软或缓冲特征的至少一部分。根据一个优选实施例，材料是聚合物材料诸如泡沫材料(例如聚氨酯泡沫闭孔式泡沫材料、开孔式泡沫材料等)。
基底120可以由任何合适的材料形成，包括多种聚合物中的任一种(例如聚丙烯、聚乙稀、共聚物等)。基底120可以形成为许多种形状、尺寸和结构中的任一种(例如，参见图1，其显示了根据一个典型实施例具有局部缓冲区域的门面板110)，并且可以包括多种其它特征(例如，用于门锁和把手的孔、模制(molded-in)设计等)。基底120可以是单独的部件，或者可以是较大组件中的部件(例如，基底可以是整个门面板或可以是其中的一部分等)。根据一个典型实施例，并且如下面详细的解释，基底120可以由这样一种方法形成，该方法允许多种材料和/或多种颜色被分配(定位、置于、模制、设置等)到基底的不同部分处。
如图3所示，可见边界(例如接缝或接合处)形成或设置在表层122和基底120之间，从而基底120形成围绕表层122的框架。边界的尺寸、形状和结构可以在不同的典型实施例中变化。利用材料至少部分地填充在边界中(例如填塞物(caulk)、粘结剂、液态聚合物或其它材料)，边界也可以被消除或减小尺寸。根据其它实施例，表层122和基底120可以用使得可见边界最小化的方式设置。图5示出了一个典型实施例，显示了表层和基底之间的联结。
多种结构中的任一种可以用于表层和基底的边缘的界面。根据一个典型实施例，凸缘130(显示在图4中)通过形成真空模具而形成在表层122上(例如，以提供具有“折回”结构的表层的边缘以形成突起)。基底120然后被模制在表层122的凸缘130周围。根据一个优选实施例，表层122和基底120联接在一起从而提供相对气密和/或水密的密封。在一个实例中，表层包括凸缘130，凸缘130基本完全围绕表层122的外围延伸，并且基底120模制在凸缘130周围(例如，形成槽或凹槽，所述槽或凹槽基本完全围绕表层122设置在其上的区域的外围延伸，并且接纳凸缘130)。不同的尺寸、形状和结构可以用于突起或凸缘以及开口或槽以将表层122联接到基底120。
根据一个典型实施例，门面板110显示为具有整体的垫板和扶手。本发明使用冲切的、可压缩的材料124，如例连接到真空成型的表层122的冲切的闭孔式泡沫材料(通过压敏胶或类似方法)。这部分然后放入工具中并且塑料被模制在组件周围以形成基底120。在存在可压缩材料124(和表层122)的位置，此部件具有柔软可压缩的手感。在表层122的后面没有可压缩材料124的位置处，部件具有较硬的手感。使用这种新颖的方法，门装饰面板可以被制造成具有多种颜色或多种质地或多个柔软部分。
根据一个典型实施例，形成模制件或部件的方法包括形成表层122；将可压缩材料124联结到表层122；将表层122和可压缩材料124定位在模具中；并且在表层122和可压缩材料124周围形成刚性基底120，其中可压缩材料124设置在表层122和基底120之间。该方法提供了第一柔软区域，在第一柔软区域中，可压缩材料124设置在表层122和基底120之间，并且可以包括第二柔软区域，在第二柔软区域中，表层122直接联结到基底120。基底120可以包括模制聚合物材料。表层122可以通过真空成型和修整薄片而形成。薄片可以是热塑性烯烃。可压缩材料124可以是泡沫材料，诸如闭孔式泡沫材料。泡沫材料可以结合到表层122。表层122可以包括凸缘130，并且基底120可以被模制成至少部分地封闭凸缘130。根据一个典型实施例，模制件或部件可以是门面板110。可以首先形成表层122，然后可压缩材料124联结到表层122，接着基底120被模制到表层122和可压缩材料124。形成基底120的步骤包括塑料材料的注射成型。
根据一个实施例，基底由单种材料通过单次注入形成。在另一个实施例中，基底可以通过这样一种方法形成，该方法允许多种材料被分配在基底的不同部分处。根据一个典型实施例，用于制造这种基底的方法包括多次注入模具中，所述模具在模制操作过程中重新配置。重要的是注意此处所用的术语“多色”、“多种材料”、“多种颜色”、“多次注料”(″multi-shot″)以及“不同的”聚合物(或者“塑料”、“聚合物材料”、“聚合树脂”等)是广义的术语而非限制性的术语。用于构成典型实施例的特定材料也是说明性的。树脂可以是不同颜色的相同聚合物、具有相同颜色的不同聚合物、具有不同颜色的不同聚合物等。能够使用多种材料中的任何一种，包括聚合物，例如热塑性塑料、热固性塑料、弹性体等。例如，可以使用多种热塑性树脂中的任一种，例如聚丙烯、聚乙烯、高密度聚乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(″ABS″)、聚碳酸酯、乙烯树脂、聚酯、聚氨酯、热塑性弹性体(TPE)、聚烯烃类热塑性弹性体(TPO)、热塑性硫化橡胶(TPV)、聚氯乙烯(PVC)、尼龙，可以使用多种均聚物塑料、共聚物塑料、具有特殊添加剂的塑料、填充塑料或类似物中的任一种。同样，可以使用多种热固性树脂中的任一种，例如酚醛树脂、热固性聚酯、硅树脂、聚氨酯弹性体或类似物。此外，可以使用多种弹性体树脂中的任一种，例如橡胶、丁基合成橡胶、合成弹性体(SBR)或类似物。可具有一种、两种、三种或更多的同时模制或顺序模制的聚合物。模制操作优选是注射成型，但是可以使用多种成型操作中的任一种，例如反应注射成型(RIM)、转移成型等。同样，区别或叙述“第一树脂”和“第二树脂”、“第一聚合物材料”和“第二聚合物材料”、或者“第一颜色”和“第二颜色”的说明书或权利要求意指广义的术语，而非被限定为一种、两种等树脂、材料或颜色(即覆盖具有三种、四种或更多的树脂、材料及颜色或其组合的制品)。
此方法将进一步在下面显示和描述，但通常采用多次注料成型技术(例如，注射成型、旋转成型、转移成型、包覆成型等)以制造整体的、多色/多种材料的装饰面板。该模具包括第一模具部件(显示为型芯24)、第二模具部件(显示为型腔22)、以及隔断构件或回缩器26。第一“注料”的聚合物树脂材料(代表装饰面板110或111的第一部分18)通过由回缩器26、型芯24和型腔22限定的第一型腔限制在与装饰面板上的特定区域相对应的模具内。一旦第一型腔填充了聚合物树脂，回缩器267被移动(优选大约移动部件的厚度)以提供由被移动的回缩器26、型腔22、型芯24和第一聚合物树脂限定的第二型腔23。第二“注料”(代表装饰面板110或111的第二部分20)然后利用聚合物树脂填充第二型腔，聚合物树脂流动到第一材料边界并与之结合。根据一个典型实施例，第二注料通过第二注射装置提供。优选的是，回缩器26通过不接触模具来提供用于聚合物树脂的隔断，从而在回缩器和相对的模具部件之间具有空间或间隙，这是用于提供通气口以允许当树脂填充第一型腔时空气能够从第一型腔排出。同样，回缩器不需要在第一位置实际接触型腔表面以阻止材料流动到第二型腔中。相反，取决于熔融树脂的粘度，回缩器可以偏离(例如，不接触)第二模具部件(即型芯)。这样，回缩器或者可以紧靠型芯隔断，或者相对于型芯偏离。根据一个优选实施例，当第二材料注入时，第一材料至少部分固化。
与传统的多件式基底相比，利用多次注料基底(也就是由包括多次将塑料注入模具中的方法形成的基底)能够实现多种式样。例如，双色的颜色边界可以延伸(例如过渡、通过等)穿过开口或另一部件。在诸如不同颜色的模制的(molded-in)扬声器格栅或地图袋的边沿的整体式装饰面板中，可以实现分离的颜色中断，所述颜色中断使得零件具有可区分的外观。可以设置多色立柱装饰以允许从内部的前面到后面的直通(flow-through)，而不必将该装饰断开为多个部件。防擦板和其它装饰中的重点部位可以制成为相同的部件。部件的分隔不一定必须表示颜色中断的位置。特定的细节和特征能够用不同颜色强调。
图1是根据优选和典型实施例的仪表板111和门面板110的透视图。示出了根据一个优选和典型实施例的仪表板111和门面板110，其示出了两种颜色在一个工具注射成型基底中的集成，该基底具有附加的部分后模制的柔软覆层(例如，表层或覆盖材料)。两种颜色基底在具有附加的部分后模制(PMB)表层122的一个工具注射成型基底中的集成用于减少生产成本，并提高灵活性(例如，设计和制造)和技术(例如，较少可能降低品质的“配合”部件、紧固件、另外的制造步骤)。该方法是灵活的，因为薄板或基底可以是许多种材料、颜色和质地。同样，无需改变工具，就可以改变注射成型基底的颜色。注入基底后面的材料在性质上也可以是半透明的，允许LED或常规的灯(或多种光源中的任一种)设置或连接到面板的后部以从背部照明(backlight)材料暴露的边沿(参见图2，边沿156)。此外，此方法消除了各种部件的装配，这种装配可能导致难看的缝隙、杂音及其它技术问题。
相比之下，制造装饰面板的常规方法需要多件工具以产生用于基底的单独的硬彩，并且需要单独的工具来产生具有层状结构的垫板。一旦这些部件制造出来，将需要装配过程来连接三个分离的基底，这需要另外的资金、劳动和制造工序。所公开的发明将所有这些结合到一个注射成型工具中。表层122将被放入该工具中，并且该工具将关闭。第一颜色注入表层122的后面，并且在表层122的位于部件的“A”侧上的边缘周围形成装饰环。然后，第二颜色注入该工具中，并连接到第一颜色。该部件利用后来增加的辅助部件完成后退出成型机。这大大地降低了用于装饰制造的成型、资金和装配成本。
根据一个典型实施例，提供在单个模具或工具中形成具有一个或多个缓冲区域112和基底120的整体模制装饰面板的方法，所述基底具有多种颜色和/或材料。该模具包括型芯、型腔和回缩器。表层122(可以是预成型的三维形状、平板等)被载入模具中，并置于第一型腔中(也就是颜色或材料区域之一)。表层122可以是多种材料中的任一种，包括但不局限于具有泡沫衬底的布、具有泡沫衬底的PVC、具有泡沫衬底的TPO、镶刻材料(例如木材金属等)、箔片、不带泡沫材料的布、不带泡沫材料的乙烯树脂等。表层122通过多种装置中的任一种(例如，通过它的预成型的与模具一致的形状、销、真空辅助等)保持或固定在它的位置处。然后该模具部分地关闭以准备进行低压成型操作。通过部分关闭的模具提供的间隙的总量将根据所使用的表层的类型改变。(根据可替换实施例，该模具完全关闭。)型芯24的内表面形成凹部以至少部分地容纳从型腔22伸出的突起29。突起29可以是从型芯的表面延伸出的多种构件中的任一种(例如，叶片、销等)，并且构造成将覆层材料或表层的端部定位和/或限制在合适的位置。
然后将用于第一基底部分的熔融塑料(例如，第一颜色和/或第一材料)注射或注入覆层材料的后面。然后当正在注入塑料时，完全关闭模具。塑料的注入以及模具的关闭被构造成将表层122压靠在模具上。第一注料的塑料材料通过回缩器或滑动机构限制在与装饰面板上的特定区域相对应的模具内。回缩器、型芯和型腔提供第一型腔。
一旦第一型腔充满塑料，移动回缩器(优选大约移动部件的厚度)。根据一个优选实施例，回缩器被移动以提供第二型腔(由被移动的回缩器、型腔、型芯和第一材料限定)。然后第二注料填充第二型腔，并且塑料流向第一材料边界并与之结合。然后打开模具，并移出成品。根据一个典型实施例，第二注料由第二注射装置提供。回缩器通过接触模具的相对侧从而提供用于塑料的隔断。根据一个优选实施例，当注入第二材料时，第一材料至少部分固化。
优选的是，具有表层122的装饰面板部分首先模制，从而在操作循环过程中不打开模具，尽管这是可供选择的方案。保留在部分封闭的模具中的间隙大小取决于多种因素，包括所使用的覆层材料或表层122的类型、该部件的几何结构等。根据一个可替换实施例，第一和第二材料是相同的颜色和材料，并且不使用回缩器，从而第一型腔和第二型腔同时填充。利用部分后模制集成多种颜色的材料的基底的方法用于降低成本，并且消除工序、设备、投资，并且不需要更高的技术。用于基底的材料可以是多种聚合物中的任一种，包括但不限于聚丙烯、TPO、填充塑料、聚碳酸酯ABS混合物、ABS或多种其它材料中的任一种。例如，所公开的方法中使用的不同“材料”可以是不同颜色的相同塑料树脂，构造成提供不同的质地等。同样，不同材料可以是具有相同或不同颜色的不同塑料树脂。同样，公开的方法可以用于多种模制塑料件中的任一种，包括车辆部件。
该整体式模制构件还包括“A”表面(也就是车辆乘坐者能够看见的模制件的表面)和“B”表面(也就是不可见的模制件的表面)。“A”表面通常由首先注入的聚合树脂的一部分、第二次注入的聚合树脂的一部分以及两种聚合物材料之间的界面(例如，位于凹部或槽的位置处)限定。两次注入的聚合树脂的重叠部分通常不可见。凹部位于“A”表面上。当部分18或部分20提供“A”表面时，可以提供刚性表面；并且当表层122或表层122的薄板和填充材料或可压缩材料124提供“A”表面时，可以提供柔软或可压缩的表面。形成隔断部的回缩器可以相对于模(模具、器具等)拉(diedraw)的方向垂直或成一定角度。根据一个典型实施例(示于图6到9中)，垂直的回缩器表面构造成在两次注料的边界处提供“方形”凹部(例如槽、凹槽等)。根据另一个典型实施例(示于图10到13中)，倾斜的隔断部28(显示为回缩器26的表面)被构造成提供倾斜的凹部36，凹部36用于允许两次注料的边界对于车内大部分位置从乘客的视线隐藏。这个倾斜的隔断部28产生明显的几何间隙或过渡，这比方形的、机械的凹部更符合要求(对于某些模制件)，因为它可以掩藏材料接合处。这样的构造可以用来隐藏表层122和基底120之间的界面，和/或隐藏两次注料边界之间的界面。
参照图14到16，为了提高两次注料边界的强度，可以产生互锁几何结构以提供除所存在的化学结合以外的机械锁定。根据一个优选实施例，模制件包括互锁几何结构和倾斜的隔断部。
图17示出了另一个典型的模制件(显示为仪表板111的一部分)。仪表板111包括由第一注料模制的上部或第一部分18、以及由第二注料模制的第二部分或下部20。表层122设置在上部18的前面。图17是车辆仪表板111的侧面剖视图，其中方形凹部36b分隔上部18和下部20。仪表板111的下部20包括手套箱部分20a(限定手套箱的后壁)和外侧部分20b(通常提供与手套箱门(未示出)基本平齐的表面)。根据一个典型实施例，首先模制仪表板111的上部18，并且然后模制仪表板111的下部。
回缩器上的隔断面(与模拉垂直或成一定角度)设计成承受模制压力并防止注入的塑料流入器具的其它区域中。图20到25示出了可以应用到模制件(例如装饰面板、仪表板等)的方形且倾斜的两次注料边界的凹部或槽的典型剖视图。例如，门面板110包括包含第一颜色的第一部分以及包含第二颜色的第二部分。装饰面板的各部分利用在模制操作过程中重新配置的模具制造，从而在不同的时间将不同颜色的塑料树脂注入模具中，其中所述模制操作具有隔断阶段的过程。
图6显示在用于仪表板的模制操作过程中模具的部分剖视图。根据一个典型实施例，该模具包括第一模具部件或型腔22、第二模具部件或型芯24、以及滑动隔断构件或回缩器26。优选的是，该回缩器26至少部分地设置在型芯24中。优选的是，模制件的“A”表面(或“展示表面”)由型腔22提供，并且“B”表面由型芯24提供。根据可替换实施例，回缩器设置在型腔中，和/或“A”表面由型芯提供。在一个典型实施例中，“A”表面(像表层一样由基底提供)可以压印、模制或印上多种标记或图案(例如木纹等)中的任一种。
根据一个典型实施例，回缩器26构造成在模制操作过程中在第一位置和第二位置(虚线显示)之间移动。(根据可替换实施例，回缩器构造成在模制操作过程中移动到三个或更多位置(例如第三位置等)。)滑动件或回缩器26可以用许多方法移动，包括弹簧加载和楔形系统(从而当模具部件打开时，滑动件退回到其中一个模具部件中)、液压方法、气动方法、机械方法等。
图10所示模具包括位于回缩器26和型腔22之间的通气口27。通过回缩器26隔断时不紧靠型腔22(也就是因此存在间隙或空间)从而提供通气口27，从而当第一聚合树脂注入到第一型腔中时，来自该第一型腔的空气能够经通气口27排出。根据一个可替换实施例，该回缩器可以设计成通过接触模具从而紧靠型腔来实现“隔断”(也就是没有通气口)。根据又另一个可替换实施例，模制件(仪表板)的下部20可以首先被模制(例如通过旋转回缩器，用于所示几何结构)。
图10和11示出了在模制操作过程中回缩器26的移动，所述移动用于提供第一型腔并且然后提供第二型腔。参照图10，对于第一注料30，回缩器26在模具的型腔的一半的位置处隔断，以防止第一注料进入器具的上部中(显示为第二型腔)。第一注料注入到第一型腔中。
参照图11，对于形成第二部分20的第二注料的树脂，回缩器26被拉回以开启器具的上部并提供第二型腔。优选的是，回缩器26大约移动料位厚薄(wall-stock)的厚度。第二注料被注入，并且在其到达第一材料时停止流动。图12示出了成品部件。
参照图13，其中示出了隔断部的几何结构的实例。隔断部的几何结构允许隐藏两种材料(注入或“注料”)的相交面或界面不被看到。根据一个典型实施例，隔断部的几何结构提供凹部36a，凹部36a具有相对于模制件的主要表面倾斜的外表面。根据一个优选实施例，凹部36a是倾斜的，从而从车辆乘坐者的视线隐藏两种材料的界面(例如至少部分、基本上等)。根据一个典型实施例，倾斜的凹部的几何结构由倾斜的隔断面提供。参照图11，箭头38示出了回缩器和模具拉出的方向。
参照图14-16，产生互锁几何结构以提供除所存在的任何化学结合(例如熔融聚合树脂)之外的机械锁定，以提高两次注料的边界的强度。根据一个优选实施例，模制件包括互锁几何结构和倾斜的隔断部。图14是模具的部分侧面剖视图，所述模具构造成提供具有机械互锁装置40的模制件。机械互锁装置40由回缩器上的一个或多个(或一系列)突起和/或凹部提供。图15示出了方形机械互锁装置42的剖视图，其中回缩器上的突起和/或凹部具有方形横截面。图16示出了燕尾形机械互锁装置44的剖视图，其中回缩器上的突起和/或凹部具有倾斜的侧面(例如，提供另外的互锁、方向稳定性)。形成第一部分18的第一注料的树脂例如是第一颜色，并且形成第二部分20的第二注料的树脂例如是第二颜色。同样，锁定方向是竖直的。
图18和19示出了用于允许竖直壁(平行于模拉)具有充分的材料厚度(例如用于在转角处形成之用)的回缩器系统。图18和19是具有型芯20、型腔22、第一回缩器26a、第二回缩器26b和第二滑动件68的模具的水平剖视图。(第二滑动件68构造成例如为这个特定的模制件提供模制的详细结构(也就是用于容纳仪表板的端盖的凹部))。如图所示，第二回缩器26b用于提供另外的壁厚。
图26-28显示用于利用三次树脂注料来模制一模制件(装饰面板10a)的方法。图26是根据可替换实施例的模具的剖视图，所述模具构造成使用处于伸出位置的两个滑动构件和注入第一型腔中的第一聚合物材料形成具有三种材料的制品。图27是具有处于回缩位置的滑动构件的模具的示意性侧面剖视图。图28是模具的示意性侧面剖视图，其中第二聚合物材料注入第二型腔中并且第三聚合物材料注入第三型腔中。
该方法运用多次注料成型技术，以通过将三种树脂材料集成到单个基底中制造整体的、多色/多种材料装饰面板10a。模具包括型腔22、型芯24、第一回缩器26a以及第二回缩器26b。
表层122通过多种装置中的任一种(例如，通过其预成型的与模具一致的形状、销、真空辅助等)被保持或固定在其位置上。然后该模具全部或部分关闭以准备进行成型操作。型芯24的内表面形成凹部以至少部分地容纳从型腔22伸出的突起29。突起29可以是从型芯的表面延伸出的多种构件中的任一种(例如，叶片、销等)，并且构造成将覆层材料或表层的端部定位和/或保持在合适的位置。
第一注料的聚合物材料18(代表装饰面板10a的第一部分)通过回缩器26a、26b限制在与装饰面板10a上的特定区域相对应的模具内。
在图26中显示的模具包括位于回缩器26a和型腔22之间的通气口27a、以及位于回缩器26b和型腔22之间的通气口27b。根据一个可替换实施例，回缩器可以设计成紧靠型腔来实现“隔断”(也就是没有通气口)。
一旦第一型腔充满聚合树脂18，第一回缩器26a被移动以提供第二型腔23a(由被移动的第一回缩器26a、型腔22、型芯24和第一材料18限定)，并且第二回缩器26b被移动(优选大约移动该部件的厚度)以提供第三型腔23b(由被移动的第二回缩器26b、型腔22、型芯24和第一材料18限定)。第一回缩器26a和第二回缩器26b构造成在模制操作过程中在第一位置和第二位置之间移动(也就是该模具可以重新配置)。第一回缩器26a和第二回缩器26b可以构造成同时移动或在不同的时间移动。第二聚合树脂20a和第三聚合树脂20b可以构造成同时或在不同的时间注入。根据可替换实施例，回缩器构造成在模制操作过程中移动到三个或更多位置(例如第三位置等)。回缩器可以用许多方法移动，包括弹簧加载系统(从而当模具部件打开时，滑动件退回到其中一个模具部件中)、液压方法、气动方法、机械方法等。
第二注料的聚合物材料20a(代表装饰面板10a的第二部分)然后填充第二型腔23a，并且聚合物流向第一材料边界并与之结合。第二注料可以由第二注射装置提供。根据一个优选实施例，当注入第二材料时，第一材料至少部分固化。
第三注料的聚合物材料20b(代表装饰面板10a的第三部分)，然后填充第三型腔23b，并且聚合物流向第一材料边界并与之结合。第三注料可以由第三注射装置提供。根据一个优选实施例，当注入第三材料时，第一材料至少部分固化。
参照图26-28，该方法可以具有多种顺序中的任一种。例如，第一回缩器26a可以在第二回缩器26b之前移动，并且然后聚合物材料可以同时或相继注入。可替换的是，第一回缩器可以在第二回缩器之前(或之后)移动，并且然后聚合物材料可以同时或相继注入(例如在另一个回缩器移动之前、过程中或之后)。
同样重要的是应当注意，优选的和其它典型实施例中所示的车辆装饰面板的元件的结构和设置仅是说明性的。虽然在所公开的内容中仅详细描述了本发明的一些实施例，但是阅读此公开内容的本领域普通技术人员将会容易地理解许多修改是可能的(例如，各个元件的大小、尺寸、结构、形状以及比例、参数值、安装设置、材料、颜色、定向等的改变)，而不会从本质上背离在权利要求书中所陈述的主题的新颖性教导和优点。例如，模制件在一个部分中可以具有几种颜色，例如双色调的门的外观和单色翼板(sail panels)。分离的部件(例如，柔软的表层覆盖的区域)可以跨越两种颜色而不存在配合问题。同样，可以使用分离颜色中断(例如，使模制扬声器格栅看起来不同，以及地图袋边沿)。此外，这样的模制件可具有不是通过颜色中断位置来表示的部件分隔要求，例如在车辆的后侧装饰和B立柱装饰上。引起配合或遮盖问题的较小零件也可能实现。小零件如吊钩或系紧钩的显著部分可以被模制。此外，根据多个典型实施例，可以提供多种尺寸、形状和结构的模制件或部件。用于构成典型实施例的特定材料也是说明性的。例如，多种材料中的任一种可用于形成基底层，包括热塑性树脂如聚丙烯、高密度聚乙烯、其它聚乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(“ABS”)、聚氨酯、尼龙，以及多种均聚物塑料、共聚物塑料、具有特种添加剂的塑料、填充塑料等中的任一种。同时，重要的是注意术语“缓冲区域”、“局部的柔软或缓冲区域”、“多色”、“多次注料”、“多种材料”以及“多种颜色”意指广义的术语而非狭义的术语。因此，所有这些修改都包括在由所附权利要求限定的本发明的范围内。根据可替换实施例，任何工艺或方法步骤的顺序或次序可以改变或重新排序。在权利要求中，任何装置加功能的语句意味着覆盖此处描述的完成所述功能的结构，并且不仅包括结构等效物而且包括等效结构。在优选和其它典型实施例的设计、操作状态和设置中可以做出其它替换、修改、改变和/或省略，而不会背离在所附权利要求书中表达的本发明的主旨。
权利要求
1.一种制造车辆部件的方法，包括提供第一模具部件(22)、第二模具部件(24)、以及可在第一位置和第二位置之间移动的隔断构件(26)；提供柔性元件(121)；将柔性元件(121)定位在第一模具部件或第二模具部件附近；第一型腔；提供由第一模具部件(22)、第二模具部件(24)、以及当处于第一位置时的隔断构件(26)限定的第一型腔；将第一树脂注入第一型腔中；提供由第一模具部件(22)、第二模具部件(24)、第一树脂(18)以及当处于第二位置时的隔断构件(26)限定的第二型腔(23)；将隔断构件(26)从第一位置移动到第二位置；将第二树脂(20)注入第二型腔(23)中。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当第二树脂(20)注入时，第一树脂(18)至少部分固化。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，柔性元件(121)包括柔性表层(122)。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，柔性元件(121)还包括联接到柔性表层(122)的至少一部分的可压缩材料(24)。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，将所述柔性元件(121)定位在第一型腔或第二型腔内的步骤包括将表层(122)紧靠第一模具部件和第二模具部件中的一个定位。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，模制部件包括第一可压缩区域(112)和第二可压缩区域(112)，在第一可压缩区域处，第一树脂(18)或第二树脂(20)直接连接到表层(122)，在第二可压缩区域处，可压缩材料(124)设置在第一树脂(18)和表层(122)之间。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，柔性元件(121)定位在第一型腔部分中。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一树脂(18)包括第一聚合物材料，并且第二树脂(20)包括不同于第一聚合物材料的第二聚合物材料。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，第一树脂(18)包括第一颜色，并且第二树脂(20)包括不同于第一颜色的第二颜色。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，第一聚合物材料包括第一颜色，并且第二聚合物材料包括与第一颜色近似相同的第二颜色。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一树脂(18)包括第一聚合物材料，并且第二树脂(20)包括与第一聚合物材料相同的第二聚合物材料。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，第一聚合物材料包括第一颜色，并且第二聚合物材料包括与第一颜色不同的第二颜色。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一树脂(18)包括第一颜色，并且第二树脂(20)包括不同于第一颜色的第二颜色。
14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，柔性元件(121)定位在会与使用者接触的车辆部件的区域中。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，柔性元件(121)包括表层(12)，表层(12)限定由柔性元件(121)提供的“A”表面。
16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，车辆部件是车辆门面板或车辆仪表板。
17.一种用于在车辆中使用的装饰面板，包括整体模制构件，具有由第一树脂(18)制成的第一基底部分、由第二树脂(20)制成的第二基底部分以及至少部分覆盖第一基底部分和第二基底部分中的一个的缓冲层(112)；其中所述整体模制构件由这样一种工艺形成，其中缓冲层(112)定位在第一型腔和第二型腔的至少一个中，第一树脂(18)被注入第一型腔中，移动回缩器构件(26)以限定第二型腔，并且第二树脂(20)被注入第二型腔中。
全文摘要
公开了一种车辆部件和制造这种部件的方法。该方法包括提供柔性元件(122)、可在第一位置和第二位置之间移动的隔断构件(26)、当隔断构件(26)在第一位置时限定的第一型腔、当隔断构件(26)在第二位置时限定的第二型腔；将柔性元件(122)定位在第一型腔或第二型腔内；将第一树脂(18)注入第一型腔中；将隔断构件(26)从第一位置移动到第二位置；并且将第二树脂(20)注入第二型腔中。所述装饰面板包括整体模制件，所述模制件具有由第一树脂(18)制成的第一基底部分、由第二树脂(20)制成的第二基底部分、以及至少部分覆盖第一基底部分和第二基底部分中的一个的缓冲层。
文档编号B29C45/14GK1921997SQ200580005251
公开日2007年2月28日 申请日期2005年1月3日 优先权日2004年1月3日
发明者内尔斯·R·史密斯, 斯科特·A·汉森, 杰弗里·T·斯托特, 安德鲁·R·巴茨, 巴特·W·福克斯 申请人:约翰逊控制技术公司