汽车复合部件及其制造方法与流程

-具有集成的功能元件，如车窗升降器、门锁、扬声器、车灯、用于镜子的开关、用于顶棚的开关、通风管道、安全气囊等的车门，

-具有集成的用于停车辅助的传感器、碰撞传感器或用于安全气囊触发的传感器的保险杠，

-门槛条，

-集成有天线、传感器元件或照明的扰流板，

-中间托架，

-扶手，

-遮阳板，

-仪表板，

-顶棚，

-支撑的立柱(a柱或b柱)，或者

-后备箱衬里或内饰。

以下示范性地是基于用于构造车门的承载结构的部件。传统结构的车门具有钢支承系统，其在外侧由金属板覆盖。为车门的内部结构，制造机组-支架系统，其通常由金属或塑料单独制造，以及在支架系统中，电气或电子元件，例如车窗升降器、锁、扬声器等通过螺钉、粘接、铆接、卡夹等固定。在后续的加工步骤中，敷设由纺织品、皮革或塑料制成的内衬并固定。在许多情况下，另外还要将塑料泡沫元件安装到机组-支架系统上，塑料泡沫元件用于隔热和隔音，并且可以在其表面上设置附加的表皮或预制的层压层。

生产相应的汽车复合部件需要大量不同的工序，因此非常耗时且昂贵。

本发明要解决的技术问题是，提供一种用于制造上述类型的汽车复合部件的方法，利用该方法可以以简化方式制造相应的复合部件。此外，还要提供一种相应的汽车复合部件。

该技术问题关于方法在第一种方案中通过具有权利要求1特征的方法得以解决。在此，首先将塑料颗粒置入模具的模腔中以及在那里供给热能而将塑料颗粒相互连接成颗粒泡沫。随后通过调节模具以改变模腔以及然后注入热塑性塑料以在模腔中形成至少一个支承元件和/或至少一个固定元件，其中热塑性塑料至少以材料相连的方式与颗粒泡沫连接。随后，通过再次调节模具以改变模腔，然后将熔融金属注入模腔中，由此形成至少一个带状电导体和/或至少一个金属固定件。

在根据权利要求2所述方法的一种替代的扩展设计中规定，首先注入热塑性塑料以在模具的模腔中形成至少一个支承元件和/或至少一个固定元件。此后，调节模具以完成模腔，然后将塑料颗粒加入模腔中，并通过热能供应将塑料颗粒相互连接成颗粒泡沫，其中热塑性塑料至少材料相连的方式与颗粒泡沫连接。随后，再次调整模具以便使模腔变化，然后将熔融金属注入模腔中，由此形成至少一个带状电导体和/或至少一个金属固定元件。

上述两种方法按这样方式的不同点主要在于材料的引入顺序。在最初提到的方法中，首先形成颗粒泡沫，然后将热塑性塑料喷射到其上，在第二种方法中，首先将热塑性塑料注入模腔中，然后将塑料颗粒引入模腔中，形成颗粒泡沫，颗粒泡沫与热塑性塑料连接。

术语“材料相连的连接”应理解为这样一种连接，其中要连接的组件通过原子或分子力固定在一起。

优选地可以规定，在将塑料颗粒引入模腔之前，先将预制好的加强元件置入模腔中并且然后填埋到颗粒泡沫中。加强元件可以例如是塑料纤维和/或天然纤维和/或至少一个由塑料或金属制成的网或至少一个塑料或金属格栅。

在本发明的扩展设计中可以规定，在将塑料颗粒引入模腔之前，先将预制好的连接元件置入模腔中并且然后填埋到颗粒泡沫中。

可选地或另外地，也可以规定，在引入热塑性塑料之前，先将预制好的连接元件置入模腔中并且然后填埋到热塑性塑料中。

连接元件可以例如涉及螺钉和/或螺杆和/或夹子。

在本发明特别优选的扩展设计中规定，颗粒泡沫设计为具有带有封闭孔的表面。通过适当选择工艺参数，可以设定带有封闭孔的表面的类型和表面结构。通过这种方式，可以实现选择性的光滑的或纹理化的或柔软的表面，这些表面可以满足汽车制造商的美学要求，从而免除了昂贵的后续加工。

除了颗粒泡沫和热塑性塑料之间的材料相连的连接外，还可以在这些材料之间，例如通过底凹或穿孔加工达到形状配合式连接。

如上所述，汽车复合部件是以一体化的颗粒泡沫-金属-浇注工艺制造，其中将颗粒泡沫、热塑性塑料、熔融金属和必要时的增强纤维、纤维复合材料和固定元件置入一个唯一的模具中并使它们相互联接，在此情况下颗粒泡沫尤其同时获得了所期望的表面设计。由此可以尽可能地或完全地消除随后的组接、组装或焊接。通过这种方式，可以生产具有集成的电气和电子连接可能性的组合预制部件。

该方法在一个工序中组合了先前独立的以及在时间上间隔实施的多个步骤。不再需要由不同材料制成的单独的固定元件，并且连接功能集成在复合部件中，从而缩短和简化了后续的装配过程。此外，避免了装配错误，从而显著节省了成本。该复合部件重量轻，同时具有高的抗噪声吸收能力和抗外力效果，并且还具有非常好的隔热性。

颗粒泡沫不仅具有填充功能，而且还是复合部件的基本组件，其满足了支承和填充功能，用于固定，具有绝热和吸音效果，并且还满足了保护、内衬、装饰和触觉功能。此外，颗粒泡沫用作电绝缘体。

优选地，将所有带状电导体以及必要的金属固定元件通过金属铸造工艺置入到颗粒泡沫和/或热塑性塑料中，从而不再需要事后引入电缆或者用夹子、螺钉等安装复合部件。

通过注入热塑性塑料可以形成功能元件、操作元件或框架结构。置入的加强元件用于增强复合部件，其中纤维或纤维复合材料也可以与热塑性塑料同时注入。

用于解决上述技术问题的的汽车辆复合部件具有由塑料颗粒泡沫制成的载体以及至少一个带状电导体和/或至少一个金属固定元件，所述载体材料相连地与由热塑性塑料制成的支承元件和/或固定元件连接。

汽车复合部件的其他特征可以从以上对方法的描述中得出。

在唯一一个附图中以简化的方式示出了汽车复合部件。

汽车复合部件10具有由塑料颗粒泡沫制成的载体11，其至少在其顶侧设计有带有封闭孔的表面16。

载体11与支承元件和/或由热塑性塑料制成的固定元件12材料相连地连接。

在载体11上设计至少一个带状导体13，其与金属固定元件14,15配合作用。

技术特征：

技术总结
为了制造汽车复合部件，将塑料颗粒置入模具的模腔中以及在那里供给热能而将塑料颗粒相互连接成颗粒泡沫。随后调节模具以改变模腔以及然后将热塑性塑料注入到模腔中以形成至少一个支承元件和/或至少一个固定元件，其中热塑性塑料至少以材料相连的方式与颗粒泡沫连接。上述材料的置入也可以以相反的顺序进行。随后，通过再次调节模具以改变模腔，然后将熔融金属注入模腔中，由此形成至少一个带状电导体和/或至少一个金属固定件。

技术研发人员：I.布雷克斯勒;T.米歇尔
受保护的技术使用者：克拉尔曼合成材料加工有限责任公司
技术研发日：2017.06.27
技术公布日：2019.04.02