外观、高热抗性、大尺寸稳定性、和/或酸酐基团的特定反应性。苯乙烯马来酸酐可在宽范围的分子量和顺丁烯二酸酐(MA)含量下获得。作为一种选择，苯乙烯马来酸酐使用其透明度与诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)这样的其他透明材料或诸如ABS (丙烯腈一丁二烯一苯乙烯)或PVC (聚氯乙烯)这样的热抗性聚合物材料相结合来应用。
[0044]缓冲层106可以包括或由任何适当的材料形成，用于向仪表板100的整体结构提供缓冲的目的。在某些情况下，该缓冲层106包括或由泡沫形成。该泡沫为通过在液体或固体中捕获气体槽腔形成的物质。通常，气体大量地存在，所以其可以被分离为通过形成薄膜的液体区域分隔的许多不同尺寸的气泡。该术语泡沫还可以指代任何的泡沫类似物，诸如量子泡沫、泡沫聚氨酯、泡沫橡胶、和/或泡沫聚苯乙烯。
[0045]如此处的其他部分所提到的，仪表板100可以提供的益处中的一个为减少甚至完全消除聚氯乙烯的使用，其易于排放对环境有害的烟雾。因此，仪表板100的聚合物外皮108包括按重量计少于50%，60%，70%，80%，90%，或99%的聚氯乙烯或也易于对环境有害的任何其化学变体。
[0046]进一步如此处的其他部分所提到的，该聚合物外皮108可以通过与快速地加热和冷却相结合的注射成型形成以使该聚合物外皮108可以被提供以所希望的小的厚度以及在整个厚度上相对均匀性。
[0047]该聚合物外皮108可以具有不大于0.5毫米、0.4毫米、0.3毫米、或0.2毫米的平均厚度偏差。在某些情况下，该聚合物外皮108可以以小于0.2毫米、小于0.15毫米、或小于0.1毫米的平均厚度偏差被提供。这些值是有利的，至少是由于诸如凝塑成型这样的现有方法由于这些现有方法的固有限制而不能提供这些小的厚度值或这些小的厚度偏差。通过示例的方式，凝塑成型缺乏对凝塑成型期间聚合作用发生的时间和位置的控制。作为缺乏控制的直接结果，所得制品的某些区域可以以更高的聚合度被提供并因此造成更厚的尺寸以及某些其他区域最终具有比预期早的聚合物熔化并因此造成不均匀的表面。因此可以相信的是，可以按照本发明的一个或多个实施例在聚合物外皮108中实现的该厚度值和/或厚度均匀性的有利和独特之处是通过改变了一些现有的方法和结构实现的。
[0048]在某些情况下，用于形成聚合物外皮108的聚合物包括热塑性硫化橡胶(TPV)，热塑性聚氨酯(TPU)和/或热塑性弹性体(TPE)。热塑性聚氨酯为任何一类的聚氨酯塑料，其技术上为包含由硬链段和软链段组成的嵌段共聚物的热塑性弹性体。有时被称为热塑性橡胶的热塑性弹性体为一类共聚物或由具有热塑性或弹性性能的材料组成的聚合物的物理混合。
[0049]用于形成聚合物外皮108的聚合物可以被配置为颗粒并呈现为用于接下来的注入步骤的熔融液体。
[0050]如此处的其他部分所提到的，该聚合物外皮108可以通过与快速加热和冷却相联系的注射成型形成。大意为通过与快速加热和冷却相联系的注射成型给予聚合物外皮108所提供的增强的好处，其中该注射成型实现了某些不会释放刺激性烟雾同时保持所产生的聚合物外皮相对小的和均匀分布的厚度的某些可注入聚合物的使用，以及其中该快速加热和冷却减少了由于型腔的相对大的长宽比造成的注射成型相关的困难。
[0051]图2说明性地描述了形成仪表板100并尤其是形成聚合物外皮108的方法200的非限定示例。按照考虑了图3的方法200，以及在步骤202中，型腔302被加热，该型腔302具有仪表板100的形状。该快速的加热可以通过诸如加热棒这样的任何适当的方法提供。该型腔302被快速地加热到高温，其等于、高于或低于被注射进入到型腔302中的聚合物的熔融温度。如此处的其他部分所详细说明的，该型腔302接着被快速地冷却以在注入的型腔302中凝固呈一定形状的聚合物熔体。由于该升高的成型温度可以消除在填充/注射阶段过程中不需要的超前的熔体冷却，所以该熔体流动阻力或注入压力被大大降低并且该聚合物熔体的填充能力也被显著地改进。结果，可以获得带有优越的表面状况的塑料部件。不希望被任何特定的理论所限定，可以相信的是，该快速加热帮助消除熔合线并至少与凝塑成型相比减少了周期。因为在注入或填充的过程中，该型腔302被加热，被注入的聚合物相对更均匀地凝固并且该熔合线可以被最小化或消除。
[0052]该型腔302可以使用任何适当的方法加热。一种非限定的方法包括红外线辐射的使用。特别地，红外线辐射可以被施加在型腔302上。仍为本方法的另一个非限定示例包括电加热棒的使用，其可以以相对划算的方式实施。
[0053]该加热可以在等于、高于或低于聚合物的熔融温度的温度上实施。该加热可以在注入之前被实施。该加热可以在时间上与注入重叠。
[0054]快速热反应成型过程使模具表面上的快速温度改变更容易从而不需要增长周期地改进了模制部件的质量。该快速加热可以以任何适当的加热速度和/或按照手头项目特性的计划来执行。在某些情况下，该加热可以在每秒10° F到30° F的速度上被执行并且目标温度可以在225° F到275° F的温度上被获得。
[0055]在步骤204，聚合物308通过选择性地包括注射枪的注模机310被注入到型腔302中。该注入可以在一个或多个注口 304上实施。任何两个注口 304之间的距离可以按照用于快速加热和冷却中的参数来改变以使熔合线可以有效减少。可以用来减少熔合线的额外因素可以包括所形成的部件的几何结构以及所注入的聚合物材料的流程长度。
[0056]在步骤206，该型腔在注入步骤之后被冷却。该冷却可以继注入之后被执行。该冷却可以在时间上与注入重叠。该冷却可以在低于聚合物的熔融温度上执行。该快速冷却可以以任何适当的冷却速度和/或按照手头项目的细节的计划来执行。在某些情况下，该冷却可以在每秒2.5° F到7.5° F的速度上执行并且该目标温度可以在从60° F到80° F上获得。
[0057]示例
[0058]在非限定的示例中，该快速加热通过带有150千瓦的加热功率的感应加热提供。该加热在大约8秒钟里从大约70° F到250° F上被执行。在获得了大约250° F的目标加热温度之后，该感应线被关闭并且水冷却导致该温度在大约40秒内冷却回到70° F。
[0059]在一个或多个实施例中，在此提出的公开的发明克服了公知的诸如仪表板这样的车辆内部件的生产中所面临的挑战。然而，技术领域内的技术人员将从这样的讨论中以及从附图和权利要求中容易认识到各种改变、修改和变形可以在不背离以下权利要求中所限定的本发明的真实意图和合理范围的情况下做出。
【主权项】
1.一种形成车辆内部件的聚合物外皮的方法，包含: 加热具有车辆内部件形状的型腔； 将聚合物注入到型腔中以形成所述聚合物外皮；以及 冷却所述型腔。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述聚合物以液态注入。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述型腔具有不超过0.5毫米的平均厚度偏差。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述加热在所述注入之前被执行。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述加热在时间上与所述注入重叠。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述冷却继所述注入之后被执行。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述冷却在时间上与所述注入重叠。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述注入在相互分隔的两个或多个位置上执行。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述加热在等于、低于或高于聚合物的熔融温度的温度上执行。
【专利摘要】本发明以一个或多个实施例提供了一种形成诸如仪表板这样的车辆内部件的聚合物外皮的方法，该方法包括以下步骤：加热具有车辆内部件形状的型腔，将聚合物注入到所述型腔以形成所述聚合物外皮，以及冷却所述型腔。所述加热可以在所述注入之前被执行。所述加热可在时间上与所述注入重叠。所述冷却可以继所述注入之后被实施。所述冷却可以在时间上与所述注入重叠。所述聚合物外皮可以接着紧挨缓冲层被设置，缓冲层依次紧挨衬底层设置以形成所述车辆内部件。
【IPC分类】B60K37-00, B29C45-73, B29C45-03
【公开号】CN104786425
【申请号】CN201510014694
【发明人】詹姆斯·保罗·伊兹, 巴里·布朗, 查尔斯·艾伦·罗科
【申请人】福特全球技术公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年1月12日
【公告号】US20150197046