用于通过塑料材料制造车辆部件/结构部件的方法

文档序号:9926917阅读:445来源:国知局
用于通过塑料材料制造车辆部件/结构部件的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于通过塑料材料制造车辆部件或结构部件的方法。
【背景技术】
[0002]在汽车工业的车辆部件的制造和组装中,为了确保车辆部件和子组件的可靠的且精确的可重复定位,现在的惯例是采用所谓的参考点系统。这样的参考点系统以称号RPS而熟知。这种参考点概念使得单独部件、子组件能够清楚且可再现地定位在整车上。因此,特别地,车辆部件/子组件的公差可以互相协调,并且在制造过程中,可以实现车辆部件的可再现定位。这种RPS的基础是在车辆部件上固定特定点位置(参考点),以便由此限定参考平面。参考点系统(RPS)基于车辆坐标系,车辆坐标系的原点相对于车辆的前桥居中,并与前桥平齐。一方面,适当的车辆部件的参考点形成部件取向的坐标系,这对于车辆部件的制造方法是重要的,而另一方面,车辆部件相对于其他车辆部件的位置以及在车辆坐标系内的位置是固定的。参考平面的限定通过几何元件实现,几何元件是比如表面元件上的钻孔、边缘或尖端。为了明确地限定参考平面,所有六个自由度必须经由对应车辆部件上的几何元件固定。可以从Dr.-1ng.Karin Spors, Dipl.-1ng Heiko Hennig在第九届“Fertigungstechnisches Konstruieren,,(设计生产)研讨会上的文章“Structure ofa funct1n-orientated reference point system as a tolerancing basis for a carbody”中找到基于车门示例的功能取向的参考点系统的结构。
[0003]从DE 100 48 774 B4中可知门模块和用于组装门模块的方法。这里的门模块包括门模块支撑件以及门内衬的中心部分。门内衬具有功能单元,其中,RPS的参考点设置在功能单元中,以在位置上精确地组装所述部件。这些参考点实现为钻孔。此外,从DE 10 2006002 815 Al中可知车门以及利用RPS组装车门的方法。该RPS的参考点通过螺栓孔配对形成。通过所述RPS,限定和固定支撑板在内门板上的功能位置。
[0004]从前述的印刷出版物中已知的车辆部件实现为塑料部件或金属部件,实现为钻孔的参考点通过打钻或铣削而引入车辆部件中。现在,在汽车工业中,纤维增强塑料也用于车辆部件。这种纤维塑料复合材料是由增强纤维和塑料基体组成的材料。由于材料的低密度和非凡的机械性能,这种材料可用于许多车辆部件。然而,在这些材料中引入钻孔或凹部会导致破坏纤维,由此使车辆部件弱化。目前,纤维复合部件(主要是由于它们的形状和几何结构)定位用于进一步的机加工步骤。这通常通过手工步骤来实现,所述手工步骤涉及大量的功夫,并且意味着不精确的再现。

【发明内容】

[0005]因此,本发明的目的是提供一种用于制造车辆部件/结构部件等的方法,该方法是简单的,并且可尤其保证在制造过程和组装中,简单且精确地定位车辆部件或结构部件,并且其中,在要生产的车辆部件或结构部件(不管由塑料材料制成还是由纤维复合物制成)中,减少了结构弱化的危险。此外,从另一方面,一个目的是提供一种车辆部件,在制造和进一步组装中,该车辆部件可简单且精确地定位。
[0006]作为根据本发明的用于通过塑料材料制造车辆部件和结构部件的方法的结果,其中,该车辆部件具有大量参考点,借助参考点系统,可以快速且可再现的方式在制造过程中将车辆部件定位在单独机加工步骤的适当工具和接收夹具中。这通过以下事实而成为可能:参考点已在部件制造过程中产生,优选地在用于通过塑料材料制造车辆部件的成型工艺的工具或模具中创建。此外,由于所制造的或半成品的车辆部件上的参考点,依靠参考点系统,在制造部件的过程中和/或在安装子组件或在整车上安装或定位子组件的进一步过程中的可靠定位是可能的。相同的参考点可以用于制造和组装两者。基于参考点在X/Y/Z平面中的定位允许在完全自动制造过程中一致且可靠地定位车辆部件。举例而言,固化期间的压制成型、轮廓或或铣削加工期间的定位、粘结/连接/组装步骤中的定位、车辆部件在整车中的相对定位都列举为加工步骤。如可以从与说明性实施例相关的绘图中看出,3个参考点优选地设置在车辆部件上。
[0007]车辆部件或结构部件具有平坦结构,并具有由相应设计预定的平面轮廓或三维轮廓。车辆部件或结构部件被理解为较大和较小的部件两者,诸如中空型材、纵向构件。如上面已经描述的,这些车辆部件/结构部件在制造过程中由塑料或纤维增强塑料材料生产。在纤维复合材料的制造中,通常生产由多个半成品纤维产品(机织织物、非机织织物、垫子、毛皮)组成的层压件,多个半成品纤维产品安置成一个位于另一个上方同,具有不同的纤维方向。已知的方法是手工敷设方法,其中,半成品纤维产品放置在模具中,并用合成树脂浸渍,通过挤压而脱气,随后进行固化。另外,预浸技术是已知的。在此,预浸渍纤维垫被放置在模具上。接着,材料复合件通过真空袋脱气并随后在高压釜中在压力和温度下固化。代替层状纤维复合件,具有核心的夹层部件还可以制造作为车辆部件。
[0008]用于制造塑料部件和用于制造纤维复合材料的另一方法是注塑成型。在通过纤维复合材料制造车辆部件时,含有纤维的塑料材料在挤压机中熔化,注入模具中并固化。
[0009]有利地,用于制造车辆部件的模具在此可以根据上述方法之一构造,使得在形成车辆部件的表面上的预定位置处,设置处于凹部、凹陷、凸起形式的成型元件,其中,参考点通过这些成型元件形成在车辆部件上。用于在车辆部件上形成这样的参考点的另一选择是将额外部件引入仍然液态的复合材料。额外部件可以构造为嵌入件、插入件或插上件(onsert)。作为用于额外部件的材料,使用木材、金属(例如铁或有色金属)、塑料等。根据上述方法中的任一在纤维复合部件的固化工具或成型制造中形成参考点的优点在于,通过随后材料移除加工(比如,随后将钻孔引入参考点区域中)不会导致任何结构弱化或结构破坏。由此避免了部件中存在的力线弱化。类似地,在不破坏或损坏可存在于塑料材料中的纤维的情况下实现参考点的形成。在将额外部件引入纤维复合材料的液态基质中的情况下,纤维可卷绕或包围或缠绕额外部件。特别地,如果额外部件压入仍然柔软的纤维复合材料中,这是适用的。如果参考点由设置在成形工具中的成型元件形成,则防止了破坏或损坏或撕裂纤维,因为塑料材料在参考点形成期间是柔软的,并且纤维在柔软的复合材料中仍然可以产生。如果使用插上件,则将额外部件引入在成形工具中为此设置的空腔中,并通过成形工具与仍然柔软的纤维复合部件一起压制成型。在此,插上件连接到纤维复合部件或与其结合。在此,纤维层保持完好或者插上件胶合到纤维层或覆盖层,而不会使纤维移位或不会显著地移动纤维而由此影响力流动方向。
[0010]在这方面,应当指出的是,术语“塑料材料”包括热塑性塑料(诸如聚丙烯、聚碳酸酯、聚乙烯等)和硬质塑料两者,或者热塑性和硬质纤维增强塑料(纤维复合材料)两者。复合材料或者由具有嵌入的纤维的基质材料或基质系统组成的材料复合件被称为纤维复合材料。由于这种复合,纤维在纤维方向上的抗张强度可以与基质成型的选择结合使用。作为基质材料,例如可以使用热塑性塑料或者硬质塑料,热塑性塑料是诸如聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC),硬质塑料是诸如环氧树脂、不饱和聚酯(UP)、聚氨基甲酸乙酯(PUR)等。作为纤维,可以使用玻璃纤维、碳纤维、陶瓷纤维、天然纤维、纺织纤维等。纤维复合部件在此能够以层压件或连接的层压层的形式实现,并且能够实现为具有不同核心的夹层部件。在此,覆盖层由纤维复合材料制成,而核心层可以由例如多孔或泡沫材料组成,例如由聚氨基甲酸乙酯(PUR)组成。核心材料可以由例如塑料、纸或金属组成。如果使用多孔核心,则可以考虑所有的蜂窝形式,例如蜂窝形、矩形、正方形、圆形、多边形、波状等。
[0011]这些参考点优选地实现为凹口、凹槽、珠、凸起、压痕、凹部等,但是还可实现为额外部件,诸如嵌入件、插入件或插上件。
[0012]根据本发明的用于通过塑料材料制造和/或组装车辆部件、结构部件的方法的其他有利实施例和改进从从属权利要求中出现。
【附图说明】
[0013]该方法的优选实施例以示例方式示出,其中为了说明的目的而参考附图,附图中:
[0014]图1示出具有参考点的车辆部件的侧视图;
[0015]图2示出在第一实施例中制造多层车辆部件期间,穿过成形工具的横截面的细节,其中,参考点由压纹形成;
[0016]图3示出在第二实施例中制造多层车辆部件期间,穿过成形工具的横截面的细节,其中,参考点由插入件形成;
[0017]图4示出在第三实施例中制造多层车辆部件期间,穿过成形工具的横截面的细节,其中,参考点由嵌入件形成;
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