[0024]有利地，在具有可旋转的圆形工作台的注塑圆形工作台设备上实现根据本发明的加工方法。可旋转的运行工作台使能够集成且单独操控四个加工工位。
[0025]对于形成有机板插入物1，3必需的坯料优选地以水射流切割方法从板形的半成品中切出。
[0026]在接下来的调节(干燥)之后，利用红外线辐射器将相应的有机板坯加热到热塑性基质的熔点之上(未示出)。然后通过机器人抓取系统、例如针式抓取器(Nadelgreifer)将有机板从炉中运输到预成形模具20中且定位，预成形模具根据图3a具有上模21和下模23。有机板坯在预成形模具20中的定位例如利用由四个夹具构成的系统实现。
[0027]这实现了有机板在成形模具20中的精确定位并且由此实现可复制的有机板成形，以便能够实现稳定的加工。在预成形上模21中可集成四个凹部，其用于在模具闭合时容纳夹具。
[0028]此外，预成形模具20设计成使得冲裁过程被集成到无端纤维强化的热塑性半成品、也就是有机板的成形中。
[0029]在图4中显示了穿过具有集成的冲裁系统的上模和下模21，23的剖面。利用该冲裁系统，不仅可在模具关闭之前不久冲裁有机板，而且导出在上模21中的冲裁余料25。在模具20打开时，通过支撑在碟形弹簧26上的气压弹簧27将冲裁余料25—起压到上模21中。通过在上模21中经由压力弹簧30弹性支撑的套29，将构件从下部的剪切冲头(Schneidstempel)30向下推并且位置精确地留在预成形下模23中。在留在上部的剪切冲头31中的冲裁余料25上附加地作用有由负压喷嘴32产生的负压，从而在模具20完全打开期间一起带走冲裁余料25。
[0030]在另一工艺过程中，仅预成形下模23顺时针地在圆形工作台上移动到下一工位中。在其期间，冲裁余料25被收集在固定在旋转工作台上的容器中。这通过消除在上部的剪切冲头31中作用的负压而实现。
[0031]根据图3b，利用红外线辐射器使成形的且冲裁的有机板插入物1的表面熔融，以实现待后注塑的优选地由短玻璃纤维强化的注塑物质构成的力引入结构5的最佳连结。
[0032]在中间加热之后，预成形下模21旋转到下一工位中(图3c)。在那里，将旋接套9作为金属的插入物受机器人控制地插到在注塑上模35中未示出的插销(Aufsteckstift)上。优选地利用集成到插销中的固定球防止插销滑下。注塑上模35具有未示出的抛料器和插销。抛料器允许将后注塑的下部的有机板插入物1从注塑上模35中压出。
[0033]注塑上模35在图3c中限制还空着的子腔39，其复制力引入结构5的阴模。在接下来的注塑中，为了形成力引入结构5将纤维强化的塑料材料注入空着的子腔39中。
[0034]如上面已另外指出的那样，在有机板插入物1和3的碳纤维以及由铝制成的旋接套9之间存在电化学的电压差。因此，存在在有机板插入物1和3中的碳纤维与金属的旋接套9接触时出现腐蚀行为的风险。这在集成旋接套9时已被注意到并且通过利用优选地短玻璃纤维强化的塑料、例如PP/GF或PA/GF注塑包封来防止。
[0035]以该方式，得到具有集成的腐蚀保护的纤维复合塑料混合构件。从剖示图中可见，金属的插入物(也就是说旋接套9)完全由短玻璃纤维强化的注塑物质包围并且在根据本发明的实施方案中由CFK制成的有机板不再与金属插入物直接接触。
[0036]上部的有机板插入物3的轮廓(包括柱状截段)以水射流切割方法被从平面的半成品板中切出。上部的插入物3在外部的装置中被预成形并且根据图3f被输送给具有机器人处理系统的过程。
[0037]根据图3f，未示出的镜面焊接单元通过压缩空气缸移动到上部的有机板插入物3与已在之前步骤中后注塑的力引入结构5之间。优选地，利用红外线辐射来施加熔融所需的热能。时间上相协调的过程控制使在上部的有机板插入物3和力引入结构5中的基质能够同时恪融，从而通过受机器人控制的按压可实现这两个接合副(Fuegepartner)的焊接。
[0038]接下来再次列举本发明相对于现有技术的优点:如此利用根据本发明的工艺来实现具有双层结构、后注塑的GFK肋结构和高负载的力引入元件以及腐蚀保护的集成的热塑性FVK金属复合构件。在根据本发明的工艺中，在有机板成形时进行冲裁过程。在模具中导出冲裁余料。通过根据本发明的工艺，可将金属的力引入元件(也就是说金属插入物9)与碳纤维强化的有机板无腐蚀地结合。此外，可通过红外镜面焊接和压制将接合副有机板和GFK力引入结构5焊接。
[0039]通过根据本发明的工艺，此外可制造功能性的双层FVK复合构件，其可应用在高负载的结构件和车身的领域中。经由圆形工作台设备的工艺过程实现以低于一分钟的循环时间适合大批量地加工FVK金属复合构件。
【主权项】
1.一种用于制造具有力引入结构(5)的纤维复合塑料构件的方法，在其中将承载板件(1)、尤其有机板件作为插入物插入注塑模具的复制塑料构件的阴模的模腔中，亦即在释放所述注塑模具的复制所述力引入结构(5)的阴模的子腔(39)的情况下，并且在注塑步骤中为了形成所述力引入结构(5)将纤维强化的塑料材料(15，17)注入空着的所述子腔(39)中，其特征在于，为了提高所述力引入构件(5)的构件刚度和强度，在执行所述注塑步骤之前将金属插入物(9)插入还空着的所述子腔(39)中而在所述注塑步骤中由所述塑料材料(15，17)来注塑包封。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于双层的实施方案，将第二承载板件(3)与所述塑料构件接到一起，亦即在中间置入所述金属插入物(9)和注入的所述塑料材料(15，17)的情况下以及在形成空心型材的情况下，并且通过镜面焊接等将所述第二承载板件(3)与所述塑料构件连接。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在一方法步骤中将装配孔(19)引入所述承载板件(1)中，通过所述装配孔使所述金属插入物(9)向外暴露，亦即在相对于所述承载板件(1)无接触地形成空着的环形间隙(21)的情况下。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，空着的所述环形间隙(21)是复制所述力引入结构(5)的子腔(39)的组成部分，并且在接下来的注塑步骤中在所述金属插入物(9)和所述承载板件(1)电绝缘的情况下以所述塑料材料(15，17)填充空着的所述环形间隙(21)。5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，在另一方法步骤中将旋接孔(19)引入所述第二承载板件(3)中，所述力引入结构(5)伸入所述旋接孔(19)中，亦即尤其在中间置入注塑包封的所述塑料物质(15，17)的情况下所述金属插入物(9)伸入其中，由此，所述金属插入物(9)和所述第二承载板件(3)彼此电绝缘。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在热成形步骤中使所述第一承载板件(1)和/或所述第二承载板件(3)预成形，并且/或者这两个承载板件(1，3)由无端纤维强化的热塑性塑料制成，所述热塑性塑料的无端纤维材料优选地是碳，以及所述塑料材料(15，17)由短或长纤维强化的热塑性塑料制成，例如GFK等，由此，所述金属插入物(9)能够与所述承载板件(1，3)电绝缘。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于以下方法步骤: -尤其借助于红外线辐射等将有机板坯加热到处理温度上； -用于制造具有装配孔(19)的下部的有机板插入物(1)的成形和冲裁过程； -尤其利用红外线辐射器等中间加热，用于例如由GFK等制成的纤维强化的注塑物质(15，17)的更好的连结； -将至少一个所述金属插入物(9)插到所述注塑模具中，利用所述塑料材料来后注塑下部的有机板插入物(1)，并且通过所述金属插入物(9)的注塑包封在所述金属插入物(9)与下部的有机板插入物(1)的碳纤维之间建立腐蚀保护； -在外部的成形工位中使上部的有机板插入物(3)成形；以及 -材料配合地连接、尤其焊接连接上部的有机板插入物(3)和所述力引入结构(5)并且取出构件。8.一种纤维复合塑料构件，其利用根据前述权利要求中任一项所述的方法来制造，其具有至少一个承载板件(1，3)、尤其有机板件和由纤维强化的塑料物质(17)后注塑的力引入结构(5)，其特征在于，所述构件具有金属插入物(9)，其由所述塑料物质(15，17)至少部分地注塑包封。9.根据权利要求8所述的纤维复合塑料构件，其特征在于，所述金属插入物(9)是尤其柱状的旋接套，其以其金属端侧(11)通过所述承载板件(1，3)的装配孔(19)向外暴露，并且尤其所述金属插入物(9)无接触地相对于所述承载板件(1，3)伸过横截面较大的装配孔(19)，并且尤其以所述塑料物质(15，17)来填充在金属插入物端侧(11)与旋接孔(19)的孔边缘之间的环形间隙(21)，以防止腐蚀行为。10.根据权利要求9所述的纤维复合塑料构件，其特征在于，相对而置的金属插入物端侧(11)同样无接触地伸过第二承载板件(3)的旋接孔(19)，并且尤其以所述塑料物质(15，17)来填充在相对而置的金属插入物端侧(11)与第二承载板件(3)的旋接孔(19)的孔边缘之间的环形间隙(21)。
【专利摘要】本发明涉及一种用于制造具有力引入结构(5)的纤维复合塑料构件的方法，在其中将承载板件(1)、尤其有机板件作为插入物插入注塑模具的复制塑料构件的阴模的模腔中，亦即在释放注塑模具的复制力引入结构(5)的阴模的子腔(39)的情况下，并且在注塑步骤中为了形成力引入结构(5)将纤维强化的塑料材料(15,17)注入空着的子腔(39)中。根据本发明，为了提高力引入结构(5)的构件刚度和强度，在执行注塑步骤之前，将金属插入物(9)插入还空着的子腔(39)中而在注塑步骤中由塑料材料(15,17)来注塑包封。
【IPC分类】B62D29/04
【公开号】CN105473427
【申请号】CN201480048374
【发明人】K.卡奇, M.埃莱本, O.特格, W.南德尔, M.迈尔, K-H.霍耶
【申请人】大众汽车有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2014年8月19日
【公告号】DE102013217388A1, EP3041731A1, WO2015028347A1