制造结构件，尤其汽车结构件的方法以及相应的结构件技术

本发明专利技术公开了一种制造结构件，尤其汽车结构件的方法以及相应的结构件，所述方法包括：提供第一纤维和可形成包覆第一纤维的第一基质的第一材料；在第一模具内压制第一纤维和第一材料以制得第一外皮(12A)，该第一模具包括在压制过程中保持开放的边缘；提供第二纤维，可形成包覆第二纤维的第二基质的第二材料，及包括内腔的分隔件(14)；在至少两块板间组装除第一外皮之外的第二纤维、第二材料和分隔件，其中至少一块板被加热，以制得组装体(54)；将第一外皮在第二模具(56)内设置到位；在第一外皮(12A)上沉积粘合剂(58)；将组装体在第二模具(56)内设置到位；以及在第二模具内压合第一外皮和组装体，以将第一外皮和组装体相互固定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制造结构件，尤其是用于汽车的结构件的方法，以及可由该方法制得的结构件。
技术介绍
上述结构件例如为汽车用板材，尤其是用于遮蔽后备箱、客厢或后备箱空格底板、或副发动机的后侧搁板。此类结构件的某些特性一般具有规格要求。具体而言，此类结构件应具备：轻的质量；良好机械性能，主要是良好的高温(如85～120℃)挠曲和蠕变行为；特定三维形状，如允许安装把手等其他部件的凹形形状；以及/或者特定外形边缘，尤其是圆形或弧形边缘。例如，FR2971198公开了一种基于热固性木纤维和热固性树脂纤维的结构件制造方法。具体而言，此类结构件，即所谓“夹心”结构件包括外皮及置于外皮间的分隔件。为了获得良好的机械性能，先事先压制所述外皮，然后将其依次贴合于所述分隔件的粘合剂上，从而形成所述夹心部件。由于上述工艺中使用强压且包括多个步骤，因此此类结构件相对比较昂贵。此外，已知结构件还包括由所谓“Sommold”复合材料制成的结构件。所述“Sommold”复合材料为短玻璃纤维和热塑性纤维形成的网状体，其使用传统无纺布纺织制造工艺(梳理、铺网、针刺)制得。在该制造工艺中，所述玻璃纤维和热塑性纤维可紧密混合。由于玻璃纤维的三维随机取向，所述复合材料一般较为蓬松(厚度为3厘米左右)。因此，为了需要制造所述外皮，一般还需要对其进行压缩。根据“一步”法，先将Sommold网状体加热至热塑性纤维的熔化温度以上，然后将其置于设置在冷模内的分隔件的任何一个侧面上，最后闭合该模具进行压缩。然而，此方法的问题在于，无法在保证分隔件不被压坏的前提下，实现外皮的充分压缩。正如FR2971198中所述，为了弥补上述缺陷，已知的唯一解决方法为将所述夹心板的制造过程分为三个步骤，即：在两个相应模具间高压成型所述外皮，以使其达到最优致密性；在第三模具中，通过粘合剂将外皮贴合于分隔件的两侧；同时向其施加与所述分隔件强度相容的较小压力。该工艺有两个主要步骤，也称“两步”法，其成本仍然相对昂贵。为了降低成本，已知可使用硬纸板分隔件和由长亚麻纤维/丙烯酸类树脂网状体构成的外皮，通过单个模具一步成型制备所述“夹心”型结构件。此工艺称为“一步”法(仅有一个步骤)。相较于其他可交联树脂，优选使用丙烯酸树脂的原因在于，丙烯酸树脂与天然纤维的亲和力强，从而可在所述复合材料中形成较好的纤维/基质界面，而且丙烯酸树脂的价格较低。所述网状体事先浸渍树脂并相互层积，然后将其整体放入例如用于制备后备箱空格底板的模具中。向其充分施加压力并加热至所述树脂的交联温度后，便可形成“夹心”板材。该板材的外皮已充分压实，从而形成真正的复合结构并使得所述板材具有所需的机械性能。取得此效果的原因在于，所述亚麻网状体具有理想的平行排列纤维，其使得该网状体具有较大的初始相对密度，因此在形成所述外皮时无需对其实施强力压缩。所以，此工艺的模具内成形步骤所使用的压力不是很高，不会导致所述分隔件坍塌。使用其他网状体或垫状物也可获得同样的效果。虽然所述压力不高，但是其足以使所述网状体内所含树脂在实现所述外皮的致密化的同时，作为粘合剂实现所述分隔件的粘合。通过已知方法，可实现所述亚麻网状体与热塑性聚合物(例如为薄膜状或纤维粉状)的结合(例如，可在预备步骤中通过压延等工艺结合)。所述热塑性聚合物在熔化后构成所述夹心板材的外皮复合材料的基质，且优选为聚酰胺11，如Arkema公司的这是因为其高的结晶温度可保证在所需的85～120℃温度范围内实现良好的蠕变行为，同时其低于200℃的熔融温度可与纤维素纤维的使用相兼容。此外，所述聚酰胺的某些衍生物，如EP2451864中所述衍生物，具有较低的热浆粘度，从而有利于润湿所述纤维并提高所述纤维/基质界面的品质。最后，使用该聚酰胺与亚麻纤维结合有利于环保。然而，当本质极为亲水的亚麻纤维与本身为水基性且在交联(酯化)过程中进一步生成水的丙烯酸树脂联用，或与同样为亲水性聚合物的聚酰胺联用时，可在所述成型过程中产生汽泡。即使在该成型过程中实施脱气操作，有时仍不能将所述汽泡排出，从而使其残留于所述两外皮之间。当所述结构件为闭合结构，即其中的一个外皮沿所述部件的边缘与另一个外皮相接触时，上述现象将更为突出。当这些气泡膨胀至一定程度时，其可使所述分隔件局部破裂并使所述外皮鼓出，从而导致所述板材无法使用。这使得该制造工艺在大批量生产时具有随机性而不好控制。上述问题的一种解决方案为提高所述外皮的孔隙率，以生成可存留残余水分的空间。然而，由于其将使得外皮的致密性变差，从而不能形成真正的复合结构且不能获得足够的机械性能，所以并不适用。另一种可设想的解决方案为在模具上冲制可加速蒸气排出的孔。由于现有技术所能制备的此类孔的直径不超过数毫米，因此无法将热量有效地传递至外皮。此外，此类孔易于在数个制造周期后被蒸气所携带的材料堵塞。所以，此方案也不能获得令人满意的结果。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种基于复合外皮和分隔件的结构件的制造方法，其可解决或缓解所述残留水分问题，具有高价格竞争力，且可使所述结构件具有良好的机械性能。为此，本专利技术的目的在于提供一种制造结构件，尤其是汽车结构件的方法，所述方法至少包括如下步骤：-提供第一纤维和可形成包覆所述第一纤维的第一基质的第一材料；-在第一模具内压制所述第一纤维和第一材料，以生成第一外皮，其中，所述第一纤维被纳入第一基质内，所述第一模具包括在压制过程中保持开放的边缘；-提供第二纤维，可形成包覆所述第二纤维的第二基质第二材料，以及包括内腔的分隔件；-在至少两块板之间组装除所述第一外皮之外的所述第二纤维、第二材料和分隔件，其中，所述两块板中的至少一块被加热，以制得一组装体，在所述组装体中，所述第二材料包覆第二纤维以形成贴合于所述分隔件上的第二外皮；-将所述第一外皮在第二模具内设置到位；-在所述第一外皮的朝向所述分隔件的表面上沉积粘合剂；-将所述组装体在第二模具内设置到位，其中，所述分隔件位于所述第二外皮和所述第一外皮的涂有粘合剂的面之间，以及-在第二模具内压合所述第一外皮和所述组装体，以将所述第一外皮和所述组装体相互固定。根据具体实施例，所述方法还包括以下一个特征或所有在技术层面上可行的多个特征的组合：-在将所述第一外皮在第二模具内设置到位的步骤之后以及第二模具内的压合步骤之前，还包括在所述第一外皮上设置加固元件的步骤，从而使得所述加固元件延伸于所述第一外皮和分隔件之间；-所述第一纤维或第二纤维包括选自亚麻纤维、剑麻纤维、黄麻纤维、大麻纤维、洋麻纤维及其混合物的天然纤维；-所述第一材料和/或第二材料包括热固性树脂；-所述第一纤维或第二纤维包括陶瓷纤维，如玻璃纤维；-所述第一材料和/或第二材料包括热塑性聚合物；-以下分步骤之一或全部：所述压合步骤的分步骤，包括将第一防水膜在所述第一模具内设置到位，其中，所述第一防水膜朝向所述第一外皮将涂布粘合剂的表面的相反一面；所述组装步骤的分步骤，包括将第二防水膜在所述第二外皮和靠近第二外皮的板之间设置到位；-所述第一防水膜和第二防水膜包括聚合物，该聚合物的熔化温度严格高于所述第一基质的熔化温度及第二基质的熔化温度；-所述第一外皮具有壳体形状，该壳体形状包括大致平坦的底本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造结构件(10)的方法，其特征在于，至少包括如下步骤：提供第一纤维(32A)和第一材料，所述第一材料可形成包覆所述第一纤维(32A)的第一基质(34A)；在第一模具(40)内压制所述第一纤维(32A)和第一材料以制得第一外皮(12A)，其中，所述第一纤维(32A)被固定于所述第一基质(34A)内，所述第一模具(40)包括在压制过程中保持开放的边缘(44A，44B)；提供第二纤维(32A)、第二材料以及分隔件(14)，其中，所述第二材料可形成包覆所述第二纤维(32A)的第二基质(34A)，所述分隔件包括内腔(22)；在至少两块板(52A，52B)之间组装除所述第一外皮(12A)之外的所述第二纤维(32A)、第二材料和分隔件(14)，其中，所述两块板中的至少一块(52A)被加热，以制得一组装体(54)，在所述组装体中，所述第二材料包覆第二纤维(32B)以形成贴合于所述分隔件(14)上的第二外皮(12B)；将所述第一外皮(12A)在第二模具(56)内设置到位；在所述第一外皮(12A)的朝向所述分隔件(14)的表面(60)上沉积粘合剂(58)；将所述组装体(54)在第二模具(56)内设置到位，其中，所述分隔件(14)位于所述第二外皮(12B)和所述第一外皮(12A)的涂有粘合剂(58)的所述表面(60)之间，以及在第二模具(56)内压合所述第一外皮(12A)和组装体(54)，以将所述第一外皮(12A)和组装体(54)相互固定。...

【技术特征摘要】
1.一种制造结构件(10)的方法，其特征在于，至少包括如下步骤：提供第一纤维(32A)和第一材料，所述第一材料可形成包覆所述第一纤维(32A)的第一基质(34A)；在第一模具(40)内压制所述第一纤维(32A)和第一材料以制得第一外皮(12A)，其中，所述第一纤维(32A)被固定于所述第一基质(34A)内，所述第一模具(40)包括在压制过程中保持开放的边缘(44A，44B)；提供第二纤维(32A)、第二材料以及分隔件(14)，其中，所述第二材料可形成包覆所述第二纤维(32A)的第二基质(34A)，所述分隔件包括内腔(22)；在至少两块板(52A，52B)之间组装除所述第一外皮(12A)之外的所述第二纤维(32A)、第二材料和分隔件(14)，其中，所述两块板中的至少一块(52A)被加热，以制得一组装体(54)，在所述组装体中，所述第二材料包覆第二纤维(32B)以形成贴合于所述分隔件(14)上的第二外皮(12B)；将所述第一外皮(12A)在第二模具(56)内设置到位；在所述第一外皮(12A)的朝向所述分隔件(14)的表面(60)上沉积粘合剂(58)；将所述组装体(54)在第二模具(56)内设置到位，其中，所述分隔件(14)位于所述第二外皮(12B)和所述第一外皮(12A)的涂有粘合剂(58)的所述表面(60)之间，以及在第二模具(56)内压合所述第一外皮(12A)和组装体(54)，以将所述第一外皮(12A)和组装体(54)相互固定。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在将所述第一外皮(12A)在第二模具(56)内设置到位的步骤之后以及第二模具(56)内的压合步骤之前，还包括在所述第一外皮(12A)上设置加固元件(16)的步骤，所述加固元件(16)延伸于所述第一外皮(12A)和分隔件(14)之间。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述结构件(10)用
\t于汽车。4.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：泽维尔·巴泰勒，史蒂夫·杰奈斯，
申请(专利权)人：佛吉亚汽车实业，
类型：发明
国别省市：法国;FR