相异材料连接结构以及包括其的车辆部件和车辆制造技术

本发明专利技术涉及相异材料连接结构以及包括其的车辆部件和车辆。公开了用于连接相异材料，如塑料板和金属板的连接结构。在塑料板和金属板连接处定位或形成连接结构。所述连接结构包括：穿透通过有待压在所述金属板上并且经受塑性变形的所述塑料板的自穿透铆钉。具体地，所述塑性板包括包含在塑料树脂的基础材料中的自修复剂的自修复胶囊以及与所述自修复剂聚合的催化剂。通过在塑料板的穿透部分的外周处的基础材料破裂破坏自修复胶囊，并且从所述自修复胶囊流出的自修复剂填充破裂的空隙并且引起与催化剂的聚合以固化破裂部分。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的引用本申请要求于2015年9月10日提交给韩国知识产权局的韩国专利申请号10-2015-0128557的优先权和权益，通过引证将其全部内容合并于此。
本专利技术涉及塑料材料和金属材料的连接结构。
技术介绍
最近，根据车身的高强度和重量减轻的倾向，钢板(steelsheet)如超高拉伸钢(ultra-hightensilesteel)、非铁金属板如铝或镁、以及由塑性材料如碳纤维增强的塑料(CFRP)或玻璃纤维增强的塑料(GFRP)形成的板已经常见地用作车身的材料。其中，由于塑料复合材料具有优异的强度、弹性、重量轻的性质、和稳定性，塑料复合材料已经突出地作为用于航空和车辆行业的一种主要材料。例如，在相关技术中，预期塑料复合材料随后的使用将进一步地扩大并且它们的制造量还将迅速地增加。通过在塑料树脂中浸渍碳纤维或玻璃纤维，随后将其固化(cure)，已经获得了塑料复合材料。例如，通过以卷绕形状(windingshape)或织物形状(wovenfabricshape)制备碳纤维或玻璃纤维然后在塑料树脂中浸渍该碳纤维或玻璃纤维，随后将其固化，可以制备塑料复合材料。由于塑料树脂具有优异的硬度但是由于拉伸强度较差容易破坏以及碳纤维具有高的拉伸强度但是没有弯曲排斥力(bendingrepulsivepower)，可以通过将塑料树脂与碳纤维结合来制备塑料复合材料。同时，为了制备上述塑料复合材料作为板并且应用该塑料复合板至车身，可以将塑料复合板与金属板连接，但是由于两种材料不同的物理性质，不可能适当地进行激光焊接或点焊。因此，在相关领域的某些实例中，通过非常限制性的连接方式，如使用粘合剂的结合方式或使用接合部件(engagementpart)的机械连接方式，可以将相异材料的塑料复合板与金属板连接。在这些方式中，使用接合部件的塑料复合板和金属板的机械连接方式的实例可以包括使用自穿透铆钉(self-piercingrivet)的铆钉连接技术。在使用自穿透铆钉的机械的连接技术中，连接部分的形状几乎与点焊形状相似，从而可以将塑料复合板与金属板的连接部分的设计改变最小化。在使用自穿透铆钉的上述机械连接技术中，通过允许自穿透铆钉通过打孔压力(punchingpressure)穿透通过塑料复合板、随后压在金属板上并且塑性变形，可以将塑料复合板与金属板连接。然而，在使用自穿透铆钉的机械连技术中，自穿透铆钉以原样穿透通过塑料复合板，并且将金属板与塑料复合板结合同时简单地与塑料复合板接触。因此，可能损坏塑料复合板的自穿透铆钉穿透部分的外周并且相对于金属板的塑料复合板的连接力可以劣化。在本专利技术的背景部分中公开的信息仅用于加强对本专利技术的背景的理解，并且因此它可以包含不构成在该国家中对本领域普通技术人员来说已知的现有技术的信息。
技术实现思路
在优选的方面中，本专利技术提供了将两种或更多种相异材料(dissimilarmaterial)或部件连接在一起的连接结构，使得相对于金属板，可以将塑料板或塑料复合板的自穿透铆钉穿透部分的外周的损害最小化，并且可以增加塑料复合板的连接力。可以将塑料复合板理解为包含塑料或塑料板的塑料板(plasticplatethatcomprisesplasticoraplasticplate)。在一方面，本专利技术提供了可以包括包含塑料或塑料板的塑料板；包括金属并且不同于塑料板的金属板；以及穿透通过有待压在金属板上并且经受塑性变形的塑料复合板的自穿透铆钉的连接结构。具体地，塑料复合板可以包括包含在塑料树脂的基础材料中的自修复剂(self-healingagent)的自修复胶囊以及与自修复剂聚合的催化剂。此外，通过在塑料复合板的穿透部分的外周处的基础材料(basematerial)破裂可以破坏自修复胶囊，并且从自修复胶囊流出的自修复剂可以填充破裂(crack)的空隙(gap)并且引起与催化剂的聚合以固化(cure)破裂部分。如在本文中使用的“相异材料(dissimilarmaterial)”可以是指至少两种或更多种材料，其中的每一种具有至少一种彼此不同的物理的、化学的或材料的性能，例如，在组合物中，热膨胀系数、沸点或熔点、硬度(hardness)、延展性、脆性、流动性、刚性(stiffness)、导热性、导电性、张力、强度、粘度、模塑性等。相异材料可以具有各种水平的相异性，例如，在某些特性值的差异大于约10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、或90％，然而，相异性的程度可能并无特别的限制。自修复剂可以与催化剂聚合并且可以使自穿透铆钉的表面与塑料复合板的穿透部分彼此粘合。塑料复合板可以包括包含在基础材料中的粘合剂的粘合剂胶囊。在自穿透铆钉穿透通过的塑料复合板的穿透部分处可以破坏粘合剂胶囊，并且通过从粘合剂胶囊流出的粘合剂可以将自穿透铆钉的表面与塑料复合板的穿透部分彼此粘合。自穿透铆钉可以包括支撑塑料复合板的头部部分(headportion)，以及整体地连接至头部部分并且穿透通过塑料复合板的柄部分(shankportion)。通过粘合剂可以将柄部分的表面与塑料复合板的穿透部分粘合。在破裂空隙可以提供当粘合剂胶囊破坏时流出的粘合剂。自修复剂可以包括二环戊二烯或聚二甲基硅氧烷和聚二乙氧基硅氧烷的混合物。催化剂可以包括双(三环己基膦)苯亚甲基(benzylidine)二氯化钌或二月桂酸二-正-丁基锡。自修复胶囊和粘合剂胶囊的胶囊外壳可以包含脲-甲醛。塑料复合板可以包含玻璃纤维增强的塑料(GFRP)或碳纤维增强的塑料(CFRP)。在另一方面，本专利技术提供了包括如本文中描述的连接结构的车辆部件。示例性的车辆部件包括车身板。在本专利技术中进一步地提供的是包括包含如本文中描述的连接结构的车辆部件的车辆。下文公开了本专利技术的其他方面。附图说明图1是示意性地示出了根据本专利技术的示例性实施方式的相异材料连接结构的截面示意图。图2是示出了根据本专利技术的示例性实施方式的应用于相异材料连接结构的部分的塑料复合板的截面示意图。图3示出了根据本专利技术的示例性实施方式的相异材料的示例性连接方法和示例性连接结构。图3A示出了示例性塑料复合板1、示例性金属板2和示例性的自穿透铆钉10的头部部分11。图3B示出了依照示例性实施方式的自穿透铆钉10的示例性柄部分13。图4示出了根据本专利技术的示例性实施方式的相异材料的示例性连接方法和示例性连接结构。图4A示出了在图3A-3B过程中形成的破裂，并且图4B示出了通过破裂破坏胶囊外壳(outercover)。图4C示出了流出的示例性的自修复剂以及填充破裂的空隙以及与催化剂接触的示例性的自修复剂。图5示出了根据本专利技术的示例性实施方式的连接方法的示例性过程以及通过使示例性自修复剂与催化剂50接触以进行聚合的示例性连接结构。图6示出了根据本专利技术的示例性实施方式的连接方法的示例性过程以及示例性连接结构如穿透通过塑料复合板的铆接靶向点的自穿透铆钉的柄部分以及示例性粘合剂胶囊的破坏的胶囊外壳。图7示出了根据本专利技术的示例性实施方式的示例性连接方法的示例性粘合剂以及通过破裂流出破坏的胶囊外壳外并且填充破裂的空隙的示例性连接结构。<标号说明>1塑料复合板1a纤维1b基础材料l2金属板9破裂10自穿透铆钉11头部部分13本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连接结构，包括：包括塑料或塑料板的塑料板；包括金属以及不同于所述塑料板的金属板；以及穿透通过有待压在所述金属板上并且经受塑性变形的所述塑料板的自穿透铆钉；其中，所述塑料板包括包含在塑料树脂的基础材料中的自修复剂的自修复胶囊以及与所述自修复剂聚合的催化剂，其中，通过在所述塑料板的穿透部分的外周处的基础材料破裂破坏所述自修复胶囊，并且其中，从所述自修复胶囊流出的自修复剂填充所述破裂的空隙并且引起与所述催化剂的聚合以固化所述破裂部分。

【技术特征摘要】
2015.09.10 KR 10-2015-01285571.一种连接结构，包括：包括塑料或塑料板的塑料板；包括金属以及不同于所述塑料板的金属板；以及穿透通过有待压在所述金属板上并且经受塑性变形的所述塑料板的自穿透铆钉；其中，所述塑料板包括包含在塑料树脂的基础材料中的自修复剂的自修复胶囊以及与所述自修复剂聚合的催化剂，其中，通过在所述塑料板的穿透部分的外周处的基础材料破裂破坏所述自修复胶囊，并且其中，从所述自修复胶囊流出的自修复剂填充所述破裂的空隙并且引起与所述催化剂的聚合以固化所述破裂部分。2.根据权利要求1所述的连接结构，其中，所述自修复剂与所述催化剂聚合并且将所述自穿透铆钉的表面与所述塑料板的穿透部分彼此粘合。3.根据权利要求1所述的连接结构，其中，所述塑料板包括包含在所述基础材料中粘合剂的粘合剂胶囊。4.根据权利要求3所述的连接结构，其中，在所述自穿透铆钉穿透通过的所述塑料板的穿透部分处，将所述粘合剂胶囊破坏，并且通过从所述粘合剂胶囊流出...

【专利技术属性】
技术研发人员：张埈豪，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR