由有机板制造部件的方法技术

技术编号:15087974 阅读:128 留言:0更新日期:2017-04-07 17:45
本发明专利技术涉及一种由有机板制造部件(B)的方法,特征在于下列方法步骤:-将至少两个有机板(1a,1b;1a到1f)相互紧靠形成预成形部件,-形成至少一个重叠的接合区,在该接合区中使用至少一个成型为有机板的连接部件(2a,2b)将相互紧靠的有机板(1a,1b;1a到1f)互相固定,-将由互相固定的有机板(1a,1b,2a,2b;1a到1f,2a,2b)形成的预成形部件转移到或进入接合工具(4a,4b),-借助接合工具通过至少局部地熔化和挤压有机板(1a,1b,2a,2b;1a到1f,2a,2b)之间的接合区使预成型部件的有机板(1a,1b,2a,2b;1a到1f,2a,2b)连接,并且-通过至少加固已接合区加固接合的部件(B)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种由有机板制造部件的方法
技术介绍
有机板是由纤维复合材料制造的半成品。其具有热塑性的塑料基体,一个或多个纤维组织和/或一个或多个纤维织物嵌入该塑料基体中。制造有机板所使用的纤维通常是作为连续纤维或长纤维引入热塑性的塑料基体中的玻璃纤维、芳纶纤维和碳纤维。长纤维的纤维长度在此为1到50mm的范围,而长于50mm的纤维则称为连续纤维。与具有更短的纤维的有机板相比,具有连续纤维的有机板具有最高的刚性和强度值。嵌入热塑性的塑料基体的纤维组织和纤维织体的纤维也可以横向地,例如以基本上互相呈直角的方式延伸,从而使有机板的刚性和强度可以调节到甚至比许多金属的平板产品更高。有机板具有显著的轻量化特性并且因此在汽车和飞机制造中,特别是在电动汽车制造中使用越来越多。为了变形有机板需要至少部分地,也即至少局部地熔接(熔化)热塑性的塑料基体。然而这里问题是,纤维、特是连续纤维由于其小的断裂伸长率显著妨碍了有机板的可变形性。这样在变形程度小的情况下会导致纤维断裂并因此在待制造的部件上发生损坏。因而通常在待变形的有机板中或待变形的预成型部件中设置切口,从而实现有机板在变形过程中能够滑离。然而,以这种方式会发生材料弱化,例如通过设置额外的下料,也即通过多个不同的下料的分层可以减少材料弱化。替代这种措施,后来的部件同样可以由多个、几何形状简单的单个部件通过互相粘合组装。然而这种替代的方式需要额外的方法步骤,例如准备结合区的表面,涂覆粘合剂,互相固定单个部件和加固(时效硬化)粘合剂。
技术实现思路
以此为出发点,本专利技术的目的在于提出一种开始提到的类型的方法,通过该方法由具有高的、优选非常高的刚性值和强度值的有机板经济地制造相对大的,三维成型的部件。该目的通过具有权利要求1给出的特征的方法实现。根据本发明的方法的优选的和有利的设计方案在从属权利要求中给出。根据本专利技术的方法的特征在于下列方法步骤:-将至少两个有机板相互紧靠形成预成形部件,-形成至少一个重叠的接合区,在该接合区中使用至少一个成型为有机板的连接部件将相互紧靠的有机板互相固定,-将由互相固定的有机板形成的预成形部件转移到或进入接合工具,-借助接合工具通过至少局部的熔化和挤压有机板之间的接合区使预成型部件的有机板连接,并且-通过至少加固接合区加固已接合的部件。通过根据本专利技术的方案,由具有高的、优选非常高的刚性值和强度值的有机板经济地制造相对大的,三维成型的部件。根据本专利技术制造的部件中,虽然纤维构造、即纤维在接合区中延伸中断,但是通过各个例如成型为带状或角状轮廓形状的、作为有机板的连接部件的纤维结构中的力的再分配,也实现了显著较高的承载能力。连接部件的边缘,特是其长边优选为倾斜的,从而带状或角状轮廓形状的连接部件具有梯形的横截面轮廓,其中该轮廓的较宽的面用作接合面。根据本专利技术由单个板状的、不弯曲或仅稍许弯曲的有机板组装部件,有机板使用至少一个成型为有机板的,重叠设置的连接件首先局部地互相固定。为此,待连接的部件(有机板)优选局部加热并且通过待施加的力局部地连接(固定)。该过程步骤可以在接合工具之外借助该接合工具进行有机板之间的接合区的进一步的至少局部熔接(熔化)和压紧并这样有助于生产率提高。为了互相固定有机板的局部的加热优选通过以摩擦焊接、接触焊接、超声波焊接或激光焊接的方式局部的焊接进行。特别是当根据本专利技术的另一设计方案在有机板的互相固定之前和/或之中将有机板加热到低于或高于其熔化温度的温度时实现可靠的部分连接(固定连接)。有机板的互相固定可以替代地或补充地使用机械连接装置,例如金属夹进行。分别产生了足够自稳的预成型部件,该部件已经能够转移。在预成型部件转移到或进入接合工具中后,有机板的真正的连接由接合工具通过至少局部的熔化和压紧有机板间的接合区域进行。在用于连接预成型部件的有机板的接合区中的有机板在此例如通过使用热气流、超声波焊接、红外辐射加热器、感应加热设备或接触加热器进行熔化。在本专利技术的另一设计方案中,用于压紧接合区的接合力优选通过挤压工具施加,该挤压工具是液压挤压装置的一部分、机器人的一部分或通过液压缸控制的用于局部压紧的装置的一部分。在接合工具或挤压工具中加固已接合的部件或者接合区。为了加固将已接合的部件或者接合区冷却到低于有机板的熔化温度或重结晶温度的温度。为了得到具有非常高的刚性以及强度的轻的、三维成型的部件,在根据本专利技术的方法中优选使用有机板,其热塑性的基体含有连续纤维。还可以替代地或补充地使用其热塑性基体含有长纤维的有机板。根据本专利技术的方法的另一有利的设计方案的特征在于,接合区或至少一个接合区两侧都设有成型为有机板的连接部件。以这种方式在相关的接合区中通过两个连接部件的纤维结构中的力的再分配实现了特别高的承载能力,连接部件例如成型为带状或优选为角状轮廓形状。纤维增强的热塑性连接部件在此具有不同的条板厚度或腹板厚度,以便于待制造的部件在轻质结构的意义上理想地适应于未来应用中所预期的材料要求。两个纤维增强的连接部件为此可以替代地或补充地具有不同的纤维取向、纤维长度和/或纤维含量。本专利技术的另一有利的设计方案是,有机板的互相固定之前和/或之中将加强材料引入到接合区域中和/或施加到至少一个有机板上。这里同样改善了相关的接合区区域中的承载能力。在此可以例如至少一个板,优选穿孔板、至少一个由金属或者纤维增强的材料制成的型材、至少一个长纤维增强的热塑性的造型材料和/或至少一个由纤维增强的热塑性塑料制成的下料用作加强材料。对于高的自动化程度以及高的生产率有利的是,根据本专利技术的另一有利的设计方案使用传送装置进行有机板的互相固定,该传送装置通过夹具、优选针头夹具和/或吸入夹具容纳待互相紧靠形成预成型部件的有机板。为了补充的、真正的有机板的连接,有机板的熔接(熔化)根据本专利技术以这种方式进行,即预成型部件完全熔化。这当在方法的设计方案中预成型部件在压紧接合区时应当或将要至少部分地变形为其他几何结构时是特别合适。根据本专利技术的方法具有下列优点:·有机板(有机板部分)的安装和使用不复杂;·在使用连续纤维增强的有机板部分时实现了具有高以及非常高的刚性值和强度值的复杂的三维部件几何形状;·可以不使用昂贵的粘合剂;·在单独的过程步骤中本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种由有机板制造部件(B)的方法,其特征在于,具有下列方法步骤:‑将至少两个有机板(1a,1b;1a到1f)相互紧靠形成预成形部件,‑形成至少一个重叠的接合区,在所述接合区中使用至少一个成型为有机板的连接部件(2a,2b)将相互紧靠的所述有机板(1a,1b;1a到1f)互相固定,‑将由互相固定的所述有机板(1a,1b,2a,2b;1a到1f,2a,2b)形成的预成形部件转移到或进入接合工具(4a,4b),‑借助所述接合工具通过至少局部地熔化和挤压所述有机板(1a,1b,2a,2b;1a到1f,2a,2b)之间的接合区使所述预成型部件的有机板(1a,1b,2a,2b;1a到1f,2a,2b)连接,并且‑通过至少加固所述接合区加固已接合的所述部件(B)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.08.16 DE 102013013497.81.一种由有机板制造部件(B)的方法,其特征在于,具有下
列方法步骤:
-将至少两个有机板(1a,1b;1a到1f)相互紧靠形成预成形部
件,
-形成至少一个重叠的接合区,在所述接合区中使用至少一个
成型为有机板的连接部件(2a,2b)将相互紧靠的所述有机板
(1a,1b;1a到1f)互相固定,
-将由互相固定的所述有机板(1a,1b,2a,2b;1a到1f,2a,2b)
形成的预成形部件转移到或进入接合工具(4a,4b),
-借助所述接合工具通过至少局部地熔化和挤压所述有机板
(1a,1b,2a,2b;1a到1f,2a,2b)之间的接合区使所述预成型部件
的有机板(1a,1b,2a,2b;1a到1f,2a,2b)连接,并且
-通过至少加固所述接合区加固已接合的所述部件(B)。
2.根据权利要求1所述所述的方法,其特征在于,使用这样的
材料作为所述有机板(1a,1b),即,其热塑性的基体含有连续纤维
或长纤维。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述接合区
或至少一个所述接合区两侧都设有成型为有机板的连接部件
(2a,2b)。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的方法,其特征在于,通
过以摩擦焊接、接触焊接、超声焊接或激光焊接的方式的局部焊接将
所述有机板(1a,1b,2a,2b;1a到1f,2a,2b)的互相固定。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的方法,其特征在于,使
用机械连接装置、特别是金属夹进行所述有机板(1a,1b,2a,2b;1a

\t到1f,2a,2b)的互相固定。
6.根据权利要求1到5中任一项所述的方法,其特征在于,在
所述有机板(1a,1b,2a,2b;1a到1f,2a,2b)的互相固定之前和/
或之中将加强材料引入到接合区域中和/或施加到至少一个所述有机
板(1a,1b,2a,2b;1a到1f,2a,2b)上。
7.根据权利要求6所述所述的方法,其特征在于,至少一个...

【专利技术属性】
技术研发人员:洛塔尔·帕特博格斯特凡·迈尔托尔斯滕·克拉纳特沃尔那·胡芬巴赫恩里科·拉杜什延斯·沃尔那安德烈·基斯林亚历山大·赫尔比希约恩·基勒马丁·莱佩尔
申请(专利权)人:蒂森克虏伯钢铁欧洲股份公司
类型:发明
国别省市:德国;DE

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