用于减轻噪声、振动和刺耳声的复合制品制造技术

一种用于减轻噪音、振动和刺耳声的复合制品包括具有第一刚度的衬底。该复合制品包括结构膜，该结构膜由组合物形成并以图饰设置在衬底上，该图饰用于将具有第一频率和第一振幅的声波衰减至小于第一频率的第二频率和小于第一振幅的第二振幅并沿第一方向传播。所述复合制品包括涂层，所述涂层设置在所述图饰上并且用于在所述第一方向上和在垂直于所述第一方向的第二方向上衰减所述声波。复合制品具有大于第一刚度的第二刚度。还描述了复合制品的制造方法。

Composite products for reducing noise, vibration and harsh sound

【技术实现步骤摘要】
用于减轻噪声、振动和刺耳声的复合制品引言本专利技术涉及用于减轻噪声、振动和刺耳声的复合制品以及该复合制品的制造方法。装置和部件通常在操作期间发出噪声和振动，并且这种噪声和振动可以根据操作者或用户所经受的刺耳的程度来衡量。例如，工程齿轮或滚珠轴承保持架可能以多余的声音形式产生噪声、振动(因振荡而产生所以通常是被感觉到而不是被听到)、和/或刺耳声，即，与噪声或振动相关的严重程度或不适感。随着时间的推移，这种噪声、振动和刺耳声可能破坏操作环境并导致用户疲劳或不适。
技术实现思路
一种用于减轻噪声、振动和刺耳声的复合制品，包括具有第一刚度的衬底。该复合制品还包括结构膜，该结构膜由组合物制成并设置在衬底的图饰上，该图饰用于将具有第一频率和第一振幅的声波衰减至小于第一频率的第二频率和小于第一振幅的第二振幅，并沿第一方向传播。所述复合制品还包括涂层，所述涂层设置在所述图饰上并且用于在所述第一方向上和在垂直于所述第一方向的第二方向上衰减所述声波。复合制品具有大于第一刚度的第二刚度。结构膜可以在接触界面处接触衬底，并且组合物和接触界面可以限定0°至90°的接触角。此外，衬底可具有第一表面和与第一表面相对隔开的第二表面，并且结构膜可单独设置在第一表面上。一方面，所述衬底可以是金属，所述组合物可以是聚合物。另一方面，所述衬底可以是聚合物，所述组合物可以是金属。涂层可包括沉积在多个织造层内而不破坏该多个织造层的金属复合颗粒。另一方面，结构膜可具有：人工平均粗糙度Ra，其从4微米至15微米；十点平均粗糙度Rz，其从35微米至110微米；降低的峰高度Rpk，其为2.5微米至15微米；芯粗糙度Rk，其为13微米至45微米；以及，减小的谷深度Rvk，其为2.5微米至15微米。在一方面，图饰可以设置为海绵，使得结构膜在其中限定多个空隙。另一方面，图饰可以设置为多个带状物。另一方面，图饰可以设置为蜂窝结构，该蜂窝结构包括多个菱形和多个六边形，每个菱形和多个六边形与多个菱形中的至少两个和多个六边形中的至少另一个邻接。所述多个六边形的每一侧可以以楔形物从所述衬底凸出，所述楔形物具有为20微米至50微米的顶部宽度，150微米至170微米的高度和40微米至80微米的底部宽度。此外，多个菱形的每一侧可具有50微米至70微米的高度和20微米至30微米的宽度。图饰还可包括多个保持器，每个保持器用于保持蜂窝结构，使得多个保持器的其中一个位于由多个六边形中的每一个所限定的相应空腔内并从衬底凸出。多个保持器中的每一个可具有100微米至120微米的宽度和20微米至30微米的高度。在另一方面，该图饰可以设置为楔形区并且可以包括多个邻接的楔形物，每个楔形物具有40微米到60微米的顶部宽度，100微米到120微米的高度，80微米到120微米的基本宽度，以及400微米到600微米的长度。多个邻接楔形物中的四个可形成矩形，在它们之间限定空隙。在另一方面，图饰可以设置为浮雕区，并且可以包括从衬底延伸的多个锥体。多个锥体中的每一个可以具有圆形底部，该圆形底部具有50微米至80微米的直径和100微米至120微米的高度。一种用于减轻噪声、振动和刺耳声的复合制品的制造方法，包括将组合物沉积到具有第一刚度的衬底上。所述方法还包括固化所述组合物以形成结构膜，所述结构膜设置在所述衬底的图饰上，所述图饰用于将具有第一频率和第一振幅的声波衰减至小于所述第一频率的第二频率和小于所述第一振幅的第二振幅，并沿第一方向传播。该方法还包括用于量化所述图饰的粗糙度轮廓，并测量所述第二频率和第二振幅。该方法还包括用涂层涂覆所述图饰，所述涂层设置为在所述第一方向上和在垂直于所述第一方向的第二方向上衰减所述声波。复合制品具有大于第一刚度的第二刚度。该方法还可以包括在沉积之后去除部分结构膜。该方法还可以包括使衬底和结构膜之间的界面能最小化。当结合附图和所附权利要求书时，本专利技术的上述特征和优点以及其他特征和优点将在以下优选实施例和用于实施本专利技术的最佳模式的详细描述中变得显而易见。附图说明图1是包括了结构膜的复合制品的横截面示意图，所述结构膜通过用于衰减声波并增强界面强度的图饰设置在衬底上。图2是图1的复合制品的另一个实施例的截面和分解示意图。图3是图1和2的图饰设置为海绵的一个实施例的透视示意图。图4是图1和2的图饰设置为多个带的第二实施例的透视示意图。图5是图1和2的图饰设置为蜂窝结构的第三实施例的俯视示意图。图5A是沿着图5的截面线5A-5A截取的一部分图饰的截面示意图。图6是图1和2的图饰设置为楔形区的第四实施例的俯视示意图。图6A是沿着图6的截面线6A-6A截取的一部分图饰的截面示意图。图7是图1和2的图饰的第五实施例的透视示意图。图8是图1-8的复合制品的制造方法的示意流程图。具体实施方式参照附图，其中相同的附图标记表示相同的元件，用于减轻噪声、振动和刺耳声的复合制品10和复合制品10的制造方法12通常在图1和8中分别示出。复合制品10和方法12可用于要求优异的操作效率和操作期间最小的噪声、振动和刺耳声的应用。如本文所用，术语噪声是指不想要的声音；术语振动是指通常感觉到而不是听到的振荡；术语刺耳是指与噪声或振动相关的严重程度或不适，特别是在持续时间相对短的事件中。特别地，复合制品10可在操作期间衰减声波14(图1)以减轻噪声、振动和刺耳声，还可具有良好的刚度和机械性能。即，复合制品10可有效地耗散声能，但也可适用于要求良好刚度、强度和韧性的应用。此外，复合制品10可经济地制造，可扩展至大规模生产制造操作，并且可改善操作环境。因此，复合制品10和方法12可用于车辆应用，例如但不限于汽车、公共汽车、叉车、摩托车、自行车、火车、有轨电车、手推车、航天器、飞机、耕作设备、运土或建筑装备、起重机、坦克和运输装置、船等。例如，复合制品10和方法12可用于电力牵引马达的应用、齿轮、轴承箱、发动机缸套等用于非自动、自动或半自动车辆的应用。或者，复合制品10和方法12可用于非车辆的应用，例如固定发电、住宅设施、便携式发电、电子设备、计算机、工具等。更具体地，如参考图1所述，复合制品10包括具有第一刚度的衬底16。在一个实施例中，衬底16可以由聚合物形成。或者，衬底16可以由金属形成。作为非限制性的实施例，衬底16可以是齿轮或滚珠轴承保持架，并且如果不进行处理，则会从中透射穿过或放大声波14(图1)。然而，为了衰减如下面更详细阐述的声波14，复合制品10还包括结构膜24，其由组合物形成并以用于衰减声波14的图饰26、126、226、326、426(图3-7)设置在衬底16上。更具体地，声波14具有第一频率18和第一振幅20并在第一方向22上传播。图饰26、126、226、326、426用于将声波14衰减到小于第一频率18的第二频率30和小于第一振幅20的第二振幅32。如下面更详细阐述的，结构膜24可以结构性地构造或制造或形成。此外，根据参考图1继续本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于减轻噪声、振动和刺耳声的复合制品，所述复合制品包括：/n具有第一刚度的衬底；/n结构膜，其由组合物形成并且以图饰设置在所述衬底上，所述图饰用于将具有第一频率和第一振幅的声波衰减至小于所述第一频率的第二频率和小于所述第一振幅的第二振幅并在第一方向上传播；以及/n涂层，其设置在所述图饰上并且用于在所述第一方向上和在垂直于所述第一方向的第二方向上衰减所述声波；/n其中所述复合制品具有大于所述第一刚度的第二刚度。/n

【技术特征摘要】
20180907 US 16/1249261.一种用于减轻噪声、振动和刺耳声的复合制品，所述复合制品包括：
具有第一刚度的衬底；
结构膜，其由组合物形成并且以图饰设置在所述衬底上，所述图饰用于将具有第一频率和第一振幅的声波衰减至小于所述第一频率的第二频率和小于所述第一振幅的第二振幅并在第一方向上传播；以及
涂层，其设置在所述图饰上并且用于在所述第一方向上和在垂直于所述第一方向的第二方向上衰减所述声波；
其中所述复合制品具有大于所述第一刚度的第二刚度。


2.如权利要求1所述的复合制品，其中，所述结构膜在接触界面处接触所述衬底，并且进一步地，其中所述组合物和所述接触界面限定0°至90°的接触角。


3.如权利要求1所述的复合制品，其中，所述结构膜具有：
4微米至15微米的算术平均粗糙度Ra；
35微米至110微米的十点平均粗糙度Rz；
2.5微米至15微米的降低的峰高度Rpk；
13微米至45微米的芯粗糙度Rk；以及
2.5微米至15微米的减小的谷深度Rvk。


4.如权利要求3所述的复合制品，其中，所述图饰设置为海绵，使得所述结构膜在其中限定多个空隙。


5.如权利要求3所述的复合制品，其中，所述图饰设置为多个带。


6.如权利要求1所述的复合制品，其中，所述图饰设置为包括多个菱形和多个六边形的蜂窝体，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·帕克，S·J·韩，M·S·克雷默，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US