经功能化和密封的构件制造技术

一种构件(1)，包括平面式增强组件(2)，所述增强组件具有第一刚度并且包含由具有第二刚度的附件材料构成的平面式附件(3)，其中所述第一刚度高于所述第二刚度，其中所述平面式增强组件具有顶侧和底侧，以及，附件(3)至少在平面式增强组件(2)的顶侧或者底侧上施覆在平面式增强组件(2)的第一分区中。面式增强组件(2)的第一分区中。面式增强组件(2)的第一分区中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】经功能化和密封的构件

技术介绍

[0001]为了减轻构件重量和提升构件性能，在汽车领域中越来越多地使用纤维复合材料。针对以注塑法制造的高负载构件的一个方案是连续纤维增强的热塑性半成品(所谓的有机板)的单步成型和背部注塑(所谓的“模内成型”)。也可以在挤压法中进行对应的操作。这些工艺将连续纤维增强的纤维复合塑料(FVK)的优越的机械特性与注塑法或挤压法中的高经济效率以及功能化可能性相结合。现有的产品应用主要是前端模块载体、座椅结构、门系统、车辆底部结构或者防钻底装置，但亦为燃料箱系统和电池壳系统。
[0002]专利技术人发现，在使用这类充当增强组件的半成品时，可能出现两个问题：
[0003]一方面，增强组件不支持焊接，或者，有机板通常具有基体含量较低的边缘层(和边缘层中的高纤维比例)，其在直接的焊接法(例如加热元件焊接)中不具备良好的接合能力。
[0004]另一方面，在制造构件的过程中例如可能在有机板中产生保持孔，或者，在有机板的运输/搬运过程中可能因诸如针式抓持器的抓持工具而在有机板中产生豁口。在有机板的应用中，当这些有机板需要在未来充当系统(例如燃料箱系统或电池壳)的组成部分，而系统的密封性为必要因素时，上述情况是不利的。
[0005]为了解决此问题，提供在随附的权利要求书中定义的一种构件和一种制造此构件的方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术涉及一种构件，包括平面式增强组件(2)，所述增强组件具有第一刚度并且包含至少一个由具有第二刚度的附件材料构成的平面式附件(3)，其中所述第一刚度高于所述第二刚度，其中所述平面式增强组件具有顶侧和底侧，以及，所述至少一个附件(3)至少在所述平面式增强组件(2)的顶侧或者底侧上在第一分区中与该平面式增强组件(2)连接。
[0007]所述附件的优点在于，可以将诸如功能组件的额外组件附接或焊接至该附件上。所述附件的优点还在于，在平面式增强组件中存在豁口、如盲孔和非盲孔的情况下，可以使用所述附件来将增强组件密封，或者借此进一步改善附件在增强组件中的锚定。
[0008]在本专利技术中，“平面式”表示物体在一个面中延伸，并且与物体的水平延伸度相比，物体的竖向延伸度非常小。平面式物体在其水平延伸度的端部具有一或数个窄侧，这些窄侧被水平延伸的顶侧和底侧围住。
[0009]在本专利技术中，刚度是拉伸刚度、剪切刚度、弯曲刚度和/或扭转刚度。所述第一刚度高于所述第二刚度表示：所述平面式增强组件的拉伸刚度、剪切刚度、弯曲刚度和/或扭转刚度高于所述平面式边缘材料的对应的拉伸刚度、剪切刚度、弯曲刚度和/或扭转刚度。特别是作为拉伸刚度(弹性模量)表示的所述第一刚度可以至少为特别是作为拉伸刚度(弹性模量)表示的所述第二刚度的2倍，2至250倍，3至200倍，或者20至100倍。
[0010]所述增强组件(2)可以是塑料、热塑性或者热固性类型的纤维复合材料、金属板或
者木板。
[0011]纤维复合塑料由基体和增强纤维构成。
[0012]所述基体可以是热塑性基体(聚醚醚酮，PEEK；聚苯硫醚，PPS；聚砜，PSU；聚醚酰亚胺，PEI；聚四氟乙烯，PTFE；聚酰胺，例如PA6、PA66、PA612，或者聚邻苯二甲酰胺，PPA；聚烯烃，例如聚乙烯，PE，或者聚丙烯，PP；或者/以及聚碳酸酯，PC)或者热固性基体(环氧树脂，EP，例如2％；不饱和聚酯树脂，UP，例如8％；乙烯酯树脂，VE；酚醛树脂，PF，例如38％；邻苯二甲酸二烯丙酯树脂，DAP；甲基丙烯树脂，MMA；聚氨酯，PUR；或者/以及氨基树脂)。
[0013]增强纤维可为无机非金属增强纤维(玄武岩纤维、硼纤维、玻璃纤维、陶瓷纤维、硅酸纤维、碳纤维、或者/以及石英纤维)，有机增强纤维(芳酰胺纤维、PBO纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、聚乙烯纤维、以及/或者聚甲基丙烯酸甲酯纤维)，以及/或者金属增强纤维(钢纤维)。
[0014]就长度而言，所述增强纤维可以是短纤维(0.1至1mm)、长纤维(1至50mm)或者连续纤维(>50mm)。优选采用后者，因其实现非常高的刚度。增强纤维的布局可以是编织的或者铺设的。增强纤维的布局也可以是单层或者多层的。
[0015]所述附件材料可以是注塑材料，尤其是热塑性类型的注塑材料，或者是挤压材料，尤其是热塑性或者热固性类型的挤压材料。所述附件材料尤其可以是可焊接的边缘材料。
[0016]热塑性类型的注塑材料可以是聚烯烃(聚丙烯，PP，聚乙烯，PE)，有机玻璃，PMMA，聚碳酸酯，PC，聚苯乙烯，PS，以及其共聚物(例如ABS＝丙烯腈
‑
丁二烯
‑
苯乙烯)，聚酰胺，PA，或者聚甲醛。
[0017]热塑性挤压材料可以是长纤维热塑性塑料(包含玻璃纤维或者碳纤维的LFT)，直接长纤维热塑性塑料(D
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LFT)，玻璃纤维毡增强热塑性塑料，GMT，或者碳纤维增强聚合物，CFRP。热固性挤压材料可以是片状模塑料(包含玻璃纤维或者碳纤维的SMC)，直接片状模塑料，D
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SMC，或者团状模塑料，BMC。
[0018]所述构件优选由以下构成：一个由纤维增强塑料构成的平面式增强组件和一个由附件材料构成的附件，所述附件材料由注塑材料或者挤压材料构成。
[0019]所述组合特别适于将额外的组件施覆至增强组件上，或导致非常好的密封结果。
[0020]所述平面式增强组件可以具有至少一个从平面式增强组件(2)的顶侧起至底侧为止的豁口，其中，所述至少一个平面式附件(3)将所述至少一个豁口遮盖。
[0021]在构件的制造过程期间，取决于生产，诸如针式抓持器的抓持工具可能造成穿过增强组件的豁口。通过借助注塑或者挤压而施覆至增强组件上的附件，能够将此等豁口密封，从而防止流体穿过豁口。此举可如下实现：附件在与增强组件的重叠区域中越过豁口的边缘伸出，或者/以及，附件材料将豁口填满。
[0022]因此，一个(连贯的)附件也可以将一个以上的豁口，优选2、3、4、5或者6个豁口遮盖。所述附件可以在俯视图中呈圆形、四边形或者十字形。
[0023]所述至少一个平面式附件可以具有以材料接合的方式连接的凸起，其将所述至少一个豁口填满。这个凸起可以作为塞子将豁口密封。
[0024]所述平面式附件与所述平面式增强组件的重叠区域的长度可以至少为该平面式增强组件的壁厚的2.0倍、2.5倍、3.0倍、3.5倍或者4.0倍。
[0025]所述重叠区域的这些长度使得附件极佳地附着至平面式增强组件上，进而也实现
极佳的密封。
[0026]所述至少一个平面式附件与所述平面式增强组件的重叠区域的长度可以至少为所述至少一个豁口的直径的2.5倍、3.0倍、3.5倍、4.0倍或者4.5倍。
[0027]所述重叠区域的这些长度也使得附件极佳地附着至平面式增强组件上，进而也实现极佳的密封。
[0028]所述至少一个附件可以具有以材料接合的方式与该至少一个附件连接的通道，其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种构件(1)，适用于前端模块载体、座椅结构、门系统、燃料箱壳体、车辆底部结构、防钻底装置、针对电池系统的结构构件、或者电池壳，所述构件包括平面式增强组件(2)，所述平面式增强组件具有第一刚度并且包含至少一个由具有第二刚度的附件材料构成的平面式附件(3)，其中所述第一刚度高于所述第二高度，其中所述平面式增强组件具有顶侧和底侧，以及，所述附件(3)至少在所述平面式增强组件(2)的第一分区中与平面式增强组件(2)的顶侧或者底侧连接。2.根据上述权利要求中任一项所述的构件(1)，其特征在于，所述增强组件(2)是塑料、热塑性或者热固性类型的纤维复合材料、金属板或者木板。3.根据上述权利要求中任一项所述的构件(1)，其特征在于，所述边缘材料(3)是注塑材料，尤其是热塑性类型的注塑材料，或者是挤压材料，尤其是热塑性或者热固性类型的挤压材料。4.根据上述权利要求中任一项所述的构件(1)，其特征在于，所述平面式增强组件(2)具有至少一个从平面式增强组件(2)的顶侧起至底侧为止的豁口(4)，其中，所述至少一个平面式附件(3)将所述至少一个豁口(4)遮盖。5.根据权利要求4所述的构件(1)，其特征在于，所述至少一个平面式附件(3)具有以材料接合的方式连接的凸起(5)，其将所述至少一个豁口(4)填满。6.根据权利要求4或5中任一项所述的构件(1)，其特征在于，所述至少一个平面式附件与所述平面式增强组件(2)的重叠区域的长度至少为所述平面式增强组件(2)的壁厚的2.0倍、2.5倍、3.0倍、3.5倍或者4.0倍。7.根据权利要求4至6中任一项所述的构件(1)，其特征在于，所述至少一个平面式附件(3)与所述平面式增强组件(2)的重叠区域的长度至少为所述至少一个豁口(4)的直径的2.5倍、3.0倍、3.5倍、4.0倍或者4.5倍。8.根据上述权利要求中任一项所述的构件(1)，其特征在于，所述至少一个附件(3)具有以材料接合的方式连接的通道(6)，所述通道将所述附件与所述平面式增强组件(2)的边缘连接，并且施覆在平面式增强组件(2)的第二分区上。9.根据权利要求8所述的构件(1)，其特征在于，所述通道(6)分岔至少一次，以及，每个分岔的子通道均分别与不同的附件(3)连接。10.根据上述权利要求中任一项所述的构件(1)，其特征在于，所述至少一个附件(3)的高度是所述平面式增强组件(2)的壁厚的0.5倍至1.5倍。11.根据上述权利要求中任一项所述的构件(1)，其特征在于，所述构件(1)包括平面式边缘材料(300)，其中所述平面式边缘材料(300)的组成...

【专利技术属性】
技术研发人员：马库斯，
申请(专利权)人：考特克斯，
类型：发明
国别省市：