轻质复合制品制造技术

描述了一种轻质复合制品，该轻质复合制品包括：（ａ）两个基本相对的板，所述板的至少一个是金属板；和（ｂ）位于所述板之间的热塑性材料的支撑结构，该支撑结构确定许多中空空间。每个板（ａ）通过许多锚固定地连接到支撑结构（ｂ）上，所述锚基本均匀地分布在每个板的表面上。支撑结构可以是肋片支撑结构和／或蛋盒支撑结构的形式。还描述了包括本发明专利技术轻质复合制品的制造制品，如汽车组件。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
相关专利申请的交叉参考按照35 U.S.C.119(a)-(d)，本专利申请要求德国专利申请10100 914.3的优先权，该专利申请于2001年1月11日提交。具有高载荷容量的轻质型材和板通常以泡沫或蜂窝结构的夹层形式构造，它通过插入材料中而固定在金属或复合板之间(Pippert，Karosserietechnik，第二版，Vogel Buchverlag，Würzburg，1992)。此外，也有生产这样的复合板的方法，该板具有外部片材和内部肋片结构(EP 0 775 573 A2)。而且在例如EP 370 342A2中描述了塑料/金属复合部件，该部件由支撑在塑料肋片上的金属片结构组成。在实践中普遍采用的该板型轻质部件具有如下缺点如在夹层板的情况下，外部皮层和内核之间的粘合不牢固，或如在肋片轻质组件的情况下，如果他们是间断生产的，则后者要以复杂的技术制造。常规的夹层结构显示外部皮层和内核之间的结合，或高强度组件和轻质结构(如，泡沫材料，肋片结构或蜂窝结构)之间的结合，该结合是插入材料型的和/或不牢固的。因此复合材料的剪切强度依赖于结合的质量。在此以下的影响因素是重要的材料匹配，表面条件(如，清洁度，粗糙度)，和在以粘合连接的情况下粘合剂的物理性能。此外，周围环境可以在很大程度上影响复合材料的质量。可以采用间歇的制造方法，通过片材成型和随后的注塑工艺生产轻质部件，该轻质部件由高强度组件如金属片和支撑后者的热塑性材料肋片结构组成(EP 370 342 A2)。这样的制造方法典型地需要高的模具和机器成本，使得对于大多数仅具有长运行周期的部件是值得的，如在汽车工业中使用的部件。在通过挤出进行的连续制造方法(如在EP 0 775 573 A2中描述的)中，可接受的是制造成本可保持较低，即使在较小的生产运行量下。然而此优点被以下的缺点所抵消轻质部件的功能性受到限制或再加工成本较高。因此本专利技术目的涉及产生具有以上介绍中提到的类型的板型轻质部件，它同时具有高强度和高刚度，和可以通过经济的生产方法制造。根据本专利技术，提供一种轻质复合制品，其包括(a)两个基本相对的板，至少一个所述板是金属板；和(b)位于板之间的热塑性材料的支撑结构，所述支撑结构确定许多中空空间，其中每个所述板通过许多锚固定地连接到该支撑结构上，该锚基本均匀地分布在每个所述板的表面上。在权利要求中特别指出本专利技术的特征，该权利要求附在后面并作为公开内容的一部分。可以从以下的详细描述和附图，其中示例说明和描述了本专利技术优选的实施方案，更完全地理解本专利技术的这些和其它特征，它的操作优点和通过它的使用而达到的具体目的。除了操作实施例中的，或以别的方式指出的，在说明书和权利要求中使用的所有数字或符号，如表示结构尺寸的那些，注射条件等，应当理解为在所有的情况下可以被术语“约”所修饰。优选支撑结构是基本对称的，如从基本相对的板的至少两个平面方向看，是具有镜面对称构造的支撑结构。在此实施方案中，轻质复合制品在横向和纵向都具有高的刚度。在优选的实施方案中，支撑结构是基本连续的支撑结构。在本专利技术的一个实施方案中，以泡沫材料填充支撑结构的至少一部分中空空间，如蛋盒支撑结构中空空间的一侧。在本专利技术特别优选的实施方案中，锚包括开口，凹口和/或结节。更特别地，锚由以下方式形成(i)每个板具有许多至少一种孔眼和凹口，支撑结构具有许多从其延伸出的结合元件(如铆钉或更特别地是铆钉轴)，至少一些结合元件通过至少一些孔眼延伸到至少一些凹口中，因此将每个板锚定到支撑结构上。或者，锚也可由以下方式形成(ii)支撑结构具有许多至少一种孔眼和凹口，每个板具有许多从其延伸出的结合元件，至少一些这样的结合元件通过至少一些孔眼延伸到至少一些支撑结构的凹口中，因此将每个板锚定到支撑结构上。此外，锚也可以包括(iii)，它是(i)和(ii)的结合。支撑结构(b)的热塑性材料可以是非增强的，或增强的，或非填充的，或填充的热塑性材料。支撑结构(b)的热塑性材料特别优选地选自以下物质的至少一种聚酰胺，聚酯，聚烯烃，苯乙烯共聚物，聚碳酸酯，聚苯醚，聚苯硫醚，聚酰亚胺，聚氯乙烯，热塑性聚氨酯，PSO和PEEK。金属板的金属优选选自以下的至少一种钢，铝，镁，和这些金属和其它金属的合金。另一个板优选是纤维/塑料复合材料，如纤维/热塑性复合材料，其中此处的热塑性材料可选自先前支撑结构中引用的那些。板(a)以板，盘或薄膜的形式，固定地连接到热塑性支撑结构(b)上。为达到此目的，优选在板上产生开口，在支撑结构的成型过程期间，热塑性熔体通过此开口流动(由此形成铆钉轴)，和由于成型模具中的匹配构型，也在其它位置，如后部，侧面形成铆钉头。板(a)的典型层厚度是从0.1到2.5mm。以此方式，直接放置在另一个上面的两个或多个板(如，高强度金属板或组件)也可以连接到合适的开口。也可以采用一定的方式形成封闭物使板进一步互相连接，在这样的方式下力可以直接从一个板传递到另一个板上。然后塑料材料的铆钉简单地将板保持在一起和保护复合材料。如果板，如高强度组件，仅在它们的边缘部位互相连接(如通过卷边)，可以产生具有高载荷容量的空腔结构。然后通过两个或更多的层使边缘部位得到加强和固定地连接，同时在边缘部位内部，高强度组件由塑料材料的肋板分隔。在卷边的边缘部位，热塑性材料可以位于板之间。此外，根据本专利技术可产生轻质复合制品，该轻质复合制品包括许多相互间直接连接的板，它们也同样通过塑料材料的铆钉结合，然而其中塑料材料组件也形成了(作为整体模塑的热塑性板)轻质复合制品的覆盖层或套筒。轻质复合制品部件的覆盖层或套筒也可以是整体模塑的，或连接的泡沫材料或纺织品的形式。在支撑结构(b)和板(a)如高强度组件之间形成固定连接的另外方法是在板中插入珠状件，凹陷处或结节。然后热塑性肋片结构将同样地由成型工艺成型，使得它形成和板固定的连接元件。在轻质复合制品的生产中，首先将板或高强度组件冲孔，锯割或切割，和形成开口和/或珠状件，凹陷处或结节。如果轻质复合制品以弓形的形状构成，高强度组件必须经受合适的成型工艺(对于金属片材进行深拨)。在第二个步骤制造热塑性支撑结构。在优选的实施方案中，从热塑性薄膜前体，通过热成型，以平面或弓形的排列方式形成蛋盒结构。在蛋盒形支撑结构的情况下，可以同时采用生产蛋盒结构的成型工艺以结合单独的组件。为达到此目的，将高强度组件引入到模具中。由于例如使用了真空，通过开口，或进入凹陷处，或经过高强度组件的结节，热塑性薄膜前体被加热和成型。然而也可以通过相应中空型材的挤出，生产肋片结构，然后将它切割到要求的尺寸。如果单独通过挤出这样的中空型材生产肋片结构，借助于高强度组件，固定锁紧元件可以和肋片结构一起整体模塑。这在热成型工艺中进行，其中高强度组件作为模具。在此，高强度组件直接连接到肋片结构上，和可以任选地通过粘合，焊接，螺纹连接，扣锁或该结合方法的组合而得到加强。另外也可以在代表肋片结构的中空型材产生开口。高强度组件合适放置的结节伸入该开口，和因此产生在肋片结构和高强度组件之间的固定封闭。挤出型材即可以纵向地(该型材的顶部或下侧)连接到高强度组件上，也可以相对于挤出型材倾斜地(该型材的平面)连接到高强度组件上。如果挤出型材相对于挤出方向倾斜地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轻质复合制品，其包括：（ａ）两个基本相对的板，该板的至少一个是金属板；和（ｂ）位于所述板之间的热塑性材料的支撑结构，该支撑结构确定许多中空空间，其中每个所述板通过许多锚固定地连接到该支撑结构上，该锚基本均匀地分布在每个所述板 的表面上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：J瓦根布拉斯特，
申请(专利权)人：拜尔公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]