[实用新型]用于模制塑料部件的叠堆和用于机动车辆的结构部件

说明书

技术领域

本实用新型涉及机动车辆的结构部件的制造领域，并特别地涉及由塑料制成的这种部件的制造领域。

背景技术

特别地，本实用新型涉及塑料片叠堆，或者说多层复合材料，其用于通过模制方法来制成塑料部件。

车辆的结构部件为功能在于维持车辆结构、尤其是在冲击的情况下维持车辆结构的部件。这些部件例如涉及车辆前后防撞梁、地板、车辆的前柱、中柱、后柱。

因此，机动车辆的结构部件必须具有高的机械强度。这就是为什么这种部件通常由钢制成而更少见地由铝制成的原因。

然而，汽车制造商越来越迫于减小车辆的重量。但是，由于使用的材料的关系，由钢制成的结构部件相对重。

为了限制这些部件的重量并同时保持它们的首要的机械强度特性，已知的做法是制造由多个被冲压过的和相互组装在一起的元件构成的结构部件。

该技术允许选择强度很大的钢来用于受到大机械应力的元件，并选择强度较小的钢来用于受到较小机械应力的元件。然后组装这些元件，以根据应力水平将其布置在结构部件中。还可以调节元件的厚度：对于同一型号的钢，可以减小某些元件的厚度以减小结构部件的重量，同时保持良好的机械特性。

然而即使是由多个部件构成的结构部件，这些结构部件所减轻的重量是有限的，并且迫使汽车制造商使用复杂的制造方法。

事实上，使用由不同型号(XES、THL、TTHLE)的钢制成的元件意味着对于每个元件都有不同的制造方法：冷轧或热轧钢、冷压或热压钢、部分淬火(用于增大局部机械特性)。这些多种方法迫使汽车制造商具有多种设备(冲压机、加热系统、淬火系统、机器人等)，并且管理大量的部件号(部件和子组件)，这些部件和子组件之后需要被组装在一起并被组装在车辆的车身上(大量的焊接点在制造中费时，成本昂贵，并且限制产品重量的减轻)。

一种替代方案在于附接不同厚度的多个钢板(通过焊接、对接)，以产生具有厚度不同的区域的部件。但是，该制造方法是复杂的，并且导致结构部件产生额外的费用。

还已知一种做法是使用铸造铝部件来制成结构部件。这些铸造部件能够产生具有局部合适厚度的结构。但是，由于需要管理额外的方法并且造成在传统车辆车身上的组装困难，该制造方法使得制造商制造车辆车身变得更复杂。

还已知由复合材料制成的结构部件。使用复合材料相对于由钢制成的部件带来重量的减轻。

实用新型内容

本实用新型的目的在于弥补由钢制成的结构部件的缺点，并且改善由复合材料制成的结构部件所获得的重量减轻。通过提供具有有意的各向异性构造的多层复合材料，本实用新型得以实现其目的。因此，符合本实用新型的叠堆包括在某些特殊方向上具有不同性质的材料层，以减轻基于该叠堆模制的结构部件的重量，同时简化制造过程。相对于由复合材料制成的传统部件——该传统部件产生自被设计为整体几乎各向同性的叠堆——重量减轻是通过减小层厚度和/或减小增强件的量和/或减小获得某种机械强度所需要的层数来实现的。事实上，通过根据所预计的受力方向来确定增强元件的特定取向，结构部件的机械强度在这些特定方向上被维持甚至被加大，同时减轻结构部件、尤其是结构部件在受力较小的区域或方向上的重量。

因此，本实用新型涉及用于模制塑料部件的叠堆，其包括一组层，每层都包括一种塑料材料和至少一个增强元件，该增强元件具有至少一个主延伸方向(direction principale d’élancement)，并在该组层中，一层的增强元件具有至少一个与至少一个其它层的增强元件不同的主延伸方向，所述不同的主延伸方向被选择为使得在叠堆的尺度上限定有意的各向异性方向。

根据本实用新型，叠堆可以包括多个有意而为的各向异性方向，这些方向彼此之间形成大于25°的角。

有利地，至少一个非外围层可以包括由碳纤维制成的增强元件，和/或至少一个外围层可以包括由玻璃纤维制成的增强元件。

根据本实用新型，至少一个层的增强元件与该层的质量比例可以超过50％。

叠堆可以在叠堆的厚度中包括至少一个对称基础叠堆。

在这种情况下，叠堆可以包括单个对称基础叠堆，在该对称基础叠堆中，外围层包括由玻璃纤维制成的增强元件，而中心层则包括由碳纤维制成的增强元件。

根据一个实施例，从外围层开始直到中心层，叠堆包括：

-第一层，其包括由玻璃纤维布制成的增强元件，这些增强元件的纤维的主方向定向在0°和90°，方向0°对应于所选择的参考方向；

-第二层，其包括由单向的碳纤维制成的增强元件，这些增强元件的纤维的主方向定向在0°；