[发明专利]用可模制碳纤维模制的部件及其制造方法

权利要求书

1.一种结构部件，其包括：

主体，其限定至少一个中空区域，其中所述主体包括碳纤维复合材料，所述碳纤维复合材料包括限定主轴线和垂直于所述主轴线的第二轴线的多个对齐的连续碳纤维，其中所述多个对齐的连续碳纤维包括相对于所述第二轴线交错的多个离散终止点，

其中，所述多个对齐的连续碳纤维包括一个或多个连续碳纤维，其中所述一个或多个连续碳纤维包括多个离散弱区域，所述多个离散弱区域通过局部分子结构破坏、不同的材料组成、机械变形、或机械拉伸形成，

其中，所述一个或多个连续碳纤维的长度大于或等于2英寸，其中，所述多个离散弱区域具有比所述连续碳纤维的其余部分的强度小至少50％的极限抗拉强度。

2.根据权利要求1所述的结构部件，其中所述多个对齐的连续碳纤维还包括具有第一不同长度的第一多个碳纤维和具有第二不同长度的第二多个碳纤维。

3.根据权利要求1所述的结构部件，其中，所述碳纤维复合材料具有大于或等于500MPa的极限抗拉强度。

4.根据权利要求1所述的结构部件，其中所述结构部件选自由发动机罩、支柱、面板、结构面板、门板、门部件、内部地板、底板、车顶、外表面、车底罩、车轮部件、存储区域、手套箱、控制箱、行李箱、行李箱底板、车箱、灯袋、冲击塔盖、控制臂、悬架部件、挤压罐、缓冲器、结构前轨、结构框架、汽车横梁、起落架部件、传动系部件及其组合组成的群组。

5.一种生产结构部件的方法，所述方法包括：

通过将一块第一碳前体材料放置在两块第二碳纤维前体材料之间来形成模制材料，其中所述第一碳纤维前体材料和所述第二碳纤维前体材料彼此不同，其中所述第一碳纤维前体材料或所述第二碳纤维前体材料中的至少一种包括可模制碳纤维前体材料，所述可模制碳纤维前体材料包含限定主轴线和垂直于所述主轴线的第二轴线的多个对齐的连续碳纤维，其中所述多个对齐的连续碳纤维包含相对于所述第二轴线交错的多个离散终止点；以及

将所述模制材料压缩模制以形成所述结构部件，

其中，所述可模制碳纤维前体材料包括长度大于或等于2英寸的一个或多个连续碳纤维，其中所述一个或多个连续碳纤维包括多个离散弱区域，所述多个离散弱区域具有比所述连续碳纤维的其余部分的强度小至少50％的极限抗拉强度。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述第一碳纤维前体材料和所述第二碳纤维材料中的另一个包括多个连续碳纤维，所述第二碳纤维前体材料具有大于或等于650MPa的极限抗拉强度。

7.根据权利要求5所述的方法，其中所述可模制碳纤维前体材料包括多个连续碳纤维和聚合物材料前体，所述多个连续碳纤维具有多个交错的不连续切割区域，所述不连续切割区域限定具有第一长度的第一多个碳纤维和具有第二不同长度的第二多个碳纤维。

8.根据权利要求5所述的方法，其中，所述碳纤维复合材料具有大于或等于500MPa的极限抗拉强度。

9.根据权利要求5所述的方法，其中基于可模制碳纤维前体的表面积扩展的百分比流量大于或等于10％。

10.一种生产具有至少一个内腔的结构部件的方法，所述方法包括：

将包含围绕模具中的心轴设置的可模制碳纤维前体材料的成型坯放置在模具中，其中所述可模制碳纤维前体材料包含聚合物前体和多个对齐的连续碳纤维，所述连续碳纤维限定主轴线和垂直于所述主轴线的第二轴线，其中所述多个对齐的连续碳纤维包括相对于所述第二轴线交错的多个离散终止点；

吹塑模制所述成型坯以产生所述结构部件；以及

交联或固化所述聚合物前体以形成所述结构部件，

其中，所述多个对齐的连续碳纤维包括长度大于或等于2英寸的一个或多个连续碳纤维，所述一个或多个连续碳纤维包括多个离散弱区域，所述多个离散弱区域具有比所述连续碳纤维的其余部分的强度小至少50％的极限抗拉强度。