[发明专利]经改善的机动车辆混合结构部件的制造方法和对应的混合结构部件

说明书

本发明涉及一种用于制造机动车辆混合结构部件的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤，在这些步骤中：在步骤a中，成型金属材料片以形成金属部件；在步骤b中，实现一个或多个覆盖金属部件的至少一个面的表面的全部或一部分的热塑性或热固性材料模制层(3、30)；以及，在步骤c中：在覆盖金属部件(2)的面中的至少一个的全部或一部分的热塑性或热固性材料模制层(3)上局部地沉积由包裹在聚合物基质中的单向连续纤维形成的增强带(4)。

技术领域

本发明涉及一种用于制造机动车辆混合结构部件的方法，其中所述部件通过诸如金属成分、聚合物材料和增强纤维的多种不同材料的组装而形成，其目的在于赋予该部件特别的机械特征。

背景技术

实际上，机动车辆的某些结构元件在冲击时尤其受力。这些元件必须能够提供对于承受这些力所必需的刚度和强度，吸收一部分能量以保持车辆完好性，并确保乘客的安全。例如，诸如中柱、纵向外部纵梁、车顶横梁、防撞梁等的结构部件或(潜在地)车辆的任何其它结构性元件就是这样的情况。

这些结构元件的强度还必须足以局部地支持各种机械功能。作为例子，在侧向冲击时高度受力的机动车辆中柱还必须同时确保通过铰链维持后门并通过前门关闭系统保持前门。

相对于常规金属部件，在相同机械强度下，混合结构部件还允许显著地节省重量大约30％，同时改善冲击消减特性。

公开文献EP1 550 604提出一种用于制造混合结构部件的方法，在该方法中，成形一金属结构元件，该元件被预先覆上了受热可重新激活的表面覆层。然后，通过模制将形成筋的热塑性材料附接到金属结构元件的包括表面覆层的面上。然而，该混合结构部件缺乏抗冲击强度，这是因为其不包括含纤维的增强装置。

还已知这样的混合结构的情况：该混合结构包括复合材料和由浸渍在聚合物基质中的纤维层形成的增强装置。该纤维层一般由连续单向纤维形成，可能包括一个或多个额外的编织纤维层。在施加连接材料夹层之后，复合材料层优选地通过热冲压直接在预成型的金属结构元件中成型。

然后通过热塑性或热固性聚合物材料的模制、优选地在与在冲压步骤使用的模具相同的模具中制造呈筋形式的增强元件。复合材料覆盖金属结构元件的所述面的全部或一部分，并且聚合物材料则可覆盖复合材料的全部或一部分和金属结构元件的被复合材料层留出的空间的一部分。该方法允许获得高质量的部件。

然而，在聚合物材料模制期间,当该模制为注射模制时,尤其是在复合材料部件仅非常部分地覆盖金属结构的表面时，为了避免复合材料的移动,必须采取众多预防措施。

发明内容

本发明的目的在于提出一种用于实现混合结构部件的方法，该方法允许容易地调整各材料相对于彼此的布置，这尤其是通过准许例如借助于机器人来局部地沉积各构件而实现的。该方法还允许出于降低成本的目的而减少实施步骤的数量。

根据本发明的用于制造机动车辆混合结构部件的方法包括以下步骤，在这些步骤中：

-步骤a：成型金属材料片以形成金属部件，

-步骤b：实现一个或多个覆盖金属部件的至少一个面的全部表面或一部分表面的热塑性或热固性材料制成的模制层，以及

-步骤c：在覆盖金属部件的至少一个面的热塑性或热固性材料制成的模制层上局部地沉积由包裹在聚合物基质中的单向连续纤维形成的增强带。

由单向连续纤维形成的、形成局部附加增强装置的增强带在热塑性或热固性材料层模制之后被沉积在所期望的精确位置。模制操作，尤其是当其通过注射模制来实现时，能够以快节奏实现而无需设置用于将增强带维持在注射模具中的专门的装置。

根据本发明的方法还可单独地或组合地包括以下特征：

-热塑性或热固性材料制成的第一模制层是注射模制或热压缩模制而成的模制层。