[发明专利]用于大量生产至少部分纤维增强的注塑成型部件的装置和方法

说明书

本发明涉及一种用于大量生产至少部分纤维增强的注塑成型部件的装置，该装置包含：注塑成型工具，该注塑成型工具包含至少一个第一工具部件和至少两个第二工具部件，该第二工具部件可以选择性地连接到第一工具部件以便形成注塑成型空腔；放置单元，该放置单元用于将纤维增强塑料带的至少一个带部分自动地放置在第二工具部件中的一个的空腔部分上或者放置在设置在空腔部分上的注塑成型工件上；注射单元，该注射单元用于将模塑料注射到相应的注塑成型空腔中；以及电子控制器，该电子控制器用于控制放置单元和注射单元，并且以这样的方式配置，即在将模塑料注射到注塑成型空腔中期间和/或在冷却注射到注塑成型空腔中的模塑料期间，激活放置单元。

技术领域

本发明涉及一种用于大量生产至少部分纤维增强的注塑成型部件(特别是车辆部件)的装置，该装置包含：至少一个注塑成型工具，该注塑成型工具包含至少一个第一工具部件和可以选择性地连接到第一工具部件以便形成注塑成型空腔的至少两个第二工具部件；至少一个放置单元，该放置单元用于将纤维增强塑料带的至少一个带部分自动地放置在第二工具部件中的一个的空腔部分上或者自动地放置在设置在所述空腔部分上的注塑成型工件上；至少一个注射单元，该注射单元用于将模塑料注射到相应的注塑成型空腔中；以及至少一个电子控制器，该电子控制器用于控制放置单元和注射单元。

此外，本发明涉及一种使用注塑成型工具来大量生产至少部分纤维增强的注塑成型部件(特别是车辆部件)的方法，该注塑成型工具具有至少一个第一工具部件和可以选择性地连接到第一工具部件以便形成注塑成型空腔的至少两个第二工具部件。

背景技术

严格的生态、经济和政治要求(特别是在车辆结构中)导致越来越多地使用以纤维增强的注塑成型部件的形式的轻量化解决方案。可能需要增强注塑成型部件以使注塑成型部件在用于其预期目的时可以承受机械载荷。在这点上，生产仅局部纤维增强的注塑成型部件比生产完全由纤维复合材料制成的部件明显更便宜。对于局部增强，增强元件可以设置在本身可以例如由纤维复合材料制成的注塑成型部件上。增强元件可以例如被制成纤维增强塑料带，该纤维增强塑料带包含嵌入在由塑料制成的基质材料中的连续增强纤维。已知这样的应用，其中这种类型的增强元件利用在生产注塑成型部件期间使用的特定注射模塑料包覆成型或至少部分地挤压涂覆。

当在大量生产应用中使用以纤维增强塑料带(也被称为带)的形式的增强元件时，在制造注塑成型部件的过程中出现了最大的挑战。在这种情况下，将带手动或自动放置在注塑成型工具中可能是非常耗时的。在这种情况下，机器人或操作者必须在注塑成型工艺开始之前将薄带放置在注塑成型工具中。这导致效率低的生产过程(特别是由于手动过程步骤)和不能满足所需定位公差的风险。使用机器人而不是操作者在时间和精度方面更有效，但是更昂贵并且需要更多空间。

另外，设置在注塑成型工具中的带通常必须使用附加装置(例如通过夹紧设备、通过产生真空、通过使用粘合剂等等)固定到注塑成型工具，以便防止在注塑成型部件的生产期间带的位置发生变化。使用这种固定装置导致效率低的生产过程(由于在这种情况下需要额外的时间)和不能满足所需定位公差的与手动放置带相关的风险。

此外，在传统的注塑成型工艺中，为了将带放置在传统的注塑成型工具中，必须打开注塑成型工具以使其内部的注塑成型空腔是可进入的。这意味着带和注塑成型件的放置的处理步骤必须一个接一个地执行，这导致相应长的生产时间。

US 6 495 091 B1公开了一种生产聚合物和/或复合产品的方法，该方法包含整合加工操作以在单一受控制造周期内执行多个材料转化步骤(例如浸渍和固结)，包括在模制操作的位置最终原位制备至少一种复合预制件。该方法包括整体模制操作，该整体模制操作包含向模具中提供用作基质的附加材料以至少部分地封闭复合预制件的步骤，其中提供用作基质的附加材料的操作提供了用于原位最终固结复合产品的压力。