[发明专利]一种基于微机械锁合界面的金属-塑料混合薄壁结构

摘要

一种基于微机械锁合界面的金属‑塑料混合薄壁结构，它包括塑料薄板、金属薄板、微机械锁合金属沟槽、微机械锁合塑料齿。微机械锁合金属槽是通过激光切割方式加工，均匀地分布于金属板表面。把金属薄板放入模具中，通过注塑或加热模压工艺成型塑料，使塑料薄板与金属板固连在一起。微机械锁合塑料齿是混合结构中的塑料熔融后流入到微机械锁合金属槽中后冷却形成，尺度为200微米以下。通过多个微机械锁合金属槽与微机械锁合塑料齿的机械锁合连接，把金属板与塑料板固连起来，从而制成金属‑塑料混合薄壁结构。这种金属‑塑料混合薄壁结构重量轻，强度和刚度高，可以用于制造汽车轻量化零部件，降低汽车重量，节能减排，提高汽车安全性。

主权项

一种基于微机械锁合界面的金属‑塑料混合薄壁结构，其特征在于：该结构包括塑料薄板、金属薄板、微机械锁合金属沟槽、微机械锁合塑料齿。微机械锁合金属槽是通过激光切割方式在厚度小于1毫米金属薄板表面加工出来的，沟槽的尺度为200微米以下，均匀地分布于金属板表面；把含有微机械锁合沟槽的金属薄板预先放入塑料制造的模具中，通过注塑或加热模压的工艺把热塑性塑料加入到模具中，成型后塑料薄板与金属板固连在一起，塑料板的厚度小于2毫米；微机械锁合塑料齿是混合结构中的塑料板熔融后流入到微机械锁合金属槽中后冷却形成，尺度为200微米以下；通过多个微机械锁合金属槽与微机械锁合塑料齿的机械锁合连接，把金属板与塑料板固连起来，从而制成金属‑塑料混合薄壁结构。这种薄壁结构重量轻，强度和刚度高，可以用于制造汽车轻量化零部件，降低汽车重量，节能减排，提高汽车安全性。所述金属薄板是市购件，为高强度钢或铝合金薄板，厚度为1毫米以下，具体尺寸根据其应用的汽车零部件结构和强度而定，其功能是作为薄壁结构支撑，并提供足够的强度和刚度；所述塑料薄板是自制件，为热塑性塑料制造，特别是热塑性玻璃纤维增强塑料，例如：聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、玻璃纤维增强型热塑性塑料(GMT)、片状模塑料(SMC)等，厚度为2毫米以下，其功能是覆盖或包裹金属板，降低结构的重量；所述微机械锁合金属槽为自制结构，通过使用皮秒激光器发射的激光在金属表面切割出200微米尺度以下的特定形状的沟槽，其功能是使塑料流入从而产生良好的微观锁合界面；所述微机械锁合塑料齿为自制结构，通过热塑性塑料熔融后流入到到微机械锁合金属槽中后冷却形成，其功能是与微机械锁合金属槽形成锁合对，提高界面的结合强度。