机动车辆结构部件和相关联的制造方法 |
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| 申请号 | CN201280016473.X | 申请日 | 2012-01-31 | 公开(公告)号 | CN103547442B | 公开(公告)日 | 2016-04-20 |
| 申请人 | 法雷西亚汽车工业公司; | 发明人 | S.热内斯; J.德科梅; A.迪瓦尔; | ||||
| 摘要 | 这个部件包括第一毡垫(12)和第二毡垫(14)，每个毡垫(12,14)包括 纤维 (18)和粘结着纤维(18)的 树脂 (20)。其包括插置于第一毡垫(12)与第二毡垫(14)之间的间隔件(16)，第一垫(12)和第二垫(14)固定到间隔件(16)的相 反面 (16,18)上。第一垫(14)和第二垫(16)中至少一个包括由树脂(20)粘结在一起的至少50wt%的木纤维。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种以下类型的机动车辆结构部件(10; 70)，包括： |
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| 说明书全文 | 机动车辆结构部件和相关联的制造方法技术领域[0001] 本发明涉及一种特定类型的机动车辆结构部件，包括： [0003] -插置于第一垫与第二垫之间的间隔件，第一垫和第二垫牢固固定到间隔件的相反面上。 [0004] 这样的部件特别地被设计成用以形成机动车辆地板，诸如乘客舱或者行李箱的地板和假底、门面板、后托盘桌、用于第2行或第3行中的椅背、或者界定储存空间的壁。 背景技术[0006] 这样的部件是相对刚性的，并且必须具有良好的机械性质，特别地挠曲性。 [0007] 但是，前述类型的部件并非完全令人满意。实际上，聚氨酯树脂的存在不可避免地增加了部件的成本。而且，这些部件并非制造成具有天然材料基体。 发明内容[0008] 因此，本发明的一个目的在于得到一种具有良好机械性质而同时保持轻重量的机动车辆结构部件，部件是廉价的并且环保。 [0009] 为此目的，本发明涉及一种前述类型的部件，特征在于第一垫和第二垫中的至少一个包括由树脂粘结在一起的至少50 wt%（重量百分比）的木纤维。 [0010] 根据本发明的部件可包括下列特征中的一个或多个，单独考虑或者根据任何技术上可能的(多种)组合： [0011] - 木纤维的长度小于20 mm，并且有利地包括在5 mm与15 mm之间，特别地在7 mm与12 mm之间; [0012] - 每个毡垫具有包括在0.8与1.2之间，有利地在0.9与1.1之间的密度; [0013] - 第一毡垫和第二毡垫中的至少一个包括非零量并且小于45 wt%的合成树脂，有利地聚酯纤维和/或双组分聚酯纤维; [0014] - 第一毡垫和第二毡垫中的至少一个包括在60 wt%与80 wt%之间的木纤维，在10 wt%与30 wt%之间的合成纤维，和在5 wt%与25 wt%之间的树脂; [0015] - 第一毡垫和第二毡垫中的至少一个包括在65 wt%与75 wt%之间的木纤维，在15 wt%与25 wt%之间的合成纤维和在5 wt%与15 wt%之间的树脂; [0016] - 第一毡垫和第二毡垫中的至少一个包括非零量的与木纤维不同的天然纤维，天然纤维的重量小于45%； [0017] - 第一毡垫和第二毡垫中的至少一个包括非零量的与木纤维不同的天然纤维，天然纤维的长度有利地大于20 mm，并且特别地包括在20 mm与150 mm之间，有利地在30 mm与100 mm之间，有利地在60 mm与80 mm之间; [0018] - 第一毡垫和第二毡垫中的至少一个由木纤维制成； [0020] - 在第一毡垫和第二毡垫中的每一个的树脂的wt%小于25 wt%并且有利地包括在8 wt%与20 wt%之间； [0021] - 第一毡垫和第二毡垫(4)中的至少一个由粘结剂紧固到所述间隔件上； [0022] - 间隔件的厚度包括在2 mm与100 mm之间，并且特别地包括在5 mm与20 mm之间； [0023] - 间隔件的表面密度低于第一毡垫和第二毡垫中每一个的表面密度，并且有利地2 2 2 2 包括在50 g/m与1,000 g/m 之间,特别地在400 g/m 与800 g/m 之间; [0024] - 间隔件由蜂窝主体，有利地蜂巢主体制成； [0025] - 间隔件由纸或纸板制成; [0026] - 其为热固性的； [0027] - 其形成机动车辆地板，诸如乘客舱地板或行李箱的地板和假底，后托盘桌、门面板、在第2行或第3行中的椅背、或者界定着储存区的壁； [0028] - 部件为非平面的并且具有隆起部。 [0029] 本发明还涉及一种用于制造特定类型的机动车辆结构部件的方法，包括以下步骤： [0030] - 使第一毡垫和第二毡垫同时地或单独地热模制成型，每个毡垫包括纤维和粘结着纤维的树脂，第一毡垫和第二毡垫中的至少一个包括由树脂粘结在一起的至少50 wt%的木纤维； [0031] - 将间隔件定位于第一毡垫与第二毡垫之间； [0032] - 将第一毡垫和第二毡垫紧固到间隔件的相反面上； [0033] 根据本发明的方法可包括以下特征： [0034] 在同一热模具中执行成型步骤和紧固步骤，该方法有利地包括：在每个毡垫的成型步骤期间，将中央芯布置于模具中介于毡垫之间，并且从模具移除中央芯以在紧固步骤期间允许将间隔件插入于第一毡垫与第二毡垫之间。附图说明 [0035] 通过阅读仅以举例说明的方式给出并且参考附图而提供的下文的详细描述将更好地理解本发明，在附图中： [0036] 图1为根据本发明的第一结构设备部件的截面图； [0037] 图2为根据本发明的部件的替代物的局部截面图； [0038] 图3为根据本发明的另一替代部件的局部截面图； [0039] 图4至图7示出根据本发明方法而制造部件的不同步骤。 具体实施方式[0040] 在下文中，术语“内”和“外”大体上参考附图中所示的部件来理解。 [0041] 而且，百分比为重量百分比，除非另外指示。 [0042] 在图1中示出根据本发明的第一机动车辆设备部件10。这个部件特别地被设计成形成机动车辆地板，例如乘客舱地板或者行李箱的地板和假底、门面板、后托盘桌、用于第2行和第3行的椅背或者界定储存空间的壁。 [0043] 如图1所示，部件10包括第一毡垫12、第二毡垫14和定位于垫12、14之间的间隔件16，垫12、14中每一个紧固于间隔件16上。 [0044] 每个垫12、14包括纤维18和将纤维18粘结在一起的树脂20。 [0045] 根据本发明，每个垫12、14包括与垫12、14的总重量相比至少50%的木纤维，特别地是短木纤维。 [0046] “木纤维”为纤维素纤维，特别地为通过切割包括树干的树木，诸如松树而得到的纤维素纤维。 [0047] 众所周知，木材为有机材料，特别地由在木质素基质中受涂布的纤维素纤维制成。木材位于树干中。 [0048] 木纤维有利地通过从在(一方面)树芯和(另一方面)树干的其余部分与树皮之间的分离所获得的边料而得到。 [0049] 因而得到的木纤维被组装在一起以形成板片（ply）。 [0050] 如从上文看出，在每个垫12、14中的木纤维相对于垫12、14的总重量而言的重量比例大于50 wt%，并且特别地包括在60 wt%与90 wt%之间，例如在60 wt%与75 wt%之间，或者在80 wt%与90 wt%之间。 [0051] 木纤维的长度严格地短于20 mm，特别地短于10 mm。此长度有利地包括在5 mm与15 mm之间，特别地在7 mm与12 mm之间。 [0052] 在第一实施例中，第一垫12和第二垫14中的至少一个还包括合成纤维，例如聚酯纤维，双组分聚酯基纤维等。 [0053] 合成纤维的量于是为非零的，并且特别地包括在0 wt%与45 wt%之间，例如在10 wt%与30 wt%之间。 [0054] 在一替代方案中，合成纤维包括单组分聚酯纤维与聚酯基双组分纤维的混合物。双组分聚酯基纤维包括具有不同熔点的两种类型的聚酯，而单组分聚酯纤维由具有单个熔点的单种类型的聚酯制成。 [0055] 在合成纤维混合物中相对于合成纤维的总重量而言，单组分聚酯纤维的重量比大于50 wt%，并且特别地包括在60 wt%与90 wt%之间，例如等于70 wt%或80 wt%。 [0056] 合成纤维特别地改进了部件10的成型性。这使得能例如产生具有隆起部的非平面的部件，诸如汽车行李箱地板、乘客舱门、门面板、用于第2行或第3行椅背的托盘桌。 [0057] 树脂20将纤维18组装到彼此。其浸渍纤维腹板18以将纤维18机械地粘结在一起。 [0058] 包含于每个垫12、14中的树脂20的重量百分比小于25 wt%并且有利地包括在5 wt%与25 wt%之间。其特别地包括在8 wt%与20 wt%之间。 [0060] 热固性树脂的示例例如为丙烯酸树脂、甲基丙烯酸酯树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂或环氧树脂。 [0061] 因而获得的毡垫12、14在热模具中被压缩以具有在0.8与1.2之间，有利地在0.9与1.1之间的密度。 [0062] 毡垫12、14为刚性的。其挠曲强度取决于毡垫的致密化、毡垫的密度和树脂的重量。 [0063] 每个垫12、14的平均密度例如包括在50 g/m2与2,000 g/m2之间，有利地在6002 2 g/m与1,600 g/m 之间。 [0064] 每个垫12、14的平均厚度小于间隔件16的厚度，在垫12、14的内表面22与外表面24之间，垂直于部件10的基线表面而考虑。 [0065] 在压缩之前，每个垫12、14的平均厚度例如包括在5 mm与20 mm之间，有利地在5 mm与7 mm之间。 [0066] 在压缩后每个垫12、14的平均厚度取决于毡的密度和在0.8与1.2之间的目标密度。 [0067] 间隔件16插置于垫12、14之间。其密度包括在10 g/dm3与500 g/dm3之间，并且3 3 更特别地在20 g/dm and 50 g/dm之间。 [0068] 有利地，间隔件16被制成具有蜂窝或蜂巢结构的基体。 [0069] 因而，间隔件16具有基本上与部件10的中平面相垂直的多个壁30，壁30界定着中心空间32、且具有形成隔间的闭合轮廓。因而，每个中心空间或隔间32从垫12、14的相应内面26上跨越地出现。 [0070] 在一实施例中，隔间32界定多边形网格，特别地六边形。 [0071] 平行于部件的中平面P而考虑的六边形网格的最大横向尺寸大于5 mm，并且例如包括在5 mm与20 mm之间，特别地8 mm与10 mm之间。 [0072] 替代地，网格为波状起伏的。在该情况下，起伏的振幅包括在5mm与15 mm之间，并且间距(介于两个起伏峰之间的距离)包括在5 mm与20 mm之间，有利地在8 mm与16 mm之间。 [0073] 间隔件16有利地由轻材料，诸如纸或纸板制成。 [0074] 间隔件16的密度较低。密度特别地小于2,000 g/m2并且有利地包括在50 g/m22 与1,200 g/m之间。 [0075] 优选地，此密度小于1,000 g/m2并且基本上包括在400 g/m2 与800 g/m2之间。 [0076] 因而，间隔件16的密度低于每个垫12、14的密度，并且有利地低于每个垫12、14的密度的1.5至2.5倍。 [0077] 因而，部件10具有合适的轻盈度，这归因于间隔件16较低的密度。 [0078] 间隔件16有利地具有大于2 mm并且例如包括在2 mm与100之间，特别地在5 mm与20 mm之间，有利地基本上等于15 mm的厚度，在其相反面26、28之间考虑。 [0079] 壁30的边缘界定了间隔件16的相反面26、28，在其上分别组装了第一垫12和第二垫14。 [0080] 在图1和图3所示的部件10中，粘结剂33用于将第一垫12紧固固定于第一基体26上、并且将第二垫14紧固固定于第二基体28上。此粘结剂例如为胶、膜或可与垫12、14和间隔件16的组成/组分相兼容的另一粘合剂材料。 [0081] 在图1的特定示例中，粘结剂33为基本上覆盖着垫12、14的内表面22的一种膜。 [0082] 此粘结剂可为环氧树脂、丙烯酸、甲基丙烯酸酯、聚氨酯或聚醋酸乙烯酯族的部分。 [0083] 由图4至图7示出了用于产生部件10的根据本发明的第一制造方法。 [0084] 在模具40中执行此方法，模具40包括第一中空半模具42、第二中空半模具44和可移动地插在第一中空半模具42与第二中空半模具44之间的芯46。 [0085] 第一半模具42可相对于第二半模具42在图4或图6中所示的模具的打开位置、图5中所示的芯46存在的情况下的中间闭合位置、和图7中所示的芯46不存在的情况下模具40的完全闭合位置之间移动。 [0086] 用于部件10的第一制造方法最初包括用于将纤维腹板插入于分别在第一半模具42与芯46之间和在第二半模具44与芯46之间所限定的中间空间48、50中的步骤，纤维腹板被设计成用以形成垫12和14。纤维腹板被浸渍了呈固态形式的树脂20。 [0088] 第一半模具42、第二半模具44和芯46被加热到高于对树脂进行固化所必需的温度。 [0089] 半模具和芯的温度例如高于200℃，并且特别地包括在210℃与250℃之间，有利地在230℃与240℃之间。 [0090] 然后，将模具40放置于其中间位置，如图5所示。纤维腹板被压缩并且由切割装置(未图示)同时切割以具有在0.8与1.2之间，例如在0.9与1.1之间的密度。然后树脂20被热固化并且毡垫12、14被形成为部件10的尺寸。 [0091] 然后，如图6中所示，使模具40到其打开位置。之后在位于半模具42、44之间的空间外部移除了芯46。间隔件16插入于两个半模具42、44之间，间隔件16在先前配备了粘结剂33，粘结剂33被设计成将垫12、14紧固到其相反面26、28上。 [0092] 然后使模具40到其完全闭合位置，在图7中示出。加热了半模具42和44。在闭合所述模具期间，每个垫12、14牢固地压在间隔件16的一个面26、28上。然后，将粘结剂33以热和/或压力的方式活化以将每个垫12、14永久地紧固于间隔件16上。 [0093] 同时，利用切割装置(未图示)沿着部件10的周边来切割该间隔件16。 [0094] 因此，根据本发明的第一方法特别易于实施并且廉价，因为其仅需要一个模具40，部件40完全地形成于模具40中。 [0095] 在此方法中，芯46的存在使得可以确保垫12、14中每一个被有效压缩并且使垫最小地插入于中心空间内，如由图3所示。 [0096] 在一替代方法中，如先前所描述那样，使两个毡垫12、14单独地制成并且压缩。然后将间隔件16与粘结剂33和压缩的毡垫12、14(热的或被加热的)一起插入于模具内。然后闭合了所述模具以将垫12、14组装于间隔件16上。 [0097] 在另一替代方法中，将间隔件16插入于模具中未被压缩的毡腹板之间，间隔件16的相反面26、28具备粘结剂。然后，闭合了模具并且加热所述模具以使树脂交联，压缩所述纤维腹板，并且将这样形成的垫12、14紧固于间隔件16上。 [0098] 在替代部件10中，构成第一毡垫12和第二毡垫14中至少一个的纤维18仅由木纤维构成。 [0099] 在此情况下，木纤维的重量百分比大于75 wt%，有利地大于80 wt%，垫12、14的其余部分由粘结着所述纤维18的树脂20形成，例如，毡垫12、14包括大约85%的木纤维和大约15 wt%的丙烯酸或酚醛树脂。 [0100] 在另一替代部件10中，第一垫12和第二垫14中至少一个包括天然纤维，作为木纤维的补充。这些天然纤维例如部分地或完全地替换了上文所描述的合成纤维。那么天然纤维的重量百分比大于10 wt%，并且特别地包括在10 wt%与50 wt%之间，特别地在15 wt%与25 wt%之间。 [0101] 那么天然纤维由植物制成，其可为亚麻、大麻、洋麻、竹子或剑麻。 [0102] 天然纤维的长度大于木纤维长度的平均值。平均而言，天然纤维的长度因而大于20 mm，并且特别地包括在20 mm与150 mm之间，例如在30 mm与100 mm之间，并且特别地在60 mm与90 mm之间。 [0103] 例如，毡垫12、14包括大约65%木纤维、大约20%天然纤维和大约15%丙烯酸或酚醛树脂。 [0104] 在另一替代部件10中，除了木纤维之外，第一垫12和第二垫14中的至少一个包括玻璃纤维。这些玻璃纤维例如部分地或完全地替换上文所描述的合成纤维。 [0105] 在图2中示出根据本发明的第二部件70。不同于第一部件10，第一垫12和第二垫14中的至少一个通过在间隔件16上的机械接合而紧固于间隔件16上而无需粘结剂。 [0106] 为此目的，间隔件16的壁30的至少一个区域72插入于垫12、14内并且由构成垫12、14的树脂20和/或通过机械接合于纤维中而维持/保持。因而，由于区域72机械接合于垫12、14中并且存在树脂20，则垫12、14被紧固到间隔件16上，而不必需添加粘结剂。 [0107] 位于两个相对壁30之间的垫12、14的至少一个区域74然后突伸到介于壁30之间的中心空间32内。 [0108] 图3中所示的部件10与图1中所示的部件10的不同在于，借助于上文所描述的粘合剂材料接缝来形成粘结剂33，界定了空间，而且在内表面22上无粘结剂。 [0109] 有利地，粘结剂33被沉积在间隔件的壁30的边缘上和/或边缘附近。 [0110] 因此，通过使用廉价的木纤维，与特别有效制造方法相组合而获得的机动车辆部件10、70具有降低的成本。发生这种成本优化，而不会有损机械性质，而同时保持形成具有复杂结构的部件的可能性，这种部件可能是非平面的。 [0111] 这样形成的部件10、70还具有环保的组成，特别地因为它们使用天然材料并且部件10、70的机械强度所必需的树脂量较低。 [0112] 最后，机动车辆部件10、70为热固性的，并且它们因此具有良好的机械强度，与周围温度无关，是在例如高于100℃和特别地大约110℃的高温。 [0114] 在另一替代方案中，间隔件16由泡沫，诸如PU(聚氨酯)或PP(聚丙烯)或PES(聚酯)泡沫或基于泡沫废料的泡沫，或者诸如发泡聚苯乙烯或软木塞或轻木这样的材料而制成，提供低于第一垫12和第二垫14的密度。 [0115] 其由压缩之后所获得的每个毡垫12、14的密度包括在0.8与1.2之间，有利地在0.9与1.2之间并且特别在0.9与1.1之间的前提而直接地并且明确地造成。 [0116] 与传统木材制成的材料，诸如高密度纤维板(HDF)的密度相比，这些密度是特别高的。 [0117] 为了形成具有这样的密度的垫12、14，有利地利用内表面积为10 m2，特别地包括2 2 在1 m 与 5 m之间的垫。 [0118] 那么可以利用高功率压机来工作以压缩毡垫12、14。例如这些压机具有大于200吨，特别地包括在200吨与250吨之间的最小压力。这使得可以适应如上文所描述的被形成为具有热固性树脂基体的材料。 [0119] 在根据本发明的方法的实施方式中，如在图4至图7中所描述的那样，间隔件16保持其完全的完整性。实际上，用于产生压缩为具有前述密度的垫12、14的高压被通过压制与间隔件16分离开的芯46而施加。 [0121] 而且，根据本发明的方法使得可以产生三维部件，这有时可在成型期间导致垫14、16显著拉伸。 [0122] 长纤维的存在，特别地长于20 mm，特别地包括在20 mm与150 mm之间，有利地在30 mm与100 mm之间，并且仍更有利地在60 mm与80 mm之间，防止垫12、14在成型期间被撕裂。 [0123] 这些长纤维构成制造添加剂，因为它们未必对应于垫12、14的机械强化。 [0124] 更一般而言，包含于每个垫12、14中的树脂20的密度可大于25 wt%。此百分比显著地小于40 wt%，并且可包括在26 wt%与40 wt%之间。 [0125] 如上文所规定，根据本发明的方法特别适用于产生具有隆起部的非平面零件。 |
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