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制造結構件,尤其汽車結構件的方法以及相應的結構件與流程

文檔序號:11796747閱讀:256來源:國知局
制造結構件,尤其汽車結構件的方法以及相應的結構件與流程

本發(fā)明涉及一種制造結構件,尤其是用于汽車的結構件的方法,以及可由該方法制得的結構件。



背景技術:

上述結構件例如為汽車用板材,尤其是用于遮蔽后備箱、客廂或后備箱空格底板、或副發(fā)動機的后側擱板。

此類結構件的某些特性一般具有規(guī)格要求。具體而言,此類結構件應具備:輕的質(zhì)量;良好機械性能,主要是良好的高溫(如85~120℃)撓曲和蠕變行為;特定三維形狀,如允許安裝把手等其他部件的凹形形狀;以及/或者特定外形邊緣,尤其是圓形或弧形邊緣。

例如,F(xiàn)R2971198公開了一種基于熱固性木纖維和熱固性樹脂纖維的結構件制造方法。具體而言,此類結構件,即所謂“夾心”結構件包括外皮及置于外皮間的分隔件。為了獲得良好的機械性能,先事先壓制所述外皮,然后將其依次貼合于所述分隔件的粘合劑上,從而形成所述夾心部件。由于上述工藝中使用強壓且包括多個步驟,因此此類結構件相對比較昂貴。

此外,已知結構件還包括由所謂“Sommold”復合材料制成的結構件。所述“Sommold”復合材料為短玻璃纖維和熱塑性纖維形成的網(wǎng)狀體,其使用傳統(tǒng)無紡布紡織制造工藝(梳理、鋪網(wǎng)、針刺)制得。在該制造工藝中,所述玻璃纖維和熱塑性纖維可緊密混合。由于玻璃纖維的三維隨機取向,所述復合材料一般較為蓬松(厚度為3厘米左右)。因此,為了需要制造所述外皮,一般還需要對其進行壓縮。

根據(jù)“一步”法,先將Sommold網(wǎng)狀體加熱至熱塑性纖維的熔化溫度 以上,然后將其置于設置在冷模內(nèi)的分隔件的任何一個側面上,最后閉合該模具進行壓縮。然而,此方法的問題在于,無法在保證分隔件不被壓壞的前提下,實現(xiàn)外皮的充分壓縮。正如FR2971198中所述,為了彌補上述缺陷,已知的唯一解決方法為將所述夾心板的制造過程分為三個步驟,即:在兩個相應模具間高壓成型所述外皮,以使其達到最優(yōu)致密性;在第三模具中,通過粘合劑將外皮貼合于分隔件的兩側;同時向其施加與所述分隔件強度相容的較小壓力。該工藝有兩個主要步驟,也稱“兩步”法,其成本仍然相對昂貴。

為了降低成本,已知可使用硬紙板分隔件和由長亞麻纖維/丙烯酸類樹脂網(wǎng)狀體構成的外皮,通過單個模具一步成型制備所述“夾心”型結構件。此工藝稱為“一步”法(僅有一個步驟)。相較于其他可交聯(lián)樹脂,優(yōu)選使用丙烯酸樹脂的原因在于,丙烯酸樹脂與天然纖維的親和力強,從而可在所述復合材料中形成較好的纖維/基質(zhì)界面,而且丙烯酸樹脂的價格較低。

所述網(wǎng)狀體事先浸漬樹脂并相互層積,然后將其整體放入例如用于制備后備箱空格底板的模具中。向其充分施加壓力并加熱至所述樹脂的交聯(lián)溫度后,便可形成“夾心”板材。該板材的外皮已充分壓實,從而形成真正的復合結構并使得所述板材具有所需的機械性能。取得此效果的原因在于,所述亞麻網(wǎng)狀體具有理想的平行排列纖維,其使得該網(wǎng)狀體具有較大的初始相對密度,因此在形成所述外皮時無需對其實施強力壓縮。所以,此工藝的模具內(nèi)成形步驟所使用的壓力不是很高,不會導致所述分隔件坍塌。使用其他網(wǎng)狀體或墊狀物也可獲得同樣的效果。雖然所述壓力不高,但是其足以使所述網(wǎng)狀體內(nèi)所含樹脂在實現(xiàn)所述外皮的致密化的同時,作為粘合劑實現(xiàn)所述分隔件的粘合。

通過已知方法,可實現(xiàn)所述亞麻網(wǎng)狀體與熱塑性聚合物(例如為薄膜狀或纖維粉狀)的結合(例如,可在預備步驟中通過壓延等工藝結合)。所述熱塑性聚合物在熔化后構成所述夾心板材的外皮復合材料的基質(zhì),且優(yōu) 選為聚酰胺11,如Arkema公司的這是因為其高的結晶溫度可保證在所需的85~120℃溫度范圍內(nèi)實現(xiàn)良好的蠕變行為,同時其低于200℃的熔融溫度可與纖維素纖維的使用相兼容。此外,所述聚酰胺的某些衍生物,如EP2451864中所述衍生物,具有較低的熱漿粘度,從而有利于潤濕所述纖維并提高所述纖維/基質(zhì)界面的品質(zhì)。最后,使用該聚酰胺與亞麻纖維結合有利于環(huán)保。

然而,當本質(zhì)極為親水的亞麻纖維與本身為水基性且在交聯(lián)(酯化)過程中進一步生成水的丙烯酸樹脂聯(lián)用,或與同樣為親水性聚合物的聚酰胺聯(lián)用時,可在所述成型過程中產(chǎn)生汽泡。即使在該成型過程中實施脫氣操作,有時仍不能將所述汽泡排出,從而使其殘留于所述兩外皮之間。當所述結構件為閉合結構,即其中的一個外皮沿所述部件的邊緣與另一個外皮相接觸時,上述現(xiàn)象將更為突出。當這些氣泡膨脹至一定程度時,其可使所述分隔件局部破裂并使所述外皮鼓出,從而導致所述板材無法使用。這使得該制造工藝在大批量生產(chǎn)時具有隨機性而不好控制。

上述問題的一種解決方案為提高所述外皮的孔隙率,以生成可存留殘余水分的空間。然而,由于其將使得外皮的致密性變差,從而不能形成真正的復合結構且不能獲得足夠的機械性能,所以并不適用。

另一種可設想的解決方案為在模具上沖制可加速蒸氣排出的孔。由于現(xiàn)有技術所能制備的此類孔的直徑不超過數(shù)毫米,因此無法將熱量有效地傳遞至外皮。此外,此類孔易于在數(shù)個制造周期后被蒸氣所攜帶的材料堵塞。所以,此方案也不能獲得令人滿意的結果。



技術實現(xiàn)要素:

因此,本發(fā)明的目的在于提供一種基于復合外皮和分隔件的結構件的制造方法,其可解決或緩解所述殘留水分問題,具有高價格競爭力,且可使所述結構件具有良好的機械性能。

為此,本發(fā)明的目的在于提供一種制造結構件,尤其是汽車結構件的方法,所述方法至少包括如下步驟:

-提供第一纖維和可形成包覆所述第一纖維的第一基質(zhì)的第一材料;

-在第一模具內(nèi)壓制所述第一纖維和第一材料,以生成第一外皮,其中,所述第一纖維被納入第一基質(zhì)內(nèi),所述第一模具包括在壓制過程中保持開放的邊緣;

-提供第二纖維,可形成包覆所述第二纖維的第二基質(zhì)第二材料,以及包括內(nèi)腔的分隔件;

-在至少兩塊板之間組裝除所述第一外皮之外的所述第二纖維、第二材料和分隔件,其中,所述兩塊板中的至少一塊被加熱,以制得一組裝體,在所述組裝體中,所述第二材料包覆第二纖維以形成貼合于所述分隔件上的第二外皮;

-將所述第一外皮在第二模具內(nèi)設置到位;

-在所述第一外皮的朝向所述分隔件的表面上沉積粘合劑;

-將所述組裝體在第二模具內(nèi)設置到位,其中,所述分隔件位于所述第二外皮和所述第一外皮的涂有粘合劑的面之間,以及

-在第二模具內(nèi)壓合所述第一外皮和所述組裝體,以將所述第一外皮和所述組裝體相互固定。

根據(jù)具體實施例,所述方法還包括以下一個特征或所有在技術層面上可行的多個特征的組合:

-在將所述第一外皮在第二模具內(nèi)設置到位的步驟之后以及第二模具內(nèi)的壓合步驟之前,還包括在所述第一外皮上設置加固元件的步驟,從而使得所述加固元件延伸于所述第一外皮和分隔件之間;

-所述第一纖維或第二纖維包括選自亞麻纖維、劍麻纖維、黃麻纖維、大麻纖維、洋麻纖維及其混合物的天然纖維;

-所述第一材料和/或第二材料包括熱固性樹脂;

-所述第一纖維或第二纖維包括陶瓷纖維,如玻璃纖維;

-所述第一材料和/或第二材料包括熱塑性聚合物;

-以下分步驟之一或全部:所述壓合步驟的分步驟,包括將第一防水膜在所述第一模具內(nèi)設置到位,其中,所述第一防水膜朝向所述第一外皮將涂布粘合劑的表面的相反一面;所述組裝步驟的分步驟,包括將第二防水膜在所述第二外皮和靠近第二外皮的板之間設置到位;

-所述第一防水膜和第二防水膜包括聚合物,該聚合物的熔化溫度嚴格高于所述第一基質(zhì)的熔化溫度及第二基質(zhì)的熔化溫度;

-所述第一外皮具有殼體形狀,該殼體形狀包括大致平坦的底部,所述第一外皮優(yōu)選包括用于與所述第二外皮相貼合的外周緣;

-所述第二外皮具有大致平坦的形狀;以及

-所述分隔件具有整體呈平板的形狀,所述內(nèi)腔的朝向優(yōu)選與所述平板厚度方向一致。

本發(fā)明還涉及一種可通過上述方法獲得的結構件。

附圖說明

通過閱讀以下僅作為示例給出的說明并參照附圖,可以更好地理解本發(fā)明。所述附圖中:

-圖1為本發(fā)明結構件的截面示意圖;

-圖2為圖1所示結構件的第一外皮和第一防水膜的截面示意圖;

-圖3和圖4為說明在第一模具內(nèi)實施的用于制得圖1和圖2所示第一外皮的壓合步驟的局部截面示意圖;

-圖5為說明用于制得圖1和圖2所示組裝體的組裝步驟的截面示意圖,其中,所述組裝體包括所述第二外皮和分隔件;

-圖6為說明壓合所述第一外皮以及在第二模具內(nèi)組裝的步驟的截面示意圖。

具體實施方式

圖1所示為根據(jù)本發(fā)明的結構件10,所述結構件10用于汽車(未圖示)。結構件10例如為板材,如用于遮蔽后備箱、客廂或后備箱空格底板、或副發(fā)動機的后側擱板。

結構件10包括第一外皮12A、第二外皮12B、以及置于所述第一外皮和第二外皮之間的分隔件14??蛇x地,結構件10還可包括:優(yōu)選延伸于第一外皮12A和分隔件14之間的加強結構16,位于第一外皮12A外表面上的第一密封膜18A,以及位于第二外皮12B外表面上的第二密封膜18B。此處,“外”是指“朝分隔件14相反的一側”。

此處,“密封”是指“防水”。

舉例而言,結構件10具有總體呈平面的形狀。結構件10沿一平均平面(mean plane)P延伸。

優(yōu)選地,分隔件14主要為肺泡或蜂窩狀結構。

相應地,分隔件14具有多個大致垂直于平均平面P的側壁20。側壁20圍成封閉的中央空間22,從而形成內(nèi)腔。因此,每個中央空間22均面向第一外皮12A和第二外皮12B開放。

在一個具體實施例中,中央空間22形成多邊形網(wǎng)格,尤其為六邊形網(wǎng)格。

所述多邊形網(wǎng)格在與平均平面P平行的方向上的最大橫跨尺寸優(yōu)選大于5mm,例如,5~20mm,尤為8~10mm。

或者,所述網(wǎng)格為波紋狀。在此情況下,波幅為5~15mm,間距(兩個波峰之間的距離)為5~20mm,優(yōu)選為8~16mm。

分隔件14優(yōu)選由紙或硬紙板等輕質(zhì)材料制成。分隔件14的密度例如為10~500kg/m3,尤其為20~50kg/m3

分隔件14的厚度優(yōu)選大于2mm,例如為2~100mm,尤其為5~30mm。

分隔件14的面密度較小。優(yōu)選地,該面密度小于1500g/m2且大致為400~1200g/m2。由于分隔件14的相對密度較小,所以結構件10足夠輕質(zhì)。

第一外皮12A和第二外皮12B貼合于分隔件14的相對側面26A和26B上。

從圖1和圖2可看出,第一外皮12A具有搖籃形結構,該結構包括大致平坦且平行于平均平面P的底部26,且優(yōu)選還包括適于與第二外皮12B貼合的外周緣28。

第一外皮12A的所述搖籃結構形成適于容納分隔件14的殼體30。

外皮12A和12B的厚度優(yōu)選均小于分隔件14的厚度。更一般而言,外皮12A和12B的厚度均小于3mm,尤為0.6~2mm。

在圖示實施例中,第一外皮12A和第二外皮12B具有相同組成成分,因此,下文對第一外皮12A的組成成分加以描述。

第一外皮12A包括第一纖維32A形成的網(wǎng)狀體。所述第一纖維事先用熱固性樹脂浸漬或與熱塑性聚合物相結合,以形成包覆第一纖維32A的第一基質(zhì)34A。此類型網(wǎng)狀體被稱為“預浸料”,已為人所熟知。浸漬后,所述水基樹脂在低溫下被部分干燥,從而使其在不觸發(fā)交聯(lián)反應的情況下獲得足夠的內(nèi)聚力,以使得其可輕微結合于第一纖維32A上,且使得所述網(wǎng)狀體也獲得一定的內(nèi)聚力,以適于處理。

舉例而言,外皮12A和12B均包括3~8個相互層疊的所述網(wǎng)狀體。

第一纖維32A大致相互平行,且第一纖維32A的長度大于20厘米,尤其大于50厘米,例如,50~80厘米。

需要說明的是,第一外皮12A和第二外皮12B既可包括相同數(shù)目的層疊網(wǎng)狀體,也可包括不同數(shù)目的層疊網(wǎng)狀體。

優(yōu)選地,第一纖維32A的至少一部分為天然纖維。相較于人造或合成纖維,天然纖維具有許多優(yōu)點。具體而言,天然纖維通常具有較低的相對密度,相對不太高的成本以及環(huán)保性。此外,天然纖維可每年再生。

在此方面,亞麻制纖維獲得廣泛栽培且被廣泛應用于許多領域,尤其用于制造合成材料。亞麻纖維從植物“亞麻”的莖部提取,且以工藝纖維束或初級纖維的形式加以利用。在這兩種應用形式中,所述纖維的長度均例如為30~80cm。此處所謂“亞麻纖維”既可指工藝纖維,也可指初級纖維。此類長纖維應與長度一般小于10cm的亞麻短纖區(qū)別開來。

在一個實施例中,所有第一纖維32A均由長天然纖維形成。或者,第一纖維32A中的一部分由不同于所述長天然纖維的人造或合成纖維形成,或由這些纖維的混合物形成。

所述長天然纖維優(yōu)選為植物提取纖維,尤其為亞麻纖維?;蛘?,所述長天然纖維為劍麻纖維、黃麻纖維、大麻纖維或洋麻纖維。所述人造纖維例如選自粘膠等再生纖維素。

所述合成纖維由石油衍生物或“綠色”化學衍生分子(如衍生自生物乙醇的乙烯)所形成。在本方法的適用纖維中,可提及的是如聚乙烯和/或聚丙烯纖維等聚烯烴纖維、聚酯纖維、聚酰胺纖維、聚酰亞胺纖維及其混合物。此外,其也可以為聚合物和共聚物形成的雙組分纖維,其中,所述聚合物及共聚物具有不同熔點。由此可見,所選合成纖維優(yōu)選為熱塑性聚合物類纖維,從而使得在聚合物熔點溫度下實施的熱成型步驟可將其結合于亞麻纖維上。

當所述合成纖維為熱塑性聚合物纖維,尤其是聚酰胺纖維時,其可在熔化后加入所述復合材料的基質(zhì)中,或甚至其自身形成該基質(zhì)。

當使用熱固性樹脂浸漬時,除上述天然纖維的優(yōu)點,其還具有加強作用。

優(yōu)選地,在第一纖維32A中,天然來源的長纖維的質(zhì)量比大于50%。

基質(zhì)34A例如為可浸漬第一纖維32A且可在熱模具中發(fā)生交聯(lián)反應的樹脂?;|(zhì)34A例如為BASF公司的所述樹脂的干提取物的重量百分比例如為浸漬后第一外皮12A總重量的35~65%。

從圖1和圖3可看出,第二外皮12B具有大致呈平面的形狀,且基本平行于平均平面P。第二外皮12B包括由第二纖維32B形成的網(wǎng)狀體,及形成包覆所述第二纖維32B的第二基質(zhì)34B的熱固性樹脂。

根據(jù)一實施例,第二纖維32B和第二基質(zhì)34B與第一纖維32A和第一基質(zhì)34A的組成成分不同。

加固元件16的數(shù)目極大程度上取決于結構件10的尺寸以及該結構件的支承件的數(shù)目和尺寸。

每個加固元件16均與第一外皮12A的內(nèi)表面相接觸并容納于由分隔件14圍成的殼體內(nèi)。

在圖示實施例中,每個加固元件16均具有總體為細長形的形狀,例如,圖中所示橫截面為矩形的平行六面體。此外,每個加固元件16的橫截面也可為三角形或梯形。根據(jù)另一個實施例,每個加固元件16均具有總體呈“U”形的形狀。

優(yōu)選地,每個加固元件16由金屬材料制成。

或者,每個加固元件16也可由與碳纖維或天然纖維結合的高彈性模量高分子材料制成,如聚酰胺(PA)或聚醚醚酮(PEEK)。

加固元件16的厚度垂直于平均平面P且略小于分隔件14的厚度。加固元件16的寬度平行于平均平面P且一般大于1cm。因此可知,加固元件16的寬度大于分隔件14的內(nèi)腔的寬度。加固元件16通常為擠出成型管材,例如具有正方形截面的管材,其尺寸接近分隔件14的厚度。

此外,此類結構件有時用于潮濕環(huán)境。為了防止水分滲入所述內(nèi)腔而使其失去原有機械性能,通常還在外皮12A和12B上設置有密封膜,尤其當分隔件14的材料為纖維素時。

密封膜18A和18B優(yōu)選為高分子膜,例如聚乙烯(PE)/聚酰胺(PA)雙組分高分子膜。

其中,所述高分子膜的聚乙烯面抵靠在所述外皮上,而聚酰胺面朝外。 可選地,還可在密封膜18A和18B上粘貼保護層,如地毯(未圖示)。

密封膜18A和18B例如具有80微米的平均厚度,且優(yōu)選具有100g/m2左右的基重。密封膜18A和18B不具有任何機械功能。

以下將描述本發(fā)明的一種結構件10的制造方法。

所述方法的形成步驟包括:提供第一纖維32A和可形成包覆所述第一纖維的第一基質(zhì)34A的第一材料;以及提供第二纖維32B和可形成包覆所述第二纖維的第二基質(zhì)34B的第二材料,以及分隔件14。

其后,使用所述第一材料浸漬第一纖維32A,所述浸漬例如為將所述第一材料汽化于第一纖維的所述網(wǎng)狀體上,然后將其置于圖3所示的第一模具40內(nèi)。

所述第一材料可起到在不發(fā)生交聯(lián)反應的情況下將第一纖維32A聚攏在一起的作用。

第一模具40包括兩個半模40A和40B。所述半模的形狀可使得第一外皮12A獲得圖1和圖2所示的搖籃形狀。

每個半模40A和40B均包括一個或多個加熱部件42A和42B,其可將所述模具加熱至樹脂的交聯(lián)溫度。

其后,在第一模具40中壓制及加熱(即熱成型)第一外皮12A。在此過程中,第一模具的邊緣44A和44B保持開放,所述第一材料發(fā)生交聯(lián)反應以形成第一基質(zhì)34A,從而將第一纖維32A固化于其中。所述壓制過程的方向如圖3和圖4中的兩個箭頭F1和F2所示。

在所述壓制過程結束及熱成型過程開始時,模具40閉合狀態(tài)下的兩個半模40A和40B之間垂直于平均平面P的間隔距離為L(調(diào)整距離)。在該狀態(tài)下,第一外皮12A幾乎完全占據(jù)兩個半模40A和40B之間的容積46(圖3)。

由于外皮12A以兩個半模40A和40B為界,所以其可精確獲得所需形狀。

在所述第一材料的交聯(lián)過程中,蒸汽逐漸形成(圖4)。其后,所述蒸汽沿形成中的第一基質(zhì)34A的箭頭F3的方向行進,并進入第一外皮12A上方的自由容積48內(nèi),從而使得第一外皮12A僅占據(jù)容積50,其大小等于容積46減去容積48的差值。之后,蒸汽經(jīng)自由容積48以及第一模具40的保持開放的兩個邊緣44A和44B逸出。

自由容積48由所述蒸汽所施加的壓力形成。該蒸汽產(chǎn)生于材料內(nèi)部,并在上升過程中被半模40A阻擋。因此可見,無需在半模40A上打孔,所述蒸汽自身可通過施加上述壓力以及借助模具40的開放端從所述模具中逸出。

容積50垂直于平均平面P的厚度E嚴格小于間距L,即所謂調(diào)整距離。厚度E即為第一外皮12A離開模具40時的最終厚度,可將其估算為比間距L小數(shù)百毫米的值。在實際應用中,間距L一般為0.6~2mm。

所述厚度與形成接近于真正復合結構的材料所需的相對密度相對應。在使用亞麻纖維的情況下,該相對密度為0.9~1.1。

最后,將第一外皮12A從模具取出,其大致最終形狀如圖2所示。

第二纖維32B,所述第二材料和分隔件14堆疊(圖5)于兩個加熱板52A和52B之間。對其加熱后,形成組裝體54。在該組裝體54中,所述第二材料包覆所述第二纖維,從而形成第二外皮12B。顯而易見的是,所述堆疊過程中,并不包括第一外皮12A。

加熱板52A和52B為接觸式加熱部件。加熱板52A和52B所施加的壓力(如箭頭F4和F5所示)雖然并不形成對第二外皮12B的壓制加工,但卻能使其獲得適度壓縮。傳遞至組裝體54上的熱量可使所述第二材料發(fā)生交聯(lián),以形成第二基質(zhì)34B。

所述較低壓力,例如為0.01kg/cm2左右,還可使第二外皮12B通過其內(nèi)部所含熱固性樹脂粘合于分隔件14上。所述交聯(lián)反應中所產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)第二外皮12B與加熱板52A之間的界面以及該上層板保持開放的邊緣排出。 其方式和原理與上文所述外皮12A的蒸汽逸出方式和原理完全相同。

不同于第一外皮12A,由于第二外皮12B無需成型加工,因此其無需使用模具且無需大壓力的壓制加工。此外,如上所述,第二纖維32B優(yōu)選完全平行排列從而自行實現(xiàn)致密化。如此,只需使用所述基于加熱板的設備(其為結構簡單且成本低的設備)便可極好地實現(xiàn)第二外皮12B的制備以及其與分隔件14的組裝。

其后,如圖6所示,將第一外皮12A在第二模具56內(nèi)設置到位。

可選地,可事先在置于模具56底部的第一外皮12A上設置密封膜18A。

第二模具56包括兩個半模56A和56B,且所述模具56用于施加圖6中箭頭F6和F7所示方向的壓力。

由于該第二模具的功能既非壓縮所述外皮也非對其實施成型加工,因此其施加的壓力較低。相應的壓力即使在所述結構件的尺寸較大時(大于3m2)也屬于第一類壓力(10噸大小的壓力)。

其后,在第一外皮12A朝向分隔件14的內(nèi)表面60上沉積粘合劑58。

粘合劑58例如為與外皮12A和12B和分隔件14成分相兼容的膠粘劑、薄膜或任何其他粘性材料。

在所示實施例中,粘合劑58為可被模具56的供熱活化或交聯(lián)的膠粘劑。

粘合劑58例如為甲基丙烯酸酯類、聚氨酯類或聚乙酸乙烯酯類粘合劑的一部分。優(yōu)選地,所述粘合劑為非水基粘合劑,或在交聯(lián)中不產(chǎn)生水。

所述粘合劑58的沉積例如通過噴涂實現(xiàn)。

或者,例如當所述粘合劑為聚氨酯粘合劑時,其也可以在露天環(huán)境下活化。優(yōu)選地,所述粘合劑的凝固或固化時間越短越好。在后一種情形下,無需加熱模具56。當不需要密封功能時,后一種情形特別適用。

適于本發(fā)明的粘合劑例如為粘合劑SIKAmelt

可選地,加固元件16設置于覆蓋了粘合劑58的第一外皮12A上。

其后,將組裝體54在第二模具56內(nèi)設置到位,其中,分隔件14位于第二外皮12B和第一外皮12A的覆蓋有粘接劑的側面60之間??蛇x地,在第二外皮12B上進一步設置密封膜18B。

之后,將第二模具56的溫度保持在所述粘合劑的活化溫度上并將其閉合。隨后,壓制第二模具56中的內(nèi)容物以將組裝體54和第一外皮12A相互固定。

此時,由于最初存在于所述各外皮內(nèi)的蒸汽已被事先排出,所以第二模具56的閉合不會產(chǎn)生任何問題。

優(yōu)選地,所述壓力還可使第一外皮12A和第二外皮12B在兩者的邊緣處,尤其是邊緣28(圖2)處,緊密接觸。

所述壓力還可壓塌加固元件16處的分隔件14內(nèi)腔,從而使得所述分隔件內(nèi)部也獲得加固。此時,分隔件14和每個加固元件16之間的厚度差由被壓塌的內(nèi)腔材料填充。

模具56所產(chǎn)生的所述壓力還可進一步提高密封膜18A和18B(當其被使用時)與外皮12A和12B間的接觸效果。由于所述粘合劑的活化溫度大于聚乙烯的熔化溫度,密封膜18A和18B的聚乙烯成分熔化后可使密封膜18A和18B粘合于外皮12A和12B上,從而確保結構件10的完全密封。

在達到所述粘合劑完全活化所需的時間后,打開第二模具56,并取出結構件10。

或者,也可不加熱第二模具56,且在空氣中活化所述粘合劑。在此情況下,在達到所述粘合劑固化所需時間之前,第二模具56一直保持閉合。當無需密封功能時,優(yōu)選此方案。

因此,通過上述技術特征,結構件10的所述制造方法可實現(xiàn)蒸汽的逸出,從而基本上解決或緩解了殘留水分導致的前述問題。

結構件10具有良好的機械性能。

此外,所述方法具有成本競爭力,其成本低于前述“兩步”法(采用 兩個主要步驟)的成本。

在無需加熱第二模具56的實施方式中,其成本接近于“一步”法(采用一個主要步驟)的成本。

由于第一外皮12A和第二外皮12B依次貼合,所以所述方法還可實現(xiàn)所述第一和第二外皮與分隔件14的簡單貼合。因此,本發(fā)明方法還降低了“一步”法中同時貼合兩個外皮所造成的難度。

本發(fā)明方法還解決了“一步”法中結構件難以卸除(尤其在邊緣處)的問題。在本發(fā)明方法中,結構件實際上只通過所述兩個外皮中的一個的邊緣(如圖示實施例中第一外皮12A的邊緣)實現(xiàn)閉合。在閉合“一步”法中所使用的單一模具時,由于還未使用樹脂進行粘接,所以常發(fā)生各層外皮纖維網(wǎng)狀體之間的解離,從而導致分隔件14可能產(chǎn)生不規(guī)則的塌陷或如外皮撕裂等缺陷。與此相對,在發(fā)明方法中,由于第一外皮12A使用單獨模具40制成,所以即使發(fā)生上述網(wǎng)狀體層解離問題,其也不會使分隔件14產(chǎn)生其他任何缺陷。

此外,通過本發(fā)明方法,當在結構件10中使用加固元件16時,可實現(xiàn)其在第一外皮12A上的簡單設置以及組裝體54的準確定位。可選地,在第一外皮12A的成型過程中,可在其內(nèi)側稍微隨意地設置位置標記。此外,由于第二模具56閉合時,加固元件16可使分隔件14發(fā)生局部壓塌,所以無需為分隔件14內(nèi)的加固元件16設置外殼。

使用同樣的方法,可在模具56中實施的最終組裝過程中實現(xiàn)密封膜18A和18B的簡單設置。

雖然,以上為了描述的簡單性,將密封膜18A和18B假設為基于聚乙烯和聚酰胺的膜,然而顯而易見地是,任何可想到的兩種聚合物,只要滿足粘合劑58的活化溫度大于第一聚合物的熔化溫度且小于第二聚合物的熔化溫度的條件,均可聯(lián)用。

根據(jù)下述第二實施例,所述方法進一步應用于至少部分由“Sommold” 復合材料制成的外皮上。第二實施例的方法與上述方法類似,兩者間的差異詳述于下文。

第二實施例方法的主要不同點在于:其中第一外皮12A和第二外皮12B包括“Sommold”復合材料。在一具體實施例中,第一外皮12A和第二外皮12B由“Sommold”復合材料制成。

第一纖維32A和第二纖維32B為陶瓷纖維,例如為玻璃纖維。

分別用于預制第一基質(zhì)34A和第二基質(zhì)34B的所述第一材料和第二材料均為熱塑性聚合物。

優(yōu)選地,基質(zhì)34A和34B由不同于熱固性不飽和聚酯的熱塑性飽和聚酯制成。在一個實施例中,所述飽和聚酯為對苯二甲酸和乙二醇縮聚而成的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)。舉例而言,可使用乙二醇對所述聚對苯二甲酸乙二酯進行改性?;蛘?,所述聚酯也可以為對苯二甲酸和丁烷-2,3-二醇縮聚而成的聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。根據(jù)其他實施例,所述聚合物也可以為聚烯烴或聚酰胺。

優(yōu)選地,分別在所述壓合和組裝步驟前預制第一外皮12A和第二外皮12B。

在此情況下,與所述第一實施例的方式相同,第二外皮12B和分隔件14的結合為通過加熱的方式實現(xiàn)。

另外,同樣通過加熱在壓合步驟前制備第一外皮12A。其中,使用溫度調(diào)節(jié)至15℃左右的冷模具制備第一外皮12A。

此外,使用最初以纖維狀態(tài)添加于所述“Sommold”復合材料中的聚合物實現(xiàn)第二外皮12B和分隔件14之間的粘合。

另外,為了避免損壞分隔件14,不在模具56中對第二外皮12B進行完全壓縮。

根據(jù)另一未圖示的實施例,第一外皮12A和/或第二外皮12B均包括兩個片層,分別作為其內(nèi)側面和外側面。所述片層用于提高第一外皮12A及 第二外皮12B的可操作性。

第二實施例方法基本具有與第一實施例方法相同的優(yōu)點。

采用“Sommold”復合材料時,由于外皮12A和12B孔隙率較大,“一步”法有時會導致有質(zhì)量問題的產(chǎn)品。

通過上述方法,可實現(xiàn)第一外皮12A的完全壓縮。此外,為了慎重處理分隔件14,第二外皮12B的壓縮度僅略低。然而,即使如此,與外皮12A和12B均未獲得足夠壓縮的情形相比,結構件10的機械性能仍同樣獲得提高。

此外,加固元件16和/或密封膜18A和18B的設置方式和時間與第一實施例相同。

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