相關申請的交叉引用

本發(fā)明要求于2014年7月1日提交的第102014109174.4號德國專利申請的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，其全部內(nèi)容通過引用并入此案。

本發(fā)明主要涉及一種模制體和一種由含有纖維的材料制造該模制體的方法，以及用于實現(xiàn)該方法的相應的設備。

背景技術(shù)：

特別是在汽車制造中，在汽車內(nèi)飾件的領域中需要具有多種性能的不同的模制件。一方面，為了滿足消費者功能和美觀的需求，它們必須是耐用和多樣化的，甚至具有更復雜的三維形式。另一方面，它們必須同時具有低質(zhì)量并且盡可能簡單地制造和安裝以便為制造商保持低成本。

由現(xiàn)有技術(shù)已知由含有纖維的材料形成這種模制體，并且具有良好的耐久性和模制體具有極低的重量的優(yōu)點。

因此，例如從印刷出版物de102012019534a1中已知一種制造三維模制件的方法，其使用了一種多部件模具，含有纖維的材料被吹進其中。該模具包括多個在其下方部件上的孔，用于必要的壓力平衡，并且這樣做僅僅允許一個所謂的半成品，即預成型件，將在這種相對輕的成型模具中形成。在吹入步驟之后，用來加熱含有纖維的材料的氣流被引導著穿過模具，或者，加入一種粘合劑以將纖維粘合在一起。為了制造成品形狀，這些半成品首先被帶到它們的最終生產(chǎn)地點，之后在另一個更重的模具中——例如在一個拉伸壓力機中被模塑。

由印刷出版物de10324735b3同樣已知一種用于使用多部件模具制造三維模制件的方法。由此將一種包含填充有粘合劑的纖維的材料吹入模具中。對模制件施壓后進行固化，且在壓緊操作之后，將熱空氣引入模具中，使得粘合劑熔融并使模制件具有必要的尺寸穩(wěn)定性。該底模還設置有用于壓力平衡的孔，這些孔將形成模制件的中間模具空間與周圍大氣連接。

從現(xiàn)有技術(shù)已知的這些常規(guī)解決方案具有不能實現(xiàn)任何連續(xù)熱固性模制工藝的缺點。在一種情況下，首先制造半成品，隨后拉深，這需要使用多個不同設計的模具并且在某些情況下需要額外的運輸步驟。在另一個情況中，壓緊發(fā)生在加熱粘合劑之前。在常規(guī)解決方案中使用的底模具有阻妨待引入模具中的含有纖維的材料的處理的孔。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

一個示范性實施例涉及一種用于車輛內(nèi)飾的組件。該組件包括一個具有第一密度和第一厚度的第一部分，和一個從第一部分延伸的具有第二密度和第二厚度的第二部分。每個部分包括一種含有定向纖維的材料，并且第二部分的走向、密度和第二厚度中的至少一個相對于第一部分的走向、密度和第一厚度被設置，以提供了比第一部分的完整性更優(yōu)越的第二部分的完整性。

另一個示范性實施例涉及一種用于車輛內(nèi)飾的組件。該組件包括一個具有第一密度和第一厚度的第一部分；一個具有第二密度和第二厚度的第二部分；和一個在該第一部分和該第二部分之間的過渡部分。第一部分包括一種含有定向纖維的材料，且第二部分也包括一種含有定向的纖維的材料。第一部分的纖維走向和第二部分的纖維走向在過渡部分基本得到保持，這些纖維在操作中供給第一部分和第二部分。

另一個示范性實施例涉及一種由含有纖維的材料制作一種用于車輛內(nèi)飾的組件的方法，該方法利用一種模具，該模具至少包括一個第一部件和一個第二部件，所述第一部件和第二部件中的每一個部件包括一個限定空腔的表面。該方法包括將模具的第一部件和第二部件中的至少一個部件加熱至第一溫度；將含有纖維的材料供給到該空腔中；以及使用模具的第一部件和第二部件中的至少一個部件壓緊該材料以形成該組件。

另一個示范性實施例涉及一種由含有纖維的材料生產(chǎn)用于車輛的組件的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括第一模具、第二模具、進料裝置和加熱器。第一模具包括具有表面的第一部件和可相對于第一部件在關閉位置和打開位置之間移動的第二部件。該第二部件具有表面，且第一部件和第二部件的表面限定了第一空腔。該進料裝置設置為當?shù)谝荒＞咛幱陉P閉位置時將材料的纖維引入第一空腔。該第二模具包括該第一部件和一個可相對于第一部件在一個打開位置和一個關閉位置之間移動的第三部件。該第三部件具有一個表面。該加熱器設置為加熱第一、第二和第三部件中的至少一個部件到第一溫度。當?shù)诙考幱诖蜷_位置時，該第一部件可從第一模具移動到第二模具以將纖維從第一模具移動到第二模具從而當?shù)诙＞咛幱陉P閉位置時使纖維在第一部件和第三部件的表面之間被壓緊。

另一個示范性實施例涉及一種由含有纖維的材料制作車輛面板的方法，該方法使用一個包括第一和第二部件且可在打開位置和一個關閉位置之間移動的模具，其中第一和第二部件每一個部件都包括一個模具表面。該方法包括加熱模具的第一和第二部件中的至少一個部件到至少等于該含有纖維的材料的活化閾值溫度的第一溫度；當處于打開位置時將一定量的含有纖維的材料引入模具中；以及將模具移動到關閉位置以在該第一和第二部件的模具表面之間的空腔中對含有纖維的材料施加壓力。該方法可以按所提供的順序?qū)嵤?/p>

另一個示范性實施例涉及一種用于由含有纖維的材料生產(chǎn)車輛面板的裝置。該裝置包括第一模具、進料裝置、第二模具和加熱裝置。第一模具包括具有第一模具表面的第一部件和可相對于第一部件在關閉位置和打開位置之間移動的第二部件。該第二部件具有第二模具表面。該進料裝置設置為當處于關閉位置時將含有纖維的材料引入一個由第一和第二模具表面限定的空腔。該第二模具包括該第一模具的第一部件和可相對于第一部件在關閉位置和打開位置之間移動的第三部件。該加熱器設置為加熱第一、第二和第三部件中的至少一個部件到至少等于該含有纖維的材料的活化閾值溫度的第一溫度。當?shù)诙考幱诖蜷_位置時，該第一部件可從第一模具移動到第二模具以將含有纖維的材料從第一模具移動到第二模具。

另一個示范性實施例涉及一種用于車輛內(nèi)飾的面板，該面板在第一位置承受第一負載并且在第二位置承受高于第一負載的第二負載。該面板包括一個第一部分，該第一部分包括含有纖維的材料且具有第一密度和第一厚度。該面板還包括從第一部分延伸的第二部分。該第二部分包括含有纖維的材料且具有第二密度和第二厚度。第二密度和第二厚度中的至少一個大于各自對應的第一密度和第一厚度，使得第二部分設置為承受第二負載且第一部分設置為承受第一負載。

附圖說明

圖1a是包含本發(fā)明的一個實施例車輛的一個示例性實施例的透視圖。

圖1b是如圖1a所示包含本發(fā)明的一個實施例的車輛的內(nèi)部圖。

圖2是根據(jù)一個示范性實施例，當含有纖維的材料被引入底模時，用于實現(xiàn)一個發(fā)明方法的裝置的截面?zhèn)纫暿疽鈭D。

圖3是圖2所示的裝置在一個壓緊裝置中處于閉合狀態(tài)時的截面?zhèn)纫暿疽鈭D。

圖4是根據(jù)另一個示范性實施例，說明一個發(fā)明方法的原理圖。

圖5a是用于例如圖1中所示車輛的一個組件(例如，一個面板)的一個示范性實施例的透視圖。

圖5b是圖5a中所示的組件與一個支撐件一同使用時的透視圖。

圖6a是用于例如圖1中所示的車輛的一個組件的另一個示范性實施例的透視圖。

圖6b是用于例如圖1中所示的車輛的一個組件的再一個示范性實施例的透視圖。

圖7a是制造一個組件，例如車輛的面板的方法的一個示范性實施例的原理圖。

圖7b是制造一個組件，例如車輛的面板的方法的另一個示范性實施例的原理圖。

圖8是制造一個組件，例如圖5a所示的組件的方法的另一個示范性實施例的原理圖。

圖9是制造一個用于車輛中的組件的方法的另一個示范性實施例的原理圖。

圖10是制造一個組件，如車輛的面板的方法的另一個示范性實施例的原理圖。

圖11是如圖7a所示的組件的剖視圖，該組件顯示了該墊子纖維的隨機走向。

圖12是如圖7b所示的組件的剖視圖，該組件顯示了材料的纖維的縱向走向。

圖13是說明一個組件的密度變化的曲線圖。

圖13b是具有兩個在壓緊前被堆疊的纖維墊子的組件的示意圖。

圖13c是如圖13b所示的組件在壓緊后的示意圖。

圖13d是顯示如圖13b所示組件的兩個墊子部分整合的另一個實施例的示意圖。

圖14是說明一個組件的密度變化的曲線圖。

圖14b是一個厚度具有變化的組件的示意圖。

圖14c是一個密度具有變化的組件的示意圖。

具體實施方式

參照附圖，本申請公開了各種用于車輛內(nèi)的組件(例如，模制體、面板等)和由含有纖維的材料生產(chǎn)這些組件的方法，以及實現(xiàn)這些方法的合適的設備，這些設備可以設置為降低生產(chǎn)這些組件的制造費用。這些組件可以被制造成在組件的不同部分(例如，區(qū)域、部分、部件等)具有不同密度和/或不同厚度，以便更好地控制組件在應用中組裝時的負載狀態(tài)。

由含有纖維的材料生產(chǎn)模制體的方法，使用一種模具，該模具包括能夠朝著彼此移動的至少一個底部部件和至少一個頂部部件以在含有纖維的材料上施加一個壓緊力，使得它們限定用于待生產(chǎn)的模制體的中間模具空間。根據(jù)一個例子，該方法包括以下三個按順序提供的方法步驟或工藝。第一步包括使至少一個模具部件的溫度達到或保持在第一和/或第一工藝溫度，該溫度能夠至少部分地活化各自對應的含有纖維的材料。第二步包括將含有纖維的材料引入至少部分打開的模具中。第三步包括使模具處于閉合位置并施加壓力以形成模制體。

模具可從打開位置移動到關閉位置，其中關閉(或部分關閉)位置可以理解為一個用于生產(chǎn)所需模制體的含有纖維的材料的引入位置——例如通過一個吹塑噴嘴吹入——盡可能暢通的。在模具處于關閉位置前，不需要施加模塑所需的壓力。

模具部件的至少一個部件(即至少頂部部件或底部部件)，或同時兩個部件設置為在含有纖維的材料被引入中間模具空間時，至少在與被壓緊的含有纖維的材料接觸的區(qū)域已經(jīng)處于一個適合于至少部分活化含有纖維的材料的溫度。此溫度構(gòu)成第一工藝溫度。

如果在第一方法步驟之前，模具的一個相應部件或相應各部件已經(jīng)處于該第一工藝溫度，那么當然沒有必要首先使它們達到所述第一工藝溫度。然而，正如下文進一步描述的，如果采用不同的工藝溫度，這樣模具的相應部件或相應各部件在第一方法步驟中達到第一工藝溫度。

含有纖維的材料的活化通常是將在含有纖維的材料中的熱固性粘合劑熱活化到模具部件已經(jīng)達到的溫度。在設置步驟被完成后，模具進入其關閉位置，同時施加壓力，從而使得一個具有顯著機械性能的非常牢固的模制體按所需的三維形狀成形。

需要指出的是，中間模具空間，可以通過一切辦法在模具的部分打開狀態(tài)下形成，即引入到中間模具空間中的材料，例如吹入。直到含有纖維的材料被引入，接觸壓力才正好施加在模具上；即，施加接觸壓力的這種狀態(tài)然后被定義為模具的關閉狀態(tài)。

該創(chuàng)造性的解決方案產(chǎn)生許多好處。

由于不需要將單獨的加熱空氣流引入關閉的模具中以加熱纖維—如傳統(tǒng)的解決方案那樣—整個模塑過程可以直接在一個合適的(重量級的)模具中進行，該模具在一次壓緊中能夠承受高壓。這種壓力的范圍可以在例如約2噸之內(nèi)。

模制體不需要在多個模塑模具之間傳輸以成形，并且，具體地說，不需要進入不同的模塑模具，這樣減少了所需的工作量。換言之：生產(chǎn)半成品是不必要的；本發(fā)明的方法能夠直接形成成品模制體。

此外，直接加熱模具(即模塑模具)的部件中的至少一個部件確保了連續(xù)的熱固性模塑工藝，這樣可以提高所生產(chǎn)的模制體的機械性能。

本文闡述了本發(fā)明解決方案的有利的進一步發(fā)展。

例如，第一工藝溫度在150℃和300℃之間的范圍，并且優(yōu)選約220℃。這是一個合適的溫度范圍，使有效利用的粘合劑的固化過程成為可能。同時確保整個成形過程可靠連續(xù)地進行，從而使所生產(chǎn)的模制體能夠得到一個均勻的材料質(zhì)量。

此外，將模具置于其關閉位置和施加用于形成模制體的壓力的方法步驟中，模具部件中的至少一個部件，如模具的全部兩個部件可以達到或保持在第二工藝溫度上。該第二工藝溫度高于第一工藝溫度。這樣做可以首先獲得含有纖維的材料的組件的預活化，隨后獲得最終活化——特別是當各種不同的粘合劑被使用時——借此可以獲得更好的材料性能和/或可以實現(xiàn)各種更復雜的形狀。

將模具置于其閉合位置和施加用于形成模制體的壓力的方法步驟的時間方面，在此被理解為在本步驟同時或之前達到第二工藝溫度。

根據(jù)本發(fā)明的進一步的有益發(fā)展，在第一方法步驟中，模具的所有部件，即頂部和底部部件，被提供為達到或保持在第一工藝溫度上。當提供第二工藝溫度時，所有的模具部件可以被另外達到或保持在這個第二工藝溫度上。

由此可以實現(xiàn)特別均勻的模塑和模塑時間的縮短。

可以進一步提供模具的一個或多個部件，特別是通過使一種熱傳遞流體流經(jīng)它們來使它們達到或分別保持在第一和/或第二工藝溫度上。該熱傳遞流體優(yōu)選一種作為傳熱介質(zhì)的導熱油并傳輸經(jīng)過模具部件，優(yōu)選地，經(jīng)過所有的模具部件。該導熱油可以通過一個循環(huán)泵被運輸穿過一個熱源。因此，由于是不加壓的，使得對模具部件供應需要達到各自的工藝溫度的熱量變得簡單和安全。然而，其它加熱部件的解決方案當然也是可能的，例如，能夠集成到部件上的一個電加熱器或通過感應的方式。

根據(jù)本發(fā)明的進一步的方面，該模具的底部部件包括一個不能滲透被引入的含有纖維的材料的表面。換句話說：在模具的底部部件內(nèi)沒有提供排氣口。同樣沒必要的，由于與傳統(tǒng)模塑模具對比，在本發(fā)明方法中沒有熱空氣需要被引入模具以熱活化粘合劑，。相反，模具部件本身被加熱到所需的工藝溫度。因此，在吹制工藝中被無意中吹出的含有纖維的材料的復雜的排出和/或再循環(huán)在模具的底部部件中不再是必要的。

相比之下，模具的頂部部件可以被設計成可透氣的，即設有出氣孔。然而，這些出氣孔只能在模具從打開至關閉狀態(tài)時在均壓下起作用。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，含有纖維的材料可以含有一定比例的合成纖維，特別是聚合物纖維和/或碳纖維。尤其聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)和/或聚醚砜(pes)可作為聚合物纖維。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，含有纖維的材料還可以含有一定比例的天然纖維，例如木纖維和/或棉纖維。

關于用于實現(xiàn)本發(fā)明方法的裝置，該裝置包括一個模具，該模具具有底部部件和至少一個相對其可移動的頂部部件，以在含有纖維的材料上施加一個壓力，該含有纖維的材料可以被引入形成在這些部件之間的一個中間模具空間，由此模具的底部部件具有一個不能滲透被引入的含有纖維的材料的表面，并且由此模具部件的至少一個部件被設計為通過一種熱傳遞流體——尤其是導熱油——流經(jīng)所述的部件而達到一個可選的工藝溫度。

根據(jù)本發(fā)明的進一步發(fā)展，提供了一個能夠在一個引入位置和一個壓緊位置之間移動的模具的底部部件，由此模具的至少一個頂部部件設置在引入位置以及模具的至少一個頂部部件設置在壓緊位置。

換言之：根據(jù)該進一步的發(fā)展，可以將一個合適的頂部部件—例如加熱到第一工藝溫度—提供給底部部件，用于實現(xiàn)包括引入含纖維的材料的方法步驟。為此，例如可以使用一個吹塑機，該吹塑機在吹制工位通過一個含有纖維的材料的供料裝置提供含有纖維的材料，該吹塑機隨后將含有纖維的材料分配至布置在模具中的吹塑噴嘴。

底部部件隨后被傳送到另一個頂部部件，該頂部部件可以例如作為壓緊裝置的一個部件被用于實現(xiàn)施加壓力的方法步驟。然而無論如何，為了實現(xiàn)連續(xù)的熱固性工藝，模制體是在沒有中斷固化工藝的條件下完全成形的。

與此相關地，也可以僅設置一個壓緊裝置，同樣由多個吹制工位連續(xù)地供給相應準備好的底部部件。這樣做利用了這樣的事實，即引入含有纖維的材料比后續(xù)的壓制工藝花費更長的時間。從而使本發(fā)明方法更經(jīng)濟地執(zhí)行。

圖1a和1b示出了具有一個內(nèi)部乘客廂101的車輛100的一個示范性實施例，該內(nèi)部乘客廂101包括一個或多個組件(如，裝飾板)。例如，車輛100可以包括一個車門總成和一個儀表板總成，車門總成包括一個或多個門內(nèi)飾板110，儀表板總成包括一個或多個儀表板面板112。又如，車輛100可以包括一個座椅總成，其具有一個或多個座椅裝飾板。車輛100還可以包括一個中央操控臺總成，其具有一個或多個裝飾板114。車輛100可以包括與車輛100的其它總成相關聯(lián)的額外的內(nèi)飾板。車輛100的任何組件可根據(jù)本文公開的任何實施例設置和/或可根據(jù)本文公開的任何方法制造(例如，制作)。

圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個第一實施例用于實現(xiàn)本發(fā)明方法的裝置的截面?zhèn)纫暿疽鈭D。

通過一個示意性的指示線，一個吹塑機41向吹塑噴嘴42供給含有纖維的材料，為此，該材料由吹塑機41的含有纖維的材料的進料裝置供應。

該吹塑噴嘴被設置為其排出口在一個由20確定為一個整體的模具的底部部件21處，使得含有纖維的材料15被吹出到所述的底部部件21上。該含有纖維的材料可以包括一定比例的天然纖維(例如，棉纖維)，以及一定比例的可熱活化和熱固性硬化的粘結(jié)劑。

模具20的頂部部件22與底部部件21相對且與其間隔開，以避免阻礙含有纖維的材料15的引入。在圖2中，底部部件21和頂部部件22之間的距離被夸大了；因為當含有纖維的材料15被吹入時，這兩個部件實際上可以設置得非常接近。部件21、22之間的間隔距離設置為使得在這種狀態(tài)下不施加壓力。

模具20的底部部件21以及頂部部件22兩者各自設有一個對應的流道26、27，加熱的導熱油通過該流道傳導。導熱油起到了傳熱介質(zhì)的作用，并且在一個加熱裝置內(nèi)循環(huán)使得頂部部件22和底部部件21被加熱到約220℃的溫度。當含有纖維的材料15被吹出后便這樣沉積在熱模具表面，由此其粘合劑成分在被吹出到模具部件21、22上時已經(jīng)被活化。該模具的底部部件21是實心結(jié)構(gòu)，從而構(gòu)成一個重量級模具，并且其表面上沒有容置含有纖維的材料15的氣孔或類似物，使得不需要為剩余的含有纖維的材料15提供再循環(huán)(排放或類似的)。

如圖3所示，根據(jù)第一實施例的本發(fā)明方法繼續(xù)如下文所述。在含有纖維的材料15的部分粘合劑熱固性硬化前不再允許任何進一步的簡單成形操作之前，模具20置于關閉位置，使得在頂部22和底部21之間形成中間模具空間25。壓緊裝置50此后將壓力施加在中間模具空間25內(nèi)的包含纖維的材料15，使得具有相應顯著材料性能的模制體10完全通過固化后的熱固性反應生成。圖3中通過箭頭示意性地揭示了壓力的施加。

圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例來說明本發(fā)明方法的原理圖。每個單個部件可以同上文所述的第一實施例設計。然而，根據(jù)第二實施例的方法只提供了一個壓緊裝置50交替地壓緊模具20a、20b，在每一種情況下，模具20a、20b與它們各自的吹塑機41a、41b相關聯(lián)，吹塑機41a、41b分別由各自的含有纖維的材料的進料裝置40a、40b供應。

這里的背景是將含有纖維的材料吹入熱模具20a、20b比隨后的壓緊花費更長一段時間。這樣，例如，一個具有60秒周期的吹塑機41a和另一個具有60秒周期的吹塑機41b分別可以供應單個壓緊裝置50，這樣提高了經(jīng)濟效益。

圖5a和5b示出了用于車輛內(nèi)的組件210(如面板)的一個示范性實施例。該組件由含有纖維的材料制成。該組件210可以利用本申請中公開的方法之一制作。如圖所示，組件210包括一對端部213和一個在端部213之間延伸的中間部分215。中間部分215可以相對于端部213偏壓，使得中間部分215相對于端部213為非平面。如圖所示，組件210在整個組件中具有基本均一的(例如，恒定的)厚度。由此，中間部分215的厚度基本上與每個端部213的厚度相同。組件210在整個組件中具有基本均一的(例如，恒定的)密度。因此，中間部分215的密度基本上等于每個端部213的密度。由于組件210設置為在整個組件中承載相對恒定的負載，如果組件210用于一個總成中，在此，組件210的一部分承受一個高負載(例如，一個在其他情況下會高于組件的承載能力的負載)，那么組件210必須被修正以適應高負載。這種修正的一個例子是增加整個組件210的厚度以適應高負載。這增加了組件的重量且過度設計了組件不受到高負載的部分。這種修正的另一個例子是包括一個支撐件(例如，一個支結(jié)構(gòu)撐件，支撐件等)，該支撐件在該組件受到高負載的地方局部加強組件210。如圖5b所示，一個支撐件220位于組件210受到高負載的部分的后面，該部分顯示處于中間部分215，使得支撐件220承載傳遞到組件210的該部分上的負載。例如，支撐件220可連接到組件210的中間部分215的背面(例如，后表面)上。還有這種修正的其它例子由如圖6a和6b所示的組件310、410提供。

圖6a示出了使用含有纖維(例如，松散的纖維)的材料制作的一個組件310的一個示范性實施例。該組件310可以利用本申請中公開的方法之一制作。組件310可以包括一對端部313和一個在端部313之間延伸的中間部分315。如圖所示，中間部分315具有一個厚度t1，該厚度t1大于端部313的厚度t2，這樣中間部分315設置為相比于端部313承載一個相對更高的負載。由此，中間部分315的密度可以與端部313的密度相同，并且組件310仍舊通過中間部分315提供了更高的負載承載能力。厚度t1和t2(和，由此帶來的它們之間的厚度差)可以根據(jù)組件的具體應用而定。

圖6b示出了使用含有纖維材料制作的一個組件410的另一個示范性實施例，該組件410可以利用本申請中公開的方法之一制作。該組件410可以包括一對端部413和一個在端部413之間延伸的中間部分415。如圖所示，中間部分415具有與端部413的厚度基本相同的厚度。中間部分415與端部413相比密度更高(例如，更大，等等)，使得中間部分415設置為相比于端部413承載一個相對更高的負載。中間部分415和端部分413的密度(和，由此帶來的這些密度之間的差)可以根據(jù)組件的具體應用而定。

參照圖6a和6b，通過相比于端部313、413增加中間部分315、415的厚度/密度，組件310、410的中間部分315、415可以相對于組件310、410的端部313、413承受更高的負載。具有被增加的厚度和/或密度的部分設置為提高(例如，改善)組件的完整性(例如，強度、耐久性等)。值得注意的是，組件310、410的一個或兩個端部可以設置為相對于中間部分具有更大的厚度和/或密度，以允許在組件的其它部分承載相對更高的負載。換言之，每個組件可以在除了所示的中間部分之外的位置具有一個更大的厚度和/或密度。該組件還可以設置為具有一個以上具有更大的厚度和/或密度的位置，以提供一個能夠在一個或多個位置承載相對高負載并在一個或多個位置承載相對低負載的組件。該組件可以包括多個部分，這些部分設置為具有兩個以上的不同厚度和/或密度，以在三個或更多不同的部分中承載兩個以上的不同負載。

圖7a和7b示出了(例如，制造)用于車輛的組件(例如，面板)的制作方法(如工藝)的示范性實施例，例如，設置為承受不只一個負載的門板510、610。在圖7a所示的方法中，纖維墊子515是用來生產(chǎn)門板510的。如圖所示，第一步是按照常規(guī)技術(shù)生產(chǎn)纖維墊子515。在第二步中，纖維墊子515成形在門板510中，該門板510在整個面板中具有基本均一的厚度和密度。為了允許門板510在面板的不同位置承載超過一個負載的情況，在第三步驟中，在門板510的背面的每一個相對高負載的位置上注塑成形一個支撐件(例如支撐件220)。

在如圖7b所示的方法中，松散的纖維615被用于生產(chǎn)門板610。如圖所示，第一步是將松散的纖維615吹入一個生產(chǎn)門板610的模具(例如，模塑設備)內(nèi)，該門板610在門板的每個具有相對高負載的位置具有增加的厚度和/或增加的密度。在第二步驟中，門板610由該模具生產(chǎn)。由于門板610能夠承載與門板510類似的負載狀態(tài)而不需要具有支撐件，因此可以省去與添加支撐件相關的成本和時間(例如制造時間)。

圖8說明了一個用五個步驟(例如，工藝)生產(chǎn)一個用于車輛的組件710(例如，板)的示例性方法。在第一步中(被標記為a)，松散的纖維715(例如，分離的纖維)，例如由進料裝置740吹入(例如，通過流體介質(zhì)注入，引入，配置，等等)一個模具720的空腔725。纖維715可以與其它元件一起被吹入到空腔725中。例如，分離的纖維可以連同粘合劑、增強材料(例如碳纖維、玻璃纖維等)和/或填料一起被吹入空腔中。噴嘴741可以流體連接至通過流體導管743(例如，軟管，管等)保持松散纖維715的進料裝置740的一個隔間。分離的纖維715通過噴嘴741被吹入空腔725中，該噴嘴741與模具720的一個部件連接。

如圖所示，模具720包括第一(例如，上部分，頂部)部件721和第二(例如，底部，下部分)部件722，其中第一和第二部件中的至少一個部件可相對于其它部件在打開位置和關閉位置之間移動。在第一步驟中，松散纖維715被吹入在閉合位置第一和第二部件721、722之間形成的空腔725中。如圖所示，纖維715被沉積在第二部件722的模具表面和第一部件721的模具表面之間的第二部件722的模具表面上。根據(jù)一個示范性實施例，至少一個模具表面可滲透空氣，但對被吹入模具的含有纖維的材料的分離的纖維不可滲透。這種布置允許與分離的纖維一起被吹入的空氣介質(zhì)在無孔的情況下逸出而纖維不可逸出腔。如圖8所示，第一部件721包括一個模具表面724，該模具表面724設置為可滲透空氣，但對分離的纖維715不可滲透。例如，第一部件721的模具表面724可以包括一個篩網(wǎng)，該篩網(wǎng)具有使纖維符合一個特定幾何形狀的形狀，而不允許纖維穿過篩網(wǎng)中的孔。允許空氣通過模具表面724中的篩網(wǎng)的孔。根據(jù)一個示范性實施例，至少一個模具表面對空氣和纖維都不滲透。如圖8所示，第二部件722包括一個模具表面727，該模具表面727對空氣和被吹入空腔725的纖維715都不滲透。由此，模具表面727可以是固體(例如，連續(xù)的)。

在將纖維715引入空腔之前，第一和第二部件721、722中的一個或兩個可以加熱到第一溫度。該第一溫度可設置為至少活化一些纖維715，例如，該溫度纖維715發(fā)生聚合和/或交聯(lián)。換句話說，第一溫度高于含有纖維的材料的閾值溫度，以開始活化含有纖維的材料?；罨辽僖恍├w維可以有利地有助于將所有的纖維715保持在適當?shù)奈恢?，直到所有的纖維被激活。

如圖8所示，模具720的第二和第三部件722、723被加熱，而第一部件721保持未被加熱的狀態(tài)。例如，在吹入纖維715之前，第二部件722可預熱到第一溫度，該第一溫度是上文所述的含有纖維材料的閾值溫度，之后該第二部件722可以在吹入纖維715和將纖維715壓入組件710的步驟之間被加熱至大于第一溫度的第二溫度。又例如，模具720的第三部件723同樣可以被預熱，然后在壓緊第二部件722之間的纖維715時被加熱至第二溫度。

如圖8所示，該系統(tǒng)包括一個加熱器760(如加熱裝置等)，該加熱器760設置為去加熱模具720，如在其中的一個或多個部件。如圖所示，加熱裝置設置為去加熱模具720的第二部件722和第三部件723。然而，加熱器760可以設置為加熱模具的任何一個部件或任何幾個部件的組合。根據(jù)一個例子，加熱器760利用被加熱的流體來加熱模具。加熱器760可以包括加熱器和泵，其中加熱器加熱流體且由泵來泵送其穿流系統(tǒng)。根據(jù)其他例子，加熱器760可以利用電熱或任何合適的常規(guī)加熱技術(shù)。

第一和第二部件721、722中的一個或兩個可以設置為重量級模具部件。一個重量級模具部件設置為具有一個模具表面724、727，用于形成連續(xù)的或由開口(例如洞、孔等)形成的非斷開的部件(例如，組件710)，以便允許氣流流入/流出空腔725。這樣的布置有利地防止纖維715流動穿過任何這種開口，否則可能導致在部件中形成孔洞和/或?qū)δ＞?20的傷害。由此，一個重量級的模具的模具表面沒有任何開口，除了在部件上形成一個特征的開口，例如突出物、擋塊或類似的元件。

在第二步中(圖8中標注為b)，模具720的第一和第二部件721、722移動到打開位置。如圖所示，第一部件721沿一個(例如，豎直)向上的方向移動而遠離第二部件722，直到第一部件721清除纖維715以使得例如第二部件722(和第二部件722頂部的纖維715)相對于第一部件721沿一個與第一部件721移動的方向相反的方向移動。

在第三步中(在圖8中被標記為c)，模具720的具有纖維715的部件移動。如圖所示，第二部件722相對于第一部件721在第二步驟中移動的方向沿一個橫向方向(例如水平方向)移動，以將第二部件722和在其上沉積的纖維715置于模具720的第三部件723下面。

在第四步中(在圖8中被標記為d)，模具720的第三部件723相對于第二部件722沿向下的方向移動，以使第三和第二部件進入關閉位置，在該位置第二和第三部件722、723的配合的模具表面用一個來自力f的壓力壓擠纖維715使組件710在其間成形。第一和第二部件722、723處于關閉位置的時間長短可能取決于模具(例如，每個部件)的溫度和施于壓縮纖維715的壓力。在與第二部件722移動到關閉位置之前，第三部件723可以加熱到一個溫度(例如，第一溫度)。在第四個步驟中，例如隨著模具的關閉，第二和第三部件722、723中的一個或兩個可以加熱到一個溫度，例如高于第一溫度的第二溫度，以便于活化所有的纖維715。模具720的第三部件723可以設置為一個重的模具部件。

在第五步驟中(圖8中被標記為e)，模具720的第三部分723被從關閉位置移動到打開位置，以允許組件710被從模具720的第二部件722上移除。組件710可以被手動(例如，由操作員)或自動(例如，由模具720)移除。如圖所示，第二和第三部件722、723的配合的模具表面的形狀確定了組件710的幾何結(jié)構(gòu)(例如，形狀)。例如，配合的模具表面可以形成一個具有統(tǒng)一厚度的組件710。

圖9示出了采用圖8所示的過程中相同的五個步驟(如，工藝)來生產(chǎn)具有不同尺寸(如，厚度)的部分的車輛的組件810(如，板)。為保持一致，圖9所示的工藝的步驟被標記為a-e，以對應于圖8所示工藝的相應的步驟(例如，a、b、c、d和e)。也是為保持一致，與圖8所示工藝中的元件對應的元件的附圖標記的最后兩個數(shù)字相同(但有一個“8”作為第一個數(shù)字)，除非另外說明。例如，噴嘴841對應噴嘴741。

如圖9所示，纖維815在前兩步a、b中通過模具820的第一和第二部件821、822形成一個形狀，該形狀基本類似于成品組件810的形狀。然后，使大致成形的部分活化的纖維815在第三步與第二部件822一起移動。繼而，在第四和第五步d、e中，組件810在模具820的第二和第三部件822、823之間成形。第二部件822的模具表面827和第三部件823的模具表面826之間的相對距離限定了在特定位置(例如，部分、區(qū)域、范圍，等)的組件810的厚度。由此，組件810可以被成形為在組件的不同部分具有不同厚度。根據(jù)如圖9所示的例子，組件810包括具有厚度t1的第一端811、具有厚度t2的第二端812(在第一端811對面)和具有厚度t3的位于第一和第二端之間的中間部分813。厚度t1、t2和t3彼此不同。例如，厚度t1可能小于厚度t2，厚度t2可能小于厚度t3。同樣如圖9所示，第一過渡部分818在第一端811和中間部分813之間延伸，第二過渡部分819在第二端812和中間部分813之間延伸。每個過渡部分818、819可能具有一個沿截面變化的、例如從各自連接的部分(如端、中間部分，等)的厚度過渡的厚度。根據(jù)其他例子，其他組件的不同部分的厚度可能與如組件810所示的不同部分的厚度不同，其中該厚度是為了說明而不是限制其性質(zhì)。

組件810設置為在組件的不同部分具有不同的厚度，該厚度可根據(jù)每個部分在車輛中的負載情況而定。此外，組件810可以在組件的不同部分承載不同程度的負載，而不必逐段改變組件的密度。例如，第三部件823可以設置為在不同的部分中壓縮大約相同數(shù)量的纖維815以保持整個組件810的相對恒定的密度。

圖10示出了另一種使用與圖8所示工藝中所描述的相同的五個步驟(例如工藝)來生產(chǎn)車輛的組件910(例如，板)的示例性方法，該組件910在不同節(jié)段(例如，部分)具有不同的密度。再次為保持一致，如圖10所示的工藝的步驟被標記為a-e，該步驟對應于如圖10所示的工藝的相應的步驟(例如，a、b、c、d和e)。此外，與圖8所示工藝中的元件對應的元件的附圖標記采用相同的最后兩個數(shù)字(但有一個“9”作為第一個數(shù)字)，除非另外說明。

如圖10所示，所生產(chǎn)的組件910具有相對恒定的厚度，但是設置為在不同的部分具有不同的密度。例如，組件910的第一和第二部分911、912可以設置為具有第一密度，并且組件910的第三部分913可以設置為具有與第一密度不同(例如，更大，更小)的第二密度。如圖所示，所示的工藝規(guī)定了第二密度大于第一密度，但其他組件可能被區(qū)別地設置。通過在具有相對較大密度的部分將更多的纖維壓縮為相似的截面尺寸(如厚度)，可以成形具有不同密度的組件910。這可以通過模具作業(yè)實現(xiàn)。

同樣如圖10所示，通過相對于組件的第一和第二部分911、912對應的區(qū)域的組件910的第三部分913對應的區(qū)域，第一部分921的模具表面924設置為相對于第二部分922的模具表面927具有一個更大的偏移距離(例如，凹陷的)。例如，模具表面924可以相對于第一和第二部分911、912的區(qū)域，在第三部分的區(qū)域中具有一個凹槽。由此，在第一和第二步驟a、b中，與第一和第二部分911、912相比，更多數(shù)量的纖維915被吹入使組件910的第三部分成形的空腔925的部分。通過與第一、第二和第三部分911、912、913各自對應的第一、第二和第三區(qū)域，該模具的第三部件923的模具表面926設置為具有與第二部件922的模具表面927基本上相似的偏移距離。在步驟四d中，纖維915在第二和第三部件922、923之間被壓縮。由于在第三部分913中，更多的纖維被壓縮成類似的橫截面尺寸(與第一和第二部分911，912相比)，第三部分913的密度大于第一和第二部分的密度911、912。因此，在三部分之間具有基本上均一的(例如，恒定的)尺寸(例如厚度)，其中第三部分913具有更大的密度。組件910設置為用于其第三部分913受到相對于第一和第二部分911、912的負載較高的情況的車輛中。值得注意的是，組件910可以在任何數(shù)量的位置上被制作為包括兩個以上的不同密度。

圖11和12分別示出了利用如圖7a和7b中所示方法制作的組件的示例性實施例的部分。如圖11所示，由墊子成形的組件510的纖維515的方向是隨機取向的(例如，排列，對齊等)，而通過將松散的纖維吹入模具(例如，通過如圖7b和8所示的方法)成形的組件610的纖維615可能在整個組件中具有一個縱向取向和/或堆疊的取向。例如，纖維615可以形成彼此堆疊在一起的層。這樣的布置可以提供組件610的材料的更均勻的基底或基質(zhì)，這樣可以有利地增加組件610或組件的一部分的完整性，如強度。

圖13顯示了一個曲線圖，該圖示出了使用兩個纖維墊子(如圖13b所示的第一墊子s1和顯示為在第一墊子s1頂部的第二墊子s2)制作一個多密度組件510(圖13c)的組件的密度的變化。如圖13b所示，在壓縮之前第二墊子s2被放置在第一墊子s1頂部。然后，在將兩墊子s1、s2壓縮在一起后，部分512(該部分包括全部分兩個墊子)的密度d2比部分511(該部分只包括第一墊子s1)的密度d1更高。通常情況下，部分512還將比每個部分511厚。這種方法可能會導致在部分511的低密度d1和部分512的高密度d2之間密度的急劇轉(zhuǎn)變(在圖13中描繪為513)，這可能引出一個弱化點(例如，通過應力集中)。圖13d顯示了組件510的另一個示范性實施例，示出了兩墊子511、512部分整合在一起，相比于未整合部分的密度，整合部分的密度更大。

圖14、14c示出了一個使用材料的吹制纖維制成的多密度組件。如圖14c所示，過渡部分613(位于較薄的部分611和較厚的部分612之間)的密度逐步(例如，漸進地)在部分612的相對較高的密度和部分611的相對較低的密度之間過渡以消除潛在的弱化點。如圖14b所示，過渡部分613(位于較薄的部分611和較厚的部分612之間)的厚度逐步(例如，漸進地)過渡以消除潛在的弱化點。除了厚度，過渡部分613(如圖14所示位于較低密度的部分611和較高密度的部分612之間)的密度可以逐步過渡以消除潛在的弱化點。

根據(jù)另一示范性實施例，提供一個由含有纖維的材料生產(chǎn)模制體的三步驟方法。該方法利用一個模具，該模具包括能夠朝著彼此移動以對含有纖維的材料施加一個壓力的至少一個底部部件和至少一個頂部部件。頂部和底部部件限定了用于在其中生產(chǎn)模制體的中間模具空間。該方法的第一步包括使模具的至少一個部件達到或保持在一個第一和/或第一工藝溫度上，該溫度至少能夠部分地活化含有纖維的相應材料。然后，該方法的第二步包括將含有纖維的材料引入到至少部分打開的模具中。最后，該方法的第三步包括使模具進入其關閉位置并施加使模制體成形的壓力。

第一工藝溫度可在150℃和300℃之間的范圍內(nèi)，例如約220℃。

模具的至少一個部件可能達到或保持在比第一工藝溫度更高的第二和/或第二工藝溫度上，例如在使模具進入其關閉位置和施加用于使模制體成形的壓力的方法步驟中。

根據(jù)其他例子，模具的所有部件可能達到或保持在第一工藝溫度和/或第二工藝溫度上。

模具的一個或多個部件可以達到或保持在第一工藝溫度和/或第二工藝溫度，例如通過在相應溫度的熱傳遞液體——例如導熱油——流經(jīng)該些部件。

模具的底部部件可包括一個對被引入模具中的含有纖維的材料不滲透的表面。

含有纖維的材料可能含有一定百分比的合成纖維，如聚合物纖維和/或碳纖維。

含有纖維的材料可能含有一定百分比的天然纖維，如木纖維和/或棉纖維。

用于實現(xiàn)任何上文所述方法的一個裝置的一個示范性實施例可以包括具有一個底部部件和至少一個相對其移動的頂部部件以便在含有纖維的材料上施加一個力，其中該含有纖維的材料被引入一個形成在部件之間的中間模具空間。該模具的底部部件可具有一個對被引入的含有纖維的材料不可滲透的表面。模具的至少一個部件可以設置為通過熱傳遞流體——如導熱油——流經(jīng)所述部件來達到可選擇的工藝溫度。

模具的底部部件可以在一個引入位置和一個壓緊位置之間移動。例如，模具的至少一個頂部部件設置在在所述的引入位置，并且模具的至少一個不同的頂部部件設置在所述壓緊位置。

應當注意到，本發(fā)明不限于所述的實施例，它們寧可被理解為例子。個別特征的變型和修改對本領域技術(shù)人員來說是熟悉的。

正如此處所用的術(shù)語“大約”、“約”、“基本上”和類似的術(shù)語旨在具有一個與本公開文本的主題所屬領域的普通技術(shù)人員普遍的和公認的慣例相協(xié)調(diào)的廣泛的含義。研究本公開文本的本領域技術(shù)人員應當理解，這些術(shù)語旨在允許描述某些特征，這些特征在沒有將這些特征的范圍限制在被提供的精確的數(shù)值范圍的條件下被描述和要求。由此，這些術(shù)語應當被理解為表明如從屬權(quán)利要求所述，對所描述和要求的主題的無實體的或無關緊要的變型或修改被認為是在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

正如此處所用的術(shù)語“結(jié)合”、“連接”等等，表示直接或間接地將兩個構(gòu)件彼此連接。這樣的連接可以是固定的(例如，永久的)或者可移動的(例如，可移除的或可脫開的)。這種連接可以通過兩個構(gòu)件或兩個構(gòu)件和任何附加的中間構(gòu)件彼此間或與兩個構(gòu)件作為一個單一整體一體成形或兩個構(gòu)件以及任何附加的中間構(gòu)件相互連接而實現(xiàn)。

本文的元件的位置的引用(例如，“頂部”、“底部”、“上面”、“下面”，等)只是用來描述圖中的各種元件的定位。應當注意到，根據(jù)其他示范性實施例，各種元件的定位可以不同，并且這種變化被意圖包含在本公開文本中。

如示范性實施例所示的板、模制體、模具等的構(gòu)造和排布方式僅僅是說明性的。雖然本發(fā)明的一些實施例中在這份公開文件中被詳細描述，研究這份公開文件的本領域的技術(shù)人員會容易認為，在不實質(zhì)上違背列舉的主題的新穎理念和優(yōu)勢的情況下可以有多種變型(例如各種不同元件的大小、尺寸、旋轉(zhuǎn)的角度或方向、結(jié)構(gòu)、形狀和比例，參數(shù)值(例如溫度、壓力，等等)，安裝布局，材料的使用，顏色，取向，等等的變化)。例如，顯示為一體成形的元件可以由多個部件或元件構(gòu)成，元件的位置可以顛倒或改變，并且不連續(xù)的元件或位置的性質(zhì)或數(shù)量可以被變異或改變。

此外，詞語“示范性”用于意味著起到一個例子、實例或說明的作用。本文描述為“示范性”的任何設計或?qū)嵤├龥]有必要被理解為優(yōu)先于或優(yōu)越于其他實施例或設計(且這樣的術(shù)語并不意圖意味著這樣的實施例必定是特別的或最好的例子)。不如說，詞語“示范性”的使用旨在以一個具體的形式介紹概念。由此，所有這些修改都被意圖包含在本公開文本的范圍內(nèi)。在不背離從屬權(quán)利要求的范圍的情況下，其他替換、變型、改變和省略可以在設計、操作條件和首選的或其他示范性實施例的安排上作出。

在不違背本發(fā)明的精神的情況下，其他替換、變型、改變和省略可以在設計、操作條件和首選的或其他示范性實施例的安排上作出。例如，在一個實施例中公開的任何元件(例如，板、模制體、模具部件等)可以與本文公開的任何其他實施例合并或一同使用。此外，例如，任何過程或方法步驟的順序可以依據(jù)可替代的實施例進行改變或重排。任何“方法+功能”的條款旨在將本文所述的結(jié)構(gòu)涵蓋為執(zhí)行所述功能且不僅結(jié)構(gòu)等同還有等效結(jié)構(gòu)。在不背離從屬權(quán)利要求的范圍的情況下，其他替換、變型、改變和省略可以在設計、操作條件和首選的或其他示范性實施例的安排上作出。

根據(jù)示范性和可替代的實施例，該方法和系統(tǒng)可用于生產(chǎn)各種各樣的組件形狀并通過改變由該系統(tǒng)和方法成形的組件的成分，提供各種各樣的效果，例如，提高的強度/材料性能(例如，通過材料選擇、纖維選擇/走向，等等)、減少的重量/質(zhì)量性能(例如，通過用復合或?qū)訝畈牧铣尚巍в锌障?，等?、視覺/裝飾效果(如顏色、色階、不同的或多色的纖維/添加劑、表面效果的變化、半透明的、模擬縫合、模擬效果等)、環(huán)境友好的成分(如使用廢料和/或再生材料/纖維)、可替代的幾何結(jié)構(gòu)/形狀(如，例如用纖維強化/加固)、成本(如選擇性地使用堆疊的和/或高性能材料的組合)、功能/性能(如，使用材料/纖維和纖維取向以增強功能如強度、循環(huán)壽命、彈性、染色、耐污性/耐磨性，等等)，等等。根據(jù)任何一個實施例，層或材料可以成形為基底或底座，或在基底上或底座上成形。如圖所示，各種各樣的組件的任何一個可以成形，該組件包括但不限于各種汽車內(nèi)飾件和總成，如儀表板、操控臺、門板、裝飾件、鑲嵌件、裝飾性元件、照明設備、功能模塊、容器、和蓋子，以及這樣的組件和組件的其他各種模塊/總成。

這里，應當注意到，本發(fā)明不局限于流程圖和圖形所描繪的示范性實施例，而寧可說是從本文公開的所有特征共同形成的一個概要中產(chǎn)生。變型和修改將是本領域技術(shù)人員所熟悉的。

本發(fā)明公開的實施例提供了用于車輛的組件和形成這些組件的方法。除了附圖中描繪且在上文所述的那些實施例外，本發(fā)明的其他實施例也是可以預期的。例如，本發(fā)明的一個實施例的任何單一特征都可用于本發(fā)明的任何其它實施例中。鑒于本發(fā)明的公開，精通本領域技術(shù)的人員將理解到可能有其他落入本發(fā)明的范圍和精神的實施例和變型。由此，所有精通本領域技術(shù)的人員由本發(fā)明得到的落入本發(fā)明的范圍和精神的變型都被涵蓋在本發(fā)明的進一步的實施例中。