用于通過塑料材料制造車輛部件/結(jié)構(gòu)部件的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于通過塑料材料制造車輛部件或結(jié)構(gòu)部件的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在汽車工業(yè)的車輛部件的制造和組裝中，為了確保車輛部件和子組件的可靠的且精確的可重復(fù)定位，現(xiàn)在的慣例是采用所謂的參考點(diǎn)系統(tǒng)。這樣的參考點(diǎn)系統(tǒng)以稱號(hào)RPS而熟知。這種參考點(diǎn)概念使得單獨(dú)部件、子組件能夠清楚且可再現(xiàn)地定位在整車上。因此，特別地，車輛部件/子組件的公差可以互相協(xié)調(diào)，并且在制造過程中，可以實(shí)現(xiàn)車輛部件的可再現(xiàn)定位。這種RPS的基礎(chǔ)是在車輛部件上固定特定點(diǎn)位置(參考點(diǎn))，以便由此限定參考平面。參考點(diǎn)系統(tǒng)(RPS)基于車輛坐標(biāo)系，車輛坐標(biāo)系的原點(diǎn)相對(duì)于車輛的前橋居中，并與前橋平齊。一方面，適當(dāng)?shù)能囕v部件的參考點(diǎn)形成部件取向的坐標(biāo)系，這對(duì)于車輛部件的制造方法是重要的，而另一方面，車輛部件相對(duì)于其他車輛部件的位置以及在車輛坐標(biāo)系內(nèi)的位置是固定的。參考平面的限定通過幾何元件實(shí)現(xiàn)，幾何元件是比如表面元件上的鉆孔、邊緣或尖端。為了明確地限定參考平面，所有六個(gè)自由度必須經(jīng)由對(duì)應(yīng)車輛部件上的幾何元件固定?？梢詮腄r.-1ng.Karin Spors, Dipl.-1ng Heiko Hennig在第九屆“Fertigungstechnisches Konstruieren，，(設(shè)計(jì)生產(chǎn))研討會(huì)上的文章“Structure ofa funct1n-orientated reference point system as a tolerancing basis for a carbody”中找到基于車門示例的功能取向的參考點(diǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
[0003]從DE 100 48 774 B4中可知門模塊和用于組裝門模塊的方法。這里的門模塊包括門模塊支撐件以及門內(nèi)襯的中心部分。門內(nèi)襯具有功能單元，其中，RPS的參考點(diǎn)設(shè)置在功能單元中，以在位置上精確地組裝所述部件。這些參考點(diǎn)實(shí)現(xiàn)為鉆孔。此外，從DE 10 2006002 815 Al中可知車門以及利用RPS組裝車門的方法。該RPS的參考點(diǎn)通過螺栓孔配對(duì)形成。通過所述RPS，限定和固定支撐板在內(nèi)門板上的功能位置。
[0004]從前述的印刷出版物中已知的車輛部件實(shí)現(xiàn)為塑料部件或金屬部件，實(shí)現(xiàn)為鉆孔的參考點(diǎn)通過打鉆或銑削而引入車輛部件中?，F(xiàn)在，在汽車工業(yè)中，纖維增強(qiáng)塑料也用于車輛部件。這種纖維塑料復(fù)合材料是由增強(qiáng)纖維和塑料基體組成的材料。由于材料的低密度和非凡的機(jī)械性能，這種材料可用于許多車輛部件。然而，在這些材料中引入鉆孔或凹部會(huì)導(dǎo)致破壞纖維，由此使車輛部件弱化。目前，纖維復(fù)合部件(主要是由于它們的形狀和幾何結(jié)構(gòu))定位用于進(jìn)一步的機(jī)加工步驟。這通常通過手工步驟來實(shí)現(xiàn)，所述手工步驟涉及大量的功夫，并且意味著不精確的再現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于制造車輛部件/結(jié)構(gòu)部件等的方法，該方法是簡(jiǎn)單的，并且可尤其保證在制造過程和組裝中，簡(jiǎn)單且精確地定位車輛部件或結(jié)構(gòu)部件，并且其中，在要生產(chǎn)的車輛部件或結(jié)構(gòu)部件(不管由塑料材料制成還是由纖維復(fù)合物制成)中，減少了結(jié)構(gòu)弱化的危險(xiǎn)。此外，從另一方面，一個(gè)目的是提供一種車輛部件，在制造和進(jìn)一步組裝中，該車輛部件可簡(jiǎn)單且精確地定位。
[0006]作為根據(jù)本發(fā)明的用于通過塑料材料制造車輛部件和結(jié)構(gòu)部件的方法的結(jié)果，其中，該車輛部件具有大量參考點(diǎn)，借助參考點(diǎn)系統(tǒng)，可以快速且可再現(xiàn)的方式在制造過程中將車輛部件定位在單獨(dú)機(jī)加工步驟的適當(dāng)工具和接收夾具中。這通過以下事實(shí)而成為可能:參考點(diǎn)已在部件制造過程中產(chǎn)生，優(yōu)選地在用于通過塑料材料制造車輛部件的成型工藝的工具或模具中創(chuàng)建。此外，由于所制造的或半成品的車輛部件上的參考點(diǎn)，依靠參考點(diǎn)系統(tǒng)，在制造部件的過程中和/或在安裝子組件或在整車上安裝或定位子組件的進(jìn)一步過程中的可靠定位是可能的。相同的參考點(diǎn)可以用于制造和組裝兩者。基于參考點(diǎn)在X/Y/Z平面中的定位允許在完全自動(dòng)制造過程中一致且可靠地定位車輛部件。舉例而言，固化期間的壓制成型、輪廓或或銑削加工期間的定位、粘結(jié)/連接/組裝步驟中的定位、車輛部件在整車中的相對(duì)定位都列舉為加工步驟。如可以從與說明性實(shí)施例相關(guān)的繪圖中看出，3個(gè)參考點(diǎn)優(yōu)選地設(shè)置在車輛部件上。
[0007]車輛部件或結(jié)構(gòu)部件具有平坦結(jié)構(gòu)，并具有由相應(yīng)設(shè)計(jì)預(yù)定的平面輪廓或三維輪廓。車輛部件或結(jié)構(gòu)部件被理解為較大和較小的部件兩者，諸如中空型材、縱向構(gòu)件。如上面已經(jīng)描述的，這些車輛部件/結(jié)構(gòu)部件在制造過程中由塑料或纖維增強(qiáng)塑料材料生產(chǎn)。在纖維復(fù)合材料的制造中，通常生產(chǎn)由多個(gè)半成品纖維產(chǎn)品(機(jī)織織物、非機(jī)織織物、墊子、毛皮)組成的層壓件，多個(gè)半成品纖維產(chǎn)品安置成一個(gè)位于另一個(gè)上方同，具有不同的纖維方向。已知的方法是手工敷設(shè)方法，其中，半成品纖維產(chǎn)品放置在模具中，并用合成樹脂浸漬，通過擠壓而脫氣，隨后進(jìn)行固化。另外，預(yù)浸技術(shù)是已知的。在此，預(yù)浸漬纖維墊被放置在模具上。接著，材料復(fù)合件通過真空袋脫氣并隨后在高壓釜中在壓力和溫度下固化。代替層狀纖維復(fù)合件，具有核心的夾層部件還可以制造作為車輛部件。
[0008]用于制造塑料部件和用于制造纖維復(fù)合材料的另一方法是注塑成型。在通過纖維復(fù)合材料制造車輛部件時(shí)，含有纖維的塑料材料在擠壓機(jī)中熔化，注入模具中并固化。
[0009]有利地，用于制造車輛部件的模具在此可以根據(jù)上述方法之一構(gòu)造，使得在形成車輛部件的表面上的預(yù)定位置處，設(shè)置處于凹部、凹陷、凸起形式的成型元件，其中，參考點(diǎn)通過這些成型元件形成在車輛部件上。用于在車輛部件上形成這樣的參考點(diǎn)的另一選擇是將額外部件引入仍然液態(tài)的復(fù)合材料。額外部件可以構(gòu)造為嵌入件、插入件或插上件(onsert)。作為用于額外部件的材料，使用木材、金屬(例如鐵或有色金屬)、塑料等。根據(jù)上述方法中的任一在纖維復(fù)合部件的固化工具或成型制造中形成參考點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)在于，通過隨后材料移除加工(比如，隨后將鉆孔引入?yún)⒖键c(diǎn)區(qū)域中)不會(huì)導(dǎo)致任何結(jié)構(gòu)弱化或結(jié)構(gòu)破壞。由此避免了部件中存在的力線弱化。類似地，在不破壞或損壞可存在于塑料材料中的纖維的情況下實(shí)現(xiàn)參考點(diǎn)的形成。在將額外部件引入纖維復(fù)合材料的液態(tài)基質(zhì)中的情況下，纖維可卷繞或包圍或纏繞額外部件。特別地，如果額外部件壓入仍然柔軟的纖維復(fù)合材料中，這是適用的。如果參考點(diǎn)由設(shè)置在成形工具中的成型元件形成，則防止了破壞或損壞或撕裂纖維，因?yàn)樗芰喜牧显趨⒖键c(diǎn)形成期間是柔軟的，并且纖維在柔軟的復(fù)合材料中仍然可以產(chǎn)生。如果使用插上件，則將額外部件引入在成形工具中為此設(shè)置的空腔中，并通過成形工具與仍然柔軟的纖維復(fù)合部件一起壓制成型。在此，插上件連接到纖維復(fù)合部件或與其結(jié)合。在此，纖維層保持完好或者插上件膠合到纖維層或覆蓋層，而不會(huì)使纖維移位或不會(huì)顯著地移動(dòng)纖維而由此影響力流動(dòng)方向。
[0010]在這方面，應(yīng)當(dāng)指出的是，術(shù)語“塑料材料”包括熱塑性塑料(諸如聚丙烯、聚碳酸酯、聚乙烯等)和硬質(zhì)塑料兩者，或者熱塑性和硬質(zhì)纖維增強(qiáng)塑料(纖維復(fù)合材料)兩者。復(fù)合材料或者由具有嵌入的纖維的基質(zhì)材料或基質(zhì)系統(tǒng)組成的材料復(fù)合件被稱為纖維復(fù)合材料。由于這種復(fù)合，纖維在纖維方向上的抗張強(qiáng)度可以與基質(zhì)成型的選擇結(jié)合使用。作為基質(zhì)材料，例如可以使用熱塑性塑料或者硬質(zhì)塑料，熱塑性塑料是諸如聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)，硬質(zhì)塑料是諸如環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯(UP)、聚氨基甲酸乙酯(PUR)等。作為纖維，可以使用玻璃纖維、碳纖維、陶瓷纖維、天然纖維、紡織纖維等。纖維復(fù)合部件在此能夠以層壓件或連接的層壓層的形式實(shí)現(xiàn)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)為具有不同核心的夾層部件。在此，覆蓋層由纖維復(fù)合材料制成，而核心層可以由例如多孔或泡沫材料組成，例如由聚氨基甲酸乙酯(PUR)組成。核心材料可以由例如塑料、紙或金屬組成。如果使用多孔核心，則可以考慮所有的蜂窩形式，例如蜂窩形、矩形、正方形、圓形、多邊形、波狀等。
[0011]這些參考點(diǎn)優(yōu)選地實(shí)現(xiàn)為凹口、凹槽、珠、凸起、壓痕、凹部等，但是還可實(shí)現(xiàn)為額外部件，諸如嵌入件、插入件或插上件。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的用于通過塑料材料制造和/或組裝車輛部件、結(jié)構(gòu)部件的方法的其他有利實(shí)施例和改進(jìn)從從屬權(quán)利要求中出現(xiàn)。
【附圖說明】
[0013]該方法的優(yōu)選實(shí)施例以示例方式示出，其中為了說明的目的而參考附圖，附圖中:
[0014]圖1示出具有參考點(diǎn)的車輛部件的側(cè)視圖；
[0015]圖2示出在第一實(shí)施例中制造多層車輛部件期間，穿過成形工具的橫截面的細(xì)節(jié)，其中，參考點(diǎn)由壓紋形成；
[0016]圖3示出在第二實(shí)施例中制造多層車輛部件期間，穿過成形工具的橫截面的細(xì)節(jié)，其中，參考點(diǎn)由插入件形成；
[0017]圖4示出在第三實(shí)施例中制造多層車輛部件期間，穿過成形工具的橫截面的細(xì)節(jié)，其中，參考點(diǎn)由嵌入件形成；
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