用于制造夾層部件的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)夾層部件的工藝，并且涉及一種用于執(zhí)行這一工藝的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]夾層部件一般應(yīng)被理解為指的是由相同材料或不同材料的層組成的部件。在最簡(jiǎn)單的情況下，夾層部件由兩個(gè)覆蓋層以及芯層組成，所述兩個(gè)覆蓋層是上覆蓋層和下覆蓋層，所述芯層布置在上覆蓋層與下覆蓋層之間。各個(gè)層之間的連接通常通過(guò)以合適的工具擠壓而發(fā)生，所述工具諸如擠壓機(jī)。
[0003]這樣的夾層部件用于許多不同的領(lǐng)域。然而，近年來(lái)，它們?cè)谳p質(zhì)汽車制造領(lǐng)域中特別作為結(jié)構(gòu)部件的重要性已經(jīng)極大地增加了。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)公開了生產(chǎn)結(jié)構(gòu)組件的許多種不同工藝。
[0005]例如，用于生產(chǎn)夾層部件作為車輛結(jié)構(gòu)部件的工藝在DE 10 2012 222 376 Al中描述。這包括首先在工具中布置內(nèi)覆蓋層、在所述內(nèi)覆蓋層上布置至少在某些部分上多孔的芯層，并進(jìn)而在所述芯層上布置外覆蓋層。在所述各層的布置之后，針對(duì)兩個(gè)覆蓋層產(chǎn)生處理壓力，并且在芯層中產(chǎn)生芯壓力，以相對(duì)于處理壓力均衡所述壓力。以這種方式，芯層不會(huì)承受過(guò)多的處理壓力，并且在其穩(wěn)定性方面也沒必要超尺寸。
[0006]DE 10 2013 013 419 Al公開了一種用于生產(chǎn)在可見側(cè)上變化的夾層部件的連續(xù)生產(chǎn)工藝、用于制造所述夾層部件的裝置，以及因此能夠生產(chǎn)的夾層部件。從覆蓋層/芯層/覆蓋層堆疊開始，其中，所述覆蓋層由纖維熱塑性材料層組成，在此文檔中介紹的用于生產(chǎn)夾層部件的工藝包括加熱所述夾層布置的第一步驟，其中，所述夾層布置被加熱直至纖維材料層的熱塑性材料至少開始流動(dòng)。加熱在加熱工具中進(jìn)行，例如加熱擠壓機(jī)。當(dāng)使用加熱擠壓機(jī)時(shí)，所產(chǎn)生的擠壓壓力具有的效果是纖維熱塑性材料層粘附到蜂窩芯(芯層)。在下一工序中，有泡沫層的裝飾層被以這樣的方式布置在被加熱的夾層布置上，使得所述泡沫層面對(duì)所述覆蓋層。覆蓋層的所述粘滯熱塑性導(dǎo)致泡沫層到夾層布置的粘接。在此之后，裝飾層的表面通過(guò)形式模板調(diào)整到成品夾層布置應(yīng)具有的表面結(jié)構(gòu)。為了這個(gè)目的，一個(gè)或多個(gè)形式模板被布置在壓縮成型工具的一個(gè)或兩個(gè)基礎(chǔ)模具表面上。該工藝的最后步驟是由通過(guò)模壓機(jī)的冷卻壓縮成型代表的。
[0007]同樣，EP I 897 680 Al描述了一種用于生產(chǎn)有蜂窩芯的纖維增強(qiáng)夾層部件的工藝，其中，所述蜂窩芯只通過(guò)覆蓋層在一側(cè)上封閉，但是蜂窩層的蜂窩在兩側(cè)上都被封閉。在這種情況下，該工藝包括以下步驟:_生產(chǎn)鋪疊(lay-up)，其包括蜂窩芯，以及至少在蜂窩芯一側(cè)上從內(nèi)側(cè)布置到外側(cè)的可固化粘合劑層、阻隔層和纖維層；-將所述鋪疊限制在氣密空間中；-在此氣密空間中產(chǎn)生真空在這個(gè)真空下，將蜂窩芯與阻隔層之間的粘合劑層完全地或部分地固化，使得蜂窩單元在它們被阻隔層封閉之前被至少部分地抽真空；-在粘合劑層的完全或部分固化之后，在真空下將基質(zhì)材料注入所述纖維層，并在真空下固化所述基質(zhì)材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明解決的一個(gè)問題是，提出一種用于制備夾層部件的可選工藝和一種用于執(zhí)行這一工藝的裝置。
[0009]根據(jù)本發(fā)明用于制造夾層部件的工藝包括以下步驟:
[0010]_提供多個(gè)材料腹板，
[0011]-將至少一種基質(zhì)材料施加到至少一個(gè)材料腹板的上側(cè)和/或下側(cè)，其中，基質(zhì)材料以不同的方式施加到至少兩個(gè)材料腹板中，和/或基質(zhì)材料以不同的方式沿其上側(cè)和/或下側(cè)施加到至少一個(gè)材料腹板，
[0012]-將至少一個(gè)芯層布置到一個(gè)材料腹板上，和
[0013]-擠壓材料腹板和芯層以形成夾層部件，其中，所述芯層被布置在至少兩個(gè)材料腹板之間。
[0014]通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的工藝生產(chǎn)的夾層部件基本上由多層(至少兩層)材料腹板和至少一層芯層組成。芯層在這種情況下設(shè)置在至少兩層材料腹板之間。
[0015]材料腹板優(yōu)選由纖維材料生產(chǎn)，并且優(yōu)選地制成比芯層薄的。因此使用的纖維是天然纖維，諸如大麻纖維、竹纖維、纖維素類纖維等，和/或有機(jī)和無(wú)機(jī)人造纖維，諸如聚酰胺纖維、玻璃纖維、碳纖維等。
[0016]纖維材料因此優(yōu)選地由已加工成機(jī)織物、非織物或針織物、氈、網(wǎng)等的纖維組成，其中，這些構(gòu)造已經(jīng)優(yōu)選地被進(jìn)一步加工成基本基質(zhì)，其適合于形成所謂復(fù)合材料的要求。
[0017]在根據(jù)本發(fā)明的工藝的有利實(shí)施變體中，材料(纖維材料)腹板被進(jìn)行預(yù)處理，其中，可以考慮本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉的所有預(yù)處理方式，諸如涂刷、浸漬、涂覆等。
[0018]所使用的各材料腹板在它們的(基本)成分和設(shè)計(jì)上可彼此不同。
[0019]有利地，材料腹板被形成為對(duì)基質(zhì)材料是可滲透的。
[0020]在一個(gè)可選的構(gòu)造變體中，各個(gè)材料腹板以層的方式形成，也就是說(shuō)，它們是由至少兩個(gè)單獨(dú)的層組成的，其中，所述各層中的至少一層是纖維材料。
[0021]非纖維材料的單獨(dú)層在這種情況下有利地由塑料組成，并且以膜的形式形成。
[0022]關(guān)于所提供的材料腹板，至少一種基質(zhì)材料被施加到至少一個(gè)材料腹板的上側(cè)和/或下側(cè)，其中，基質(zhì)材料以不同的方式施加到至少兩個(gè)材料腹板，和/或基質(zhì)材料被以不同的方式沿其表面區(qū)域施加到至少一個(gè)材料腹板。
[0023]短語(yǔ)“以不同的方式”應(yīng)優(yōu)選地被理解為是指通過(guò)施加不同量和/或不同類型的基質(zhì)材料到材料腹板而施加基質(zhì)材料。
[0024]依照根據(jù)本發(fā)明的工藝，基質(zhì)材料因此有利地均勻和/或不均勻地施加到一個(gè)或多個(gè)材料腹板。
[0025]基質(zhì)材料優(yōu)選地是熱塑性和/或熱固性聚合物。
[0026]基質(zhì)材料優(yōu)選地是樹脂，特別優(yōu)選地是合成樹脂(例如聚氨酯)。
[0027]特別優(yōu)選地，基質(zhì)材料以粘合的方式形成，并且具有的主成分是例如樹脂和催化劑，或者基質(zhì)和催化劑(base and catalyst)。
[0028]為了相對(duì)于諸如強(qiáng)度或彈性的不同要求改變基質(zhì)材料的性質(zhì)，諸如纖維的附加組分和/或材料有利地與基質(zhì)材料混合。
[0029]這可能涉及短的和/或長(zhǎng)的纖維被均勻地或不均勻地與基質(zhì)材料混合，以便因此以不同的方式施加基質(zhì)材料到材料腹板，即均勻地和/或不均勻地。不同的部件性質(zhì)同樣由此產(chǎn)生，所述性質(zhì)諸如在材料腹板的表面區(qū)域上的均勻和/或不均勻的區(qū)域剛度。這導(dǎo)致在部件表面區(qū)域和在層的層結(jié)構(gòu)兩者上有均勻和/或不均勻的層結(jié)構(gòu)的夾層部件。
[0030]材料腹板優(yōu)選地被存儲(chǔ)在保持輥上，并且在至少一個(gè)退繞單元要求時(shí)從所述保持輥退繞。在根據(jù)本發(fā)明的工藝的過(guò)程中，材料腹板優(yōu)選地被彼此平行并且一個(gè)在另一個(gè)之上基本水平地引導(dǎo)，和/或彼此相鄰基本垂直地引導(dǎo)，和/或相對(duì)于彼此成任何所需的角度地引導(dǎo)。
[0031]在可選的實(shí)施變體中，材料腹板已經(jīng)是對(duì)應(yīng)于夾層部件的輪廓的現(xiàn)成單層的形式。
[0032]材料腹板的弓I導(dǎo)優(yōu)選地通過(guò)在擠壓機(jī)方向上運(yùn)動(dòng)的連續(xù)裝配線進(jìn)行。
[0033]在優(yōu)選的實(shí)施例中，相對(duì)于它們的起點(diǎn)，材料腹板被在擠壓機(jī)的方向上以一定距離水平地和/或垂直地引導(dǎo)。
[0034]在材料腹板在擠壓機(jī)方向上被從保持輥引導(dǎo)的時(shí)間段內(nèi)，將至少一種基質(zhì)材料施加到至少一個(gè)材料腹板的上側(cè)和/或下側(cè)，其中基質(zhì)材料以不同的方式施加到至少兩個(gè)材料腹板，和/或基質(zhì)材料被以不同的方式沿其表面區(qū)域施加到至少一個(gè)材料腹板，將所述芯層布置到至少一個(gè)材料腹板并且在擠壓機(jī)中擠壓材料腹板和芯層的步驟基本上以這一順序進(jìn)行。
[0035]因此，在工藝的開始，至少一種基質(zhì)材料被施加到至少一個(gè)材料腹板的上側(cè)和/或下側(cè)，其中，基質(zhì)材料以不同的方式施加到至少兩個(gè)材料腹板，和/或基質(zhì)材料被以不同的方式沿其表面區(qū)域施加到至少一個(gè)材料腹板。
[0036]根據(jù)本發(fā)明，基質(zhì)材料的施加優(yōu)選地在材料腹板的上側(cè)或下側(cè)進(jìn)行，但根據(jù)需要也可以在材料腹板的上側(cè)和下側(cè)同時(shí)進(jìn)行。后者在包括多個(gè)材料腹板的結(jié)構(gòu)的情況下帶來(lái)時(shí)間的節(jié)省。
[0037]在這種情況下，基質(zhì)材料到各材料腹板的施加優(yōu)選地通過(guò)噴涂施加和/或浸漬工藝和/或乳制施加(通過(guò)乳輥施加)進(jìn)行。
[0038]施加單元特別優(yōu)選地是噴涂單元，其中，所述噴涂單元優(yōu)選地具有至少兩個(gè)噴涂頭，據(jù)此，諸如粘性、觸變性、成分等多種性質(zhì)的基質(zhì)材料能夠以簡(jiǎn)單的方式施加到材料腹板。
[0039]這允許生產(chǎn)具有部分地不同性質(zhì)的夾層部件，例如相對(duì)于區(qū)域剛度或表面質(zhì)量。
[0040]此外，由于基質(zhì)材料到各材料腹板的單獨(dú)施加(以多種方式)，以及基質(zhì)材料的性質(zhì)(例如粘度、觸變性、量)對(duì)材料腹板的相應(yīng)材料的適應(yīng)，在