[发明专利]具有高的天然纤维份额和整合的固定元件的、完成表面终处理的轻型构件的制造方法

说明书

技术领域

本发明提出一种用于制造轻型构件的方法，所述轻型构件具有高的天然纤维份额以及加工完成的表面。另外，还介绍一种用于实施所述方法的装置。这样的构件优选应用于汽车制造当中。

背景技术

汽车内饰的天然纤维增强塑料构件（下文也称为NFK-构件）大多是以面状半成品为基础主要用压制法制成。在此能够获得重量百分比为80%以上的天然纤维份额、低的材料密度和高的构造特性值。与注射成型法相比，压制构件的造型自由度考虑到局部结构刚性而受到很大制约，例如由于加强筋以及固定元件的实施，如保持体（Retainer）。另外，柔软表面的转换生成需要进行后续的构件覆层处理。虽然注射成型技术能够实现几乎无局限的模制件几何结构以及按单级方法实现表面覆层处理，但是，对于天然纤维增强塑料的加工，在可达天然纤维份额、高度动态结构特性和温度条件所决定的气味散发方面却有明确限制。另外，材料密度也明显高于NFK-压制构件。

DE10327725A1介绍了一种方法，在该方法中，通过在装饰层的构件侧上涂覆流动性塑料物料而制成一个复合构件，所述塑料物料加载有可膨胀的气体。塑料物料被引入模腔内并且通过压力降低引发而使气体开始膨胀以及使原始单相的塑料物料膨胀成多孔的塑料泡沫，该塑料泡沫完全充满模腔。

DE10341855A1公开了一种构件制造方法，该构件可以含有份额直到重量百分比为70%的纤维，特别是天然纤维。同时所述构件由塑料泡沫构成，该塑料泡沫覆有装饰膜。制造过程如下：使用一种透气的装饰层，并将塑料在模具内在装饰膜后面发泡成型上去。多余的气体可以有益地穿过装饰膜并排出过程室。优选是通过以产生气体的反应为基础的化学发泡来实现塑料的该发泡成型。

在DE202007007498U1中介绍了一种用于车辆内室的装饰件或衬板件，该装饰件或衬板件具有一个可延展的衬垫层。为了进行制造，装饰层和可延展的衬垫层被加入一个成型模具，并且，装饰层与可延展的层之间的中间空腔用塑料加以填充。可延展的层优选应该由纺织的或者预浸材料组成。

DE102004054228A1公开了一种用于制造复合构件的方法和装置，其中，由含有天然纤维的毛坯件通过对所述毛坯件的挤压产生模制件，以及功能件通过将塑料熔体注射在模制件的一侧上而一体成形于所述模制件上。功能件用于在模制件的一侧上固定扬声器。附属的扬声器栅极安装在模制件的另一侧上。

所引用的现有技术显示：在汽车工业中，在衬板件的范围内通过化学的或者物理的发泡降低了重量，并且某些功能元件可以注射成型上去。然而，发泡构件具有费用较高的工艺过程控制并且在大部分情况下会导致较低的冲击韧性。

发明内容

因此本发明的目的是，提供一种用于高效制造轻型构件的方法，该方法能够制成具有很高的造型自由度、具有任意特征表现的表面且精整加工花费明显降低的轻型NFK-构件。

根据本发明，上述目的通过如权利要求1所述的方法得以实现。本方法的有益设计在回引的从属权利要求中加以阐述。

通过工艺方法组合，本发明利用了压制技术、注射成型技术和涂层技术的优点。在此，各个工艺方法被组合于一个过程中。特别有益的是，既可以用标准半成品（天然纤维半成品）也可以用标准设备来实现加工作业，例如用带有沉边模具（Tauchkantenwerkzeug）、带有转台、带有进给工作台或者带有转盘的注射成型机。

为此，本方法规定具有下列步骤：

a）将天然纤维半成品（半成品）置入注射成型模具中，

b）在注射成型模具内将天然纤维半成品挤压和/或成形以及固结而成为模制件，

c）在注射成型模具内的自由空间中，将功能元件、特别是固定元件和/或加强结构在轻型构件的固定侧上注射到模制件上，其中，所述功能元件、特别是固定元件和/或加强结构仅仅被注射在固定侧的表面的一部分上，

d）在模制件或者轻型构件的可见侧的预定区域内施加（涂覆）表面组分。

依步骤b）可以说产生了带有两个侧面的模制件。一个侧面构成固定侧，而另一侧面则构成可见侧。步骤c）涉及到固定侧，而步骤d）涉及到模制件的可见侧。这样，表面组分被涂覆在模制件的背离功能元件的一侧上。所以作为结果便产生了完成表面终处理（表面精整）的轻型构件，该轻型构件在一个侧面上具有功能元件以及在另一个侧面上具有完工的表面。没有必要再进行精整加工或者后续的表面处理。