[发明专利]用于制造混合构件的方法以及在制造中使用的护板

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分中所述特征的用于制造汽车用混合构件的方法以及根据权利要求6前序部分中所述特征的在混合构件制造中使用的护板。

背景技术

现代汽车部件所要求的型材是构件重量轻，同时具备针对性地确定的强度特性。因此，汽车制造商在致力于将构件设计得尽可能轻，这样通过减轻汽车重量有助于降低消耗和二氧化碳排放。同时不得降低对构件特性的要求，诸如汽车构件的强度、刚性和期待寿命。最好是这些特性在重量减少的情况下甚至反被提高。

革新的开端是具有金属制基本型材的混合构件，该基本型材通过由纤维复合材料构成的加强元件被局部加强。例如在DE 10 2004 003190 A1中对一个这样的混合构件进行了描述。

由DE 10 2008 039 869 A1披露了一种制造方法，在该方法中金属构件通过纤维复合材料被加强，这样制造出特别轻的、满足高强度要求和高刚性要求的汽车结构件。

为了制造混合构件，一个或者多个所谓的预浸料坯（Prepreg）形式的加强元件被定位在基本型材内或上，并且两个构件然后在一个冲压工具中被相互压合。与此同时预浸料坯的母体树脂（Matrixharz）本身承担着纤维复合材料与基本型材之间的连接或者粘合作用，这样省去了追加的接合配装操作。

这里主要的问题是在冲压过程中从预浸料坯中溢出的树脂。树脂在与过程相关的约160℃的温度下粘性很低。因此溢出的或者过剩的树脂比较容易分散开并且还渗入最小的缝隙中。其结果是不管是冲压工具还是构件都违背人愿地被树脂浸润。因此，首先构件必须经过追加清理步骤，并且冲压工具也必须经常保养。

为了避免违背人愿的污染，有人提议设置橡胶密封或者特殊密封造型的工具。然而它们对实际应用来说显得效果甚微。由于侵蚀性的树脂导致橡胶材料的腐蚀和使该橡胶材料过早老化，所以橡胶密封并不是最佳的。另外，这些元件必须在追加作业步骤中被定位并且然后被重新除去，这一点相应地比较麻烦。专用的工具形状在制造工艺上很复杂，而且由于树脂的高漏泄性也保障不了完全密封。

由DE 10 2006 058 602 A1已知一种制造混合构件的方法，其中金属制基本型材设置有由纤维复合材料构成的加强元件，为此基本型材与加强元件被拼合在一起并且在冲压工具中被压合。

另外由DE 30 09 909 A1说明了一种属于现有技术的方法，在该方法中为了使纤维加强的复合材料制品在冲压工具中成型，在纤维加强的复合材料制品与冲压工具之间插入一个护板。该护板包括吸收树脂的吸收层，因此在冲压过程中由纤维加强的复合材料制品中溢出的树脂被吸收层接收。

属于现有技术的另外还有EP 1 967 354 A1。由其公知了一种具有分段式横断面厚度的复合材料预浸料坯的连续成型方法，该方法中，通过将热固化树脂浸润于碳纤维材料或者类似的材料上而获得的复合材料预浸料坯沿纵方向被间歇性地输送，并且然后通过模具以及后硬化炉。

发明内容

因此本发明的目的是，以现有技术为出发点，提供一种在应用技术方面得以改良的用于制造汽车用高品质混合构件的方法，在该方法中，至少可以最大程度地避免冲压工具被污染，并且混合构件的基本型材在某些确定的区域内能够保持无树脂。

另外，本发明的目的是，提供一种在混合构件制造当中使用的措施/装置，该措施/装置最大程度地防止冲压工具被污染并且有助于提高混合构件的质量。

该目的的方法部分通过具有权利要求1特征的方法得以实现。

对所述方法的有益设计和发展在从属权利要求2至5中加以说明。

在冲压过程中，在冲压工具或者该冲压工具的作用于加强元件以及基本型材上的部分之间插入一个护板，该护板防止该冲压工具与至少加强元件之间的接触。该护板具有吸收树脂的吸收层。过剩的、在冲压过程中由加强元件溢出的树脂被所述吸收层吸收或者接收。通过这种方法能够防止树脂在基本型材的邻近的表面上非控制地漫延和扩散。在冲压过程结束后所述护板被除去。

本发明利用简单的措施防止了由树脂导致的对基本型材或者混合构件的有害污染。在压合过程中，追加的护板置于加强元件与冲压工具的冲头之间。优选使用一种多层的护板。特别是该护板的吸收层由无纺布构成，尤其是由玻璃纤维-无纺布构成。无纺布在其外部平坦侧（Flachseite）分别附有外皮。该外皮防止所述护板或者吸收层粘着在加强元件或者冲压工具上。