[发明专利]用于制造复合车辆构件的方法和压制模具以及复合车辆构件

说明书

本发明涉及一种用于制造复合构件(1)的方法，其中，将金属构件(3)和纤维材料(7)、如纤维材料层堆叠在压制模具中汇合并且连接，纤维材料(7)在压制过程中通过冲挤三维成形为功能构件(4)、至少部分地时效硬化并直接与金属构件(3)接合，由纤维增强塑料制成的功能部件(4)的成形以及与金属部件(3)的接合在一个方法步骤中进行。本发明还涉及一种复合构件(1)以及机动车。

技术领域

本发明涉及一种用于制造复合车辆构件的方法、一种压制模具以及一种复合车辆构件。

背景技术

金属材料、尤其是钢和铝在车辆制造中是常见的。基于重量优势，也越来越多地研发由纤维增强塑料(FVK)制成的车辆构件。通过减轻重量可减少CO₂排放和环境污染。金属材料和纤维增强材料的协同效应可通过复合结构实现。因此，车辆构件、尤其是车身构件和/或底盘构件越来越多地制造成复合结构。在此，金属基体或金属构件借助纤维增强复合材料部分区域地增强。通过这种方式获得碰撞性能改进的轻质结构。

除了在构件技术方面改进车辆构件之外，还力求以尽可能低成本地制造它们。

复合车辆构件的制造在制造技术方面相对复杂。此外，通常分别单独制造各个构件，然后再将它们彼此连接。除了机械和粘合技术之外，还已知直接的形锁合喷溅(verspritzen)。

EP 2 990 308 B1描述了一种用于机动车的轴架和一种用于制造轴架的方法。在此提供具有热塑性基质的纤维增强塑料层堆叠。然后，将堆叠加热至熔化温度并引入冲挤模具中。在那里堆叠在冲挤过程中这样成形，使得堆叠的第一层成形为下壳并且堆叠的第二层成形为肋条结构。下壳和肋条结构构造成一体的。在下壳和肋条结构脱模后，将其与由金属材料制成的上壳接合成轴架。

EP 2481569 B1也公开了一种用于制造机动车构件的方法，该机动车构件包括金属构件和与金属构件连接的、由纤维复合材料制成的增强元件。在此也制成纤维材料层堆叠。该堆叠被成形到金属体上，在成形期间或成形之后压合堆叠与基体。

具有金属基体和由纤维复合材料制成的增强元件的复合车辆构件、尤其是B柱及其制造方法通过DE 10 2011 009 892 A1或DE 10 2011 050 701 A1也属于现有技术。在此增强元件与金属体面状地压合。

DE 10 2014 108 293 A1公开了一种用于制造轻质构件的方法。该轻质构件由金属板、嵌入热塑性树脂基质中的纤维织物或纤维稀松布以及纤维增强塑料块制成。为了制造轻质构件，将包括上模和下模的模具移动到打开位置中。随后，将金属板从下方插入调温的上模中并将其固定。下模具有向上定向的突出部。在这些突出部之间引入加热的纤维增强塑料。嵌入热塑性树脂基质中的纤维织物或纤维稀松布称为有机板。将有机板加热、放置到突出部上并将其覆盖。随后，将模具移动到闭合位置中。在此挤压有机板并且另外由纤维增强塑料形成设置在有机板和下模之间的结构。在闭合模具时，有机板通过纤维增强塑料的流动被压入金属板的相对应轮廓中并且相应于下模的几何形状由纤维增强塑料形成轻质构件的结构。

在金属板和纤维增强塑料之间的连接通过在中间加入有机板直接或间接地实现。另外，可在金属构件和有机板之间设置递质层(Transmitterschicht)。

轻质构件的这种制造是复杂的并且显得需要改进。

发明内容

基于现有技术，本发明的任务在于提供一种用于制造复合构件的、制造技术改进的合理方法并提供一种制造技术改进的负荷性能优化的复合构件、尤其是复合车辆构件。

所述任务的方法部分通过根据权利要求1的方法解决。

根据本发明的复合构件是权利要求13的技术方案。

本发明的有利实施方式和扩展方案是从属权利要求的技术方案。