[发明专利]用于包覆模制纤维增强聚合组件的方法和装置

说明书

本发明涉及用于包覆模制纤维增强聚合组件的方法和装置，具体地一种用于制造中空的包覆模制的聚合物制品的方法，包括：将中空聚合物结构(10)放置在模具(100)中；支撑中空聚合物结构的内表面；将纤维聚合物材料(12)设置在邻近中空聚合物结构的外表面的模具中；将纤维聚合物材料包覆模制至中空聚合物结构的外表面上；将模具打开；以及将包含包覆模制在中空聚合物结构上的纤维聚合物材料的中空包覆模制的聚合物制品移出。

本申请是申请日为2015年7月1日、发明名称为“用于包覆模制纤维增强聚合组件的方法和装置”的中国专利申请号201580033185.9的分案申请。

技术领域

本公开涉及包覆模制在聚合物嵌件上以形成用作结构增强组件的闭合截面几何形状的纤维增强聚合物材料及其制备方法。具体地，本文公开了用于车辆的结构组件如举升门的闭合截面增强结构及其制备方法。

背景技术

如前端模块和举升门的用于车辆的结构组件可以负载有由作用在不同位置的力产生的扭力。为适应该需求，在此类结构组件中具有高弯曲刚度是期望的。举升门是车辆主体的较大的组成部件，并在其打开或关闭时围绕铰链大幅旋转。提供举升门以打开或关闭形成在掀背型载客车辆等的后部的开口部分。由于来自重复打开和关闭举升门的应力水平以及举升门的尺寸，可采用肋条或钢制嵌件来确保适当的运作和结构稳定性。增加刚度和扭转刚性的其他尝试包括增加板的厚度。然而，增加板件的厚度和/或添加肋条来增加举升门的刚性也增加了举升门的整体重量，这可以负面地影响车辆的燃料效率。此外，增强件如肋条的使用可能影响使电线、电缆等高效第穿过举升门的能力。此外，肋条和其他增强件负面地影响举升门的美观质量，因为这种特征可能在板件上留下可见的缺陷，因此需要安装额外板件以提供完整的外观。结合塑料举升门使用钢或其他材料还可能增加生产举升门或车辆组件的制造时间和成本。

由于车辆主体的重量对车辆的燃料消耗具有影响，因此已经做出了由诸如聚合物材料的轻量材料生产举升门的尝试以致力于降低车辆的整体重量。聚合物材料的使用降低了整体重量，但在一些应用中可能不适应置于举升门上的应力和应变。作为实例，举升门可能期望地弯曲。这可能使消费者不满。更糟糕的是，这种弯曲可能无法充分抵抗碰撞中的变形。

对于一些应用，如注射模制和/或注射压缩模制的技术、如采用给定的牵引方向和滑块不能为结构组件提供期望的和/或足够的扭转刚度。如气体注射模制和水注射模制的其他技术不提供横跨壁厚的必要控制。此外，使用可拆型芯(collapsible core)和滑块可以包括在模制过程期间移动的部件，这导致预期的壁厚的偏差。因此，已经做出使用金属嵌件来提供用于模制聚合物结构组件的表面的尝试。然而，金属嵌件增加重量并且负面地影响车辆的燃料经济性。而且，过去尝试制造纤维增强组件显示出了很多制造缺陷，包括变化的壁厚和难以重现壁厚。例如，长玻璃纤维增强的塑料可能遭受组件内部(例如，在纤维增强塑料接触承载滑块、型芯或金属嵌件处)的“纤维发泡”的缺点。

EP 0 492 129A1涉及多层塑料管和其制造方法。制造多层管的方法使用间隔件(13)以防止置于模具型腔中的中空塑料芯(11)在将熔融的塑料材料在压力下提供至模具型腔中时变形。

因此，存在对于包含具有可控制和可重现的壁厚的纤维增强聚合物的轻质聚合物组件的需要。

发明内容

本文公开了由包覆模制在聚合物嵌件上的纤维增强聚合物材料制成的闭合截面几何形状增强组件及其制备方法。

一种用于制造中空的包覆模制的聚合物制品的方法，包括：将中空聚合物结构放置在模具中；将中空聚合物结构的内表面支撑；将纤维聚合物材料设置到邻近中空聚合物结构的外表面的模具中；将纤维聚合物材料包覆模制至中空聚合物结构的外表面上；将模具打开；以及将包含包覆模制在中空聚合物结构上的纤维聚合物材料的中空的包覆模制的聚合物制品移出。