本公開涉及一種結(jié)構(gòu)主體構(gòu)件和一種制造方法。

背景技術(shù)：
諸如外部門檻板和擾流器的車輛結(jié)構(gòu)主體構(gòu)件可以改善車輛的外觀和/或空氣動力學(xué)。改善車輛空氣動力學(xué)是改善車輛燃料經(jīng)濟性的一種方式。高強度的力可能因氣動力或其他負載力而施加在結(jié)構(gòu)主體構(gòu)件上。增加外部門檻板的深度可以通過減少多達12個拖動數(shù)（dragcounts）來改善車輛的相對空氣動力學(xué)。隨著門檻板鑲條（rockermolding）的深度增加，門檻板鑲條從車輛進一步突起，并且人們可以越來越將其作為進出車輛或者接近他們車輛上方的區(qū)域以將貨物裝載到行李架上或清理車輛表面的踏階。這樣，門檻板可以設(shè)計成支撐站在門檻板上的人的重量。當(dāng)遠離被附著于車輛的門檻板處重量可以施加在的門檻板上時，增加的門檻板深度還可以增大對門檻板的力矩。擾流器受到很高的氣動力，尤其當(dāng)車輛高速運動時。此外，擾流器可以用作打開和關(guān)閉行李箱蓋與艙背式門的手柄，或者用作把手。這樣，可以將擾流器設(shè)計成支撐空氣動力和非空氣動力的負載力。為了外觀和/或空氣動力學(xué)，當(dāng)前大多數(shù)卡車和運動型多用途車上的門檻板具有包括附著到車輛的框架或側(cè)面的金屬結(jié)構(gòu)構(gòu)件和附著到結(jié)構(gòu)構(gòu)件的帽構(gòu)件的組合式構(gòu)造。金屬結(jié)構(gòu)構(gòu)件是典型的擠壓鋁，帽件是典型的薄的模壓塑料。由于在結(jié)構(gòu)主體構(gòu)件或不能夠分擔(dān)相關(guān)負載力的薄弱部件的可見表面上的不期望的凹痕、流線和其他不足，導(dǎo)致試圖使像具有結(jié)構(gòu)肋或格狀結(jié)構(gòu)的單件結(jié)構(gòu)物這樣的工件成型的努力一直沒有成功。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
在至少一個實施例中，提供了一種使具有A級表面的車輛組件成型的方法。車輛組件可以是諸如門檻板或擾流器的外部結(jié)構(gòu)主體組件。所述方法可以包括：加熱具有聚合物和發(fā)泡劑的混合物；利用流體對模具的腔加壓；在單射程中將混合物注入到所述腔中，使得隨著混合物的注入流體對混合物施加背壓；使模具中的混合物冷卻以形成組件。附圖說明圖1是注模機的側(cè)視圖。圖2a至圖2c示出了制造結(jié)構(gòu)主體構(gòu)件的第一階段、第二階段和第三階段。圖3是被構(gòu)造成門檻板的結(jié)構(gòu)主體構(gòu)件的透視圖。圖4是沿圖3中的線4-4的剖視圖。圖5和圖6是被構(gòu)造成擾流器的結(jié)構(gòu)主體構(gòu)件的透視圖。具體實施方式按所要求的，在此公開了本發(fā)明的詳細實施例；但是，將理解的是，所公開的實施例僅僅是示例，本發(fā)明可以以各種可選擇的形式來實施。附圖不一定是按比例繪制的；可夸大或最小化一些特征來顯示具體組件的細節(jié)。因此，在此公開的特定結(jié)構(gòu)和功能細節(jié)不被解釋為是限制性的，而僅僅作為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員來多方面地應(yīng)用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。參照圖1，示出了示例性的注模機10。注模機10可以包括進料斗12、注入單元14、第一模具16、第二模具18以及夾緊單元20。進料斗12可以被構(gòu)造成接收或儲存材料的混合物22，并將混合物22提供到注入單元14?；旌衔?2可以包括聚合物和發(fā)泡劑。發(fā)泡劑可以是在經(jīng)歷淬火硬化或相變的各種各樣的材料中能夠經(jīng)由發(fā)泡過程產(chǎn)生蜂窩結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。例如，發(fā)泡劑可以是與熱塑性顆?；煸谝黄鹨孕纬苫旌衔锏牡忸w粒，并且可以在顆?；旌衔镆夯瘯r從包封物中釋放出來而在混合物隨著材料冷卻和形成從液態(tài)到固態(tài)的相變過程中膨脹。在至少一個實施例中，聚合物可以是熱塑性聚烯烴，發(fā)泡劑可以包括氮。例如，混合物22可以包括大約99.0%至99.9%的熱塑性聚烯烴顆粒和0.1%至1%的氮包封顆粒。注入單元14可以使混合物22熔化并在一定的壓強下將聚合材料提供到模腔30。模腔30可以被第一模具16和第二模具18至少部分地限定。在圖2a至圖2c中，為清晰起見，示出了在沒有第一模具16和第二模具18情況下的模腔30。在至少一個實施例中，注入單元14可以被構(gòu)造成將混合物22加熱到預(yù)定溫度，使得熔化的材料可以被注入到模腔30中。例如，一個或多個加熱器32可以設(shè)置成加熱混合物22或加熱注入單元14中的容納混合物22的室。還預(yù)期的是，可以在進料斗12中或者在進入進料斗12之前加熱混合物22。在至少一個實施例中，可以將混合物22加熱到至少400℃的溫度?？梢栽趩未巫⑷胄谐袒蛏涑讨凶⑷牖旌衔?2。夾緊單元20可以使第一模具16和/或第二模具18在閉合位置與打開位置之間動作。在閉合位置，第一模具16可以設(shè)置成鄰近第二模具18并且可以與第二模具18接合以創(chuàng)建模腔30。在打開位置，第一模具16可以與第二模具18分隔開以促進從模腔30去除成型組件或結(jié)構(gòu)構(gòu)件。注模機10還可以包括冷卻通道40。冷卻通道40可以設(shè)置成接近第一模具16和/或第二模具18，和/或可以設(shè)置在第一模具16和/或第二模具18中，并且可以與模腔30分隔開。冷卻通道40可以包含可以穿過冷卻通道40循環(huán)以促進對第一模具16、第二模具18、模腔30和/或模腔30中的材料的混合物22冷卻的傳熱流體42。冷卻通道40可以連接到冷卻系統(tǒng)，其中傳熱流體42可以是可以穿過第一模具16和/或第二模具18循環(huán)的制冷劑。冷卻通道40可以具有多個間隔段（compartmentalizedsection）44、46?？梢元毩⒌乜刂崎g隔段44、46中的傳熱流體42來有助于更精確地控制從第一模具16和第二模具18的不同區(qū)域去除熱。傳熱流體的諸如溫度和流速的特性可以在間隔段44與間隔段46之間不同，以有助于提供期望的溫度或有助于對模腔30中的混合物22的散熱。例如，為了提供對混合物22的均勻冷卻速率，包含混合物22的具有大體積的模腔30的區(qū)域與具有較小體積的模腔30的區(qū)域相比會需要更大速率的熱交換。與具有較大體積的模腔30的區(qū)域?qū)?yīng)的間隔段內(nèi)的傳熱流體42可具有較低的溫度和/或以較高的流速循環(huán)。注模機10還可以包括加壓流體源50。加壓流體源50可以容納和/或供應(yīng)諸如像被加壓成高于大氣壓強的氮氣或車間空氣一樣的流體混合物的加壓流體52。在至少一個實施例中，加壓流體源50可以使模腔30加壓成大約620至828千帕（90至120磅/平方英寸）。加壓流體52可以對注入到模腔30中的混合物22施加背壓以影響混合物22的成型。加壓流體源50可以與模腔30流體連通。在至少一個實施例中，加壓流體源50可以通過與用于將混合物22注入到模腔30中的入口不同的入口向模腔30提供加壓流體52。例如，可以通過第一入口54向模腔30提供混合物22，而可以通過第二入口56向模腔30提供加壓流體52。在至少一個實施例中，第一入口54可以設(shè)置在第一模具16中，第二入口56可以設(shè)置在第二模具18中。還可以設(shè)置用于提供混合物22和/或加壓流體52的額外入口。例如，向模腔30提供加壓流體52的額外入口可以在混合物22的流動終止的位置處使用，例如，在成型組件的肋部處或端點處使用。加壓流體源50還可以沿第一模具16和第二模具18的分型線（partingline）來提供加壓流體52。在至少一個實施例中，公共入口可以將混合物22和加壓流體52提供到模腔30。例如，可以設(shè)置閥來允許混合物22或加壓流體52進入模腔30。在這樣的實施例中，可以設(shè)置各種出口或室以在將混合物22注入到模腔30中的過程中排出或控制由加壓流體52施加的壓力。加壓流體源50可以在注入混合物22之前或者同時正在注入混合物22時對模腔30加壓，以對進入的混合物22提供背壓。加壓流體源50可以在模腔30的整個填充過程中將作用于混合物22的背壓基本上維持為從620千帕至828千帕（90至120磅/平方英寸）。隨著混合物22填充模腔30，混合物22可以取代加壓流體52，而仍可例如通過使大量的加壓流體52返回到加壓流體源50或者從模腔30排放加壓流體來維持對混合物22的背壓?？梢圆捎靡粋€或多個壓力傳感器來檢測并提供可以用于監(jiān)視和控制加壓流體52的壓力的數(shù)據(jù)。可以提供一個或多個卸壓閥來促進加壓流體52的排放。卸壓閥可以與模腔30流體連通，并且可以具有任意合適的構(gòu)造，例如，電控制卸壓閥或者在特定的壓強或壓強范圍下可以打開的機械閥。加壓流體源50或卸壓閥還可以在混合物的冷卻過程中減少作用于混合物22的壓力，下文將對此進行更詳細的討論。在打開第一模具16和第二模具18之前或者當(dāng)適當(dāng)冷卻成型組件時，可以發(fā)生額外的卸壓而排出模腔30中的任何剩余壓強，從而成型組件可以保持幾何尺寸和/或A級表面。A級表面可以是組件的在諸如在駕駛車輛時的正常使用過程中對于車輛的內(nèi)部或外部的人來說可見的外表面。同樣地，A級表面可能具有諸如當(dāng)肉眼（例如，沒有放大）觀看時沒有像波紋、瑕疵、凹陷或污痕一樣的不可見缺陷的審美品質(zhì)特性。參照圖2a至圖2c，示出了顯示結(jié)構(gòu)組件的注入成型的示例性順序的圖示。在這些附圖中，為清晰起見，示出了沒有第一模具16和第二模具18情況下的模腔30。在圖2a中，混合物22被示出為沿從左到右延伸的流動方向部分地注入到模腔30中。由箭頭表示的加壓流體52可以從不同的入口被提供到模腔30中，并且可以對混合物22施加背壓?？梢栽谧⑷牖旌衔?2之前或者在注入混合物22的同時將加壓流體52注入到模腔30中。隨著混合物22填充模腔30，由加壓流體52施加的背壓可以迫使混合物22沖擊模腔30的腔壁58。加壓流體52被示出為沿與混合物22的流動相反的方向或者沿從右到左延伸的方向流動?？梢钥刂萍訅毫黧w52的流動和壓強以維持期望的背壓水平或范圍。例如，混合物22可以取代從模腔30通過第二入口56和/或通過卸壓閥或其他合適的裝置的部分加壓流體52。在圖2b中，由加壓流體52施加的背壓被示出為在混合物22的外表面60凝固的同時維持在基本恒定的壓強。加壓流體52對混合物22施加的背壓可以抑制在將混合物22注入到模腔30中的同時混合物22中的發(fā)泡劑釋放和膨脹?？梢酝ㄟ^利用加壓流體52維持對混合物22的壓強來抑制發(fā)泡劑的發(fā)泡和膨脹。另外，如先前所論及的，可以通過使傳熱流體42穿過冷卻通道40循環(huán)來開始對混合物22的冷卻。均勻地冷卻可以促進均勻的發(fā)泡劑發(fā)泡和膨脹，并且還可以促使在成型組件的表面上提供A級外觀。在圖2c中，加壓流體52的背壓強度被示出為正在減?。ㄓ蓽p小尺寸的箭頭表示）。背壓的減小可以允許混合物22中的發(fā)泡劑62完全膨脹（由擴張的箭頭表示）?；旌衔锟梢岳^續(xù)被冷卻。隨著混合物22的繼續(xù)冷卻和凝固，發(fā)泡劑62可以膨脹成至少部分抵消可能在冷卻過程中出現(xiàn)的收縮。然后，混合物22可以在外表面60的下方形成與外表面60相比密度可減小并且可具有泡沫狀的一致性的內(nèi)部區(qū)域64。加壓流體52與冷卻通道40可以一起作用以對具有A級外觀的外表面60提供快速皮膚。此外，發(fā)泡劑62的膨脹和混合物22的控制冷卻可以抑制在外表面60中形成諸如空隙、凹陷或刻痕的缺陷，并且可以允許維持具有A級特性的外表面60。參照圖3和圖4，示出了利用上述方法制造的門檻板70的示例。門檻板70可具有基本均質(zhì)的熱塑性烯烴主體72，該主體72具有第一表面74。主體72可以至少1.6米（63英寸）長。主體72可以是單一單件組件，第一表面74可以是A級表面。另外參照圖4，示出了第二表面76被設(shè)置成與第一表面74相對并且與第一表面74基本平行。第一表面74和第二表面76之間的截面厚度可以為至少6毫米（0.24英寸）同時維持在A級表面。所公開的方法還可以制造門檻板70，其中，門檻板70在大約90.7千克（200磅）的踏階負載（stepload）下下垂小于6毫米（0.24英寸）。參照圖5和圖6，示出了利用所公開的方法制造出的后擾流器80的示例。后擾流器80可具有限定第一表面84的基本均質(zhì)的熱塑性烯烴主體82。主體82可以至少1.6米（63英寸）長，同時將維持第一表面84為A級表面。主體82可以是單一單件組件。另外，參照圖6，示出了后擾流器80的局部仰視圖。示出了第二表面86被設(shè)置成與第一表面84相對并且與第一表面84基本平行，其中，第一表面84和第二表面86之間的截面厚度可以為至少6毫米（0.24英寸），同時維持A級表面。上述方法可以在不使用額外的金屬或結(jié)構(gòu)塑料支撐件的情況下用于提供結(jié)構(gòu)組件。此外，上述方法可以在不使用玻璃填充或碳填充的結(jié)構(gòu)塑料（通常不能被成型為提供A級表面）的情況下容許提供結(jié)構(gòu)組件。另外，對這種玻璃填充或碳填充的材料的使用或額外支撐件的添加使實質(zhì)性成本增加，并且會使組件重量增加，這會使受益于空氣動力學(xué)改進的燃料經(jīng)濟性中的一部分失效。盡管上面描述了示例性實施例，但是這些實施例并不意圖描述本發(fā)明的所有可能形式。相反，說明書中使用的詞語是描述性詞語而不是限制性詞語，并且要理解的是，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以做出各種改變。此外，可以結(jié)合各個實現(xiàn)的實施例的特征來形成本發(fā)明的另外的實施例。