車輛提升式車門內(nèi)板的結(jié)構(gòu)部的共注塑成型的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱塑性車身封閉板及制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車工業(yè)當前趨勢之一是減輕車輛重量以促進實現(xiàn)較好的燃油經(jīng)濟性從而有助于滿足燃油經(jīng)濟性標準并抵消較高的燃油價格。另一趨勢是車輛型號的范圍更廣，這進而使基于每個型號生產(chǎn)的車輛的量減少。
[0003]SUV車輛持續(xù)受歡迎并且通常包括相當重的后提升式車門，這使得車輛的這個部分成為減輕重量的目標區(qū)域。提升式車門傳統(tǒng)上由重且加工成本高的沖壓鋼板制成。板狀模塑復(fù)合物(SMC)是用于提升式車門的內(nèi)板和外板的鋼的替選。使用SMC具有關(guān)于材料和方法的若干制造上的問題。鋼提升式車門和SMC提升式車門與熱塑性材料相比在質(zhì)量上不利。常規(guī)的板狀金屬部件還存在造型限制。用于提升式車門應(yīng)用的熱塑性復(fù)合型材料也難以滿足客戶的性能規(guī)格。
[0004]對于制造提升式車門的另一問題是常見的提升式車門被制造成相對平展或輪廓平滑的板，板上添加有結(jié)構(gòu)增強件例如肋。這也將增加重量并且還增加了制造的復(fù)雜度，而且如果使用熱塑性材料，則存在放置肋的通讀(read through)區(qū)域，這必須通過設(shè)計修改或昂貴的方法例如氣體輔助注塑成型來處理。
[0005]近來已經(jīng)使用了具有聚合物外表皮的鎂內(nèi)部增強板以減輕重量。雖然這樣的板在重量方面得到改進，但這是一種昂貴的解決方案。因此，對如下復(fù)合材料提升式車門存在需求，該復(fù)合材料提升式車門重量輕并且結(jié)構(gòu)上足夠牢固以滿足各種負載要求，同時比鎂增強的提升式車門更具質(zhì)量效率和成本效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)本發(fā)明，通過使用共注塑的注塑成型法提供了一種熱塑性車身封閉板構(gòu)造。在第一階段中，將A級表面(class A surface)材料注入模具中，之后，在第二階段中，使用注入氣體的增強聚合物來注射材料內(nèi)芯。在優(yōu)選實施方案中，模具被允許在第二次注射之后沿受控平行收回方向膨脹以得到最終均勻膨脹的部件厚度。
[0007]根據(jù)下文中所提供的具體描述本發(fā)明的實用性的其他方面將變得明顯。應(yīng)該理解，雖然指明了本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，但該具體描述和特定實施例僅旨在用于說明的目的而并非旨在限制本發(fā)明的范圍。
【附圖說明】
[0008]根據(jù)具體描述和附圖本發(fā)明將得到更充分地理解，其中:
[0009]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的提升式車門形式的車身封閉板的透視圖；
[0010]圖2是示出用在本發(fā)明中的具有四個角的校平的模具的部分剖視的透視圖；
[0011]圖3是根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的示出圖3的模具的在模具閉合位置中的第一注料位置的截面視圖，該模具用于形成示出為氣體增強聚合物提升式車門形式的成型車身封閉板；
[0012]圖4是示出本發(fā)明的氣體增強芯的分布的本發(fā)明的說明性視圖；以及
[0013]圖4B是示出模具受控收回之后的圖4膨脹部分的圖2模具的截面視圖，模具的受控收回提供了氣體增強聚合物提升式車門內(nèi)板構(gòu)造形式的最終成型車身封閉板的受控膨脹。
【具體實施方式】
[0014]下面對優(yōu)選實施方案的描述實質(zhì)上僅是示例性的而無意于限制本發(fā)明、其應(yīng)用或用途。
[0015]現(xiàn)在參照附圖，提供了成型閉合車身板例如通常按10所示的提升式車門內(nèi)板。將可涂布的或其他性質(zhì)的A級表面可成型“純”材料14注射到提升式車門內(nèi)板的模具中，之后，注射第二長玻璃纖維熱塑性材料用于利用微孔發(fā)泡方法來形成芯，微孔發(fā)泡方法用于通過注射器將超臨界流體和大氣中氣體注射到模具中。該方法的用于形成芯的熱塑性材料為玻璃填充結(jié)構(gòu)的熱塑性聚烯烴。聚烯烴以30 %至40 %填充有12mm的玻璃纖維，玻璃纖維在注入過程期間被截短至約Imm至4_長度的纖維。因此，生產(chǎn)的成品包括純聚合物外觀表面層14，并且芯包括富含樹脂和玻璃的外層區(qū)域14a和經(jīng)膨脹的增強中心區(qū)域14b。通常而言，超臨界流體的快速消散提供了部件的芯中的微孔囊12。外表皮14是固態(tài)熱塑性材料14的較薄的、密度較高的壁。所得到的結(jié)構(gòu)甚至比現(xiàn)有技術(shù)的鎂增強部件還堅固且節(jié)省重量和成本。
[0016]參照圖4，可以看出典型的發(fā)泡芯增強分布。如圖4所示，利用發(fā)泡芯注射來增強結(jié)構(gòu)區(qū)域16和聯(lián)接結(jié)構(gòu)例如18。在本發(fā)明中，優(yōu)選馬薩諸塞州威爾明頓的Trexel公司許可的MuCell?方法。然而，本發(fā)明的提升式車門內(nèi)板也可以利用其他發(fā)泡方法，例如以化學方式使材料膨脹。使用這種方法在與現(xiàn)有提升式車門構(gòu)造相等或減小的質(zhì)量提供具有增加的厚度和幾何強度的部件。
[0017]在本申請中，提升式車門內(nèi)板的厚度為約5mm至6mm厚。這與所教導(dǎo)的厚度不大于3mm并且其方法被用于減小部件的總厚度的常規(guī)MuCell?成型部件不同。在與金屬增強提升式車門相比時本發(fā)明方法提供了額外的強度同時使總重量減輕了若干鎊。
[0018]在操作過程中，使用具有雙注料噴嘴21的順序閥式澆口注塑模具20。所提供的模具20包括第一半模22和第二半模24。將第一半模22和第二半模24可操作地配置成包括第一受壓閉合配置用于提供尺寸為2_至4_的部件并首先將其成型。將半模22、24連接以使得模具能夠在材料固化之前分離并借助于螺釘或柱塞26提供模具的四個角的校平，螺釘或柱塞26優(yōu)選地通過計算機控制器(未示出)進行控制以在第二次注料完成之后在模具壓力釋放期間提供模具的受控平行相對移動。許多車身封閉板部件具有多種外形的開口和欄板或門鉸鏈，其在膨脹期間沿邊向方向會施加不同的力。要求半模22和半模24受控收回以確保整個部件厚度均勻。柱塞26被示為其最簡單的形式螺紋構(gòu)件，螺紋構(gòu)件可以以與電動機鏈輪或其他驅(qū)動機構(gòu)相同的速度轉(zhuǎn)動以便提供兩個半模之間的平行移動。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該認識到在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下也可以使用液壓柱塞等。
[0019]模具20具有包括A級表面或外觀表面品質(zhì)的表面的至少一個表面用于提供提升式車門內(nèi)板的外部外觀表面。在模具在初始注射成型壓力下閉合并夾緊的情況下，提供第一閥式澆口 28以首先將純外觀表面品質(zhì)的熱塑性材料注射到模具20中。該成型步驟利用模具24的溫差以首先使熔融的聚合物覆蓋較冷的外模具表面。將純聚合物材料與常見著色劑、添加劑和少量填充劑一起使用來形成外觀表面。這種材料優(yōu)選為模內(nèi)著色熱塑性聚丙烯、或聚烯烴、可涂布的熱塑性聚烯烴或其他類似材料。期望的是，如果需要的話，可以使用某些ABS和尼龍材料。純聚合物提供了模具上的外表面涂層14和最終部件上的外觀表面。之后，依次澆注閥式澆口 30以提供MuCell?成型材料的第二次注料。MuCell ?方法用于填充芯以提供對提升式車門內(nèi)板的外部外觀表面的增強。在材料凝固之前拉開第二半模24或者消除該半模上的壓力，并且使得該模具能夠從平行于第二半模24的第一半模22收回。在收回期間柱塞