CN106314545B - 用于车辆的纤维增强塑料构件及其制造方法和相关车辆 - Google Patents

Abstract

纤维增强塑料构件包括：连续变化层，连续变化层包括构成基体的合成树脂和嵌入到合成树脂中的多个增强纤维；以及增强层，增强层附接至连续变化层，以构成用于车辆的纤维增强塑料构件，并且增强层由构成基体的合成树脂和多个增强纤维。特别地，连续变化层的多个增强纤维被布置成相对于用于车辆的纤维增强塑料构件的纵向方向倾斜，并且增强纤维相对于纤维增强塑料构件的纵向方向的夹角沿着纵向方向逐渐改变，并且增强层的多个增强纤维嵌入到合成树脂中且彼此交叉成网状图案。

Description

用于车辆的纤维增强塑料构件及其制造方法和相关车辆

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的纤维增强塑料构件以及制造该纤维增强塑料构件的方法。纤维增强塑料构件可满足不同区域中对不同强度的要求，从而改善了车身的碰撞安全性能、减轻了车身的重量、并且提高了制造过程的效率。

背景技术

通常，在车辆中将纤维增强塑料构件用作构成车身的结构物。纤维增强塑料构件基本上用于吸收外部冲击的能量，以便确保车辆内部的乘客在发生碰撞的情况下的安全，并且纤维增强塑料构件在不同的区域中具有不同的强度，以经受因冲击而造成的损坏。

因此，已经广泛使用满足因区域而不同的性能要求的技术，并且该技术的特征在于使用通过局部软化、热印等制备的金属构件。

通过采用由合成树脂和嵌入到合成树脂中的增强纤维构成的纤维增强塑料复合物(该纤维增强塑料复合物可在增强纤维延长的方向上具有更高的强度并且比一般金属更轻)，或者通过将纤维增强塑料复合物粘合至金属构件以获得具有希望形状的组合构件，可以实现车身在不同区域展示不同强度以及轻便的要求。

通过树脂传递成型(RTM)过程可以制造由增强纤维构成的常见纤维增强塑料复合物。以将之前制备的纤维网板(fiber mesh plate)设置在金属模具中并且使用合成树脂来浸渍网板的方式进行RTM过程，由此提供纤维增强塑料复合物。可替代地，能以将使用合成树脂浸渍的纤维网板彼此层叠的方式进行RTM过程。

在通过RTM过程制造包括增强纤维的纤维增强塑料复合物的情况下，通过将纤维网板定向成使得已定向的纤维网板的增强纤维可施加所需强度，或者通过调节相应区域内的增强纤维网板的数量，可以满足在不同区域内展示不同强度的要求。

在某些事例中，韩国常规技术已经公开了一种制造用于商用车辆的横梁的方法。

然而，在制造纤维增强塑料复合物的过程中，将增强纤维网板层叠成使得相应增强纤维网板的方向彼此不同的过程具有缺点。例如，难以根据需要逐渐改变不同区域中的强度，并且由于增强纤维之间存在断开部分，所以不能实现应力的有效传递。因此，为了满足所需强度，必须增加增强纤维网板的数量，而这是低效的。而且，因为必须通过附加过程来完成使用合成树脂对设置在模具中的增强纤维网板进行浸渍，所以不利地增加了过程的数量。

本部分中公开的信息仅用于增强对发明的整体背景的理解，并且不得被视为对构成本领域技术人员已知的现有技术的事宜的认识或任何建议形式。

发明内容

在优选的方面，本发明提供了一种用于车辆的纤维增强塑料构件和制造纤维增强塑料构件的方法。因此，纤维增强塑料构件可满足对不同区域内的不同强度的要求，从而改善车身的碰撞安全性能，并且进一步减轻车身的重量且提高制造过程的效率。

在本发明的一方面，用于车辆的纤维增强塑料构件可包括连续变化层和增强层。具体地，连续变化层可包括构成基体的合成树脂以及嵌入到合成树脂中的多个增强纤维，该连续变化层的多个增强纤维可被布置成相对于用于车辆的纤维增强塑料构件的纵向方向倾斜，并且增强纤维相对于纤维增强塑料构件的纵向方向的夹角可沿着纵向方向逐渐改变。而且，特别地，增强层可附接至连续变化层，以构成用于车辆的纤维增强塑料构件，并且增强层可包括构成基体的合成树脂和多个增强纤维。增强层的多个增强纤维可嵌入到增强层的合成树脂中并且彼此交叉成网状形状。

优选地，通过应用热压缩结合、粘合剂等可将增强层附接至连续变化层。

增强层中的多个增强纤维可包括第一组纤维和第二组纤维。优选地，第一组纤维可被布置成与连续变化层中的设置在连续变化层的一侧处的增强纤维交叉，并且第二组纤维可被布置成与连续变化层中的设置在连续变化层的另一侧处的增强纤维交叉，并且第一组纤维和第二组纤维可被布置成彼此交叉成网状图案。

连续变化层和增强层可构成用于车辆的立柱。优选地，用于车辆的立柱中的连续变化层的多个增强纤维在车辆的前后方向上可布置在立柱的下端处并且在车辆的竖直方向上可布置在立柱的上端处。

增强层的多个增强纤维可包括第一组纤维和第二组纤维。优选地，第一组纤维可被布置成与连续变化层中的位于立柱的下端处的增强纤维交叉，并且第二组纤维可被布置成与连续变化层中的位于立柱的上端处的增强纤维交叉。而且，第一组纤维和第二组纤维可被布置成彼此交叉成网状图案。

用于车辆的纤维增强塑料构件还可包括金属层，该金属层与连续变化层和增强层层叠在一起，其中，连续变化层、增强层以及金属层可彼此层叠成板状并且经受热压工艺，由此形成用于车辆的纤维增强塑料构件。

在本发明的另一方面，提供了一种制造用于车辆的纤维增强塑料构件的方法，该方法可包括：围绕一心轴对使用合成树脂浸渍的增强纤维进行卷绕，使得增强纤维相对于心轴的夹角沿着心轴的长度逐渐改变，由此形成管状的连续变化层；将管状的连续变化层压平成平板；将平板状的连续变化层和增强层层叠成彼此交叉成网状图案，该增强层包括合成树脂和嵌入到合成树脂中的多个增强纤维；以及通过热压工艺将连续变化层和增强层一体地压制成纤维增强塑料构件。

在对连续变化层的增强层进行卷绕时，通过调节心轴的旋转速度可以改变连续变化层的增强纤维相对于心轴的夹角。

在对连续变化层的增强纤维进行卷绕时，通过调节心轴在心轴的纵向方向上的移动速度而可以改变连续变化层中的增强纤维相对于心轴的夹角。

在对连续变化层的增强纤维进行卷绕时，通过调节纤维定位装置在心轴的纵向方向上的移动速度而可以改变连续变化层的增强纤维相对于心轴的夹角，纤维定位装置适于将纤维引导至心轴。

在将平板状的连续变化层与增强层层叠成彼此交叉为网状图案以及通过热压工艺将连续变化层和增强层一体地压制成纤维增强塑料构件时，彼此交叉成网状图案的平板状的连续变化层和增强层可被层叠至金属层，并且可通过热压工艺将层叠的所述连续变化层、所述增强层和所述金属层一体地压制成纤维增强塑料构件。

还提供了一种可包括本文描述的纤维增强塑料构件的车辆。

下文中公开了发明的其他方面。

附图说明

从结合所附附图进行的下列细节描述中，将使得本发明的上述和其他目标、特征、以及优点变得更为清晰易懂，附图中：

图1示出了根据本发明的示例性实施方式的用于车辆的纤维增强塑料构件的示例性连续变化层与示例性增强层之间的示例性耦接关系；

图2示出了图1中所示的应用于车辆的示例性立柱的连续变化层和增强层；

图3示出了根据本发明的示例性实施方式的用于车辆的纤维增强塑料构件的示例性连续变化层、示例性增强层和示例性金属层之间的示例性耦接关系；

图4示出了制造根据本发明的示例性实施方式的如图1中所示的连续变化层的示例性过程；并且

图5示出了制造根据本发明的示例性实施方式的用于车辆的纤维增强塑料构件的示例性过程。

具体实施方式

本文使用的术语仅用于描述特定的实施方式的目的，并且并非旨在限制本发明。如本文使用的，单数形式“一个(a)”、“一个(an)”、以及“这个(the)”也旨在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。还应当理解的是，本说明书中使用的术语“包括(comprises)”和/或“包括(comprising)”表示存在所述特性、整体、步骤、操作、元件、和/或部件，但并不排除存在或添加一个或者多个其他特性、整体、步骤、操作、元件、部件、和/或其组合。

如本文使用的，除非上下文明确指示或显而易见，否则，术语“约”应被理解为在本技术的正常容差范围内，例如，在平均值的两个标准偏差内。“约”可被理解为在所述值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％、或0.01％内。除非上下文另有规定，否则本文提供的所有数值皆可以被术语“约”修饰。

应当理解的是，本文使用的术语“车辆”或者“车辆的”或者其他相似术语通常包括机动车辆(诸如包括运动型多用途车(SUV)的客车、公共汽车、卡车、各种商用车辆)、船只(包括各种船舶)、飞机等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力车辆、氢动力车辆以及其他可替代燃料(例如，从不同于石油的资源获取的燃料)车辆。如本文提及的，混合动力车辆是具有两种以上的动力源的车辆，例如，既是汽油动力又是电动的车辆。

现将详细参考本发明的各种示例性实施方式，在所附附图中示出了本发明的实施例。

图1示出了根据本发明的示例性实施方式的用于车辆的纤维增强塑料构件的连续变化层100与增强层200之间的耦接关系。图2示出了图1中所示的应用于立柱的连续变化层100和增强层200。图3示出了根据本发明的示例性实施方式的连续变化层100、增强层200、以及金属层300之间的耦接关系。图4示出了制造图1中所示的连续变化层100的过程。图5示出了制造根据本发明的实施方式的用于车辆的纤维增强塑料构件的过程。

如图1至图3所示，根据本发明的实施方式的用于车辆的纤维增强塑料构件可包括连续变化层100，该连续变化层可包括构成基体的合成树脂110以及嵌入到合成树脂110中的多个增强纤维120。在连续变化层中，多个增强纤维120可被布置成相对于纤维增强塑料构件的纵向方向倾斜，并且增强纤维120相对于纵向方向的夹角α可沿着纵向方向逐渐改变。进一步地，增强层200可附接至连续变化层100，以构成纤维增强塑料构件，并且该增强层可包括构成基体的合成树脂210以及可嵌入到合成树脂210中并且彼此交叉成网状图案的多个增强纤维。

根据本发明的实施方式的用于车辆的纤维增强塑料构件可包括连续变化层100和增强层200，其中，相应的合成树脂可适当地为各种不同的类型，诸如，碳纤维、玻璃纤维和芳族聚酰胺纤维。

迄今已经非常常见的是使用包括具有过大重量的一般金属元件或在不同的区域内不具有不同的强度的低效率复合物材料。根据本发明的示例性实施方式的用于车辆的纤维增强塑料构件可包括在纵向方向上逐渐改变强度的连续变化层100，连续变化层可满足因区域而逐渐改变强度并且减少纤维增强塑料构件的重量的要求。

进一步地。因为根据本发明的示例性实施方式的用于车辆的纤维增强塑料构件可包括增强层200，该增强层与连续变化层100层叠，所以本发明具有下列优点：增加了纤维增强塑料构件的强度，并且通过防止纤维之间的分离而改善其耐久性。

特别地，连续变化层100可具有平板，该平板可包括用作基体的合成树脂110以及嵌入到合成树脂110中的多个增强纤维120。通过调节包括增强纤维120的平板的厚度或通过堆叠多个连续变化层100，可以控制所需要的强度和负荷。

具体地，连续变化层100的增强纤维120可被布置成相对于纤维增强塑料构件倾斜，这样使得增强纤维120相对于纵向方向的夹角α可沿着纵向方向逐渐改变。

考虑到与纤维增强塑料构件的纵向中心线L的关系，可以确定增强纤维120的夹角α，并且该夹角可根据相应区域的所需强度而改变。连续变化层100的增强纤维120可仅包括定向在单一方向上的第一组纤维120，或者可仅包括相对于纤维增强塑料构件的纵向方向具有不同夹角的第一组纤维120和第二组纤维。

因为各个区域内所施加的负荷或冲击不同，所以用于车辆的纤维增强塑料构件在不同区域内需要的强度不同。因此，在纵向方向上具有高强度的增强纤维可被布置在负荷或冲击的传递方向上从而增强纤维增强塑料构件的强度，或者增强纤维可被布置在另一方向上以在减少强度的同时增强柔性。

在纤维增强塑料构件的相应区域中不同的所需强度可沿着负荷或冲击传递的方向连续变化。因此，为了满足纤维增强塑料构件不同的所需强度，增强纤维120可被布置成使得增强纤维120相对于纤维增强塑料构件的纵向方向的夹角α逐渐改变。

根据采用RTM过程的常规解决方案，考虑到增强纤维相对于负荷和冲击传递的方向的夹角，包括彼此交叉的增强纤维的网状片材根据纤维增强塑料构件的不同区域而不同地切割和定向并且层叠。然而，难以实现增强纤维以不同角度的定向从而满足逐渐改变强度的要求。进一步地，因为网状片材之间存在断开部分，所以应力的传递的效率较低，并且由此降低了强度性质。

相反，因为根据本发明的各种示例性实施方式的纤维增强塑料构件可被构造成使得增强纤维120相对于纤维增强塑料构件的纵向中心线L的夹角α逐渐改变，所以能够可靠地满足了纤维增强塑料构件在相应区域内不同的所需强度。进一步地，因为在纤维增强塑料构件中的相应增强纤维120中不存在任何中断部分，所以通过应力的有效传递可以提供具有改善强度性质的纤维增强塑料构件。

具有平板的增强层200可以表面接触方式附接至连续变化层100，从而构成纤维增强塑料构件。增强层200可借助于多个增强纤维而在所有方向上具有相同的强度，该多个增强纤维可嵌入到用作基体的合成树脂210中，这样使得该多个增强纤维彼此交叉以形成网状图案。

彼此耦接的增强纤维通常由于对其施加的冲击而展现出其之间的分离。然而，根据示例性实施方式的增强层200中的增强纤维可被布置成网状图案，以用于防止增强纤维之间的分离以及层叠在增强层200上的连续变化层100中的增强纤维之间的分离，由此改善用于车辆的纤维增强塑料构件的整体耐久性。

换言之，增强层200可用于防止增强纤维120之间的分离，否则，连续变化层100中的增强纤维120由于增强纤维120的各个夹角α而在各个耦接方向上可能发生分离。

与在指定方向上展示出增强强度的连续变化层100相比，增强层200可均匀地增强纤维增强塑料构件在所有方向上的强度，由此能够增加用于车辆的纤维增强塑料构件的整体强度。

如图1至图3所示，根据本发明的示例性实施方式的构成增强层200的增强纤维可包括第一组纤维220和第二组纤维230。第一组纤维220可被布置成与设置在连续变化层100的一侧处的增强纤维120交叉，并且第二组纤维230可被布置成与设置在连续变化层100的另一侧处的增强纤维120交叉。因此，第一组纤维220和第二组纤维230可被布置成彼此交叉，以形成网状图案。

因为连续变化层100中的增强纤维120相对于纤维增强塑料构件的纵向方向的夹角α可逐渐改变，所以设置在纤维增强塑料构件的一侧处的增强纤维120的夹角α可与设置在纤维增强塑料构件的另一侧处的增强纤维120的夹角α不同。基于与连续变化层100中的增强纤维120的定向的关系可以适当地确定增强层200中的彼此交叉以形成网状图案的增强纤维的布置。

可基于定向将增强层200中的增强纤维分类成第一组纤维220和第二组纤维230。

在整个增强层200中，第一组纤维220可被布置成使得其可与设置在连续变化层100的一侧处的增强纤维120交叉，从而有效地防止设置在连续变化层100的一侧处的增强纤维120之间的分离。

在整个增强层200中，第二组纤维230可被布置成使得其可与设置在连续变化层100的另一侧处的增强纤维120交叉，从而有效地防止设置在连续变化层100的另一侧处的增强纤维120之间的分离。

因此，在整个增强层200中布置在不同方向上的第一组纤维220和第二组纤维230可彼此交叉，以形成网状图案。基于设置在连续变化层100的一侧处和另一侧处的增强纤维120的夹角α可以确定具有网状图案和特定配置的第一组纤维220与第二组纤维230之间的耦接角β。

如图2所示，当根据本发明的示例性实施方式的用于车辆的纤维增强塑料构件构成立柱时，构成连续变化层100的增强纤维120在车辆的前后方向上可布置在立柱的下端处并且在车辆的竖直方向上可布置在立柱的上端处。

根据本发明的实施方式的用于车辆的纤维增强塑料构件可应用于各种车辆的立柱，诸如，A柱、B柱、C柱、以及D柱。在各个立柱之中，图2示出了示例性的B柱。

例如，B柱可设置在车辆的前门与后门之间的竖直方向上。在这种情况下，考虑到车辆中可能产生的冲击或负荷的施加方向，B柱可能需要不同的强度性质以及位于其上端和下端处的增强纤维的定向。

因此，连续变化层100中的增强纤维120可在竖直方向上布置在B柱的上端处并且在前后方向上可布置在B柱的下端处。换言之，增强层120可根据施加冲击或负荷的方向而布置在B柱的上端处和下端处，从而满足相应区域的所需强度。

如图2所示，根据本发明的示例性实施方式的构成用于车辆的纤维增强塑料构件的增强层200的增强纤维(用作立柱)可包括第一组纤维220和第二组纤维230。第一组纤维220可被定向在与嵌入到立柱下端的连续变化层100中的增强纤维120相交的方向上，并且第二组纤维230可被定向在与嵌入到立柱上端的连续变化层100中的增强纤维120相交的方向上。因此，布置成彼此交叉的第一组纤维220和第二组纤维230可形成网状图案。

特别地，增强层200中的第一组纤维220布置在整个B柱的增强层200中，该第一组纤维可在车辆的竖直方向上设置在B柱的下端处，这样使得第一组纤维可与布置在车辆的前后方向上的增强纤维120交叉，从而防止位于连续变化层100的下端的增强纤维120之间的分离。

增强层200中的第二组纤维230布置在整个B柱的增强层200中，第二组纤维可在车辆的前后方向上设置在B柱的上端处，这样使得第二组纤维可与布置在车辆的竖直方向上的增强纤维120交叉，从而防止位于连续变化层100的上端的增强纤维120之间的分离。

因此，嵌入到整个增强层200中且布置在车辆的竖直方向上的第一组纤维220和布置在车辆的前后方向上的第二组纤维230可在车辆的前后方向和竖直方向上彼此交叉，由此形成网状图案。

如图3所示，根据本发明的示例性实施方式的用于车辆的纤维增强塑料构件还可包括金属层300，该金属层可与连续变化层100和增强层200层叠在一起。连续变化层100、增强层200以及金属层300具有板形状且可彼此层叠，然后通过热压工艺可成形为纤维增强塑料构件。

在这种情况下，连续变化层100、增强层200以及金属层300的层叠顺序及其数量可以各种方式改变，并且金属层300可由各种金属材料制成。对于通过热压工艺成形，连续变化层100和增强层200中的合成树脂可以是热固性合成树脂。

当连续变化层100、增强层200以及金属层300中的一个或多个层独立成形并且彼此耦接时，可能需要附加的结合过程，并且可以减少其之间的结合力，这样使得这些工艺可能没有效率。

因此，通过使连续变化层100、增强层200以及金属层300层叠并且通过热压工艺使其一体地成形，根据示例性实施方式的纤维增强塑料构件可具有下列优点：消除了附加结合过程，因相应层的形状的规则度而增加了结合强度，并且提高了成形准确度。

如图4和图5所示，根据本发明的示例性实施方式的制造用于车辆的纤维增强塑料构件的方法可包括：以使增强纤维120的夹角α沿着心轴440的长度逐渐改变的方式围绕心轴440对使用合成树脂110浸渍的增强纤维120进行卷绕的卷绕操作S100，由此形成管状的连续变化层100；将管状的连续变化层100压平成平板的压平操作S200；以及将平板状的连续变化层100层叠在增强层200(该增强层包括合成树脂210和嵌入到合成树脂210中的多个增强纤维，以彼此交叉成网状图案)上并且通过热压工艺将两个层100和200一体地压制成纤维增强塑料构件的成形操作S300。

在成形操作S300中，从纤维供应单元供应的增强纤维120可立即通过浸渍设备420。因此，从制造连续变化层100的过程中可以消除附加浸渍操作，因此，可以简化整个过程并且可以减少制造时间。除应用浸渍设备420之外，可通过各种其他方式实现利用合成树脂110对增强纤维120的浸渍，例如，通过将合成树脂110直接应用于心轴440，增强纤维120围绕心轴440卷绕。

具有柱形形状的心轴440可用于使增强纤维120围绕该心轴卷绕。此时，通过调节围绕心轴440卷绕的增强纤维120相对于心轴440的纵向方向的夹角，可以控制连续变化层100中的增强纤维120的夹角α。如图4所示，在围绕心轴440卷绕增强纤维120的同时，可以改变增强纤维120相对于心轴440纵向方向的夹角α。

因此，在心轴440上形成的连续变化层100可具有与心轴440的表面对应的管形形状。

在压平操作S200中，在卷绕操作S100中形成的管状连续变化层100可从心轴440移除并且可成形为平板。

为了使连续变化层100成形为平板，可在管状的连续变化层100的一侧处进行纵向切割，然后压平成平板，或者可将管状的连续变化层100的周缘表面径向压制成平板。

当在管状的连续变化层100的一侧处进行纵向切割并且压平成平板时，可基于心轴440的尺寸和形状或者合成纤维增强塑料构件的类型而在管状的连续变化层100的一侧或相对侧处进行切割。同样，可根据切割形状和切割次数而通过各种方式切割管状的连续变化层100。因为在其一侧处进行切割的管状的连续变化层100处于未被固化的状态，所以管状的连续变化层100可易于成形为平板。

当在管状的连续变化层100的一侧处将其径向压制成平板时，可消除切割过程并且可以简化制造过程。进一步地，因为受压的连续变化层具有彼此重叠的双平板，所以可以减少增强纤维120的匝数，并且由此可以缩短制造时间。

在成形操作S300中，具有平板形状的连续变化层100可层叠至平坦的增强层200并且通过热压工艺与增强层200一体地形成。此时，对处于未被固化状态的连续变化层100和增强层200进行热压的优点为改善了各层与成形准确度之间的结合能力。

如图4所示，在卷绕操作S100中，通过调节心轴440的旋转速度，可以控制连续变化层100的增强纤维120的夹角α。

具体地，通过调节卷绕有增强纤维的心轴440的旋转速度与纤维定位装置430的移动速度之比，可以控制增强纤维120的夹角α，该纤维定位装置适于将使用合成树脂110浸渍的增强纤维供应至心轴440。当心轴440的旋转速度减小时，围绕心轴440卷绕的增强纤维120可朝向心轴440的纵向方向倾斜，即，增强纤维120相对于心轴440纵向方向的夹角α可以减小。相反，当心轴440的旋转速度增加时，围绕心轴440卷绕的增强纤维120可朝向心轴440的直径方向倾斜，即，增强纤维120相对于心轴440纵向方向的夹角α可以减小。

进一步地，在如图4所示的卷绕操作S100中，通过调节心轴440的纵向移动速度，也可以控制连续变化层100中的增强纤维120的夹角α。

当心轴440在保持纤维定位装置430固定的同时旋转并且水平地移动时(其适于将使用合成树脂110浸渍的增强纤维供应至心轴440)，心轴440的移动速度的增加可致使增强纤维120朝向心轴440的纵向方向倾斜，即，可致使增强纤维120的夹角α减小。此外，心轴440的移动速度的减小可致使增强纤维120朝向心轴440的直径方向倾斜，即，可致使增强纤维120的夹角α增大。

进一步地，在如图4所示的卷绕操作S100中，通过调节纤维定位装置430在心轴440的纵向方向上的移动速度，可以控制连续变化层100中的增强纤维120的夹角α，该纤维定位装置适于将增强纤维120朝向心轴440引导。

随着用于引导使用合成树脂110浸渍的增强纤维的纤维定位装置430的移动速度增加，增强纤维120可朝向心轴440的纵向方向倾斜，即，增强纤维120的夹角α可减小。随着纤维定位装置430的移动速度减小时，增强纤维120可朝向心轴440的直径方向倾斜，即，增强纤维120的夹角α可以增大。

如上所述，通过心轴440的移动速度和旋转速度与纤维定位装置430的移动速度之间的相对值可以确定连续变化层100中的增强纤维120的夹角α。速度的各种组合可被实现为相应的实施方式，并且改变所有速度的其他实施方式也是可能的。

如图3或图5所示，在成形操作S300中，平板状的连续变化层100、增强层200以及金属层300可彼此层叠并且可通过热压工艺而彼此一体地形成，由此合成最终的纤维增强塑料构件。

在该实施方式中，连续变化层100、增强层200以及金属层300的层叠顺序和数量可通过各种方式改变，并且金属层300可由各种金属材料制成。对于通过热压工艺成形，连续变化层100和增强层200中的合成树脂210可以是热固性合成树脂。

当连续变化层100、增强层200以及金属层300中的一个或多个层被独立制备并且彼此结合时，这些过程需要附加的结合过程，并且进一步地，各层之间的结合力可能减小。

根据本发明的示例性实施方式，连续变化层100、增强层200以及金属层300可彼此层叠并且可通过热压工艺彼此一体地形成。因此，可以消除附加的结合过程，并且可以实现因各层之间的形状规则而使得结合强度增加以及成型准确度的提高。

如本文描述的，本发明提供了一种用于车辆的纤维增强塑料构件以及一种用于制造纤维增强塑料构件的方法，并且由此实现了不同区域中的不同的强度，这是对于改善车身的碰撞安全性能所必须的。此外，可以减轻车身的重量并且可以提高制造过程的效率。

特别地，因为连续变化层(在连续变化层中，增强纤维被布置成相对于纤维增强塑料构件的纵向方向倾斜，并且其中，纤维相对于纵向方向的夹角可沿着纵向方向逐渐改变)可被层叠在增强层上(在增强层中包括布置成网状图案的增强纤维)，所以可以满足不同区域内所需的不同强度并且减轻车身的重量。

进一步地，因为可以消除使用合成树脂浸渍增强纤维的过程，所以可以提高经济性能和处理效率。

尽管出于示出性之目的公开了本发明的各种示例性实施方式，但本领域技术人员应当认识到，在不背离所附权利要求公开的发明的范围和实质的情况下，各种变形、添加、以及替换是可能的。

Claims (10)

1.一种用于车辆的纤维增强塑料构件，包括：

连续变化层，所述连续变化层包括构成基体的合成树脂以及嵌入到所述合成树脂中的多个增强纤维，所述连续变化层的多个增强纤维被布置成相对于用于车辆的所述纤维增强塑料构件的纵向方向倾斜，并且所述增强纤维相对于所述纤维增强塑料构件的所述纵向方向的夹角沿着所述纵向方向逐渐改变；以及

增强层，所述增强层附接至所述连续变化层，以构成用于车辆的所述纤维增强塑料构件，并且所述增强层包括构成所述基体的合成树脂且包括多个增强纤维，所述增强层的多个增强纤维嵌入到所述增强层的合成树脂中并且彼此交叉成网状图案，

其中，所述连续变化层和所述增强层构成用于车辆的立柱；并且

其中，所述连续变化层的多个增强纤维在车辆的前后方向上布置在所述立柱的下端处并且在所述车辆的竖直方向上布置在所述立柱的上端处。

2.根据权利要求1所述的纤维增强塑料构件，其中，所述增强层的多个增强纤维包括第一组纤维和第二组纤维；

其中，所述第一组纤维被布置成与所述连续变化层中的设置在所述连续变化层的一侧处的增强纤维交叉，并且所述第二组纤维被布置成与所述连续变化层中的设置在所述连续变化层的另一侧处的增强纤维交叉；并且

其中，所述第一组纤维和所述第二组纤维被布置成彼此交叉成网状图案。

3.根据权利要求1所述的纤维增强塑料构件，其中，所述增强层的多个增强纤维包括第一组纤维和第二组纤维；

其中，所述第一组纤维被布置成与所述连续变化层中的位于所述立柱的下端处的增强纤维交叉，并且所述第二组纤维被布置成与所述连续变化层中的位于所述立柱的上端处的增强纤维交叉；并且

其中，所述第一组纤维和所述第二组纤维被布置成彼此交叉成网状形状。

4.根据权利要求1所述的纤维增强塑料构件，还包括金属层，所述金属层与所述连续变化层和所述增强层层叠在一起；

其中，所述连续变化层、所述增强层以及所述金属层彼此层叠成板状并且经受热压工艺，由此形成用于车辆的所述纤维增强塑料构件。

5.一种制造用于车辆的纤维增强塑料构件的方法，包括：

围绕一心轴对使用合成树脂浸渍的多个增强纤维进行卷绕，使得所述增强纤维相对于所述心轴的夹角沿着所述心轴的长度逐渐改变，由此形成管状的连续变化层，其中，管状的所述连续变化层包括所述合成树脂和嵌入所述合成树脂中的多个所述增强纤维，多个所述增强纤维被布置成相对于用于车辆的所述纤维增强塑料构件的纵向方向倾斜，并且所述增强纤维相对于所述纤维增强塑料构件的纵向长度的夹角沿着所述纵向方向逐渐改变；

将管状的所述连续变化层压平成平板；

将平板状的所述连续变化层与增强层层叠成彼此交叉为网状图案，所述增强层包括合成树脂和嵌入到所述合成树脂中的多个增强纤维；以及

通过热压工艺将所述连续变化层和所述增强层一体地压制成所述纤维增强塑料构件，

其中，所述连续变化层和所述增强层构成用于车辆的立柱；并且

其中，所述连续变化层的多个所述增强纤维在车辆的前后方向上布置在所述立柱的下端处并且在所述车辆的竖直方向上布置在所述立柱的上端处。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，在对所述连续变化层的增强纤维进行卷绕时，通过调节所述心轴的旋转速度来改变所述连续变化层的增强纤维相对于所述心轴的夹角。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，在对所述连续变化层的增强纤维进行卷绕时，通过调节所述心轴在所述心轴的纵向方向上的移动速度而改变所述连续变化层的增强纤维相对于所述心轴的夹角。

8.根据权利要求5所述的方法，其中，在对所述连续变化层的增强纤维进行卷绕时，通过调节纤维定位装置在所述心轴的纵向方向上的移动速度而改变所述连续变化层的增强纤维相对于所述心轴的夹角，所述纤维定位装置适于将所述连续变化层的增强纤维引导至所述心轴。

9.根据权利要求5所述的方法，其中，在将平板状的所述连续变化层与增强层层叠成彼此交叉为网状图案以及通过热压工艺将所述连续变化层和所述增强层一体地压制成所述纤维增强塑料构件时，将彼此交叉成网状图案的平板状的所述连续变化层和所述增强层层叠至金属层，并且通过所述热压工艺将层叠的所述连续变化层、所述增强层和所述金属层一体地压制成所述纤维增强塑料构件。

10.一种包括根据权利要求1所述的纤维增强塑料构件的车辆。

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