CN107599300A - 一种汽车零件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种汽车零件及其制造方法，所述汽车零件的制造方法包括以下步骤：步骤S100，将成型后的碳纤维板装入注塑模具内并进行合模，以成型汽车零件的基体；步骤S200，将热塑性纤维增强塑胶材料加热到熔融状态；步骤S300，将加热后的所述热塑性纤维增强塑胶材料注入所述注塑模具内，使得所述热塑性纤维增强塑胶材料与所述基体成型为一体，以制得所述汽车零件。本发明技术方案在保证汽车零件的强度的同时，便于复杂结构的制造。

Description

一种汽车零件及其制造方法

技术领域

本发明涉及汽车领域，特别涉及一种汽车零件的制造方法。

背景技术

为保证强度，通常汽车零件是采用金属材质来进行制造的。金属材质的汽车零件，一般是通过冲压折弯和切割等方法加工成型，但是该类成型工艺局限性较大，往往只能够加工出较为简单的结构，而难以加工出复杂结构，故不利于复杂结构的制造。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种汽车零件的制造方法，旨在保证汽车零件的强度的同时，便于复杂结构的制造。

为实现上述目的，本发明提出的汽车零件的制造方法，包括以下步骤：

步骤S100，将成型后的碳纤维板装入注塑模具内并进行合模，以成型汽车零件的基体；

步骤S200，将热塑性纤维增强塑胶材料加热到熔融状态；

步骤S300，将加热后的所述热塑性纤维增强塑胶材料注入所述注塑模具内，使得所述热塑性纤维增强塑胶材料与所述基体成型为一体，以制得所述汽车零件。

优选地，所述步骤S100包括：

步骤S110，将所述碳纤维板加工成型为半成品基体；

步骤S120，将所述半成品基体加热到可塑性变形温度；

步骤S130，将加热后的所述半成品基体装入所述注塑模具内后进行合模，以在合模过程中使得所述半成品基体加工成型为成品基体。

优选地，所述步骤S110包括：

步骤S111，将所述碳纤维板进行切割；

步骤S112，将经过切割后的所述碳纤维板加工出通孔，而制得所述半成品基体。

优选地，所述步骤S130具体为：将加热后的所述半成品基体装入所述注塑模具内后进行合模，以在合模过程中使得所述半成品基体弯折形成折弯部而制得成品基体。

优选地，在步骤S300中，所述热塑性纤维增强塑胶材料在所述基体的其中一板面形成第一热塑性纤维增强塑胶材料层，并在所述基体的侧边形成第二热塑性纤维增强塑胶材料层。

优选地，所述热塑性纤维增强塑胶材料为PA66和GF的混合物。

优选地，所述GF与所述热塑性纤维增强塑胶材料的重量比为40％。

优选地，所述热塑性纤维增强塑胶材料为ABS。

本发明还提出一种汽车零件，所述汽车零件由如上所述的汽车零件的制造方法制造所得。

本发明中，通过采用碳纤维板与热塑性纤维增强塑胶材料来共同形成汽车零件的方式，由于碳纤维板的密度远远低于金属件，如钢材的密度，因而可大大降低汽车零件的重量。同时，由于热塑性纤维增强塑胶材料是通过注塑成型的，并且与碳纤维板之间也是通过注塑连接的，故使得汽车零件的生产效率较高，原材料的浪费比例较低；且碳纤维板也是属于热塑性塑料的一种，其与热塑性纤维增强塑胶材料的相互结合性能好，能够保证两者之间的连接可靠性，从而保证了产品的质量要求。此外，碳纤维板的强度高，用以成型汽车零件的强度部分，能够对该部分强度进行局部加强，其强度能够达到甚至超过金属材料；而热塑性纤维增强塑胶材料采用注塑成型的方式，能够成型较为复杂的结构，因而可更好成型汽车零件。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，

在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明汽车零件的制造方法的流程示意图；

图2为图1中步骤S100的细化流程示意图；

图3为图2中步骤S110的细化流程示意图；

图4为本发明汽车零件的结构示意图；

图5为图4中汽车零件的右视图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种汽车零件的制造方法。

在本发明实施例中，如图1所示，该汽车零件的制造方法包括以下步骤：

步骤S100，将成型后的碳纤维板装入注塑模具内并进行合模，以成型汽车零件的基体。

该步骤S100中，碳纤维板可在所述注塑模具内进行成型，例如，可将碳纤维板加热到可塑性变形温度后再放入所述注塑模具内进行合模，则在合模过程中注塑模具对碳纤维板进行挤压，以使得碳纤维板产生形变而成型。当然，碳纤维板也可在其它加工设备上成型好后，再置于注塑模具内进行合模。例如，碳纤维板可在冲压设备上进行冲压成型。

步骤S200，将热塑性纤维增强塑胶材料加热到熔融状态。

具体地，步骤S200包括：

步骤S201，将热塑性纤维增强塑胶材料进行干燥。

该步骤中，将热塑性纤维增强塑胶材料进行干燥的目的是为了去除热塑性纤维增强塑胶材料中的水分，以避免热塑性纤维增强塑胶材料含水分而影响注塑成型。不同材料的干燥温度不同，例如，对于ABS类的材料，烘料温度可设定为100℃，烘料时间设定为3h。

步骤S202，将经过干燥处理后的热塑性纤维增强塑胶材料加热到熔融状态。

该步骤中，热塑性纤维增强塑胶材料是在注塑模具的料筒中被进行加热的。不同的材料的熔融温度不同，例如，对于ABS材料，可加热到250℃。

步骤S300，将加热后的所述热塑性纤维增强塑胶材料注入所述注塑模具内，使得所述热塑性纤维增强塑胶材料与所述基体注塑成型为一体，以制得所述汽车零件。

该步骤中，对热塑性纤维增强塑胶材料施加高压，使其从注射嘴射出而充满模具型腔，且热塑性纤维增强塑胶材料与基体相互连接呈一体。具体地，热塑性纤维增强塑胶材料可包裹基体设置，由于基体的存在，使得成型后的汽车零件强度大大提高，同时，热塑性纤维增强塑胶材料还可在基体表面形成较为复杂的结构。当然，热塑性纤维增强塑胶材料与基体也可呈左右设置，热塑性纤维增强塑胶材料用以成型汽车零件的较为复杂的部分，基体则用以构成汽车零件的强度部分。

本发明中，通过采用碳纤维板与热塑性纤维增强塑胶材料来共同形成汽车零件的方式，由于碳纤维板的密度远远低于金属件，如钢材的密度，因而可大大降低汽车零件的重量。同时，由于热塑性纤维增强塑胶材料是通过注塑成型的，并且与碳纤维板之间也是通过注塑连接的，故使得汽车零件的生产效率较高，原材料的浪费比例较低；且碳纤维板也是属于热塑性塑料的一种，其与热塑性纤维增强塑胶材料的相互结合性能好，能够保证两者之间的连接可靠性，从而保证了产品的质量要求。此外，碳纤维板的强度高，用以成型汽车零件的强度部分，能够对该部分强度进行局部加强，其强度能够达到甚至超过金属材料；而热塑性纤维增强塑胶材料采用注塑成型的方式，能够成型较为复杂的结构，因而可更好成型汽车零件。

请结合参考图2，本发明实施例中，所述步骤S100包括：

步骤S110，将所述碳纤维板加工成型为半成品基体。

该步骤S110中，可对所述碳纤维板进行冲压成型或进行切割，以加工出通孔，或将碳纤维板的外轮廓裁切出来，而形成半成品基体。

请结合参考图3，具体地，所述步骤S110包括：

步骤S111，将所述碳纤维板进行切割；

步骤S112，将经过切割后的所述碳纤维板加工出通孔，而制得所述半成品基体。

本发明实施例中，也可先将碳纤维板加工出通孔，再按照汽车零件的外轮廓对碳纤维板进行切割。当然，对于不需要加工通孔的汽车零件，可省去步骤S112。在其它实施例中，也可采用其它工艺，例如锻造、焊接等将碳纤维板加工成半成品基体。

步骤S120，将所述半成品基体加热到可塑性变形温度。

该步骤S120中，不同的碳纤维板具有不同的可塑性变形温度，通常可将碳纤维板加热到100℃左右。碳纤维板具体可放置在烤箱中进行加热。

步骤S130，将加热后的所述半成品基体装入所述注塑模具内后进行合模，以在合模过程中使得所述半成品基体加工成型为成品基体。

步骤S130中，半成品基体是放置在注塑模具的型腔内的，且注塑模具的动模和定模上形成有相应的定位结构，以避免合模过程中半成品基体移动。同时，在型腔内还形成有相应的压接柱和压接槽等，压接柱抵压半成品基体，以使得半成品基体弯折形成翻边或者是半成品基体部分朝压接槽凹陷，而形成凹槽。

本实施例中，所述步骤S130具体为：将加热后的所述半成品基体装入所述注塑模具内后进行合模，以在合模过程中使得所述半成品基体弯折形成折弯部而制得成品基体。

本发明实施例中，通过将碳纤维板加热到可塑性变形温度，使得碳纤维板更容易发生形变，则便于合模过程中碳纤维板的成型。同时，加热后的碳纤维板能够更好地与热塑性纤维增强塑胶材料结合。

本发明实施例中，在步骤S300中，所述热塑性纤维增强塑胶材料在所述基体的其中一板面形成第一热塑性纤维增强塑胶材料层，并在所述基体的侧边形成第二热塑性纤维增强塑胶材料层。优选地，所述第一热塑性纤维增强塑胶材料层覆盖所述基体的板面设置，第二热塑性纤维增强塑胶材料层与所述第一热塑性纤维增强塑胶材料层相互连接。该实施例中，由于第一热塑性纤维增强塑胶材料层是覆盖基体的其中一板面设置的，基体与热塑性纤维增强塑胶材料之间的接触面积较大，利于基体与热塑性纤维增强塑胶材料之间的接合，能够大大减小基体与热塑性纤维增强塑胶材料之间脱落的可能性。当然，基体也可嵌设于热塑性纤维增强塑胶材料内。该实施例中，所述第一热塑性纤维增强塑胶材料层与所述基体共同构成汽车零件的强度部分。此外，由于第二热塑性纤维增强塑胶材料层是位于所述基体的侧边的，则第二热塑性纤维增强塑胶材料层能够注塑成型为汽车零件的复杂结构部分。

进一步地，本发明实施例中，在步骤S300之后还包括：

当所述热塑性纤维增强塑胶材料与所述碳纤维板注塑成型为一体后，对制得的所述汽车零件进行冷却到合适温度；

当汽车零件进行冷却到合适温度后开模，并取出汽车零件。

本发明实施例中，所述热塑性纤维增强塑胶材料为PA66(尼龙66)和GF(玻璃纤维)的混合物。优选地，所述GF与所述热塑性纤维增强塑胶材料的重量比为40％。采用PA66和重量比为40％的GF的热塑性纤维增强塑胶材料，其与碳纤维板的接合性能好，能够有效避免热塑性纤维增强塑胶材料与碳纤维板的脱离。当然，所述GF与所述热塑性纤维增强塑胶材料的重量比也可为30％或50％等其它数值，所述热塑性纤维增强塑胶材料也可为ABS等。

本发明还提出一种汽车零件，所述汽车零件由如上所述的汽车零件的制造方法所制得。

具体地，以下以一种汽车零件为例进行说明，但本发明中的汽车零件的结构不限于此。

请结合参考图4和图5，本发明实施例中，所述汽车零件包括由碳纤维板制得的基体2，以及均由热塑性纤维增强塑胶材料1所形成的第一热塑性纤维增强塑胶材料层和第二热塑性纤维增强塑胶材料层。所述第一热塑性纤维增强塑胶材料层覆盖所述基体2的其中一板面设置，所述第二热塑性纤维增强塑胶材料层位于所述基体2的侧边，并与第一热塑性纤维增强塑胶材料层连接。优选地，第一热塑性纤维增强塑胶材料层的形状是与基体2的形状相同，两者适配贴合，第一热塑性纤维增强塑胶材料层与基体2的厚度之和等于第二热塑性纤维增强塑胶材料层的厚度，第二热塑性纤维增强塑胶材料层的其中一表面与第一热塑性纤维增强塑胶材料层平齐，第二热塑性纤维增强塑胶材料层相对的另一表面则与基体2平齐。

本实施例中，由于第一热塑性纤维增强塑胶材料层是覆盖基体2的其中一板面设置的，基体2与热塑性纤维增强塑胶材料之间的接触面积较大，利于基体2与热塑性纤维增强塑胶材料之间的接合，能够大大减小基体2与热塑性纤维增强塑胶材料之间脱落的可能性。该实施例中，所述第一热塑性纤维增强塑胶材料层与所述基体2共同构成汽车零件的强度部分。此外，由于第二热塑性纤维增强塑胶材料层是位于所述基体2的侧边的，则第二热塑性纤维增强塑胶材料层能够成型汽车零件的复杂结构部分。

该由碳纤维板制得的基体2包括均呈长条状的第一板体21和两第二板体22，两第二板体22分设于第一板体21的两端，并位于第一板体21的同一侧。在第一板体21和第二板体22上均设有通孔23，且两第二板体22的自由端均设有折弯部24，两第二板体22的折弯部24朝同一方向弯折。

在进行加工时，先将碳纤维板裁切出具有第一板体21和两第二板体22的大致形状，然后将碳纤维板置于冲压机上进行冲孔，以加工出通孔23，制得半成品基体。接着将半成品基体加热后放入注塑模具中合模，合模过程中，当定模和动模接触时，抵压两第二板体22，以在两第二板体22上分别形成折弯部24，从而制得成品基体。再将热塑性纤维增强塑胶材料1加热到熔融状态后进行注塑，以使得碳纤维板的同一板面全部覆盖热塑性纤维增强塑胶材料1。

该汽车零件若采用钢材制造，其重量达到1.038kg，而本发明中，采用碳纤维板和热塑性纤维增强塑胶材料1的方式，使得其整体重量降低到0.33kg，减重率(1.038-0.33)/1.038*100％＝68.2％)，大大降低了整个汽车零件的重量。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种汽车零件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S100，将成型后的碳纤维板装入注塑模具内并进行合模，以成型汽车零件的基体；

步骤S200，将热塑性纤维增强塑胶材料加热到熔融状态；

步骤S300，将加热后的所述热塑性纤维增强塑胶材料注入所述注塑模具内，使得所述热塑性纤维增强塑胶材料与所述基体成型为一体，以制得所述汽车零件。

2.如权利要求1所述的汽车零件的制造方法，其特征在于，所述步骤S100包括：

步骤S110，将所述碳纤维板加工成型为半成品基体；

步骤S120，将所述半成品基体加热到可塑性变形温度；

步骤S130，将加热后的所述半成品基体装入所述注塑模具内后进行合模，以在合模过程中使得所述半成品基体加工成型为成品基体。

3.如权利要求2所述的汽车零件的制造方法，其特征在于，所述步骤S110包括：

步骤S111，将所述碳纤维板进行切割；

步骤S112，将经过切割后的所述碳纤维板加工出通孔，而制得所述半成品基体。

4.如权利要求2所述的汽车零件的制造方法，其特征在于，所述步骤S130具体为：将加热后的所述半成品基体装入所述注塑模具内后进行合模，以在合模过程中使得所述半成品基体弯折形成折弯部而制得成品基体。

5.如权利要求1所述的汽车零件的制造方法，其特征在于，在步骤S300中，所述热塑性纤维增强塑胶材料在所述基体的其中一板面形成第一热塑性纤维增强塑胶材料层，并在所述基体的侧边形成第二热塑性纤维增强塑胶材料层。

6.如权利要求1至5任意一项所述的汽车零件的制造方法，其特征在于，所述热塑性纤维增强塑胶材料为PA66和GF的混合物。

7.如权利要求6所述的汽车零件的制造方法，其特征在于，所述GF与所述热塑性纤维增强塑胶材料的重量比为40％。

8.如权利要求1至5任意一项所述的汽车零件的制造方法，其特征在于，所述热塑性纤维增强塑胶材料为ABS。

9.一种汽车零件，其特征在于，所述汽车零件由如求1至8任意一项所述的汽车零件的制造方法制造所得。