RU2707597C2 - Vehicle instrument panel (embodiments) and vehicle component forming method - Google Patents
Vehicle instrument panel (embodiments) and vehicle component forming method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2707597C2 RU2707597C2 RU2016117401A RU2016117401A RU2707597C2 RU 2707597 C2 RU2707597 C2 RU 2707597C2 RU 2016117401 A RU2016117401 A RU 2016117401A RU 2016117401 A RU2016117401 A RU 2016117401A RU 2707597 C2 RU2707597 C2 RU 2707597C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- base
- glass
- fibers
- dashboard
- vehicle
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 98
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims abstract description 39
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims abstract description 31
- 229920006122 polyamide resin Polymers 0.000 claims abstract description 29
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 56
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 54
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 54
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 51
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 46
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 35
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 claims description 30
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 21
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 14
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 13
- -1 aluminum metals Chemical class 0.000 claims description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 6
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004693 Polybenzimidazole Substances 0.000 claims description 5
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 5
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 claims description 5
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 5
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 claims description 5
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000001722 carbon compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- IVJISJACKSSFGE-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;1,3,5-triazine-2,4,6-triamine Chemical compound O=C.NC1=NC(N)=NC(N)=N1 IVJISJACKSSFGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;phenol Chemical compound O=C.OC1=CC=CC=C1 SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 claims description 5
- 229920002480 polybenzimidazole Polymers 0.000 claims description 5
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 claims description 5
- 229920013745 polyesteretherketone Polymers 0.000 claims description 5
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 5
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 claims description 5
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 5
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 5
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 5
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 150000003457 sulfones Chemical class 0.000 claims description 4
- 229920000785 ultra high molecular weight polyethylene Polymers 0.000 claims description 4
- 241000531908 Aramides Species 0.000 claims description 3
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 3
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 claims description 3
- 239000004699 Ultra-high molecular weight polyethylene Substances 0.000 claims description 3
- 239000004760 aramid Substances 0.000 claims description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 claims description 3
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 2
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 claims description 2
- QYKIQEUNHZKYBP-UHFFFAOYSA-N Vinyl ether Chemical compound C=COC=C QYKIQEUNHZKYBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims 1
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 21
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 19
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 4
- 208000016261 weight loss Diseases 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 3
- 229920001567 vinyl ester resin Polymers 0.000 description 3
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 3
- 229920002614 Polyether block amide Polymers 0.000 description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M Sodium bicarbonate-14C Chemical compound [Na+].O[14C]([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000011094 fiberboard Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000000135 prohibitive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D29/00—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof
- B62D29/04—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof predominantly of synthetic material
- B62D29/043—Superstructures
-
- B60K35/50—
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
- B29C44/02—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of definite length, i.e. discrete articles
- B29C44/04—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of definite length, i.e. discrete articles consisting of at least two parts of chemically or physically different materials, e.g. having different densities
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/04—Carbon
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
- B29C44/02—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of definite length, i.e. discrete articles
- B29C44/027—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of definite length, i.e. discrete articles the foaming continuing or beginning when the mould is opened
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
- B29C44/02—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of definite length, i.e. discrete articles
- B29C44/04—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of definite length, i.e. discrete articles consisting of at least two parts of chemically or physically different materials, e.g. having different densities
- B29C44/06—Making multilayered articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/0005—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor using fibre reinforcements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K37/00—Dashboards
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B60R13/00—Elements for body-finishing, identifying, or decorating; Arrangements or adaptations for advertising purposes
- B60R13/02—Internal Trim mouldings ; Internal Ledges; Wall liners for passenger compartments; Roof liners
- B60R13/0256—Dashboard liners
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D25/00—Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
- B62D25/08—Front or rear portions
- B62D25/14—Dashboards as superstructure sub-units
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D29/00—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof
- B62D29/04—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof predominantly of synthetic material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/02—Fibres or whiskers
- C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
- C08K7/06—Elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
- B29C44/34—Auxiliary operations
- B29C44/36—Feeding the material to be shaped
- B29C44/38—Feeding the material to be shaped into a closed space, i.e. to make articles of definite length
- B29C44/42—Feeding the material to be shaped into a closed space, i.e. to make articles of definite length using pressure difference, e.g. by injection or by vacuum
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/68—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks
- B29C70/84—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks by moulding material on preformed parts to be joined
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2023/00—Use of polyalkenes or derivatives thereof as moulding material
- B29K2023/10—Polymers of propylene
- B29K2023/12—PP, i.e. polypropylene
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2063/00—Use of EP, i.e. epoxy resins or derivatives thereof, as moulding material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2067/00—Use of polyesters or derivatives thereof, as moulding material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2077/00—Use of PA, i.e. polyamides, e.g. polyesteramides or derivatives thereof, as moulding material
- B29K2077/10—Aromatic polyamides [polyaramides] or derivatives thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2023/00—Tubular articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2031/00—Other particular articles
- B29L2031/30—Vehicles, e.g. ships or aircraft, or body parts thereof
- B29L2031/3005—Body finishings
- B29L2031/3008—Instrument panels
-
- B60K2360/60—
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K35/00—Arrangement of adaptations of instruments
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K13/00—Use of mixtures of ingredients not covered by one single of the preceding main groups, each of these compounds being essential
- C08K13/02—Organic and inorganic ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/08—Metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/24—Acids; Salts thereof
- C08K3/26—Carbonates; Bicarbonates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/28—Nitrogen-containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/34—Silicon-containing compounds
- C08K3/36—Silica
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/38—Boron-containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/40—Glass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/04—Oxygen-containing compounds
- C08K5/10—Esters; Ether-esters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/02—Fibres or whiskers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/02—Fibres or whiskers
- C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
- C08K7/14—Glass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/22—Expanded, porous or hollow particles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K9/00—Use of pretreated ingredients
Abstract
Description
Настоящее изобретение, в целом, относится к конструкциям композитных компонентов и, в частности, к конструкциям композитной приборной панели транспортного средства и способам их изготовления.The present invention generally relates to structures of composite components and, in particular, to structures of a composite vehicle dashboard and methods for their manufacture.
Становится в большей степени распространенным для транспортных средств использовать легкие компоненты и конструкции, для того чтобы уменьшать вес транспортного средства, в особенности в больших внутренних компонентах транспортного средства, таких как приборные панели. Уменьшения веса могут повышать эксплуатационные качества и экономию топлива транспортного средства. Уменьшение веса может быть осуществлено посредством замены современных материалов компонентов транспортного средства более легкими материалами. Однако, в некоторых случаях, более легкие материалы, применяемые в транспортных средствах, могут иметь меньшую механическую целостность, чем их более тяжелые аналоги.It is becoming more common for vehicles to use lightweight components and structures in order to reduce vehicle weight, especially in large interior vehicle components such as dashboards. Weight reductions can enhance vehicle performance and fuel economy. Weight reduction can be accomplished by replacing modern vehicle components with lighter materials. However, in some cases, lighter materials used in vehicles may have less mechanical integrity than their heavier counterparts.
В других случаях, некоторые более легкие материалы, такие как упрочненные углеродным волокном композиты, фактически могут иметь улучшенные механические характеристики над традиционными материалами. К сожалению, затраты на производство при создании компонентов транспортного средства с использованием этих материалов могут быть непомерно высокими или по меньшей мере недостаточно низкими, чтобы компенсировать потенциальные улучшения эксплуатационных качеств и экономии топлива транспортного средства. Кроме того, эти более прочные композитные материалы часто применяются в больших компонентах транспортного средства, которые имеют только одну или небольшое количество областей, которые фактически требуют улученных механических характеристик.In other cases, some lighter materials, such as carbon fiber hardened composites, may in fact have improved mechanical properties over traditional materials. Unfortunately, the manufacturing costs of creating vehicle components using these materials can be prohibitive or at least not low enough to offset potential improvements in performance and fuel economy of the vehicle. In addition, these more durable composite materials are often used in large vehicle components that have only one or a small number of areas that actually require improved mechanical characteristics.
Соответственно, есть необходимость в легких компонентах транспортного средства, имеющих лучшие или сопоставимые механические характеристики по сравнению с традиционными компонентами транспортного средства. Также есть потребность приспосабливать механические свойства в конкретных областях в пределах этих компонентов для конкретного применения, таким образом, минимизируя использование дорогостоящих армирующих материалов и доводя до максимума улучшения механических свойств там, где это требуется в компоненте.Accordingly, there is a need for light vehicle components having better or comparable mechanical characteristics compared to traditional vehicle components. There is also a need to tailor mechanical properties in specific areas within these components for a particular application, thereby minimizing the use of expensive reinforcing materials and maximizing mechanical properties where required in the component.
Согласно одному из аспектов этого изобретения, приборная панель транспортного средства включает в себя основу, включающую в себя первое множество рубленных углеродных волокон в первой полиамидной смоле и вспученное усиление, присоединенное к основе, имеющее второе множество рубленных углеродных волокон во второй полиамидной смоле. Первое множество рубленных углеродных волокон и первое множество стеклянных волокон в основе разделены, так чтобы углеродные волокна и стеклянные волокна каждые были по существу сосредоточены в пределах соответственных частей водительской стороны и пассажирской стороны основы. Вспученный конструктивный канал имеет второе множество рубленных стеклянных волокон в третьей полиамидной смоле. Канал, усиление и основа соединены для формирования полой трубы.According to one aspect of this invention, a vehicle dashboard includes a base including a first plurality of chopped carbon fibers in a first polyamide resin and an expanded reinforcement attached to a base having a second plurality of chopped carbon fibers in a second polyamide resin. The first plurality of chopped carbon fibers and the first plurality of glass fibers at the base are separated so that the carbon fibers and glass fibers each are substantially concentrated within the respective parts of the driver side and the passenger side of the base. The expanded structural channel has a second plurality of chopped glass fibers in a third polyamide resin. The channel, reinforcement and base are connected to form a hollow pipe.
Согласно еще одному аспекту этого изобретения, приборная панель транспортного средства, имеющая первый вспученный элемент, включает в себя первый волоконный композитный материал. Второй вспученный элемент включает в себя второй волоконный композитный материал. Основа, присоединенная к вспученным элементам, включает в себя первый волоконный материал и второй волоконный материал в смоле. Первый и второй волоконные материалы разделены на соответственные части водительской стороны и пассажирской стороны основы. Первый и второй вспученные элементы присоединены, чтобы поддерживать основу.According to another aspect of this invention, a vehicle dashboard having a first expanded element includes a first fiber composite material. The second expanded element includes a second fiber composite material. The base attached to the expanded elements includes a first fiber material and a second fiber material in the resin. The first and second fiber materials are divided into respective parts of the driver side and the passenger side of the base. The first and second expanded elements are attached to support the base.
Согласно еще одному аспекту этого изобретения, способ формирования компонента транспортного средства включает в себя этапы плавления первого композита, имеющего первый волоконный материал, первую смолу и первый вспучивающий агент, и плавление второго композита, имеющего второй волоконный материал, вторую смолу и второй вспучивающий агент. Расплавленные первый и второй композиты затем инжектируются в литейную форму, так чтобы первый и второй композиты каждый был по существу сосредоточен в соответственных первой и второй частях литейной формы. Литейная форма затем открывается, предоставляя расплавленным композитам возможность вспучиваться. Охлажденные и вспученные композиты формируют компонент приборной панели.According to another aspect of this invention, a method of forming a vehicle component includes the steps of melting a first composite having a first fiber material, a first resin and a first intumescent agent, and melting a second composite having a second fiber material, a second resin and a second intumescent agent. The molten first and second composites are then injected into the mold so that the first and second composites are each essentially concentrated in the respective first and second parts of the mold. The mold is then opened, allowing molten composites to swell. Chilled and expanded composites form a dashboard component.
Таким образом, согласно первому объекту настоящего изобретения создана приборная панель транспортного средства, содержащая: основу, содержащую первое множество рубленных углеродных волокон и первое множество рубленных стеклянных волокон в первой полиамидной смоле; вспученное усиление, присоединенное к основе и содержащее второе множество рубленных углеродных волокон во второй полиамидной смоле, при этом первое множество рубленных углеродных волокон и первое множество стеклянных волокон в основе разделены так, чтобы каждые из углеродных волокон и стеклянных волокон были по существу сосредоточены в соответственных частях водительской стороны и пассажирской стороны основы; и вспученный конструктивный канал, содержащий второе множество рубленных стеклянных волокон в третьей полиамидной смоле, при этом канал, усиление и основа соединены для формирования полой трубы.Thus, according to a first aspect of the present invention, there is provided a vehicle dashboard comprising: a base comprising a first plurality of chopped carbon fibers and a first plurality of chopped glass fibers in a first polyamide resin; an expanded reinforcement attached to the base and containing a second plurality of chopped carbon fibers in a second polyamide resin, wherein the first plurality of chopped carbon fibers and the first plurality of glass fibers at the base are separated so that each of the carbon fibers and glass fibers are substantially concentrated in respective parts driver side and passenger side of the base; and an expanded structural channel containing a second plurality of chopped glass fibers in a third polyamide resin, wherein the channel, reinforcement and base are connected to form a hollow pipe.
Предпочтительно, первое множество рубленных углеродных волокон в основе имеет объемную долю волокон в полиамидной смоле от приблизительно 15% до приблизительно 40%. Preferably, the first plurality of chopped carbon fibers in the base has a fiber volume fraction of about 15% to about 40% in the polyamide resin.
Предпочтительно, первое и второе множества пузырьков газа расположены во вспученном усилении и вспученном конструктивном канале, соответственно.Preferably, the first and second plurality of gas bubbles are located in the expanded reinforcement and the expanded structural channel, respectively.
Предпочтительно, первое множество рубленных углеродных волокон в основе имеют среднюю длину волокна от приблизительно 5 мм до приблизительно 7 мм.Preferably, the first plurality of chopped carbon fibers in the base have an average fiber length of from about 5 mm to about 7 mm.
Предпочтительно, основа дополнительно содержит пограничную область, при этом первое множество рубленных углеродных и стеклянных волокон в основе по существу смешаны в пограничной области. Preferably, the base further comprises a boundary region, wherein the first plurality of chopped carbon and glass fibers in the base are substantially mixed in the boundary region.
Предпочтительно, первое множество рубленных углеродных волокон в части водительской стороны основы имеет объемную долю волокон приблизительно от 30% до 40% в первой полиамидной смоле, первое множество рубленных стеклянных волокон в части пассажирской стороны имеет объемную долю волокон приблизительно от 30% до 40% в первой полиамидной смоле, а каждое из первого множества рубленных углеродных волокон и первого множества рубленных стеклянных волокон в пограничной области имеет объемную долю волокон приблизительно от 15% до 20% в первой полиамидной смоле. Preferably, the first plurality of chopped carbon fibers in the driver side portion of the base has a fiber volume fraction of about 30% to 40% in the first polyamide resin, the first plurality of chopped carbon fibers in the passenger side portion has a fiber volume fraction of about 30% to 40% in the first polyamide resin, and each of the first set of chopped carbon fibers and the first set of chopped glass fibers in the boundary region has a fiber volume fraction of about 15% to 20% in the first polyamide hydrochloric resin.
Предпочтительно, конструктивный канал расположен между усилением и основой. Preferably, the structural channel is located between the reinforcement and the base.
Предпочтительно, полая труба, образованная усилением и каналом, выполнена с возможностью распределения воздуха внутри приборной панели. Preferably, the hollow tube formed by the reinforcement and the channel is configured to distribute air within the dashboard.
Предпочтительно, по существу полая труба проходит по длине приборной панели.Preferably, the substantially hollow pipe extends along the length of the dashboard.
Предпочтительно, первая полиамидная смола основы является вспученной. Preferably, the first polyamide base resin is expanded.
Согласно второму объекту изобретения создана приборная панель транспортного средства, содержащая: первый вспученный элемент, содержащий первый волоконный композитный материал; второй вспученный элемент, содержащий второй волоконный композитный материал; основу, присоединенную к вспученным элементам и содержащую первый волоконный материал и второй волоконный материал в смоле, причем первый и второй волоконные материалы разделены на соответственные части водительской стороны и пассажирской стороны основы, при этом первый и второй вспученные элементы присоединены для поддержания основы.According to a second aspect of the invention, a vehicle dashboard is provided comprising: a first expanded member comprising a first fiber composite material; a second expanded element comprising a second fiber composite material; a base attached to the expanded elements and containing the first fiber material and the second fiber material in the resin, the first and second fiber materials being divided into respective parts of the driver side and the passenger side of the base, with the first and second expanded elements attached to support the base.
Предпочтительно, каждый из первого и второго вспученных элементов содержит множество пузырьков газа, расположенных по всему объему. Preferably, each of the first and second expanded elements contains a plurality of gas bubbles located throughout the volume.
Предпочтительно, каждый из первого и второго волоконных материалов выбран из группы материалов, состоящей из: углеродных соединений, арамидов, алюминиевых металлов, оксидов алюминия, сталей, бора, кремнеземов, карбида кремния, нитрида кремния, полиэтиленов со сверхвысокой молекулярной массой, A-стекла, E-стекла, E-CR-стекла, C-стекла, D-стекла, R-стекла и S-стекла. Preferably, each of the first and second fiber materials is selected from the group of materials consisting of carbon compounds, aramides, aluminum metals, aluminum oxides, steels, boron, silicas, silicon carbide, silicon nitride, ultra high molecular weight polyethylene, A-glass, E-glass, E-CR-glass, C-glass, D-glass, R-glass and S-glass.
Предпочтительно, смола выбрана из группы материалов, состоящей из: полиамида, полипропилена, эпоксидной смолы, полиэстера, винилового сложного эфира, полиэфирного эфиркетона, полифенилен-сульфида, полиэфирамида, поликарбоната, силикона, полиимида, полиэфир-сульфона, меламин-формальдегида, фенол-формальдегида и полибензимидазола. Preferably, the resin is selected from the group of materials consisting of: polyamide, polypropylene, epoxy, polyester, vinyl ester, polyester ether ketone, polyphenylene sulfide, polyether amide, polycarbonate, silicone, polyimide, polyester sulfone, melamine formaldehyde, phenol formaldehyde and polybenzimidazole.
Согласно третьему объекту изобретения создан способ формирования компонента транспортного средства, при котором: плавят первый композит, содержащий первый волоконный материал, первую смолу и первый вспучивающий агент; плавят второй композит, содержащий второй волоконный материал, вторую смолу и второй вспучивающий агент; инжектируют расплавленные композиты в литейную форму так, чтобы каждый из первого и второго композитов был по существу сосредоточен в соответственных первой и второй частях литейной формы; открывают литейную форму и обеспечивают расплавленным композитам возможность вспучиваться; и охлаждают расплавленные и вспученные композиты для формирования компонента приборной панели.According to a third aspect of the invention, there is provided a method for forming a vehicle component, wherein: a first composite is melted comprising a first fiber material, a first resin and a first intumescent agent; melting a second composite containing a second fiber material, a second resin and a second intumescent agent; molten composites are injected into the mold so that each of the first and second composites is substantially concentrated in the respective first and second parts of the mold; open the mold and provide molten composites with the ability to swell; and cool the molten and expanded composites to form a dashboard component.
Предпочтительно, каждый из первого и второго волоконных материалов выбирают из группы материалов, состоящей из: углеродных соединений, арамидов, алюминиевых металлов, оксидов алюминия, сталей, бора, кремнеземов, карбида кремния, нитрида кремния, полиэтиленов со сверхвысокой молекулярной массой, A-стекла, E-стекла, E-CR-стекла, C-стекла, D-стекла, R-стекла и S-стекла. Preferably, each of the first and second fiber materials is selected from the group of materials consisting of: carbon compounds, aramides, aluminum metals, aluminum oxides, steels, boron, silicas, silicon carbide, silicon nitride, ultra high molecular weight polyethylene, A-glass, E-glass, E-CR-glass, C-glass, D-glass, R-glass and S-glass.
Предпочтительно, каждая из первой и второй смол выбрана из группы материалов, состоящей из: полиамида, полипропилена, эпоксидной смолы, полиэстера, винилового сложного эфира, полиэфирного эфиркетона, полифенилен-сульфида, полиэфирамида, поликарбоната, силикона, полиимида, полиэфир-сульфона, меламин-формальдегида, фенол-формальдегида и полибензимидазола.Preferably, each of the first and second resins is selected from the group of materials consisting of: polyamide, polypropylene, epoxy, polyester, vinyl ester, polyester ether ketone, polyphenylene sulfide, polyether amide, polycarbonate, silicone, polyimide, polyester sulfone, melamine- formaldehyde, phenol-formaldehyde and polybenzimidazole.
Предпочтительно, каждая из первой и второй частей имеет объемную долю волокон соответственных первого и второго волоконных материалов в соответственных первой и второй смолах от приблизительно 15% до приблизительно 40%.Preferably, each of the first and second parts has a volume fraction of fibers of the respective first and second fiber materials in the respective first and second resins from about 15% to about 40%.
Предпочтительно, первый волоконный материал в первой части имеет объемную долю волокон приблизительно от 30% до 40% в первой смоле, второй волоконный материал в части имеет объемную долю волокон приблизительно от 30% до 40% во второй смоле, а каждый из первого и второго волоконных материалов в пограничной области имеет объемную долю волокон приблизительно от 15% до 20% в смеси первой и второй смол. Preferably, the first fiber material in the first part has a fiber volume fraction of about 30% to 40% in the first resin, the second fiber material in the part has a fiber volume fraction of about 30% to 40% in the second resin, and each of the first and second fiber materials in the boundary region has a volume fraction of fibers from about 15% to 20% in the mixture of the first and second resins.
Предпочтительно, первый и второй вспучивающие агенты выбирают из группы, состоящей из: азота, углекислого газа, гидразина и бикарбоната натрия.Preferably, the first and second intumescent agents are selected from the group consisting of: nitrogen, carbon dioxide, hydrazine and sodium bicarbonate.
Эти и другие признаки, преимущества и задачи настоящего изобретения будут дополнительно поняты и оценены по достоинству специалистами в данной области техники посредством обращения к последующим описанию изобретения, формуле изобретения и прилагаемым чертежам, на которых:These and other features, advantages and objects of the present invention will be further understood and appreciated by those skilled in the art by referring to the following description of the invention, claims and the accompanying drawings, in which:
фиг. 1 - вид сверху в перспективе приборной панели транспортного средства внутри транспортного средства согласно одному из вариантов осуществления;FIG. 1 is a top perspective view of a vehicle dashboard inside a vehicle according to one embodiment;
фиг. 2 - изображение в разобранном виде сверху в перспективе приборной панели, изображенной на фиг. 1;FIG. 2 is an exploded top view in perspective of the dashboard of FIG. one;
фиг. 2A - увеличенный вид в поперечном разрезе приборной панели с фиг. 2, взятый по IIA-IIA;FIG. 2A is an enlarged cross-sectional view of the dashboard of FIG. 2 taken from IIA-IIA;
фиг. 2B - увеличенный вид в поперечном разрезе приборной панели с фиг. 2, взятый по IIB–IIB;FIG. 2B is an enlarged cross-sectional view of the dashboard of FIG. 2 taken from IIB – IIB;
фиг. 2C - увеличенный вид в поперечном разрезе приборной панели с фиг. 2, взятый по IIC-IIC;FIG. 2C is an enlarged cross-sectional view of the dashboard of FIG. 2 taken from IIC-IIC;
фиг. 2D - увеличенный вид в поперечном разрезе приборной панели с фиг. 2, взятый по IID–IID;FIG. 2D is an enlarged cross-sectional view of the dashboard of FIG. 2 taken by IID – IID;
фиг. 2E - увеличенный вид в поперечном разрезе приборной панели с фиг. 2, взятый по IIE–IIE;FIG. 2E is an enlarged cross-sectional view of the dashboard of FIG. 2, taken from IIE – IIE;
фиг. 3 - вид сверху в перспективе системы инжекционного формования согласно дополнительному варианту осуществления;FIG. 3 is a top perspective view of an injection molding system according to a further embodiment;
фиг. 4A - вид в поперечном разрезе системы инжекционного формования с фиг. 3 во время этапа инжекции расплавленных композитов в литейную форму, взятый по линии X-X;FIG. 4A is a cross-sectional view of the injection molding system of FIG. 3 during the step of injecting molten composites into a mold taken along line X-X;
фиг. 4B - вид в поперечном разрезе системы инжекционного формования с фиг. 3 во время этапа смешивания расплавленных композитов, взятый по линии X-X;FIG. 4B is a cross-sectional view of the injection molding system of FIG. 3 during the mixing step of the molten composites taken along line X-X;
фиг. 5A - вид в поперечном разрезе системы инжекционного формования с фиг. 3 во время этапа открывания литейной формы, взятый по линии X-X;FIG. 5A is a cross-sectional view of the injection molding system of FIG. 3 during the mold opening step taken along line X-X;
фиг. 5B - вид в поперечном разрезе системы инжекционного формования с фиг. 3 во время этапа вспучивания расплавленных композитов, взятый по линии X-X; иFIG. 5B is a cross-sectional view of the injection molding system of FIG. 3 during the expansion step of the molten composites taken along line X-X; and
фиг. 6 - схема способа для формирования компонента транспортного средства с использованием системы инжекционного формования с фиг. 4 согласно еще одному варианту осуществления.FIG. 6 is a schematic diagram of a method for forming a vehicle component using the injection molding system of FIG. 4 according to yet another embodiment.
В целях описания в материалах настоящей заявки, термины «верхний», «нижний», «правый», «левый», «задний», «передний», «вертикальный», «горизонтальный» и их производные будут относиться к изобретению в качестве ориентированных на фиг. 1. Однако, должно быть понятно, что изобретение может допускать различные альтернативные ориентации, за исключением случаев, когда явным образом указано иное. Также должно быть понятно, что конкретные устройства и последовательности операций, проиллюстрированные на прилагаемых чертежах и описанные в последующем описании, являются просто примерными вариантами осуществления обладающих признаками изобретения концепций, определенных в прилагаемой формуле изобретения. Отсюда, конкретные размеры и другие физические характеристики, относящиеся к вариантам осуществления, раскрытым в материалах настоящей заявки, не должны рассматриваться в качестве ограничивающих, если формула изобретения явным образом не заявляет иное.For the purposes of description in the materials of this application, the terms “upper”, “lower”, “right”, “left”, “rear”, “front”, “vertical”, “horizontal” and their derivatives will refer to the invention as oriented in FIG. 1. However, it should be understood that the invention may allow various alternative orientations, unless explicitly stated otherwise. It should also be understood that the specific devices and flowcharts illustrated in the accompanying drawings and described in the following description are merely exemplary embodiments of the inventive concepts defined in the appended claims. Hence, the specific dimensions and other physical characteristics related to the embodiments disclosed in the materials of this application should not be construed as limiting unless the claims expressly states otherwise.
На фиг. 1 изображена кабина 10 транспортного средства 14. Транспортное средство 14 включает в себя область 18 водительской стороны и область 22 пассажирской стороны. Внутри кабины 10 находится приборная панель 26, среди других компонентов транспортного средства, таких как ветровое стекло 36. Приборная панель 26 расположена в переднем направлении транспортного средства от пассажира, сидящего в кабине 10, и в целом под ветровым стеклом 36. Приборная панель 26 имеет часть 40 водительской стороны, часть 44 центральной консоли и часть 48 пассажирской стороны. Эти части приборной панели 26 и конкретные области или места в ее пределах часто имеют отличающиеся требования к механическим свойствам. In FIG. 1 shows a
В качестве используемого в этом изобретении, «наружный» указывает ссылкой на боковые стороны, самые близкие к двери 52 водительской стороны и двери 56 пассажирской стороны в транспортном средстве 14. Термин «внутренний» в качестве используемого в материалах настоящей заявки указывает ссылкой на центральную зону в транспортном средстве 14 внутри от поперечно противоположных наружных сторон или областей. As used in this invention, “exterior” refers to the sides closest to the
Части 40, 48 водительской стороны и пассажирской стороны приборной панели 26 находятся в реальной близости от соответственных областей 18, 22 водительской стороны и пассажирской стороны транспортного средства 14. Часть 40 водительской стороны приборной панели 26 включает в себя комбинацию 60 приборов, накрытую козырьком 64 комбинации приборов. Ниже комбинации 60 приборов расположена рулевая колонка 68. Рулевая колонка 68 поддерживается приборной панелью 26 и зацепляется с системой рулевого управления (не показана) в переднем направлении транспортного средства от приборной панели 26. Рулевая колонка 68 продолжается из системы рулевого управления в кабину 10 через приборную панель 26. Рулевая колонка 68 имеет рулевое колесо 72, расположенное в кабине 10 в области 18 водительской стороны транспортного средства 14. Рулевое колесо 72 включает в себя водительскую подушку 76 безопасности, которая является развертываемой при испытании события достаточного столкновения транспортного средства. По существу, часть 40 водительской стороны приборной панели 26 может иметь взыскательные механические требования, в частности, в местах, где она должна поддерживать другие компоненты транспортного средства, подверженные переменным нагрузкам и движению, например, рулевую колонку 68.
На каждой наружной стороне приборной панели 26 находится боковое вентиляционное отверстие 80. Приборная панель 26 также включает в себя набор центральных вентиляционных отверстий 84, расположенных в части 44 центральной консоли приборной панели 26. Часть 44 центральной консоли приборной панели 26 расположена между частью 40 водительской стороны и частью 48 пассажирской стороны. Часть 44 центральной консоли включает в себя интерфейс 88, который является пригодным для эксплуатации занимающими места людьми обеих областей 18, 22 водительской стороны и пассажирской стороны транспортного средства 14. Часть 44 центральной консоли присоединена как к части 40 водительской стороны, так и к части 48 пассажирской стороны приборной панели 26.On each outer side of the
Как также изображено на фиг. 1, часть 48 пассажирской стороны приборной панели 26 включает в себя узел 110 перчаточного ящика и узел 114 пассажирской подушки безопасности, который расположен выше узла 110. Узел 110 перчаточного ящика включает в себя дверцу 118 перчаточного ящика, дающую возможность доступа в короб перчаточного ящика (не показан). В некоторых вариантах осуществления, узел 110 перчаточного ящика является отдельным компонентом от приборной панели 26 и вставляется и прикрепляется во время производства транспортного средства. В других вариантах осуществления, короб перчаточного ящика узла 110 в целом сформирован из основы 120 приборной панели (см. фиг. 2) из приборной панели 26, а дверца 118 перчаточного ящика является отдельным компонентом, который прикрепляется во время производства. В зависимости от конфигурации части 48 пассажирской стороны, она может иметь центральные области или места, которые требуют дополнительного механического упрочнения, такие как где она содержит в себе или прикрепляется к узлу 110 перчаточного ящика.As also shown in FIG. 1,
Узел 114 пассажирской подушки безопасности включает в себя желоб 124 пассажирской подушки безопасности (см. фиг. 2) и другие компоненты, такие как пассажирская подушка безопасности, контейнер подушки безопасности и нагнетательный насос. Во время события столкновения транспортного средства, пассажирская подушка безопасности надувается нагнетательным насосом (не показан), тем самым, заставляя пассажирскую подушку безопасности расширяться из бачка через желоб 124 пассажирской подушки безопасности (см. фиг. 2) и из приборной панели 26. Надувание и расширение подушки безопасности порождает высокие механические напряжения в окружающих компонентах, которые могут приводить к конструктивному повреждению приборной панели 26, если не упрочнена надлежащим образом. В некоторых вариантах осуществления, основа 120 приборной панели (см. фиг. 2) из приборной панели 26 также может включать в себя контейнеры коленной подушки безопасности для пассажиров и водителя обеих областей 18, 22 как водительской стороны, так и пассажирской стороны, потенциально делая необходимым дополнительное усиление.The
Далее, как показано на фиг. 2, приборная панель 26 включает в себя основу 120 приборной панели и усиление 150. Усиление 150 расположено в переднем направлении транспортного средства от основы 120 и присоединено к основе 120 в многочисленных точках. Основа 120 и усиление 150 могут быть соединены с помощью соединения склеиванием, вибрационной сварки, сварки нагретыми пластинами или других форм соединения. Усиление 150 включает в себя часть 154 водительской стороны, часть 158 центральной консоли и часть 162 пассажирской стороны. Усиление 150 определяет проем 166 рулевой колонки и проем 170 перчаточного ящика в соответственных частях 154, 162 водительской стороны и пассажирской стороны. Фланцы 174 расположены в пределах части 158 центральной консоли усиления 150 и продолжаются в заднем направлении транспортного средства, чтобы зацепляться и соединяться с частью 180 центральной консоли основы 120.Further, as shown in FIG. 2, the
Как также изображено на фиг. 2, основа 120 приборной панели включает в себя часть 184 водительской стороны, часть 180 центральной консоли и часть 188 пассажирской стороны. Часть 184 водительской стороны основы 120 определяет проем 192 рулевой колонки, который выровнен с проемом 166 рулевой колонки усиления 150, когда основа 120 и усиление соединены. Рулевая колонка 68 (см. фиг. 1) проходит как через прем 166 рулевой колонки, так и через проем 192 рулевой колонки, и прикреплена к основе 120 через монтажную зону 196 рулевой колонки, как показано на фиг. 2. Монтажная зона 196 рулевой колонки расположена на основе 120 ближе к проему 192 рулевой колонки. В некоторых вариантах осуществления, кожух для рулевой колонки 68 может быть сформирован как целая часть в основе 120 ближе к монтажной зоне 196. В других вариантах осуществления, монтажный кронштейн или опорный кронштейн могут быть как целая часть сформированы в основе 120 ближе к проему 192 рулевой колонки для поддержки рулевой колонки 68. Присоединение усиления 150 к основе 120 обеспечивает достаточное упрочнение для монтажной зоны 196 и, в конечном счете, приборной панели 26, чтобы поддерживать вес рулевой колонки 68 без использования поперечной балки автомобиля. По существу, определенные области или места в части 184 водительской стороны основы 120 могут требовать и/или извлекать пользу из дополнительного усиления.As also shown in FIG. 2, the
Часть 180 центральной консоли основы 120 приборной панели включает в себя отсек 200 для электроники для размещения и установки интерфейса 88 (см. фиг. 1), а также других электронных компонентов. Часть 180 центральной консоли расположена между и присоединена как целая часть к обеим частям 184, 188 водительской стороны и пассажирской стороны основы 120. В зависимости от электронных компонентов и других компонентов, используемых в части 180 центральной консоли, дополнительное локализованное армирование основы 120 гибридными композитами в этих областях могло бы обеспечивать преимущества механических характеристик и/или снижения веса.Part 180 of the center console of the
Часть 188 пассажирской стороны основы 120 приборной панели определяет проем 204 перчаточного ящика и проем 208 узла пассажирской подушки безопасности для размещения узла 110 перчаточного ящика (см. фиг. 1) и узла 114 пассажирской подушки безопасности (см. фиг. 1). В некоторых вариантах осуществления, основа 120 может быть выполнена с возможностью дополнительно определять короб перчаточного ящика и/или контейнер подушки безопасности в качестве цельных корпусных деталей, которые продолжаются из соответственных проемов 204, 208 узлов перчаточного ящика и пассажирской подушки безопасности. В других вариантах осуществления, усиление 150 могло бы быть выполнено с возможностью определять короб перчаточного ящика и/или контейнер подушки безопасности. Основа 120 и усиление 150 также могли бы быть в выполнены с возможностью определять контейнеры коленной подушки безопасности. Part 188 of the passenger side of the
Конструктивный канал 212 расположен между основой 120 приборной панели и усилением 150. Когда скреплен с усилением 150 и основой 120, конструктивный канал 212 формирует полую трубу, которая как передает воздух сквозь приборную панель 26, так и снабжает приборную панель конструктивной жесткостью. Воздух проходит через конструктивный канал 212 в набор вентиляционных проемов 216 основы, которые направляют воздух в боковые и центральные вентиляционные отверстия 80, 84 приборной панели 26 (см. фиг. 1). К усилению 150 присоединен кронштейн 220 приточной вентиляции, который соединяется с тепловым экраном (не показан) транспортного средства 14. Кронштейн 220 приточной вентиляции предотвращает изгибание приборной панели 26 в переднем и заднем направлении транспортного средства. Кронштейн 220 приточной вентиляции также может обеспечивать дополнительную поддержку для рулевой колонки 68 (см. фиг. 1), присоединенной к основе 120.
Далее, как показано на фиг. 2, основа 120 приборной панели сформирована из гибридного композитного материала согласно варианту осуществления этого изобретения. В одном из примерных вариантов осуществления, часть 184 водительской стороны может быть сформирована из полиамидной смолы, имеющей углеродные волокна, расположенные в смоле. Часть 188 пассажирской стороны может быть сформирована из полиамидной смолы, имеющей рубленные стеклянные волокна, расположенные в смоле. Вообще, области в основе 120 с более высокими процентными отношениями рубленных углеродных волокон могут иметь улучшенные механические свойства (например, вязкость, предел прочности на разрыв, усталостную стойкость). Объемная доля углеродных волокон и объемная доля стеклянных волокон в частях 184, 188 пассажирской стороны и водительской стороны могут находиться между приблизительно 1% и приблизительно 60%, предпочтительно между приблизительно 15% и приблизительно 40%, а более предпочтительно, между от приблизительно 30% до приблизительно 40%. В некоторых вариантах осуществления, объемная доля волокон в части 184 водительской стороны может быть отлична от объемной доли волокон в части 188 пассажирской стороны основы 120. В дополнительных вариантах осуществления, зоны основы 120, которые ожидается, что должны встречаться с высокими механическими напряжениями, выполнены с возможностью включать в себя более высокие объемные доли волокон рубленных углеродных волокон, чем зоны, не предполагаемые для испытания высоких механических напряжений. Например, монтажная зона 196 может включать в себя более высокую объемную долю волокон, в частности, рубленных углеродных волокон, чем остальная часть 184 водительской стороны основы 120, чтобы содействовать поддержке рулевой колонки 68. В еще одном примере, поверхности основы 120 и усиления 150 приборной панели, подверженные высокому механическому напряжению во время развертывания подушки безопасности, могут включать в себя высокие объемные доли волокон. В дополнительных вариантах осуществления, части 184, 188 водительской стороны и пассажирской стороны основы 120 могут включать в себя более чем два композитных материала.Further, as shown in FIG. 2, the
В некоторых вариантах осуществления, волокна, применяемые в частях 184, 188 водительской стороны и пассажирской стороны основы 120 приборной панели, могут содержать материалы, включающие в себя углеродные соединения, арамиды, алюминиевые металлы, оксиды алюминия, стали, бор, кремнеземы, карбид кремния, нитрид кремния, полиэтилены со сверхвысокой молекулярной массой, A-стекло, E-стекло, E-CR-стекло, C-стекло, D-стекло, R-стекло и S-стекло. Части 184, 188 водительской стороны и пассажирской стороны также могут включать в себя более чем один тип волокна. В некоторых вариантах осуществления, длина рубленных волокон может быть между приблизительно 3 мм и приблизительно 11 мм, а более предпочтительно, между приблизительно 5 мм и приблизительно 7 мм. Типично, волокна ориентированы произвольно в смолах в пределах частей 184, 188 водительской стороны и пассажирской стороны. Однако, волокна также могут быть по существу ориентированы направленно в зонах основы 120, подверженных высоким направленным механическим напряжениям. Кроме того, смолы, применяемые в частях 184, 188 водительской стороны и пассажирской стороны, могут содержать полиамид (нейлон), полипропилен, эпоксидную смолу, полиэстер, виниловый сложный эфир, полиэфирный эфиркетон, полифенилен-сульфид, полиэфирамид, поликарбонат, силикон, полиимид, полиэфир-сульфон, меламин-формальдегид, фенол-формальдегид и полибензимидазол или их комбинации. В некоторых вариантах осуществления, смола части 184 водительской стороны может быть отличной от смолы, применяемой в части 188 пассажирской стороны основы 120. Также должно быть понятно, что усиление 150 и части 154, 158, 162 водительской стороны, центральной консоли и пассажирской стороны могут быть изготовлены из гибридных композитных материалов, сопоставимых с описанными выше в связи с основой 120, или быть единым композитом на всем протяжении. В еще одном примере, часть 154 водительской стороны усиления 150 может быть сформирована из полиамидной смолы, имеющей рубленные углеродные волокна, расположенные в смоле. Часть 162 пассажирской стороны может быть сформирована из полиамидной смолы, имеющей рубленные стеклянные волокна, расположенные в смоле. Кроме того, объемная доля волокон в смолах, предпочтительно, рубленных углеродных волокон, может быть большей в зонах, подверженных более высоким уровням механического напряжения, чем остальное усиление 150.In some embodiments, the fibers used in the driver side and
Кроме того, со ссылкой на фиг. 2, рубленные углеродные и стеклянные волокна разделены в подложке 120 приборной панели 26, так чтобы углеродные волокна были по существу сосредоточены в части 184 водительской стороны основы 120, а стеклянные волокна по существу сосредоточены в части 188 пассажирской стороны основы 120. Вообще, часть 180 центральной консоли основы 120 состоит из рубленных как углеродных, так и стеклянных волокон. В некоторых вариантах осуществления, часть 180 центральной консоли может включать в себя главным образом углеродные волокна или главным образом стеклянные волокна. В других вариантах осуществления, углеродные волокна, содержащиеся главным образом в части 184 водительской стороны, также могут частично занимать часть 188 пассажирской стороны основы 120. В дополнительных вариантах осуществления, углеродные волокна главным образом в части 184 водительской стороны также могут занимать части основы 120, которые подвержены высокому механическому напряжению, независимо от ориентации пассажирской стороны или водительской стороны. Например, поверхности развертывания подушки безопасности, расположенные в или на основе 120 или усилении 150, могут включать в себя более высокие процентные отношения углеродных волокон для дополнительного механического упрочнения. Разделение волокон, например, рубленных углеродных и стеклянных волокон, в основе 120 предоставляет волокнам более высокой прочности, например, углеродным волокнам, возможность избирательно использоваться там, где есть конкретные потребности в высокой прочности для основы 120, такие как для поддержки рулевой колонки 68. Избирательное использование высоких процентных отношений углеродных волокон на основании ориентации водителя/пассажира относительно транспортного средства 14 предоставляет возможность снижения затрат посредством эффективного использования более дорогостоящих углеродных волокон только там, где нужно. Furthermore, with reference to FIG. 2, chopped carbon and glass fibers are separated in the
Пограничная область 240 может существовать в некоторых вариантах осуществления на границе раздела между частями 184, 188 водительской стороны и пассажирской стороны основы 120 приборной панели. Пограничная область 240 включает в себя смесь обоих типов волокон и смол(ы), применяемых в частях 184, 188 водительской стороны и пассажирской стороны основы 120. Смешивание волокон в пределах пограничной области 240 гарантирует, что цельное соединение существует между частями основы 120, состоящей из разных композитных материалов. В одном из вариантов осуществления, пограничная область 240 может перекрывать или иным образом охватывать всю часть 180 центральной консоли основы 120. В еще одном варианте осуществления, пограничная область 240 может присутствовать только между частями 180, 188 центральной консоли и пассажирской стороны или между частями 184, 180 водительской стороны и центральной консоли основы 120. Пограничная область 240 также может быть расположена где угодно в основе 120, где есть граница раздела между частями основы 120, содержащими в себе отличающиеся доли волокон, типы волокон и/или смолы. В одном из примерных вариантов осуществления, часть 184 водительской стороны может иметь объемную долю приблизительно от 30% до 40% рубленных углеродных волокон в смоле, часть 188 пассажирской стороны может иметь объемную долю приблизительно от 30% до 40% рубленных стеклянных волокон в смоле, а часть 180 центральной консоли или пограничная область 240 может иметь объемную долю приблизительно от 15% до 20% рубленных углеродных волокон и объемную долю приблизительно от 15% до 20% рубленных стеклянных волокон в смоле. В этой конфигурации, часть 184 водительской стороны в высокой степени армирована высокими процентными отношениями рубленных углеродных волокон относительно других частей основы 120. The
Далее, со ссылкой на изображенные варианты осуществления по фиг. 2A-E, часть водительской стороны основы120 изображена в качестве имеющей первое множество рубленных углеродных волокон 186, расположенных в первой полиамидной смоле 185. Часть 188 пассажирской стороны основы 120 изображена в качестве имеющей первое множество стеклянных волокон 190, расположенных во второй полиамидной смоле 189. Как пояснено выше, пограничная область 240 в пределах основы 120 включает в себя смесь первого множества рубленных углеродных волокон 186, первое множество рубленных стеклянных волокон 190, первую полиамидную смолу 185 и вторую полиамидную смолу 189. Усиление 150 включает в себя второе множество рубленных углеродных волокон 193, расположенных в третьей полиамидной смоле 194. Канал 212 включает в себя второе множество рубленных стеклянных волокон 195, расположенных в четвертой полиамидной смоле 197. Next, with reference to the illustrated embodiments of FIG. 2A-E, a portion of the driver's side of
Согласно некоторым вариантам осуществления, основа 120 приборной панели и/или усиление 150 приборной панели 26 могут включать в себя один или более предварительно формованных фибролитовых матов в дополнение к частям, содержащим рубленные волокна в смоле или смолах. Предварительно формованные фибролитовые маты могут включать в себя тканые или нетканые волокна, которые удерживаются друг с другом с использованием одной и той же или разных смол, в то время как применяются в частях 184, 188 водительской стороны и пассажирской стороны основы 120. Маты также могут включать в себя волокна, имеющие размеры, отличные от волокон, применяемых в частях 184, 188 водительской стороны и пассажирской стороны основы 120. Подобным образом, волокна матов могут быть в сплошной или рубленой конфигурации. Волокна матов также могут быть состоящими из материала, имеющего идентичный или иной состав от состава волокон, применяемых в частях 184, 188 водительской стороны и пассажирской стороны основы 120. Маты могут быть включены в зоны основы 120 и/или усиления 150, имеющие высокую или низкую объемные доли волокон. Многочисленные маты могут использоваться и наноситься слоями в меняющихся ориентациях, для того чтобы дополнительно улучшать механические свойства основы 120 и/или усиления 150 в конкретных местах. Примерные места в основе 120 для размещения мата включают в себя, но не в качестве ограничения: монтажную зону 196 рулевой колонки, проем 208 узла подушки безопасности, проем 204 перчаточного ящика, места соединения между усилением 150 и основой 120 и другие места, ожидаемые для испытания более высоких уровней механического напряжения по сравнению с механическими напряжениями в других зонах основы 120. In some embodiments, the
В некоторых вариантах осуществления, компоненты приборной панели 26 (например, основа 120, усиление 150, конструктивный канал 212) могут вспучиваться, вспениваться или делаться пористыми благодаря процессу инжекционного формования с вспучиванием, как подробно описано ниже. В таком варианте осуществления, смолы, используемые в компонентах, могут содержать в себе один или более вспучивающих агентов, которые вызывают образование активных центров и формирование многочисленных пузырьков газа после инжекции смол в литейную форму. В других вариантах осуществления, литейная форма, куда будут инжектироваться смолы и волокна, заполнена газообразным вспучивающим агентом, который смешивается со смолами. Вспучивающие агенты используются для формирования множества пузырьков в каждом из компонентов приборной панели 26. Пузырьки, сформированные из одного или более вспучивающих агентов, могут иметь распределение среднего размера или могут быть по существу одинаковыми. Пузырьки могут формировать структуру с закрытыми ячейками, структуру с открытыми ячейками или гибрид закрытых и открытых, который меняется на протяжении компонента. Дополнительно, вспучивание посредством формирования пузырьков воздуха может выполняться на всем компоненте или только на выборочных частях (например, части водительской стороны, части пассажирской стороны или частях центральной консоли) компонентов приборной панели 26. Дополнительно или в качестве альтернативы, градиент процентного отношения вспучивания или пористости основы 120 или усиления 150 может регулироваться. In some embodiments, implementation, components of the dashboard 26 (e.g.,
Вспучивание компонентов приборной панели 26 (например, основы 120, усиления 150, канала 212) может увеличивать размеры детали на между приблизительно 10% и приблизительно 300%, а конкретнее, от приблизительно 50% до приблизительно 100%. Вспучивание размера компонентов повышает конструктивную жесткость компонентов, создавая больший и/или более толстый компонент. Посредством увеличения размера компонента, который подвергается изгибу, достигается соответствующее повышение жесткости. Использование вспученных компонентов предоставляет возможность, чтобы снижение затрат и веса получалось благодаря уменьшению количества используемого материала, тем временем, сохраняя высокий уровень конструктивной жесткости. Дополнительно, повышенная жесткость, создаваемая более толстыми компонентами вследствие вспучивания, может предоставлять возможность, чтобы использовалось меньшее количество волокна и достигалось снижение затрат. The swelling of the components of the dashboard 26 (e.g.,
Использование гибридного композита, содержащего в себе углеродные волокна, в основе 120 дает транспортному средству 14 возможность конструироваться и производиться без поперечной балки автомобиля. Традиционные поперечные балки автомобиля являются толстыми металлическими компонентами, традиционно используемым для поддержки приборной панели 26 и рулевой колонки 68 транспортного средства 14. В дополнение к добавлению значительного веса транспортному средству 14, поперечная балка автомобиля занимает потенциальное пространство для хранения позади приборной панели 26 и мешает размещению узла пассажирской подушки безопасности и узла 110 перчаточного ящика. Без поперечной балки автомобиля, транспортное средство 14 может добиваться большей эффективности использования топлива, а также улучшенной свободы проектирования для приборной панели 26 и ее сборочных узлов. The use of a hybrid composite containing carbon fibers in the
Дополнительно, использование инжекционного формования с вспучиванием для формирования вспученных конструктивных компонентов (например, основы 120, усиления 150 и конструктивного канала 212) дает возможность снижения затрат и веса в частях транспортного средства, до сих пор не использующих инжекционное формование с вспучиванием. Инжекционное формование с вспучиванием типично используется для формирования компонентов отделки и облицовки для внутренних частей транспортных средств, которые не подвержены нагружению конструкции. Пузырьки газа или пористость в детали, сформированной посредством инжекции с вспучиванием, типично препятствуют использованию детали любым конструктивным образом вследствие снижения прочности из-за пузырьков газа. Однако, посредством использования инжекционного формования с вспучиванием при формировании гибридного композитного компонента, такой компонент может использоваться в качестве конструктивного элемента транспортного средства, тем временем, по-прежнему пользуясь преимуществом снижения себестоимости и веса, предлагаемым инжекционным формованием с вспучиванием.Additionally, the use of injection molding with expansion to form expanded structural components (for example,
Далее, на фиг. 3 изображено схематическое представление системы 300 инжекционного формования, которая включает в себя нагреватель 302, насос 304, контроллер 308, литейную форму 312 и пару инжекционных линий 316 согласно одному из вариантов осуществления. Нагреватель 302 расплавляет первый композит 230 и второй композит 234, а насос 304 повышает давление и нагнетает расплавленные первый и второй композиты 230, 234 через инжекционные линии 316 и в литейную форму 312 через соединительные окна 320. Насос 304 способен создавать высокие давления текучей среды, которые дают первому и второму композитам 230, 234 возможность инжектироваться в литейную форму 312 на высоких давлениях и скоростях. Каждая инжекционная линия 316 зацепляется с одним из соединительных окон 320 на литейной форме 312, так чтобы первый и второй композиты 230, 234 могли поступать в литейную форму 312 в разных местах. В некоторых вариантах осуществления системы 300, более чем два композитных материала могут инжектироваться в литейную форму 312. В этих конфигурациях, система 300 инжекционного формования может включать в себя отдельные инжекционные линии 316 для каждого материала, и литейная форма 312 может содержать в себе отдельные соединительные окна 320 для каждой дополнительной инжекционной линии 316. В вариантах осуществления, использующих инжекционное формование с вспучиванием, система 300 может включать в себя газовую систему (не показана) для смешивания и растворения газообразного вспучивающего агента в первом и втором композитах 230, 234. Further, in FIG. 3 is a schematic representation of an
Когда отверждены, первый и второй композитные материалы 230, 234 по фиг. 3 пригодны для формирования целевого компонента, например, основы 120, усиления 150, конструктивного канала 212 приборной панели. Первый композит 230 включает в себя первый волоконный материал в первой смоле. Подобным образом, второй композит 234 включает в себя второй волоконный материал во второй смоле. Соответственно, первый и второй волоконные материалы, и первая и вторая смолы могут состоять из любых соответственных волокон и смол, раскрытых вместе с основой 120, усилением 150 или конструктивным каналом 212 приборной панели. When cured, the first and second
Опять-таки, как показано на фиг. 3, литейная форма 312 имеет пластину 324 A и пластину 328 B, каждая пластина определяет приблизительно половину полости 332 литейной формы 312. Пластина 324 A включает в себя соединительные окна 320, через которые первый и второй композитные материалы 230, 234 поступают в литейную форму 312. Пластины 324, 328 A- и B каждая содержит оттиск половины целевого компонента транспортного средства (например, конструктивного канала 212, основы 120, усиления 150, и т.д.), так чтобы, когда литейная форма 312 закрыта, негативные оттиски определяли полость 332 литейной формы с приблизительными размерами целевого компонента. В некоторых вариантах осуществления, литейная форма 312 может включать в себя вставки и/или сборочные узлы для содействия формованию целевого компонента. В вариантах осуществления, использующих инжекционное формование с вспучиванием, литейная форма 312 сконструирована так, чтобы пластина 324 A и пластина 328 B могли быть разделены, в то время как полость 332 остается под давлением. Again, as shown in FIG. 3, the
Как показано на фиг. 4A, литейная форма 312, когда выполнена с возможностью формовать основу 120, имеет часть 336 водительской стороны, часть 340 центральной консоли и часть 344 пассажирской стороны, ориентированные для формирования соответственных частей 184, 180, 188 основы 120 (фиг. 2). Во время инжекции расплавленных первого и второго композитов 230, 234, давление зажимания прикладывается к литейной форме 312, из условия чтобы пластина 324 A и пластина 328 B были стянуты друг с другом. Сила, действующая на литейную форму 312, предотвращает возникновение разделения и проседания литейной формы на основе 120. Литейная форма 312, несмотря на то, что изображена в закрытом состоянии на фиг. 5A, может быть открыта посредством разделения пластины 324 A и пластины 328 B. В то время как литейная форма 312 находится в открытом состоянии, основа 120 может выталкиваться, и литейная форма 312 и полость 332 затем могут очищаться. Система 300 инжекционного формования, применяющая литейную форму 312, также может использоваться аналогичным образом, как описано выше, для формирования усиления 150, кронштейна 220 приточной вентиляции, канала 212 или многообразия других компонентов транспортного средства, пригодных для изготовления из гибридных композитов.As shown in FIG. 4A, the
Далее, на фиг. 6 предоставлена схема способа 360, выполненного с возможностью для формирования целевого компонента, такого как основа 120 приборной панели 26. Способ 360 включает в себя шесть основных этапов, помеченных этапами 364, 368, 372, 374, 376 и 380. Способ 360 начинается с этапа 364 приготовления первого и второго композитов 230, 234, сопровождаемого этапом 368 подготовки системы 300 инжекционного формования. Затем, выполняется этап 372 инжекции первого и второго расплавленных композитных материалов 230, 234 в полость 332 литейной формы 312. Выполняется этап 374 открывания литейной формы и вспучивания композитов 230, 234. Следующим проводится этап 376 охлаждения расплавленных первого и второго композитов 230, 234 для формирования целевого компонента, например, основы 120 приборной панели 26. В заключение, выполняется этап 380 извлечения целевого компонента из литейной формы 312.Further, in FIG. 6 is a flow diagram of a
Как показано на фиг. 4A-6, этап 364 включает в себя нагревание первого и второго композитов 230, 234 в нагревателе 302 до температуры, достаточной, чтобы расплавлять составляющие смолы. С расплавленными смолами, насос 304 способен проталкивать расплавленные первый и второй композиты 230, 234 через инжекционные линии 316 и в полость 332 литейной формы 312 через соединительные окна 320. Первый и второй композиты 230, 234, особенно когда содержат полиамидную смолу, могут инжектироваться при температуре между 100°C и 400°C, а предпочтительнее, между 210°C и 275°C. Расплавленные первый и второй композиты 230, 234 типично перегреваются до достаточно высокой температуры, чтобы предотвращать их преждевременное затвердевание в инжекционных линиях 316 до достижения полости 332. В качестве используемого в материалах настоящей заявки, термин «перегрев» указывает ссылкой на разность температур между температурой плавления и температурой инжекции первого и второго композитов 230, 234. Перегрев также необходим, чтобы гарантировать, что первый и второй композиты 230, 234 имеют достаточно низкую вязкость, чтобы проходить в узкие зоны полости 332. Перегрев может иметь значение между 10°C и 50°C для композитов 230, 234. Другие температуры инжекции и условия перегрева могут быть уместны в зависимости от составов, выбранных для композитов 230, 234, геометрии литейной формы 312 и других условий. As shown in FIG. 4A-6, step 364 includes heating the first and
В вариантах осуществления способа 360, использующих инжекционное формование с вспучиванием, этап 364 также может включать в себя приготовление первого и второго композитов 230, 234 посредством привнесения вспучивающих агентов. Вспучивающие агенты могут вводиться в первый и второй композиты 230, 234 многообразием способов. В одном из вариантов осуществления, твердые первый и второй композиты 230, 234 могут быть снабжены химическими вспучивающими агентами, уже замешанными в них. Примерные химические агенты, которые могут использоваться, включают в себя гидразин, бикарбонат натрия и материалы с азотистым основанием. В других вариантах осуществления, система 300 может включать в себя газовую систему, выполненную с возможностью замешивать сжиженный газ под давлением в расплавленные первый и второй композиты 230, 234, чтобы функционировал в качестве вспучивающего агента. Газ может замешиваться в первый и второй композиты 230, 234 ниже по потоку от нагревателя 302, так чтобы газ мог растворяться в расплавленных композитах 230, 234. Примерные газы для вспучивающего агента могут включать в себя азот, углекислый газ и другие газы, которые не являются реагирующими с первым и вторым композитами 230, 234. In embodiments of
Этап 368 подготовки системы 300 инжекционного формования может включать в себя задачи, такие как подогрев литейной формы 312, заправка инжекционных линий 316, заправка газовых систем и/или размещение предварительно собранных фибролитового мата или многочисленных матов в полости 332 литейной формы 312. Этап 372 инжекции первого и второго композитов 230, 234 может иметь длительность между 5 секундами и 30 секундами, а предпочтительнее, между 10 секундами и 20 секундами. Другие длительности могут быть уместными для более сложных геометрий полости 332 литейной формы и/или составов с более низкой вязкостью расплава для композитов 230, 234. В некоторых вариантах осуществления, инжекция расплавленных первого и второго композитов 230, 234 может быть одновременной наряду с тем, что, в других вариантах осуществления, каждый композит может инжектироваться отдельно. Во время этапа 372 инжекции, расплавленные первый и второй композиты 230, 234 инжектируются в соответственные части 336, 344 водительской стороны и пассажирской стороны литейной формы 312 (см. фиг. 5A), тем самым, вызывая реальное разделение волокон в целевом компоненте, например, основе 120. Композиты 230, 234 также могут инжектироваться в других точках в полости 332 для создания требуемого разделения или других свойств. В некоторых вариантах осуществления, газ может вдуваться в литейную форму 312 раньше первого и второго композитов 230, 234 для использования в качестве вспучивающего агента. The preparation step 368 of the
На фиг. 4A поперечное сечение литейной формы 312, выполненной с возможностью создавать основу 120, изображено во время этапа 372 инжекции первого и второго композитных материалов 230, 234 в полость 332 литейной формы 312. Первый и второй композиты 230, 234 инжектируются через ряд литников (не показаны). Полость 332 может заполняться посредством инжекции первого и второго композитов 230, 234 в соответственные части 336, 344 водительской стороны и пассажирской стороны полости 332. При поступлении в литейную форму 312, расплавленные первый и второй композиты 230, 234 текут как текучая среда через полость 332 друг к другу. Одно или более вентиляционных отверстий могут быть включены в литейную форму 312 ближе к части 340 центральной консоли или другим зонам, где встречаются первый и второй композиты 230, 234, так чтобы воздух мог выгоняться из литейной формы 312.In FIG. 4A, a cross section of a
Далее, как показано на фиг. 4B, в предопределенном месте в полости 332, расплавленные первый и второй композиты 230, 234 продолжают течь в направлении друг друга, чтобы объединяться для формирования пограничной области 240. Пограничная область 240 включает в себя смесь волокон и смол из первого и второго композитов 230, 234 и может иметь ширину между 1 мм и 50 мм. Местоположение и ширина пограничной области 240 регулируются благодаря конструкции литейной формы 312, параметров обработки системы 300 инжекционного формования и конкретного состава, выбранного для первого и второго композитов 230, 234. Параметры обработки могут регулироваться контроллером 308 (см. фиг. 4). В одном из примерных вариантов осуществления, более чем два композитных материала, имеющих разные составы, могут инжектироваться в полость 332 во время этапа 372 инжекции. В этой конфигурации, может быть пограничная область 240 между каждыми из композитных материалов, так чтобы каждая пограничная область 240 имела состав, отличный от других пограничных областей. По остыванию и твердению первого и второго составов 230, 234, смесь смол и волокон в пределах пограничной области 240 создает цельное соединение между первым композитным материалом 230 и вторым композитным материалом 234, тем самым, скрепляя основу 120 или другой целевой компонент воедино. Further, as shown in FIG. 4B, at a predetermined location in
Более точно, как показано на фиг. 5A и 5B, этап 374 открывания литейной формы 312 выполняется посредством отделения пластины 324 A от пластины 328 B на предопределенное расстояние, для того чтобы расширять полость 332 до окончательных требуемых размеров компонентов приборной панели 26. Типичные расстояния открывания находятся в диапазоне от приблизительно 0,1 мм до приблизительно 10,0 мм, а конкретнее, между приблизительно от 1,0 мм до приблизительно 4,0 мм. По мере того, как литейная форма 312 открывается, вспучивающие агенты, присутствующие в первом и втором композитах 230, 234, быстро вырабатывают пузырьки воздуха вследствие изменения давления, приложенного к литейной форме 312, и изменения объема полости 332. По мере того, как пузырьки газа вырабатываются в полимерах первого и второго композитов 230, 234, объем формируемого компонента приборной панели 26 (например, основы 120, усиления 150, конструктивного канала 212) возрастает и дает в результате соответствующее увеличение размеров компонента. Вспучивающие агенты присутствуют в достаточных количествах, чтобы побуждать первый и второй композиты 230, 234 расширяться и заполнять увеличенную полость 332. Должно быть отмечено, что, в других вариантах осуществления, давление зажимания может отпускаться с литейной формы 312, предоставляя пластине 324 A и пластине 328 B возможность разделяться вспучиванием первого и второго композитов 230, 234.More precisely, as shown in FIG. 5A and 5B, the
Опять-таки, как показано на фиг. 4-6, этап 376 охлаждения расплавленных первого и второго композитов 230, 234 для формирования целевого компонента, например, основы 120, происходит во время охлаждения литейной формы 312. Литейная форма 312 может быть с водяным охлаждением или может быть с воздушным охлаждением, чтобы содействовать затвердеванию целевого компонента. После затвердевания основы 120, литейная форма открывается, и этап 380 извлечения целевого компонента выполняется посредством приведения в действие ряда выбрасывающих штырей (не показаны) для выбрасывания целевого компонента из пластины 328 B литейной формы 312.Again, as shown in FIG. 4-6, step 376 of cooling the molten first and
Должно быть понятно, что различные варианты и модификации могут быть произведены в вышеупомянутой конструкции, не выходя из концепций настоящего изобретения. Например, настоящее раскрытие гибридного композита и его способ производства могли бы быть равным образом применены к облицовке радиатора моторного транспортного средства. Точки прикрепления в гибридной композитной облицовке радиатора, например, могут требовать дополнительного упрочнения в виде рубленных углеродных волокон. Кроме того, должно быть понятно, подразумевается, что такие концепции должны покрываться последующей формулой изобретения, если эта формула изобретения своими формулировками не обусловливает иное в прямой форме.It should be understood that various variations and modifications may be made to the aforementioned design without departing from the concepts of the present invention. For example, the present disclosure of a hybrid composite and its production method could be equally applied to the radiator liner of a motor vehicle. Attachment points in a hybrid composite radiator lining, for example, may require additional hardening in the form of chopped carbon fibers. In addition, it should be understood, it is understood that such concepts should be covered by the following claims, unless this claims expressly stipulate otherwise.
Claims (32)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US14/711,210 | 2015-05-13 | ||
US14/711,210 US9446540B2 (en) | 2014-05-06 | 2015-05-13 | Hybrid composite utilizing injection-expansion molding |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016117401A RU2016117401A (en) | 2017-11-13 |
RU2016117401A3 RU2016117401A3 (en) | 2019-10-02 |
RU2707597C2 true RU2707597C2 (en) | 2019-11-28 |
Family
ID=57209063
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016117401A RU2707597C2 (en) | 2015-05-13 | 2016-05-05 | Vehicle instrument panel (embodiments) and vehicle component forming method |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106143158B (en) |
BR (1) | BR102016010432A2 (en) |
DE (1) | DE102016108455A1 (en) |
MX (1) | MX2016005813A (en) |
RU (1) | RU2707597C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20210148597A1 (en) * | 2018-04-05 | 2021-05-20 | Zehnder Group International Ag | Exchanger element for a vehicle and vehicle equipped with such an exchanger element |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3088610B1 (en) * | 2018-11-15 | 2021-01-22 | Renault Sas | DASHBOARD BODY WITH LACUNAR STRUCTURE AND INTEGRATED FLUID CIRCULATION DUCTS |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4884778A (en) * | 1987-04-30 | 1989-12-05 | Fujikiko Kabushiki Kaisha | Attachment structure of a steering column |
US5997781A (en) * | 1996-04-04 | 1999-12-07 | Mitsui Chemicals, Inc. | Injection-expansion molded, thermoplastic resin product and production process thereof |
US6497432B2 (en) * | 2000-02-22 | 2002-12-24 | Delphi Technologies, Inc. | Structural attachment system and method for a vehicle |
US20120280529A1 (en) * | 2009-11-11 | 2012-11-08 | Johnson Controls Technology Company | Compression formed trim panel with audio device |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6049035A (en) * | 1983-08-26 | 1985-03-18 | Daihatsu Motor Co Ltd | Automotive pedal made of polyamide |
US5775357A (en) * | 1997-02-20 | 1998-07-07 | Aero Tec Laboratories | Fuel fill valve and vent valve assembly |
US8517206B2 (en) * | 2009-05-19 | 2013-08-27 | Quantum Fuel Systems Technologies Worldwide Inc. | High pressure storage vessel |
US20130285414A1 (en) * | 2012-04-25 | 2013-10-31 | Ford Global Technologies, Llc | Automatic vehicle stiffened pillar assembly |
-
2016
- 2016-05-04 MX MX2016005813A patent/MX2016005813A/en unknown
- 2016-05-05 RU RU2016117401A patent/RU2707597C2/en active
- 2016-05-06 DE DE102016108455.7A patent/DE102016108455A1/en not_active Withdrawn
- 2016-05-09 BR BR102016010432-7A patent/BR102016010432A2/en not_active Application Discontinuation
- 2016-05-12 CN CN201610316566.4A patent/CN106143158B/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4884778A (en) * | 1987-04-30 | 1989-12-05 | Fujikiko Kabushiki Kaisha | Attachment structure of a steering column |
US5997781A (en) * | 1996-04-04 | 1999-12-07 | Mitsui Chemicals, Inc. | Injection-expansion molded, thermoplastic resin product and production process thereof |
US6497432B2 (en) * | 2000-02-22 | 2002-12-24 | Delphi Technologies, Inc. | Structural attachment system and method for a vehicle |
US20120280529A1 (en) * | 2009-11-11 | 2012-11-08 | Johnson Controls Technology Company | Compression formed trim panel with audio device |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20210148597A1 (en) * | 2018-04-05 | 2021-05-20 | Zehnder Group International Ag | Exchanger element for a vehicle and vehicle equipped with such an exchanger element |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106143158A (en) | 2016-11-23 |
MX2016005813A (en) | 2016-11-14 |
RU2016117401A3 (en) | 2019-10-02 |
RU2016117401A (en) | 2017-11-13 |
BR102016010432A2 (en) | 2018-05-02 |
DE102016108455A1 (en) | 2016-11-17 |
CN106143158B (en) | 2020-08-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9950749B2 (en) | Hybrid composite instrument panel | |
US9446540B2 (en) | Hybrid composite utilizing injection-expansion molding | |
US9688005B2 (en) | Method of making a hybrid composite instrument panel | |
RU2679943C2 (en) | Vehicle dash (options) | |
US9434095B2 (en) | Hybrid composite utilizing gas-assisted molding geometries | |
RU2668776C2 (en) | Vehicle dash (options) | |
US9682729B2 (en) | Fiber composite support for vehicular components | |
RU2707597C2 (en) | Vehicle instrument panel (embodiments) and vehicle component forming method | |
US7753408B2 (en) | Composite component and method for producing a composite component | |
CA2916612A1 (en) | A light-weight air duct for ventilation, air conditioning and heating for use in a vehicle and a method of manufacturing same | |
CN103568434A (en) | Plastic panels for motor vehicles and methods for making the same | |
US11254037B2 (en) | Water-assisted injection molded cross-car beam | |
CN106143157B (en) | Hybrid composite material using gas-assisted molding geometry | |
BR102015010288A2 (en) | SUPPORT OF FIBER COMPOSITIONS FOR VEHICLE COMPONENTS |