[发明专利]复合材料和汽车的结构部件

说明书

技术领域

本发明涉及一种以镀层材料形式存在的、由平面的相叠的多个涂层构成的复合材料，该复合材料用于通过变形制造结构部件、特别是汽车的结构部件，该复合材料包括至少一个金属层和至少一个纤维强化的塑料层。此外，本发明还涉及一种结构部件，该结构部件由这种复合材料制成。

背景技术

针对不同的应用，需要重量轻的部件，不需要使该重量成为部件强度的负担。因此，由文献DE 600 11 917 T2已知一种复合材料和由其构成的结构部件，这种复合材料具有两个金属覆盖层，在这两个金属覆盖层之间设有一个纤维强化的塑料层。此外，由文献DE 102 21 582 A1已知一种具有金属层和纤维强化的塑料层的汽车车身部件。

在制造汽车时，重量节省以及部件强度都具有重大意义。出于安全的目的必须注意，在常规的运转过程中避免部件故障以及在碰撞的情况下可以承受高的力并且可以将力转移。同时，特别是在汽车行业中必须高度注重成本效益，始终以较低成本地制造结构部件。为了满足这个特征，需要在已知的复合材料方面进一步进行优化。

发明内容

因此本发明的目的在于，这样提高和进一步扩展开头所述和前面详细描述的复合材料和结构部件，即，在降低部件成本的情况下，一方面可以降低结构部件的重量另一方面可以提高结构部件的强度和/或刚性。

在复合材料方面由此根据权利要求1前序部分实现前述目的，即，通过使纤维强化的塑料层具有基于聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺和/或这些物质的混合物的基层。

此外，在结构部件方面由此根据权利要求15实现前述目的，即，复合材料是根据权利要求1至14的复合材料。

本发明已知，通过使用基于聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺和/或这些物质的混合物的纤维强化的塑料层的基层可以一方面在降低重量以及另一方面在提高强度和/或提高刚性方面以非常低成本的方式影响复合材料以及结构部件的材料特性。纤维强化的塑料层一方面可以实现低成本并且另一方面实现了这样高的强度和/或刚性，即，降低了对金属层的强度要求和/或刚性要求。因此，该金属层可以由具有薄的层厚度的、成本低的金属构成。即使和具有较便宜的纤维强化的塑料层的复合材料相比，总体上也节省了复合材料和结构部件的成本。

该复合材料和结构部件的另一个优势在于，可以对该复合材料和结构部件进行涂层，特别是进行阴极电泳涂层。

在本发明的范围中将镀层材料理解为复合材料，该镀层材料由平面的相叠的多个涂层构成。对此，这些涂层优选具有恒定的或者至少均匀的层厚度。优选由复合材料通过变形制造结构部件。

本发明中例如将行走机构部件、地板部件、底板、底板总成、门防撞梁、车顶加强板、窗框加强板、保险杆、A立柱加强板、车门B立柱加强板、车门C立柱加强板、A立柱、车门B立柱、车门C立柱、仪表板支座、蓄电池壳、油槽、水箱、备胎槽等看作结构部件。尽管在汽车常规运转时外壳首先没有支承的功能，但是也可以根据需要将汽车的可见的外壳部件理解为结构部件。然而由于材料特性，具有支承功能和/或用于吸收和/或转移在碰撞的情况下作用在汽车上的力的结构部件特别受到重视。车架横梁、副车架、导杆、转盘轴承、稳定器、发动机托架、组合拉杆轴、车轮导向模块和/或轮盘特别适合作为行走机构部件。行走机构部件通常是在功能上和底盘以及汽车动力性能以及随之与汽车的安全要求相关的部件。在本文章中也可以将载货车，例如载重汽车、公共汽车和拖拉机理解为汽车。然而有轨机动车以及在航空行走和宇宙行走的应用也适用。

复合材料和相应的结构部件也可以应用在建筑技术中，例如升降机中，然而也可以应用在使用再生能源（例如风力和太阳能热）的设备中。原则上所有的需要有物质运动以及在高强度和/或刚性的情况下需要降低重量的应用都是可以的。

优选将金属层设置成外部涂层，因为金属层可以保护纤维强化的塑料层以抵抗来自外部的不利冲击（例如撞击）、提高的温度和类似影响。为了在结构部件中实现尽可能均匀和对称的力分布或者为了能够保护纤维强化的塑料层的两侧以抵抗来自外部的冲击，可以设置两个金属层，然后优选将这两个金属层设置成复合结构的外部涂层。此外，这些外部涂层可以有利地影响复合材料变形成结构部件。在使用多个金属层时，由于所述原因以及出于生产技术的观点，如果多个金属层具有相同的厚度和/或相同的材料则是适宜的。

此外，当纤维强化的塑料层在小的张力时就已经出现故障，该一个或多个金属层可以确保安全作用并且防止结构部件的完全故障。