[发明专利]用于制造型材板条和空心型材体的方法以及设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造型材板条和空心型材体，尤其一种用于制造交通运输工具的型材板条和空心型材支架的方法、以及一种用于实施该方法的设备。 

背景技术

由专利文献DE19635357A1已知一种用于制造具有连续纤维的强化型材的方法和工具系统。在已知的方法中，纤维强化挤压型材由具有嵌入的铝纤维的塑料基体制成。通过挤压，形成由一种塑料材料、优选由热塑性塑料构成的型材，并且在该挤压的过程中使长纤维熔融进所挤压的型材中。 

由专利文献DE/EP0093748T1已知一种用于制造由纤维强化热塑性树脂构成的型材以及由此制成的型材的方法和设备。该专利文献为此公开了一种用于制造由连续沿着一个方向延伸的纤维构成的薄型材件的方法，所述连续纤维被嵌入热塑性树脂中，其中，以树脂来浸渍由平行纤维构成的幅，接着树脂被熔融，使型材件成形并冷却。 

为此，纤维幅没入由树脂构成的浸渍池中，并且以机械的方式使得颗粒进入该纤维幅中，其中，去除多余的颗粒，用来使纤维中的树脂成分达到所期望的程度。为了机械化地将树脂颗粒压进纤维带材中，可使用轧辊或者滚压的方法，并且使辊入的树脂熔融，并且接着使得位于两个冷却的柱体之间的纤维强化塑料带材形成带状。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种方法和一种设备，以便以有利的成本由纤维强化塑料带材制成交通运输工具的型材板条和空心型材体。 

所述用于制造型材板条的方法的一种实施例包括下述步骤：首先，提供有机板带材；接着，在工序过程(Durchlauf)中将有机板带材加热到变形温度； 然后，在工序过程中借助成型辊进行有机板带材的成型；最后，轧辊成型的有机板带材能够被定长切断至预定的型材板条长度。 

有机板指的是一种纤维复合材料或纤维强化塑料材料，其基于它的尺寸而具有板形结构。 

这种方法的优点在于，能够以有利的成本在工序过程中制造出几乎任意数量的型材板条。然而，为了实现轧辊成型，在相应的成型轧辊室内需要有多级轧辊。但通过本发明的方法，能够制成任意数量的多个不同的型材横断面。在附图中对一些可能的型材横断面予以了进一步的说明。为此，所述成型要分成多级轧辊成型来进行，直到制成这种型材。 

在所述方法中，为了在每个任意实施方式中以及以任意每种型材横断面中，由有机板制成型材组件，在成型室内使用轧辊变型工具，并且至少在第一加热室内预接通加热炉，其中，可按照所需要的轧辊变型工具的长度或者是为制造型材形状而需要的轧辊成型级的数量来插入更多个具有相对应的加热炉的中间加热室。 

在轧辊成型的过程中，由具有由石炭、玻璃或者芳纶纤维构成的连续纤维强化热塑性塑料所构成的薄层的有机板带材，必须被保持在热塑性塑料的软化温度范围内，这个软化温度范围优选在150℃至350℃之间，从而优选的变形温度范围在200℃至300℃之间。 

在另一种实施方式中设定，当在多级轧辊成型中达到预定的变形温度阈值时，给位于轧辊成型级之间的部分被轧辊成型的有机板进行中间加热。用于中间加热的变形温度阈值比有机板带材软化温度下限高出5℃。 

在本发明的另一种实施方式中，有机板带材作为半固化一半成品(Prepreg-Halbzeug)被卷绕到有机板带材缠绕卷上，并且在根据本发明的工序过程中由这种有机板带材缠绕卷展开。 

在此，可在本发明的另一种实施方式中设定，在加热之后和在多级轧辊成型之前，首先将加强筋槽(Versteifungssicke)压印成型在有机板带材中，以便提高型材板条的型态稳定性。 

由有机板带材通过轧辊变形工艺所制造的型材、在高刚性的同时还具有灵活的形状结构。另外可由两个有机板带材通过焊接制造成分别闭合的型材壳体，以用于交通运输工具车身的空心型材体或者空心型材支架。为此可使用已知的焊接法，例如摩擦焊接、振动焊接和/或电机粉末焊接。通过这种方 式，能够以有利的成本提供用于交通运输工具结构的空心型材体。 

在机动车结构中使用有机板作为型材板条或者空心型材体的一个主要优点在于重量的减轻，这就以有利的方式带来用于驱动机动车的燃料用量的减少。另外有利的是，与目前为制造用于机动车结构的型材板条所采用的深冲工艺相比，这种制造方法也更加节省成本。