[发明专利]碳复合部件

说明书

技术领域

本发明涉及碳复合部件，其由塑料-碳纤维复合材料组成，所述碳复合部件由单独的区域组成，其中，至少一个层片在至少一个区域中由碳纤维组成，并且其中，至少又一个区域和/或相同的区域包括由金属线组成的层片，所述金属线沿至少一个方向彼此间隔开布置。

背景技术

复合材料为至少两种或多种不同活性物质的结合体，所述活性物质表现出明显不同的物理或化学性能。合成的复合材料将其组成成分的物理和/或化学性能结合。同时强化用于相应应用的积极性能，并且抑制最不期望的性能。这里，组成部分被选择并且彼此组合，以使每一种物质被利用，以给予其为当前情形所需要的特定性能。

在汽车行业等中，正在越来越多地将碳复合材料用于重量轻的部件。由于复合材料的重量较低，因此补偿汽车构造中重量的增加。碳复合材料被首先使用来用于安全相关的领域中，例如作为增强的碰撞冲击吸收体。

例如，EP1483137B1公开了一种碰撞冲击吸收体，其使用金属线缆带增强，其中，金属线缆或金属丝被布置在一个或多个平面中。这里，所述的金属线缆被层合在由聚合物材料组成的箔之间。为了制备碰撞保护器件，金属线缆的规则取向是有利的，但是金属-塑料复合材料不能最佳地配置用于力的吸收。

GB2041824公开了一种复合材料，其由碳纤维增强塑料与金属丝织物组合组成。这里，复合材料以交替模式由增强塑料和金属无纬织物构造。

这样的构造对于用于相对于引入的力具有均匀性能的均质部件是有利的，并且该构造与金属内嵌物一起还组成导电材料。

发明内容

本发明解决了由复合材料制备部件的问题，所述部件被分为不同的区域，不仅具有复合材料自身的不同层或层片，而且具有分布在该部件的区域上的不同性能。

所述问题通过碳复合部件得以解决，所述碳复合部件由塑料-碳纤维复合材料组成，由单独的区域组成，其中，在至少一个区域中，至少一个层片由碳纤维增强材料组成，并且至少又一区域和/或该相同的区域包括由通过金属线增强的塑料组成的层片。金属线有利地沿至少一个方向彼此间隔开布置。

这里，使用金属线，即不止一根单独的金属丝是有利的，并且将至少两根金属丝扭绞或合股和/或编织形成金属线是有利的。仅由于合股，该金属线被提供具有优于并且高于单独金属丝的金属性能的典型的弹性和可延展性。

特别地，由于复合材料到金属线的连接，获得了期望的部件弹性，这被例如用于碰撞保护领域中的安全相关部件。金属丝合股来形成金属线，这导致提高的弹性，是例如对碳复合塑料的脆性材料的理想补偿。

通过将钢用于金属线，该材料的弹性被有利地提高。

还有利的是，金属线被连接，例如被编织以形成双向金属无纬织物。以该方式，弹性不仅沿一个方向被提高，而且部件作为整体被优化。

为了构造碳复合部件，有利的是，金属线位于碳复合部件的碳纤维增强层片之间或位于其上。以该方式，复合材料的性能可被优化，因为提供了用于定位金属线的高水平的柔韧性。

还有利的是，在钢线被用作金属线的例子中，在金属线和碳纤维之间提供绝缘材料层片，以最小化腐蚀。

这里，绝缘材料可有利地是塑料复合物基质的塑料层片。替代地，有利的是，使用玻璃纤维增强塑料，二者都被用作绝缘层片，并且也可提高复合物的塑性，并且抵消碳层的脆性性能。如果使用玻璃纤维增强塑料，则可能形成这样的部件和结构：其结构更应在碰撞情况下保留，并且其中金属内嵌物被防护腐蚀。

由于金属无纬织物集成在碳复合部件中，因此有利地，金属连接元件被集成是可能的。这里，金属连接元件首先用于部件（例如车辆体部）到其他部件的连接，并且还用于部件到车辆的电接地的连接。

特别地，到电接地的连接在在具有低金属含量的车辆的情况下产生的问题。对于这样的车辆，另外的地线的设置将于是被省却。由于金属无纬织物到复合物中的安装，车辆作为整体的电磁相容性同样被改善。由于在碳复合部件中使用这样的金属无纬织物，转而形成法拉第笼，因而允许在由金属板组成的传统的车辆的情况下的屏蔽。

为了制造塑料复合部件，还有利的是令金属无纬织物形成芯，通过围绕该芯部施加其他绝缘或非绝缘型、由玻璃纤维增强和/或碳纤维增强层片组成的层而形成部件。

附图说明

附图中以示例方式示出本发明，并且将在下面的描述中说明本发明。

附图中：

图1显示了示例性部件；

图2显示了金属无纬织物的示意图；

图3显示了又一个示例性三维部件；和