[发明专利]多层结构构件、其生产方法和应用

说明书

本发明涉及一种多层结构构件(60,100)，其具有的层结构(8)包括在堆叠方向上彼此叠置的多个层(4,6)，其中该层结构(8)包括至少一个由纤维材料和热塑性粘合剂组成的纤维层(6)和至少一个铝或铝合金制成的铝层(4)，并且其中该层结构(8)的至少一个铝层(4)具有加强结构(50,78,94；56,74；98)和/或缺口(48,76)。本发明还涉及制造这种结构构件(60,100)的方法，以及这种结构构件的应用。

技术领域

本发明涉及一种多层结构构件，该结构构件的层结构具有在堆叠方向上彼此叠置的多个层，其中该层结构包括至少一个由纤维材料和热塑性粘合剂组成的纤维层，和至少一个铝或铝合金制成的铝层。本发明还涉及制造这种结构构件的方法，以及这种结构构件的应用。

背景技术

尤其在车身的构造和生产中，必须满足各种技术要求和规范，在选择车身材料时必须对其进行考虑。例如，车辆的底部区域的构造需要在噪声产生，空气阻力系数，稳定性和碰撞行为方面进行优化。此外，所使用的材料和部件也应该具有尽可能小的重量，从而例如能够实现优化的燃料消耗。

在现有技术中，衬里例如用于车辆的底部区域，该衬里由简单的具有玻璃纤维填充物的聚丙烯单件结构组成，从而实现良好的隔音和改善的空气阻力系数c_w。为此目的，现有技术例如使用以下材料：长纤维增强热塑性塑料(LFT)，玻璃纤维毡增强热塑性塑料(GMT)或LWRT材料。

这些衬里与成型板构造一起使用，该成型板构造形成车辆的实际底部并且提供必要的刚度，良好的碰撞行为以及与车身框架结构的其余部分的结构连接点。在另外的工作步骤中，这种类型的底部结构在向着内部空间的方向上通过具有声学，光学和触觉功能的多个材料层补充。

然而，这些由纤维复合物衬里，成型板和额外的底板层组成的组合系统需要大量的组装花费。此外，由于相对较重的成型板结构，这些系统中的许多都需要在重量方面进行优化。

由EP 2 965 902 B1中已知一种多层结构构件，其具有这样的层结构，该层结构包括在堆叠方向上彼此叠置的多个层，其中该层结构包括至少一个由纤维材料和热塑性粘合剂制成的纤维层和至少一个铝或铝合金制成的铝层，并且其中该结构构件具有嵌入在两层之间并部分地从层结构中伸出的连接元件，用于将该结构构件连接到另一构件上。由此提供了一种构件，其在相对低重量的同时具有良好的机械特性，例如弯曲刚度，扭转刚度和抗压强度，并且可以容易地连接到另外的构件上。

这种结构构件例如用在车辆底部区域中。为了优化这些结构构件在弯曲，扭转和压力方面，以及在碰撞行为方面的刚度，铝制的力吸收支撑结构被集成到构件中。

尽管这些支撑结构满足增加刚度的要求，但它们需在单独的工作步骤中复杂地生产。在将它们与纤维毡和金属中间层一起加工成成品多功能结构构件之前，必须生产不同的型材形状，切割成所需长度，焊接，工件预处理和工件接合涂漆。

由于这种昂贵的生产过程，生产这种结构构件的成本非常高。

发明内容

在此背景下，本发明的目的在于提供更经济的结构构件，更经济的制造方法和该结构构件的用途。

在具有如下层结构的多层结构构件的方面，所述层结构包括在堆叠方向上彼此叠置的多个层，所述层结构包括至少一个由纤维材料和热塑性粘合剂制成的纤维层和至少一个铝或铝合金制成的铝层，根据本发明，该目的通过使该层结构的至少一个铝层具有加强结构和/或缺口来实现。该加强结构或缺口优选地是通过冲压和/或变型，尤其是通过卷边产生的加强结构或缺口。加强结构优选地形成为弯边(也称为弯缘)，加强筋或空腔。

在本发明的范围内已经发现，通过使用一个或多个具有加强结构，特别是弯边、加强筋或空腔，和/或缺口的铝层，可以更简单和更经济地生产这种结构构件，其迄今必须用型材结构和支撑结构来增强以改善机械特性。