[发明专利]一种金属塑料混合结构的制造方法

说明书

本发明提供一种金属塑料混合结构的制造方法，步骤为：一、金属板裁剪，然后冲压成型，形成冲压件；二、对冲压件的内表面进行清洁和脱脂等预处理，在其表面喷塑，形成表面喷塑层；三、移入模具，预热升温；在喷塑层一侧注塑成型，形成注塑成型结构；四、脱模；当制造平板时，去掉冲压工艺，则成型步骤变为：(一)、金属板裁剪，对准备喷塑的表面进行清洁和脱脂等预处理；(二)、在金属板表面喷塑，形成表面喷塑层；(三)、移入模具，预热升温，形成注塑成型板；(四)、脱模；本发明制造出的金属塑料一体混合结构，具有成型速度快、成本低、力学性能好、重量轻等优点。

技术领域

本发明涉及兼具良好承载力学性能和复杂几何成型能力的金属塑料混合结构制造方法，尤其涉及一种金属塑料混合结构的制造方法，属于结构轻量化设计及制造领域。

背景技术

随着环境污染加剧和能源消耗加速，飞机、汽车、轮船等设备的轻量化迫在眉睫，众所周知，轻量化是保护环境和缓解能源危机的有效途径，因此越来越受到重视。多个国家的高校和科研院所的研究都表明，轻量化材料的开发和应用是实现汽车轻量化的最有效途径之一。使用塑料及纤维增强复合材料替代钢材的“以塑代钢”成为一种趋势。但是，受限于原材料及制造成本、年产量、承载性能、生产节拍、安全性等因素，塑料及纤维增强复合材料难以完全替代钢、铝合金等金属类材料。热塑性非连续纤维增强聚合物回收性好、密度小，但是承载能力差；高强度钢承载能力强，在成本与加工工艺方面具有很强的优势，但是密度大。综合利用高强度钢和热塑性短玻璃纤维增强聚合物的特点，二者取长补短，可以制成兼有复杂几何和优良力学性能的混合材料。但是，由于分子结构差异、热膨胀系数不同、残余应力等原因，聚合物-金属混合材料及结构成型后存在着界面强度低，易开裂和变形的问题。具有良好界面结合性能，而且能与现有冲压或其他压延工艺良好兼容的轻质混合材料，可以应用于航空、车辆等工程领域，前景非常广阔。

发明内容

1、发明目的：

本发明的目的在于提供一种金属塑料混合结构的制造方法，解决传统金属塑料混合结构制造中界面强度低、易开裂、成本高、外形不美观、生产速度慢等问题，实现金属塑料混合结构高效低本生产，并且兼具优异力学性能和复杂几何成型能力。

2、技术方案：

本发明一种金属塑料混合结构的制造方法，见附图，该方法的具体步骤为：

步骤一、金属板裁剪，然后冲压成型，形成冲压件，其具体形状根据需要而定，如U型开口梁；

步骤二、对冲压后结构的内表面进行清洁和脱脂等预处理，然后在其表面喷塑，形成冲压件表面喷塑层；

步骤三、移入模具，预热升温，预热温度为喷塑层材料玻璃化转变温度与熔点温度的平均值，预热方式为红外加热或模具中预埋加热电极的方法，在喷塑层一侧注塑成型，形成注塑成型结构，如X型、十字型的塑料筋肋结构；

步骤四、脱模；

当制造平板时，可以去掉冲压工艺，则具体成型步骤变为：

步骤(一)、金属板裁剪，对准备喷塑的表面进行清洁和脱脂等预处理；

步骤(二)、在金属板表面喷塑，形成表面喷塑层；

步骤(三)、移入模具，预热升温，预热温度为喷塑层材料玻璃化转变温度与熔点温度的平均值，预热方式为红外加热或模具中预埋加热电极的方法，在喷塑层一侧注塑成型，形成注塑成型板；

步骤(四)、脱模。

其中，在步骤一及步骤(一)中所述的“金属板”，是指厚度4mm以下的金属薄板，材料可以为高强度钢、铝合金、镁合金等金属，优选高强度钢(屈服强度≥210MPa，抗拉强度≥270MPa)，在喷塑前需要进行抛丸或者喷砂、清洁和脱脂处理，在金属塑料混合结构中起主要的承载作用；