[發明專利]樹脂復合結構以及用于制造樹脂復合結構的方法

有效

• 申請號: 201410082119.8
• 申請日: 2014-03-07
• 公開（公告）號: CN104044266A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 佐藤惠一;山下大也;加藤洋;藤井俊彰
• 申請（專利權）人: 本田技研工業株式會社
• 主分類號: B29C65/02
• 分類號: B29C65/02
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王小東

技術領域

本發明涉及一種通過一體地結合包含不連續纖維的纖維增強的熱塑性樹脂復合構件來獲得的樹脂復合結構。本發明還涉及一種制造這樣的樹脂復合結構的方法。

背景技術

纖維增強的熱塑性樹脂復合物（在下文簡稱為樹脂復合物）是包含用熱塑性樹脂浸漬的纖維（諸如玻璃纖維或碳纖維）的材料。近年來，這樣的樹脂復合物已經作為用于車體的部件（諸如地板或硬殼式結構部件）的材料被研究。

通常，車體部件具有大尺寸。因此，為了在一次成型過程中制造整個部件，而需要大型成型設備來在成型過程期間施加大負荷。這樣的大型成型設備是昂貴的并且在成型過程期間消耗大量電力。因此，該類型的成型設備對于大規模制造在其高設備成本和高運行成本方面是不利的。

通過連接已單獨制備的多個構件能獲得大部件。然而，在這樣的單獨構件利用螺母和螺栓或鉚釘（即，所謂的金屬緊固件）以機械的方式連接的情況下，需要鉆孔操作和緊固操作，從而導致高操作成本。此外，部件的重量也由于金屬緊固件而增加。另外，在這種情況下，在增強纖維和金屬緊固件之間的接觸部處發生電解腐蝕。此外，可能必須響應于材料的不同的熱膨脹系數而采取對策。

這些構件可以通過其他已知的過程（諸如熱焊接、振動焊接、超聲波焊接或激光焊接）來連接。然而，這樣的過程不會產生足夠的焊接強度。

在日本特開專利公報No.11-090986中提出的方法中，這些構件首先被加熱并且被熔融，使得增強纖維部分地暴露在連接的表面上，并且此后，熔融的構件被擠壓成型和焊接。日本特開專利公報No.11-090986描述了通過該焊接方法獲得的連接具有優秀的外觀并且顯示出高焊接強度。

發明內容

如從日本特開專利公報No.11-090986的圖1、圖4和圖5清楚的，必須在根據上述焊接方法連接的每個構件上形成臺階結構。因此，所形成的部件不能具有平坦形狀。即使不需要部件具有平坦形狀，但構件之間的連接也不可避免地具有大厚度并且因此重量增加。

此外，通過上述焊接方法獲得的連接部的焊接強度不足夠。

本發明的一般目的在于提供一種重量輕并且具有足夠的結合強度和足夠的剛度的樹脂復合結構。

本發明的主要目的在于提供一種能在必要時具有平坦連接部的大的一體式樹脂復合結構。

本發明的另一目的在于提供一種用于制造樹脂復合結構的方法。

根據本發明的一方面，提供一種樹脂復合結構，該樹脂復合結構包括第一樹脂復合構件和第二樹脂復合構件，所述第一樹脂復合構件和是第二樹脂復合構件都包含不連續纖維。所述第一樹脂復合構件和所述第二樹脂復合構件彼此結合成一體，并且所述不連續纖維在形成于所述第一樹脂復合構件和所述第二樹脂復合構件之間的連接部中隨機地取向。

由于深入的研究，本發明人已發現，在常規的樹脂復合結構中，不連續纖維在樹脂復合構件之間的連接部中隨機地纏結。因此，只由樹脂焊接獲得的連接力作用于連接部上。

相反，在本發明的樹脂復合結構中，不連續纖維在形成于第一樹脂復合構件和第二樹脂復合構件之間的連接部中隨機地取向和纏結。因此，復合構件中的基礎熱塑性樹脂被焊接和結合，并且不連續纖維被纏結，由此所形成的連接部顯示出優秀的強度和剛度。

包含不連續纖維的附加的第三樹脂復合構件可以一體地結合至第二樹脂復合構件。將理解的是，不連續纖維在第二樹脂復合構件和第三樹脂復合構件之間的連接部中也隨機地取向和纏結。因此，第二樹脂復合構件和第三樹脂復合構件之間的連接部也顯示出優秀的強度和剛度。

連接部可以具有平坦的表面形狀。將在下文描述使得能夠形成平坦的表面連接部并且使得不連續纖維能夠在連接部中隨機地纏結的原因。

根據本發明的另一方面，提供一種用于通過結合兩者都包含不連續纖維的第一樹脂復合構件和第二樹脂復合構件來制造樹脂復合結構的方法。

所述方法包括：

重疊步驟，在該重疊步驟中，在所述第一樹脂復合構件的端部和所述第二樹脂復合構件的端部之間形成連結部和非重疊空間，所述非重疊空間是除了所述連結部以外的部分，所述第一樹脂復合構件和所述第二樹脂復合構件的這些端部借助所述連結部連結；

結合步驟，在該結合步驟中，向所述連結部和所述第一樹脂復合構件與所述第二樹脂復合構件的這些端部施加負荷，從而填充所述非重疊空間并且將所述連結部與這些端部一體地結合，從而制造具有連接部的所述樹脂復合結構，其中所述不連續纖維在所述連接部中隨機地取向，以及