[發(fā)明專利]纖維熱塑復(fù)材的局部成型方法及對金屬的接合方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010143494.4
• 申請日: 2020-03-04
• 公開（公告）號: CN112873891A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜志華;洪博煜;莊志宇;魏嘉民;王俊杰
• 申請（專利權(quán)）人: 財團(tuán)法人金屬工業(yè)研究發(fā)展中心
• 主分類號: B29C69/00
• 分類號: B29C69/00;B29C70/34;B29C65/52
• 代理公司: 北京匯澤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11228
• 代理人: 李巖

本發(fā)明公開了一種纖維熱塑復(fù)材的局部成型方法及對金屬的接合方法，其中，纖維熱塑復(fù)材的局部成型方法包含：堆棧多個纖維熱塑復(fù)材預(yù)浸布；熱壓堆棧的纖維熱塑復(fù)材預(yù)浸布，以制成纖維熱塑復(fù)材，每個纖維熱塑復(fù)材預(yù)浸布包含纖維與熱塑性樹脂；快速局部升溫纖維熱塑復(fù)材的加工區(qū)域；以模具合模成型纖維熱塑復(fù)材的加工區(qū)域，使纖維熱塑復(fù)材為局部成型件，本發(fā)明還包含纖維熱塑復(fù)材對金屬的接合方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種纖維熱塑復(fù)材成型方法，特別是有關(guān)于纖維熱塑復(fù)材的局部成型方法及對金屬的接合方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)纖維熱固復(fù)材(以下簡稱熱固復(fù)材)為非環(huán)保材料，難回收重用，預(yù)浸布需冷藏，制作工時長，射出成型困難，材料破壞時呈瞬間破壞，幾乎無緩沖區(qū)域及時間。相較于熱固復(fù)材為非循環(huán)再用材料，熱塑復(fù)材具備可回收再利用，做成預(yù)浸材料時較為穩(wěn)定無需冷藏，且固化后還是具有成型性佳的優(yōu)點。此外，熱塑復(fù)材的斷面可異形及多樣化，且可用快速的成型方式，例如：射出成型，成型時間約為熱固復(fù)材的10%，制造成本較熱固復(fù)材低，遭沖擊破壞時不馬上斷裂，因此存有緩沖時間。

一般熱固或熱塑復(fù)材與金屬接合，通常采用膠合技術(shù)；膠合件在剪力方向的負(fù)荷較大，而剝離方向則較弱，一般載具設(shè)計，通常以剪力方向作設(shè)計考慮，而無法兼?zhèn)浠虮荛_剝離方向弱負(fù)荷的設(shè)計。

熱固復(fù)材對金屬的接合，以機(jī)械接合(如SPR)時，因熱固復(fù)材成型性差，一般在成型沖孔周沿，易出現(xiàn)成型裂紋，熱塑復(fù)材因常溫具一定的成型性，熱塑復(fù)材對金屬亦適以SPR接合。單以SPR應(yīng)用于熱塑復(fù)材對金屬的接合，其拉剪負(fù)荷較小，一般都拉斷于接合孔的位置，且斷裂時，搭接試件，通常上下分離，其單點的SPR接合件其實安全度不高，因此載具制品產(chǎn)制時，通常需多打許多點，徒增制作工序，材料、加工成本及重量等。

另一方面，大尺寸的熱塑復(fù)材板在扣合處需作熱成型，目前作法是整個材板作加熱后再熱成型，如此會較耗能且大尺寸熱成型模具成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種纖維熱塑復(fù)材的局部成型方法，可僅對纖維熱塑復(fù)材的局部成型，具有較小及簡化的模具、較短的加熱成型時間及較高的設(shè)計自由度。

本發(fā)明提供還一種纖維熱塑復(fù)材對金屬的接合方法，具有膠合(AdhesiveBonding, AB)加自沖鉚接(Self Piercing Riveting, SPR)的復(fù)式接合技術(shù)，有高的抗剪性能。

本發(fā)明的纖維熱塑復(fù)材的局部成型方法，包含：堆棧多個纖維熱塑復(fù)材預(yù)浸布，每個纖維熱塑復(fù)材預(yù)浸布包含纖維與熱塑性樹脂；熱壓該些纖維熱塑復(fù)材預(yù)浸布，以制成纖維熱塑復(fù)材；快速局部升溫該纖維熱塑復(fù)材的加工區(qū)域；以一模具合模成型該纖維熱塑復(fù)材的加工區(qū)域，使該纖維熱塑復(fù)材為一局部成型件，其成型圓角/板材厚度比≤2.8，得到成型纖維熱塑復(fù)材。

在一實施例中，纖維熱塑復(fù)材的長度至少為1.0米，寬度至少為1.2米。

在一實施例中，該纖維熱塑復(fù)材的厚度介于0.6毫米至2.32毫米之間。

在一實施例中，該快速局部升溫該加工區(qū)域的加熱溫度介于150℃至240℃之間，加熱時間介于90秒至180 秒之間。

在一實施例中，在該模具合模成型該纖維熱塑復(fù)材的加工區(qū)域后，在模具的合模狀態(tài)下冷卻至30℃以下，開模取出該局部成型件。

在一實施例中，該快速局部升溫應(yīng)用紅外線(IR)加熱器施以加熱。

在一實施例中，該快速局部升溫該纖維熱塑復(fù)材的該加工區(qū)域在該模具的分模狀態(tài)下，使該加工區(qū)域位于分模的模具之間，且該紅外線加熱器以一移動裝置移至分模的模具之間對應(yīng)該加工區(qū)域的加熱位置，并在加熱完成后移出分模的模具之外。

在一實施例中，該加工區(qū)域的成型深度至少為6毫米。