CN111216303B - 车辆内部零件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

车辆的内部零件通过型芯回退膨胀成型而形成。内部零件包括发泡塑料体，该发泡塑料体通过将可发泡塑料树脂注入至模具中并将所述模具的模具部分分离开以允许可发泡塑料树脂发泡膨胀而形成。经发泡的塑料体的边缘部分包括突出的冻结区段和定位成与突出的冻结区段相邻的型芯回退膨胀半径部。突出的冻结区段形成在模具的与分模线相邻的冻结密封区域中，以帮助防止材料在分离期间在分模线处出现过多溢料。

Description

车辆内部零件及其制造方法

技术领域

本发明总体涉及车辆内部零件，并且具体涉及由可发泡塑料树脂制成的经过型芯回退（core-back）膨胀成型的内部零件。

背景技术

型芯回退膨胀成型（core-back expansion molding）涉及以标称厚度将可发泡塑料树脂注入至注塑模具中，其中，所述标称厚度小于待形成的零件的期望厚度。在填充后，将模具沿着分模线打开设定的距离（例如，通过去除夹持压力或者通过机械地分离模具）。然后，可发泡塑料树脂可膨胀以生成厚度与模具所打开的设定距离对应的零件。完成的零件包括可比替代地形成的零件轻得多的经发泡的塑料体。这可特别适合于汽车工业中的节约燃料的目的。

当在制造过程期间打开模具时，在分模线处可能出现溢料（flashing over）。这种溢料可能导致边缘区域变形。US 5,217,732中，Rudolf等人尝试通过生成成角度的分模线来解决溢料问题。然而，该解决方案会导致工装修改成本高。另外，成角度的分模线可能不适用于需要符合多种汽车相关规格的一些特定设计的零件。

发明内容

根据各种实施方式，提供了一种用于车辆的内部零件以及包括内部零件的车辆。内部零件包括经发泡的塑料体。经发泡的塑料体包括外侧部、内侧部和边缘部分，其中，外侧部配置成背向车辆的内部舱室，内侧部配置成面向车辆的内部舱室，边缘部分位于外侧部与内侧部之间。边缘部分包括突出的冻结区段和定位成与突出的冻结区段相邻的型芯回退膨胀周边部。

在一些实施方式中，边缘部分还包括外侧延伸部。

在一些实施方式中，外侧延伸部具有端壁和内壁。

在一些实施方式中，外侧延伸部的内壁与型芯回退膨胀周边部形成内谷部。

在一些实施方式中，内谷部包括位于外侧延伸部的内壁与型芯回退膨胀周边部之间的成角度的接合点。

在一些实施方式中，突出的冻结区段具有端壁和内壁。

在一些实施方式中，突出的冻结区段的内壁与外侧延伸部的内壁直接相对。

在一些实施方式中，突出的冻结区段的内壁和型芯回退膨胀周边部在弯曲的接合点处接触。

在一些实施方式中，经发泡的塑料体具有多个微型蜂窝孔。

在一些实施方式中，内部零件是内部门板。

根据各种实施方式，提供了一种制造用于车辆的内部零件的方法，该方法包括以下步骤：将可发泡塑料树脂注入至模具中，模具具有第一模具部分、第二模具部分以及处于第一模具部分与第二模具部分之间的分模线；移动第一模具部分或第二模具部分，以在分模线处将第一模具部分与第二模具部分分开；以及利用可发泡塑料树脂填充冻结密封区域。冻结密封区域定位成与分模线相邻，并且配置成在第一模具部分或第二模具部分的移动期间密封分模线。

在一些实施方式中，内部零件包括经发泡的塑料体。经发泡的塑料体包括外侧部、内侧部和边缘部分，其中，外侧部配置成背向车辆的内部舱室，内侧部配置成面向车辆的内部舱室，边缘部分位于外侧部与内侧部之间。边缘部分包括突出的冻结区段以及定位成与突出的冻结区段相邻的型芯回退膨胀周边部。

在一些实施方式中，第一模具部分是芯侧部，以及冻结密封区域延伸至第一模具部分中。

在一些实施方式中，突出的冻结区段形成在冻结密封区域中。

在前面的段落、权利要求和/或下面的描述及附图中阐述的各个方面、实施方式、示例、特征和替代均可独立地使用，或者以其任何组合的方式使用。例如，在没有特征不兼容的情况下，结合一个实施方式公开的特征可适用于所有实施方式。

附图说明

在下文中将结合附图对一个或多个实施方式进行描述，其中，相同的附图标记表示相同的元件，并且在附图中：

图1是机动车辆的俯视图；

图2示出了图1中机动车辆的车辆内部零件，并且更具体地，是内部门板的外视图；

图3是沿着图2中的线3-3截取的图2的内部门板的剖视图；以及

图4示出了可用于制造图2至图3的内部门板的模具。

具体实施方式

以下所描述的是具有通过型芯回退膨胀成型而形成的经发泡的塑料体的车辆内部零件。与根据标准注塑成型或其他制造工艺形成的类似零件相比，使用本文中所描述的方法，可实现减轻约25％的重量。然而，由于型芯回退膨胀涉及将两个或更多个模腔分离开以促进可发泡塑料树脂的膨胀，因而在分模线处可出现溢料。为了解决这个问题，可设置与分模线相邻的注塑模具中的冻结密封区域。利用经发泡的塑料树脂来填充冻结密封区域可在形成的车辆内部零件中形成相应的冻结区段。冻结区段起到类似于坝的作用，有助于减少或防止分模线处的溢料。另外，与涉及更复杂的工装重新配置和重新设计的其他方法相比，在注塑模具中形成冻结密封区域可更容易。

图1是机动车辆10的俯视图。机动车辆10具有可通过多个门14、16、18、20进入的内部舱室12。每个门14、16、18、20均包括内部门板，诸如图2中所示的内部门板22。这些图和描述更侧重于诸如内部门板的车辆面板；然而，当前所公开的特征和技术可有利地或优选地与其他任意经过型芯回退膨胀而形成的内部零件一起使用，诸如与仪表面板、除霜器、方向盘面板、座椅面板、立柱面板及舱顶面板等一起使用。

图2所示的内部门板22安装在右侧门14、16中一个或两个的内侧部上。可在左侧门18、20的内侧部上使用类似的内部面板。通常使用术语“内”和“外”来将各种车辆组件定向成更靠近内部舱室12（即，“内”）或背向内部舱室12（即，“外”）。图2示出了门板22的外侧部24。门板22的外侧部24也可称为B侧。门板22的内侧部26面对车辆10的内部舱室12，以及内侧部26也可称为A侧。在各种内部面板实施方式中，诸如一个或多个表皮层和/或泡沫层的其他层可定位在内侧部26上。

内部门板22包括通过对可发泡塑料树脂进行型芯回退膨胀成型而形成的经发泡的塑料体28。经发泡的塑料体28包括多个微型蜂窝孔30（在图3的沿着图2中的线3-3截取的剖视图中，仅标记出了一些蜂窝孔）。在所示的实施方式中，面板22在外侧部24上具有大致光滑的表面32，以及在内侧部26上具有粗糙或有纹理的表面34，其中微型蜂窝孔30分布在整个本体28中。如图4中所示并将在下文进一步详细描述的是，在将可发泡塑料树脂插入至模具中时，在将模具部分分离时形成微型蜂窝孔30，从而随着将模具部分中的一个从外侧部24移开以允许可发泡塑料树脂膨胀，形成从外侧部24朝向内侧部26延伸的定向分布的孔网络36。

用于本体28的可发泡塑料树脂的材料可取决于零件的实现方式。例如，可根据零件对于内部舱室12大体可见或大体不可见而使用不同的材料。在具体实施方式中，对于诸如结构面板或除霜器的不可见零件，可使用纤维增强聚丙烯（例如，PPLGF20），而对于诸如内部门板22的成型有颜色的可见零件，可使用滑石粉填充的热塑性烯烃（例如，超高流、中等冲击、20％滑石粉填充的TPO）。其他塑料材料当然也是可能的，列举几项示例，诸如其他基于PP的材料、其他基于TPO的材料、基于丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS）的材料以及基于聚苯醚（PPO）的材料。将塑料材料与化学发泡剂（CFA）混合以形成可发泡塑料树脂。在一个实施方式中，CFA是ADX 1099（占可发泡塑料材料的约2 wt％），但是其他CFA也是可能的。

将可发泡塑料树脂注入至型芯回退膨胀模具中，诸如图4中所示的模具40。模具40包括第一模具部分42和第二模具部分44，其中，第一模具部分42具有主芯侧部46，并且第二模具部分44被示意性地示出。也可能具有比图4中所示的模具部分更多的模具部分。另外，模具40具有用于从模腔提取空气/气体的各种通风孔、用于在成形零件中形成凸台等的各种模具特征、动作部等。在制造期间，应保持可发泡塑料树脂处于压力下，以避免泡沫膨胀，直至将模具部分42、44分离。在注塑时，第一模具部分42和第二模具部分44以比最终零件厚度小的标称厚度分离开。然后，芯侧部46沿着分模线48缩回，使得可发泡塑料树脂在外侧部24（面向第二模具部分44）与内侧部26（面向第一模具部分42的芯侧部46）之间发泡。对于这个具体的门板22实现方式，标称厚度是约1.8 mm。然后，可将模具部分分开约1 mm，以形成零件厚度约为2.8 mm的零件。其他标称厚度、分隔距离和零件厚度当然是可能的，并且会取决于所形成的内部零件的所需质量。制造过程中可能需要考虑的附加因素包括注塑材料的温度控制、注塑速度、模具部分的分离速度、模具中的共振或停留时间以及冷却参数。

为了防止或减少在将模具部分42、44分离开时在分模线48处出现溢料，模具40包括定位成与分模线48相邻的冻结密封区域50。冻结密封区域50是切入至芯侧部46中的肋或槽，其可在注塑期间利用可发泡塑料树脂进行填充，并且可在模具部分42、44沿着分模线分开时起到类似于坝的作用。在其他实施方式中，使用液压致动器等来帮助将在分模线附近保持钢件以避免溢料。由于冻结密封区域50可不需要包括或操作安装在模具上的液压致动器，因而其能够实现更简化的工装实施和/或改善的周期时间。在一个具体实施方式中，冻结密封区域50是约0.7 mm深且0.7 mm宽，但是取决于材料特性、待形成的零件的尺寸以及分离参数，冻结密封区域50的尺寸可不同。

如图3中所示，冻结密封区域50在面板22中形成有利地配置的边缘部分52。更具体地，冻结密封区域50形成相应的突出的冻结区段54，其用作塑料坝以防止过多溢料。突出的冻结区段54定位成与型芯回退膨胀周边部56直接相邻，并且突出的冻结区段54包括端壁58和内壁60。内壁60在弯曲的接合点62处与型芯回退膨胀周边部56连接。该边缘部分52还包括外侧延伸部64，该外侧延伸部64可用于在将内部门板22安装至外部门14、16、18、20中的一个时的安装目的。外侧延伸部64还包括端壁66和内壁68。在该实施方式中，外侧延伸部64的内壁68与型芯回退膨胀周边部56形成内谷部70。内谷部70包括位于外侧延伸部64的内壁68与型芯回退膨胀周边部56之间的成角度的接合点72。另外，在一个具体实施方式中，外侧延伸部64的端壁66与突出的冻结区段54的端壁58大致对准。突出的冻结区段54的内壁60的长度或高度也与冻结密封区域50的深度对应。突出的冻结区段54在膨胀期间帮助密封分模线48。

应理解的是，前述内容是对本发明的一个或多个优选的示例性实施方式的描述。本发明不受限于本文中公开的一个或多个具体实施方式，而是仅由所附权利要求进行限定。另外，前面的描述中包括的陈述与具体实施方式相关，并且除了在上文明确限定的术语或短语的情况之外，所述陈述均不应解释为对本发明的范围或权利要求中所使用的术语的定义进行限制。多种其他实施方式以及对所公开的实施方式的多种改变和修改对本领域技术人员将变得显而易见。所有这些其他实施方式、改变和修改旨在落入所附权利要求的范围内。

如在本说明书和权利要求中所使用的是，术语“例如（for example）”、“例如（forinstance）”、“诸如（such as）”和“如（like）”以及动词“包括（comprising）”、“具有（having）”、“包括（including）”及其动词形式，在与一个或多个组件或其他项的列表结合使用时，均应解释为开放式，其意为该列表不应视为排除其他、另外的组件或项。除非其他术语在需要不同解释的上下文中使用，否则这些其他术语应使用其最宽泛的合理含义进行解释。

Claims (13)

1.用于车辆的内部零件，包括：

经发泡的塑料体，所述经发泡的塑料体包括：

外侧部，配置成背向所述车辆的内部舱室；

内侧部，配置成面向所述车辆的内部舱室；以及

边缘部分，位于所述外侧部与所述内侧部之间，所述边缘部分包括：

外侧延伸部；

突出的冻结区段，通过将可发泡塑料树脂填充至模具中的冻结密封区域而形成，其中，所述冻结密封区域定位成与分模线相邻并且配置为切入至所述模具中的芯侧部中的槽，并且所述突出的冻结区段在所述模具沿着所述分模线分开时密封所述分模线；以及

型芯回退膨胀周边部，定位在所述突出的冻结区段和所述外侧延伸部之间。

2.根据权利要求1所述的内部零件，其中，所述外侧延伸部具有端壁和内壁。

3.根据权利要求2所述的内部零件，其中，所述外侧延伸部的内壁与所述型芯回退膨胀周边部形成内谷部。

4.根据权利要求3所述的内部零件，其中，所述内谷部包括位于所述外侧延伸部的内壁与所述型芯回退膨胀周边部之间的成角度的接合点。

5.根据权利要求2所述的内部零件，其中，所述突出的冻结区段具有端壁和内壁。

6.根据权利要求5所述的内部零件，其中，所述突出的冻结区段的内壁与所述外侧延伸部的内壁直接相对。

7.根据权利要求5所述的内部零件，其中，所述突出的冻结区段的内壁和所述型芯回退膨胀周边部在弯曲的接合点处接触。

8.根据权利要求1所述的内部零件，其中，所述经发泡的塑料体具有多个微型蜂窝孔。

9.根据权利要求1所述的内部零件，其中，所述内部零件是内部门板。

10.一种包括权利要求1所述的内部零件的车辆。

11.一种制造用于车辆的内部零件的方法，包括以下步骤：

将可发泡塑料树脂注入至模具中，所述模具具有第一模具部分、第二模具部分以及处于所述第一模具部分与所述第二模具部分之间的分模线；

移动所述第一模具部分或所述第二模具部分，以在所述分模线处将所述第一模具部分与所述第二模具部分分开；以及

利用所述可发泡塑料树脂填充冻结密封区域，以在移动所述第一模具部分或所述第二模具部分期间密封所述分模线，其中，所述冻结密封区域定位成与所述分模线相邻，并且配置为切入至所述第一模具部分中的芯侧部中的槽。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述内部零件包括：

经发泡的塑料体，所述经发泡的塑料体包括：

外侧部，配置成背向所述车辆的内部舱室；

内侧部，配置成面向所述车辆的内部舱室；以及

边缘部分，位于所述外侧部与所述内侧部之间，所述边缘部分包括：

突出的冻结区段；以及

型芯回退膨胀周边部，定位成与所述突出的冻结区段相邻。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述突出的冻结区段形成在所述冻结密封区域中。