介电结合的系统和方法与流程

本发明涉及结合技术，并且更具体地涉及用于将汽车纤维强化塑料(frp)主体部件与其他强化部件结合在一起的方法和装置。

背景技术：

1、基于汽车、运输和物流的工业中的重量节省已经成为主要的焦点，以使用于地面和空中运输的运载工具更加燃料高效。为了实现这些重量节省，已经引入了轻质复合材料来代替金属结构和表面主体部件以及面板。复合材料是由两种以上组成材料制成的材料，在组合时，具有显著不同的物理或化学性质的强化材料和基体材料产生了具有与各个组成材料不同的特性的材料。各个组分在成品结构内保持分离和不同。由于许多原因，复合材料可以是优选的：常见的示例包括与传统材料相比更强、更轻或更便宜的材料。此外，树脂系制品能够通过改变树脂化学和添加剂来定制以满足一系列要求。另外，虽然复杂形状的金属成形需要几个步骤，但是设计良好的模具能够在单个步骤中赋予复杂形状。

2、使用强化纤维内含物来强化基体是本领域公知的。用于强化基体的已建立好的机制包括减慢和延长裂纹传播通过基体的路径，以及与从周围基体材料中拉出纤维相关联的能量分配。在片状模塑组合物(smc)配方、团状模塑组合物(bmc)配方和树脂传递模塑(rtm)的背景下，纤维强化传统上涉及短切玻璃纤维的使用。在模塑组合物领域存在越来越多的认识，用碳纤维代替模塑组合物中的部分或全部玻璃纤维能够提供改进的组分性能。例如，碳纤维在复合材料、片状模塑组合物和树脂传递模塑中的使用导致形成的部件与玻璃纤维强化材料相比具有更小的重量。用碳纤维强化物实现的重量节省源于碳具有比玻璃更低的密度并且在给定厚度下产生更强和更硬的部件的事实。

3、然而，高质量表面光洁度，诸如汽车工业中的以高表面光泽为特征的汽车外部面板高光泽表面，通常仅使用高度定制的树脂配方获得，该树脂配方包含：玻璃纤维，诸如在smc或rtm中使用的和tca树脂，其可从continental structuralplastics,inc.商购获得；或金属，诸如铝及其合金。对于车辆表面面板，例如门、发动机罩、侧板、行李箱、车顶结构、保险杠等，通常需要高光泽表面。

4、车辆表面面板，诸如门、发动机罩、侧板、行李箱、车顶结构、保险杠等，通常是构成车辆中的大量重量的大型部件。通常需要用强化部件来强化这些较大的外部frp面板或部件，以为所得组件提供足够的刚性和机械强度。然而，仍然存在技术问题，包括不同层的结合、所得部件的表面质量、制造成本和制造产量。

5、因此，需要结合技术，更具体地，需要用于将汽车纤维强化塑料(frp)主体部件与强化部件结合在一起的方法和装置，以为所得组件提供足够的刚性和机械强度，同时还提供所得部件的重量减轻、所得部件的高质量表面光洁度、降低的制造成本和增加的制造产量。

技术实现思路

1、本发明提供了一种用于介电结合的系统，其包括：介电加热器，其具有对置的一对电极板；嵌套部，其可移除地连结至所述一对电极板中的第一电极板；以及可替换的电极组件，其可移除地连结至所述一对电极板中的第二电极板。嵌套部具有限定于其主体中的多个冷却通道，冷却流体在该冷却通道中循环以冷却由嵌套部支撑的材料组件。可替换的电极组件具有多个集中器部件，其被构造为将来自电压源的能量集中于材料组件上的预定位置。

2、本发明还提供了一种使用本发明的介电结合系统将材料组件结合的方法。该方法包括提供用于结合的材料组件，将嵌套部连结至一对电极板中的第一电极板，将电极组件连结至一对电极板中的第二电极板，将材料组件定位于嵌套部，使电极组件的多个集中器部件与材料组件上的预定位置进行接触，将高频信号从介电加热器施加于电极以将材料组件结合在一起；以及使冷却流体在限定于嵌套部的主体中的多个冷却通道中循环以在结合之后冷却材料组件。

技术特征：

1.一种用于介电结合的系统，所述系统包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述对置的一对电极板被构造为能够朝向和远离彼此移动。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一对电极板中的第一电极板电接地。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述嵌套部由表现出低介电损耗特性的材料形成。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述嵌套部由铝或黄铜形成。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其中，所述嵌套部具有轮廓表面，该轮廓表面被构造为对应于所述材料组件的表面的轮廓。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，还包括具有不同的轮廓表面的另一可替换的嵌套部，所述不同的轮廓表面对应于相对于所述嵌套部的不同材料组件。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其中，所述多个集中器部件是朝向可替换的嵌套部延伸而远离所述可替换的电极组件的突起。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其中，所述集中器部件被定位成与所述材料组件上的待结合在一起的位置相对应。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其中，所述可替换的电极组件的所述集中器部件包括限定于所述集中器部件的主体中的多个冷却通道，所述冷却通道被构造为使冷却流体在其中循环以冷却所述材料组件。

11.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，还包括多个可替换的电极组件，各个所述可替换的电极组件具有与不同材料组件相对于的不同构造的集中器部件。

12.一种使用根据权利要求1所述的系统将材料组件相结合的方法，所述方法包括：

13.根据权利要求12所述的方法，还包括组装多个材料层以形成用于结合的所述材料组件。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，用于结合的所述材料组件包括外皮部件、强化部件以及位于所述外皮部件和所述强化部件的配合表面之间的未固化粘合剂，所述未固化粘合剂位于所述材料组件的所述预定位置处。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，当所述高频信号被施加于所述材料组件时，所述未固化粘合剂发泡并膨胀。

16.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，其中，用于结合的所述材料组件具有高纵横比。

17.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，还包括使冷却流体在限定于所述可替换的电极组件的主体中的多个冷却通道中循环，以在结合之后冷却所述材料组件。

18.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，其中，施加所述高频信号包括在300至8000伏之间的电压下施加具有10兆赫至110兆赫之间的频率的高频信号。

19.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，其中，所述高频信号被施加15至40秒。

20.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，还包括：移除所述嵌套部并且插入具有不同的轮廓表面的另一可替换的嵌套部，所述不同的轮廓表面对应于相对于所述嵌套部的不同的材料组件；以及在将所述材料组件定位于所述另一可替换的嵌套部之前将所述另一可替换的嵌套部连结至所述一对电极板中的所述第一电极板。

技术总结一种用于介电结合的系统和方法，包括：介电加热器，其具有对置的一对电极板；嵌套部，其可移除地连结至一对电极板中的第一电极板；以及可替换的电极组件，其可移除地连结至一对电极板中的第二电极板。嵌套部具有限定于其主体中的多个冷却通道，冷却流体在冷却通道中循环以冷却由嵌套部支撑的材料组件。可替换的电极组件具有多个集中器部件，其被构造为将来自电压源的能量集中于材料组件上的预定位置中。技术研发人员：休·福伦,天野纪行,约书亚·德希受保护的技术使用者：帝人汽车技术公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11