本发明涉及仪表板横梁领域，具体为一种基于塑料粒子一体注塑的钢塑横梁的制备方法。
背景技术：
1、汽车仪表板横梁(cross car beam，ccb)是仪表板总成的重要组成部分。ccb为仪表板本体及其附件、安全气囊、转向管柱、空调箱体等零部件提供承载固定。它直接与车身相连接，承受并传递支撑和连接的零部件的载荷，直接影响着整车的工程设计、驾驶操作和安全性。乘用车常采用ccb为钢梁焊接金属支架结构，随着整车轻量化技术发展，近年来出现了多种新ccb技术方案。
2、如专利(cn109720419a)一种仪表板横梁，包括主横梁、车身左侧围连接件、车身右侧围连接件、车身前围板连接件、车身底板连接件和转向管柱安装件。车身左侧围连接件和车身右侧围连接件分别设于主横梁的两端。车身前围板连接件设于主横梁的一侧，车身底板连接件和转向管柱安装件设于主横梁的另一侧。主横梁、车身左侧围连接件、车身右侧围连接件、车身前围板连接件、车身底板连接件和转向管柱安装件由塑胶一体注塑成型。主横梁中夹设有由连续纤维增强热塑性复合材料模压而成的加强嵌板；专利(cn106541549a)一种塑料横梁管柱的制备工艺，包括：先制备样品横梁管柱，然后分析横梁管柱和转向系统质量点的约束模态，再分析横梁管柱的刚度和强度，然后分析odb强度，以及侧向强度，如果横梁管柱的力学数据符合要求，进行下一步；确定横梁管柱的外形，确定横梁管柱一体成型的部分以及模后组装部分；确定横梁管柱各部分材料；根据横梁管柱外形设计模具，并对模具进行分析，获得横梁管柱注塑成型模具；注塑成型，获得横梁管柱产品；
3、但是，传统制备方法对于大型复杂结构的商用汽车仪表板横梁来说，一次一体注塑成型的模具设计难度大、工艺难于实现，不仅产品在高温度环境下尺寸稳定性差、强度及刚性无法得到保证等缺陷，且不适用于结构复杂、强度要求高的商用汽车仪表板横梁的制备。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于塑料粒子一体注塑的钢塑横梁的制备方法，解决了一次一体注塑成型的模具设计难度大、工艺难于实现，不仅产品在高温度环境下尺寸稳定性差、强度及刚性无法得到保证等缺陷的问题。
3、(二)技术方案
4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于塑料粒子一体注塑的钢塑横梁的制备方法，具体包括以下步骤：
5、s1.横梁预设
6、基于三维设计空间进行初始化仪表板横梁结构预设，并利用拓扑优化设计、通过模块及参数化方法进行快速组合优化，结合优化算法完成结构快速寻优设计预设；
7、s2.分组一体结构
8、基于s1步骤中完成的最优横梁设计预设结构，对横梁的一体成型部分、嵌体和标准结构件进行划分组合区分，确定横梁的单体结构体；
9、s3.备料
10、选择可塑性较强的碳钢冲压件作为主管梁嵌件、以复合塑料粒子为一体注塑材料源、备用溶媒胶膜、以最优横梁设计预设结构为原型设计注塑模具；
11、s4.嵌块预制
12、以备用溶媒胶膜为基础，将其置入容器中，选择作为主管梁嵌件的碳钢冲压件为载体，基于细刷将溶媒胶膜均匀涂覆在碳钢冲压件外表面，吊装保温；
13、s5.单体注塑成型
14、将s4步骤中吊装保温的预制嵌块放置于对应注塑模具中的对应位置，并将完成塑化处理的以复合塑料粒子为一体注塑材料源注塑到模具中，经保压、冷却和脱模后得到一体注塑主管梁主体；
15、基于s2步骤中确定的标准结构体结构，以铝合金、镁合金为嵌体放置于对应注塑模具中的对应位置，注入以复合塑料粒子为一体注塑材料源到模具中，经保压、冷却和脱模后得到一体注塑标准结构体；
16、s6.一体成型
17、基于s2步骤中的最优横梁设计预设结构，将注塑完成的一体注塑主管梁主体和多个一体注塑标准结构体进行预热，将预热后的结构单体放入挤压机以原型设计的模具之间，以挤压工艺成型后，经脱模、去毛刺、表面处理后得到一体注塑挤压成型的钢塑横梁。
18、优选的，所述s1中的寻优设计预设基于车内空间布置约束下的各安装界面设计、管柱安装整体模态和方向盘中心点刚度、轻量化以及方向盘中心点加载力的形变量为优化基准进行寻优设计预设。
19、优选的，所述s2步骤中的一体成型部分包括嵌体及基于该嵌体的注塑成型结构体，所述嵌体包括主管梁和转向柱部分，所述标准结构体包括多种装配连接件。
20、优选的，所述s3步骤中的可塑性较强的碳钢冲压件为基于含碳量为0.0218％～0.5％之间的铁碳合金冲压件，所述复合塑料粒子采用以原料为工程塑料65～80份、共聚物8～15份、润滑剂0.8～2份、无机填料0.5～1.2份、助剂1～5份制备而成的复合塑料粒子。
21、优选的，所述备用溶媒胶膜为高温下融化而成的热熔胶膜液体，以胶膜为原料进行高温熔化制得，并以液态进行保温备用。
22、优选的，所述塑化处理的具体步骤为：将配比量的注塑原料加入搅拌机中搅拌3～5分钟，接着将搅拌好的原料加入密炼机中熔融，熔融温度为295～335℃，得到塑化原料。
23、优选的，包括基于该制备方法制备的钢塑横梁，所述钢塑横梁包括主横梁、多个连接件和转向管柱安装件。
24、(三)有益效果
25、本发明提供了一种基于塑料粒子一体注塑的钢塑横梁的制备方法。具备以下有益效果：
26、1、本发明提供了一种基于塑料粒子一体注塑的钢塑横梁的制备方法，该方法通过对钢塑横梁进行结构划分，利用划分的结构体对其进行独立一体注塑后再次进行挤压工艺成型；由于结构体中仅有嵌块为金属材料，其余均采用基于塑料粒子注塑成型结构，大大减轻了重量，且由于对注塑成型后的多结构体进行一体挤压成型，减少了零件和连接点数量，提高了零件的尺寸精度和组合安装的工作效率，而采用分段的方式进行一体注塑，可减小模具规模，简化注塑工艺，减少局部设计更改和更换模具带来的投入。
27、2、本发明提供了一种基于塑料粒子一体注塑的钢塑横梁的制备方法，该方法制备的钢塑横梁不仅耐冲击、耐磨性高、防腐性能好，质量相对传统横梁质量更轻，且成型温度更低，成型加工周期短，能耗低，设计自由度大，易于实现复杂制件一次成型，并在满足强度要求的同时，简化了制造工艺，降低了制造成本。
1.一种基于塑料粒子一体注塑的钢塑横梁的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于塑料粒子一体注塑的钢塑横梁的制备方法，其特征在于：所述s1中的寻优设计预设基于车内空间布置约束下的各安装界面设计、管柱安装整体模态和方向盘中心点刚度、轻量化以及方向盘中心点加载力的形变量为优化基准进行寻优设计预设。
3.根据权利要求1所述的一种基于塑料粒子一体注塑的钢塑横梁的制备方法，其特征在于：所述s2步骤中的一体成型部分包括嵌体及基于该嵌体的注塑成型结构体，所述嵌体包括主管梁和转向柱部分，所述标准结构体包括多种装配连接件。
4.根据权利要求1所述的一种基于塑料粒子一体注塑的钢塑横梁的制备方法，其特征在于：所述s3步骤中的可塑性较强的碳钢冲压件为基于含碳量为0.0218％～0.5％之间的铁碳合金冲压件，所述复合塑料粒子采用以原料为工程塑料65～80份、共聚物8～15份、润滑剂0.8～2份、无机填料0.5～1.2份、助剂1～5份制备而成的复合塑料粒子。
5.根据权利要求1所述的一种基于塑料粒子一体注塑的钢塑横梁的制备方法，其特征在于：所述备用溶媒胶膜为高温下熔化而成的热熔胶膜液体，以胶膜为原料进行高温熔化制得，并以液态进行保温备用。
6.根据权利要求1所述的一种基于塑料粒子一体注塑的钢塑横梁的制备方法，其特征在于：所述塑化处理的具体步骤为：将配比量的注塑原料加入搅拌机中搅拌3～5分钟，接着将搅拌好的原料加入密炼机中熔融，熔融温度为295～335℃，得到塑化原料。
7.根据权利要求1所述的一种基于塑料粒子一体注塑的钢塑横梁的制备方法，其特征在于：包括基于该制备方法制备的钢塑横梁，所述钢塑横梁包括主横梁、多个连接件和转向管柱安装件。