[發(fā)明專利]用于制備由金屬和塑料組成的復(fù)合材料以形成塑料-金屬混合構(gòu)件的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010587028.5
• 申請(qǐng)日: 2015-05-04
• 公開（公告）號(hào): CN111823485B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: K·高斯;S·歐尼姆斯;M·米恩考沃;H·歐特;A·納克;J·高格勒;H·克靈克;F·埃格斯;L·霍夫曼;G·J·C·道根;B·菲斯特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沙伯基礎(chǔ)創(chuàng)新塑料有限公司;特魯普激光與系統(tǒng)技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): B29C45/14
• 分類號(hào): B29C45/14;B23K26/00;B23K26/0622;B23K26/082;B23K26/352;B23K103/04;B23K103/10;B29K705/00;B29K705/02;B29K705/12;B29L31/30
• 代理公司: 中國貿(mào)促會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 11038
• 代理人: 劉學(xué)媛

本發(fā)明涉及用于制備由金屬和塑料組成的復(fù)合材料以形成塑料?金屬混合構(gòu)件的方法，其中為了改進(jìn)金屬表面與至少一種塑料組分的粘合，在金屬表面中借助短脈沖激光輻射無規(guī)隨機(jī)地引入宏觀和/或微觀底部缺口使其粗糙化，在注塑過程中用至少一種塑料組分至少部分地分別填充所述底部缺口，使得所述塑料組分接合在宏觀和/或微觀底部缺口中，其中在使金屬表面粗糙化之后在至少一種塑料組分的注塑過程之前和/或期間，至少將粗糙化金屬表面加熱至一定溫度，所述溫度在加工中處于室溫至比至少一種塑料組分的加工溫度高100℃的范圍內(nèi)。

本申請(qǐng)是原始中國專利申請(qǐng)?zhí)朇N201580016962.9，申請(qǐng)日2015年5月4日，發(fā)明名稱“用于制備由金屬和塑料組成的復(fù)合材料以形成塑料-金屬混合構(gòu)件的方法”的分案申請(qǐng)。

本發(fā)明涉及用于制備由金屬和塑料組成的復(fù)合材料以形成塑料-金屬混合構(gòu)件的方法。

在由JP?2014-051041?A已知的這種方法中，為了改進(jìn)金屬表面與至少一種塑料組分的粘合，在第一方法步驟中在金屬表面中通過短脈沖激光輻射引入宏觀和/或微觀底部缺口狀裂縫使其粗糙化，所述底部缺口狀裂縫的凹形開口區(qū)域在俯視圖及其縱截面中應(yīng)當(dāng)分別具有重復(fù)的、幾何精確限定的形狀。在此，待引入金屬表面中的裂縫的開口區(qū)域在其俯視圖中具有限定的、始終重復(fù)的形狀，例如圓形、銀杏葉形、回旋鏢形、橢圓形、正方形、多邊形等，并且裂縫的縱截面具有三角形、四邊形或梯形。然后在第二方法步驟中在澆鑄過程中用至少一種塑料組分至少部分地填充金屬表面中的這種精確成形的裂縫，從而實(shí)現(xiàn)至少一種塑料組分和金屬表面中的裂縫之間更好的粘合。

此外，由DE?10?2011?100?449.5?A1已知用于制備由至少一個(gè)預(yù)制金屬構(gòu)件和至少一個(gè)塑料構(gòu)件組成的復(fù)合體的方法，其中對(duì)于金屬構(gòu)件的表面(所述表面待與塑料構(gòu)件接觸并且在所述表面中待壓印具有多個(gè)彼此隔開布置的齒狀元件的齒狀布置，然后各個(gè)齒狀元件分別圍繞彎曲邊緣從金屬構(gòu)件的表面向外彎曲形成嵌接元件)，首先以力通量定向方式根據(jù)預(yù)先計(jì)算的在復(fù)合體的每個(gè)適形制備的結(jié)合位置處作用于復(fù)合體的靜態(tài)力和/或動(dòng)態(tài)力借助數(shù)值模擬確定齒狀布置從金屬構(gòu)件表面向外彎曲的各個(gè)齒狀元件的輪廓和/或其數(shù)目和/或其在齒狀布置中的分布和/或其空間位置(x,y、z坐標(biāo))和/或其平面和/或其表面結(jié)構(gòu)和/或表面粗糙度，然后根據(jù)數(shù)值模擬的輪廓、彼此距離和定向在金屬構(gòu)件的表面中壓印齒狀布置的多個(gè)齒狀元件，在所述表面上每個(gè)齒狀元件圍繞彎曲邊緣從金屬構(gòu)件的表面向外彎曲達(dá)到其通過數(shù)值模擬預(yù)先確定的力通量定向位置，然后金屬構(gòu)件與塑料構(gòu)件以適形方式結(jié)合形成復(fù)合體。然后將金屬構(gòu)件(齒狀布置的多個(gè)齒狀元件從金屬構(gòu)件向外彎曲)固定在注塑模具中并且在標(biāo)準(zhǔn)注塑方法中將復(fù)合體的塑料構(gòu)件注射至金屬構(gòu)件的多個(gè)齒狀元件向外彎曲的表面，其中齒狀布置的每個(gè)齒狀元件在其借助數(shù)值模擬預(yù)先確定的力通量定向位置處嵌入注射至金屬構(gòu)件的塑料構(gòu)件的塑料中，并且當(dāng)塑料構(gòu)件的塑料固化時(shí)穩(wěn)固地錨固其中。

DE?10?2007?023?418?B4中描述了使構(gòu)件表面(特別是由金屬、塑料或陶瓷組成)粗糙化從而改進(jìn)在構(gòu)件表面上熱施加的熱注射層的粘合的方法，通過使表面粗糙化從而形成微觀底部缺口，其中在表面中通過傾斜角在20°至80°范圍內(nèi)的脈沖激光射線引入傾斜延伸的成形袋，所述成形袋的尺寸使得成形袋的至少一個(gè)邊緣形成相對(duì)于金屬表面的底部缺口，其中用脈沖激光射線至少局部地多次處理表面，所述脈沖激光射線具有不同的方向角、傾斜角和/或不同的激光能量。在該文獻(xiàn)中描述了對(duì)于涂層品質(zhì)來說有利的是，注射流應(yīng)當(dāng)以與成形袋相同的傾斜度引導(dǎo)至表面。為此，成形袋應(yīng)當(dāng)僅平行于一個(gè)相對(duì)于表面的底部缺口邊緣在相同方向上形成。因此，成形袋越深，注射流的匹配合適的角度必須越精確地限定。角度調(diào)節(jié)的公差相應(yīng)降低。選擇不合適的注射流因此可能造成成形袋的不完全填充，這負(fù)面影響或降低注射層的粘合強(qiáng)度。

此外，通過DE?10?2006?004?769?A1已知使金屬表面粗糙化從而改進(jìn)熱注射在金屬表面上的層的粘合的方法。在此，在第一方法步驟中以材料去除處理或材料切除處理的方式在表面中引入缺口或凹陷，使得表面的突出金屬形成升高的微觀結(jié)構(gòu)，特別是突起、凹槽、外翻或隆起，其中在至少一個(gè)第二方法步驟中以變形和/或斷裂的方式重新加工這些微觀結(jié)構(gòu)，使得大部分結(jié)構(gòu)形成相對(duì)于表面的底部缺口。