[发明专利]用于制备由金属和塑料组成的复合材料以形成塑料‑金属混合构件的方法

权利要求书

1.用于制备由金属和塑料组成的复合材料以形成塑料-金属混合构件的方法，其中为了改进金属表面与至少一种塑料组分的粘合，在金属表面中借助短脉冲激光辐射无规随机地引入宏观和/或微观底部缺口使其粗糙化，在注塑过程中用至少一种塑料组分至少部分地分别填充所述底部缺口，使得所述塑料组分接合在宏观和/或微观底部缺口中，其中在使金属表面粗糙化之后在至少一种塑料组分的注塑过程之前和/或期间，至少将粗糙化金属表面加热至一定温度，所述温度在加工中处于室温至比至少一种塑料组分的加工温度高100℃的范围内。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，粗糙化金属表面所加热到的温度处于比至少一种塑料组分的加工温度低100℃至加工温度的范围内。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将粗糙化金属表面加热至一定温度，所述温度高于玻璃化转变温度，在热塑性塑料的情况下优选在玻璃化转变温度的范围内。

4.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，根据过程参数例如过程时间、熔体粘度和金属表面的粗糙化(结构化)精度和深度选择至少将金属的粗糙化金属表面加热到的温度。

5.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，使用扫描器借助短脉冲激光辐射产生金属表面的宏观底部缺口，所述扫描器具有合适焦距的扫描器光学元件和光导管。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，扫描器相对于待粗糙化的金属表面以预定速度连续移动并且其移动与机器人的轴向移动重叠，其中扫描器光学元件同时在金属表面上在其工作范围内以不断循环的方式引导激光射线并且在整个金属表面上通过连续相对移动不断产生均匀粗糙化(结构化)。

7.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，在注塑模具内进行金属的加热。

8.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，在注塑模具外在炉中进行金属的加热。

9.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，以感应方式进行金属的加热。

10.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，通过可变调温进行金属的加热。

11.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，在内部高压成形过程中通过水、油或气体进行金属的加热。

12.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，对于至少一种塑料组分使用热塑性塑料。

13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，作为热塑性塑料选择热塑性聚合物例如聚酰胺、聚酯、聚缩醛、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚烯烃例如聚丙烯或聚乙烯或其混合物或聚酰胺例如聚酰胺6或聚酰胺6.6或聚苯醚或聚醚酰亚胺。

14.根据权利要求1-10任一项所述的方法，其特征在于，对于至少一种塑料组分使用热固性塑料。

15.根据权利要求1-10任一项所述的方法，其特征在于，对于至少一种塑料组分使用弹性体或弹性体类塑料。

16.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，使用至少一种塑料组分在至少局部真空下进行注塑过程。

17.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，将至少一种塑料组分与填料和增强材料配混。

18.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，使用降低至少一种塑料组分的长度膨胀系数的材料作为填料和增强材料。

19.根据权利要求15或16所述的方法，其特征在于，使用玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维或来自亚麻、大麻或剑麻的天然纤维作为用于增强至少一种塑料组分的纤维。

20.根据权利要求16或17所述的方法，其特征在于，使用纤维长度小于1mm或小于0.4mm的纤维或短玻璃纤维。

21.根据权利要求16或17所述的方法，其特征在于，使用纤维长度在1mm至30mm范围内的纤维或长玻璃纤维。

22.根据权利要求15或16所述的方法，其特征在于，使用沿着纤维方向具有负的热膨胀系数的基于聚合物的增强体系例如芳纶纤维作为增强材料。