[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

说明书

本发明涉及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。

在由JP 2014-051041A已知的这种方法中，为了改进金属表面与至少一种塑料组分的粘合，在第一方法步骤中在金属表面中通过短脉冲激光辐射引入宏观和/或微观底部缺口状裂缝使其粗糙化，所述底部缺口状裂缝的凹形开口区域在俯视图及其纵截面中应当分别具有重复的、几何精确限定的形状。在此，待引入金属表面中的裂缝的开口区域在其俯视图中具有限定的、始终重复的形状，例如圆形、银杏叶形、回旋镖形、椭圆形、正方形、多边形等，并且裂缝的纵截面具有三角形、四边形或梯形。然后在第二方法步骤中在浇铸过程中用至少一种塑料组分至少部分地填充金属表面中的这种精确成形的裂缝，从而实现至少一种塑料组分和金属表面中的裂缝之间更好的粘合。

此外，由DE 10 2011 100 449.5A1已知用于制备由至少一个预制金属构件和至少一个塑料构件组成的复合体的方法，其中对于金属构件的表面(所述表面待与塑料构件接触并且在所述表面中待压印具有多个彼此隔开布置的齿状元件的齿状布置，然后各个齿状元件分别围绕弯曲边缘从金属构件的表面向外弯曲形成嵌接元件)，首先以力通量定向方式根据预先计算的在复合体的每个适形制备的结合位置处作用于复合体的静态力和/或动态力借助数值模拟确定齿状布置从金属构件表面向外弯曲的各个齿状元件的轮廓和/或其数目和/或其在齿状布置中的分布和/或其空间位置(x,y、z坐标)和/或其平面和/或其表面结构和/或表面粗糙度，然后根据数值模拟的轮廓、彼此距离和定向在金属构件的表面中压印齿状布置的多个齿状元件，在所述表面上每个齿状元件围绕弯曲边缘从金属构件的表面向外弯曲达到其通过数值模拟预先确定的力通量定向位置，然后金属构件与塑料构件以适形方式结合形成复合体。然后将金属构件(齿状布置的多个齿状元件从金属构件向外弯曲)固定在注塑模具中并且在标准注塑方法中将复合体的塑料构件注射至金属构件的多个齿状元件向外弯曲的表面，其中齿状布置的每个齿状元件在其借助数值模拟预先确定的力通量定向位置处嵌入注射至金属构件的塑料构件的塑料中，并且当塑料构件的塑料固化时稳固地锚固其中。

DE 10 2007 023 418B4中描述了使构件表面(特别是由金属、塑料或陶瓷组成)粗糙化从而改进在构件表面上热施加的热注射层的粘合的方法，通过使表面粗糙化从而形成微观底部缺口，其中在表面中通过倾斜角在20°至80°范围内的脉冲激光射线引入倾斜延伸的成形袋，所述成形袋的尺寸使得成形袋的至少一个边缘形成相对于金属表面的底部缺口，其中用脉冲激光射线至少局部地多次处理表面，所述脉冲激光射线具有不同的方向角、倾斜角和/或不同的激光能量。在该文献中描述了对于涂层品质来说有利的是，注射流应当以与成形袋相同的倾斜度引导至表面。为此，成形袋应当仅平行于一个相对于表面的底部缺口边缘在相同方向上形成。因此，成形袋越深，注射流的匹配合适的角度必须越精确地限定。角度调节的公差相应降低。选择不合适的注射流因此可能造成成形袋的不完全填充，这负面影响或降低注射层的粘合强度。

此外，通过DE 10 2006 004 769A1已知使金属表面粗糙化从而改进热注射在金属表面上的层的粘合的方法。在此，在第一方法步骤中以材料去除处理或材料切除处理的方式在表面中引入缺口或凹陷，使得表面的突出金属形成升高的微观结构，特别是突起、凹槽、外翻或隆起，其中在至少一个第二方法步骤中以变形和/或断裂的方式重新加工这些微观结构，使得大部分结构形成相对于表面的底部缺口。

此外，DE 10 2008 040 782A1中公开了用于制备复合构件(特别是用于汽车应用)的方法，所述复合构件包括至少一个具有第一接触表面的第一构件和至少一个具有与第一接触表面邻近的第二接触表面的第二构件，其中在第一构件的第一接触表面上借助激光产生表面结构，使得所述表面结构具有与纳米结构重叠的微米结构。在对第一构件的第一接触表面进行表面结构化之后，通过用第二构件至少局部地注塑包封第一构件从而使第一构件与由塑料材料(特别是热塑性材料)形成的第二构件适形连接。

此外，通过DE 10 2011 111 745A1已知由金属塑料混合复合物组成的用于内燃机的控制室模块，所述控制室模块包括至少一个金属插件，其中肋状结构由注射的热塑性塑料增强肋组成，所述热塑性塑料包含体积份数为至少305的由增强材料组成的短纤维。

最后由DE 10 2010 055 824A1已知用于制备通过成型空心体增强的复合部件的方法，其中进行如下方法步骤：

1.提供成型体，

2.将成型体引入注塑模具的腔体中，