BR112019019563A2

BR112019019563A2 - junçâo de objetos

Info

Publication number: BR112019019563A2
Application number: BR112019019563A
Authority: BR
Inventors: Eckhard Gregor; Mayer Jörg; Mooser Patrick
Original assignee: Multimaterial Welding Ag
Priority date: 2017-03-20
Filing date: 2018-03-20
Publication date: 2020-04-22
Also published as: MX2019011140A; EP3600851A1; KR102476729B1; CN115476518A; KR20200003368A; JP2020511339A; WO2018172385A1; US20200016843A1; CN110636935B; US11529765B2; US20230018518A1; JP7134996B2; CN110636935A

Abstract

a invenção refere-se aos campos de construção e engenharia mecânica, especialmente construção mecânica, por exemplo, engenharia automotiva. refere-se a um método de ligar um primeiro objeto (1) a um segundo objeto (2). o método compreende as etapas de fornecer o primeiro objeto (1) compreendendo material termoplástico (3) em um estado sólido, fornecer o segundo objeto (2) compreendendo a superfície proximal (4), aplicar uma força de pressão mecânica e uma excitação mecânica capaz de li quefazer o material termoplástico (3) até que uma porção de fluxo do material termoplástico seja fluido e penetre em estruturas (10) do segundo objeto (2) e parar a excitação mecânica e deixar o material termoplástico ressolidificar para fornecer uma conexão de encaixe positivo entre o primeiro e o segundo objeto. no método de acordo com a invenção, o segundo objeto (2) fornecido compreende uma região (22) de baixa densidade, em que a protrusão (9) penetra na região (22) de baixa densidade pelo menos parcialmente antes do material termoplástico ser tornado fluido, e em que o primeiro objeto (1) compreende uma porção saliente (91) após a etapa de deixar o material termoplástico ressolidificar, a porção saliente (91) penetrando na região (22) de baixa densidade pelo menos parcialmente. a invenção se refere ainda a um dispositivo, em particular, um conector, que é projetado para ser ligado a um objeto pelo uso de um método de ligação de acordo com a invenção.

Description

JUNÇÃO DE OBJETOS” [001] A invenção refere-se aos campos de construção e engenharia mecânica, especialmente construção mecânica, por exemplo, engenharia automotiva.

[002] Dispositivos usados ou produzidos em indústrias automotivas, de aviação e outras compreendem superfícies que necessitam atender demandas físicas dadas pelo usuário ou autoridades. Tais demandas se referem a propriedades ópticas, acústicas, térmicas e mecânicas, em particular. Por exemplo, a qualidade e valor de um dispositivo é ligada à impressão visual dada por superfícies exteriores, a geração de ruído devido á vibração de ou dentro do dispositivo necessita ser limitada e/ou adaptada, e a superfície necessita gerar uma sensação específica e/ou uma resistência específica contra degradação devido ao uso do dispositivo.

[003] Coberturas que são fixadas às superfícies são uma abordagem para atender as demandas. Desse modo, dois métodos para fixar a cobertura à superfície diretamente ou fixar um conector à cobertura com a qual a cobertura possa ser fixada à superfície, prevaleceram.

[004] Um primeiro método usa adesivos. Entretanto, adesivos são desvantajosos em termos de estabilidade de longa duração. Em particular, se um adesivo for usado para a fixação de uma cobertura com ou a uma superfície porosa e/ou fibrosa, por exemplo, a estabilidade pode ser ruim porque as porções mais externas das fibras e/ou poros são incorporadas no adesivo e contribuem para a ligação, somente.

[005] Além disso, o uso de adesivo é demorado (por exemplo, devido a processos de endurecimento), necessita em geral o tratamento de uma área extensa e pode ser limitado a certas geometries do corpo como é o caso para soldagem por fricção, por exemplo.

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2/109 [006] Um segundo método usa prendedores que normalmente penetram na cobertura. Rebites, pregos e parafusos são exemplos de tais prendedores. O uso de prendedores bem como abordagens relacionadas que são baseadas em furos de passagem direta produzidos durante a fixação ou perfurados previamente são desvantajosos pelo menos em termos de propriedades optical e acústicas.

[007] Consequentemente, há necessidade de métodos alternativos para unir objetos, em particular para unir coberturas com propriedades físicas específicas a superfícies de dispositivos como veículos e máquinas.

[008] É um objetivo da presente invenção fornecer um método para unir objetos, o método superando desvantagens de métodos da técnica anterior.

[009] Em particular, é um objetivo da invenção fornecer um método para unir um primeiro objeto a um segundo objeto em que um dos objetos tem um perfil de densidade específica. O perfil de densidade específica resulta de demandas referentes a pelo menos um entre propriedades acústicas (por exemplo, amortecimento), propriedades térmicas (por exemplo, isolamento), propriedades mecânicas e propriedades ópticas, por exemplo.

[010] As propriedades mecânicas podem compreender a geração de uma sensação específica, por exemplo, macia, e/ou uma resistência alta contra degradação devido a uso frequente. As propriedades ópticas podem se basear na demanda para uma superfície que não é afetada pela união do primeiro objeto com o segundo objeto.

[011] Um método de acordo com a invenção é adequado para unir um primeiro objeto a um segundo objeto. Em sua modalidade básica, o método compreende as etapas de:

. fornecer o primeiro objeto, em que o primeiro objeto estende entre uma extremidade proximal e uma extremidade distai, em que o primeiro objeto compreende material termoplástico em um estado sólido.

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3/109 . fornecer o segundo objeto compreendendo uma superfície proximal.

. aplicar uma força de pressão mecânica e uma excitação mecânica capaz de liquefazer o material termoplástico pelo menos a um do primeiro e segundo objeto até que uma porção de fluxo do material termoplástico seja fluida e penetre em estruturas do segundo objeto.

. parar a excitação mecânica e deixar o material termoplástico ressolidificar para fornecer uma conexão de encaixe positivo entre o primeiro e o segundo objeto.

[012] O método em sua modalidade básica é caracterizado pelo fato de que o segundo objeto fornecido compreende uma região de baixa densidade e em que a extremidade distai penetra a região de baixa densidade pelo menos parcialmente antes do material termoplástico ser tomado fluido.

[013] A região de baixa densidade que é pelo menos parcialmente penetrada pela extremidade distai antes do material termoplástico ser tomado fluido, não é necessariamente a região de densidade mais baixa do segundo objeto. Isso também signfiica que o primeiro objeto não é necessariamente ancorado na região de densidade mais baixa do segundo objeto.

[014] Por exemplo, a região de baixa densidade que é pelo menos parcialmente penetrada pela extremidade distai pode formar uma base para uma região de densidade ainda mais baixa que forma, por exemplo, uma superfície exposta do primeiro objeto. Tais modalidades podem estar presentes em casos nos quais uma parte de uma carroceria do carro faz parte do primeiro objeto e uma cobertura forma o segundo objeto, por exemplo.

[015] Modalidades preferidas podem compreender pelo menos uma das seguintes características:

. a etapa de aplicar a excitação mecânica compreende aplicar oscilações mecânicas ao longo de um eixo geométrico que estende em um ângulo até a superfície proximal e a superfície proximal do segundo objeto fornecido é de baixa

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4/109 densidade.

[016] Nessa modalidade pelo menos a região de baixa densidade estende perpendicular a, isso significa distalmente da, superfície proximal. A região de baixa densidade pode ser uma região proximal de baixa densidade. A região proximal de baixa densidade pode compreender a superfície proximal.

. o primeiro objeto fornecido compreende um corpo de primeiro objeto e pelo menos uma protrusão distalmente do corpo do primeiro objeto, em que a protrusão forma a extremidade distai e compreende o material termoplástico em um estado sólido.

[017] Nessa modalidade, é a protrusão (ou uma pluralidade de protrusões) que penetra a região de baixa densidade pelo menos parcialmente antes do material termoplástico ser tomado fluido. Além disso, o primeiro objeto compreende uma porção saliente após a etapa de deixar o material termoplástico ressolidificar, em que a porção saliente penetra a região de baixa densidade pelo menos parcialmente.

. uma etapa de alterar uma resistência compressiva da região de baixa densidade pelo menos localmente.

[018] Nesse contexto, o termo “resistência compressiva” é referida à força máxima por milímetro quadrado gerado por uma área antes da área ser deslocada, isso significa antes do material definindo a área ser (adicionalmente) comprimida. Consequentemente, a resistência compressiva também pode ser vista como uma resistência contra compressão adicional ou como rigidez.

[019] A resistência compressiva corresponde à tensão como medida em um experimento de tensão-deformação, por exemplo.

[020] A alteração em resistência compressiva (deformação) pode ser tal que a força de pressão mecânica e a excitação mecânica aplicada podem causar a liquefação do material termoplástico. Em outras palavras, a região de baixa

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5/109 densidade pode ser tal que não seja capaz de fornecer a resistência compressiva necessária para liquefazer o material termoplástico na etapa de aplicar a força de pressão mecânica e a excitação mecânica sem alteração da resistência compressiva.

[021] A etapa de alterar a resistência compressiva da região de baixa densidade pelo menos localmente pode ser realizada até que uma resistência compressiva crítica seja gerada, isso significa até que a resistência compressiva necessária para liquefazer o material termoplástico com a força de pressão mecânica e a excitação mecânica aplicada seja atingida.

[022] A alteração da resistência compressiva necessária para causar liquefação do material termoplástico na etapa de aplicar a força de pressão mecânica e a excitação mecânica pode depender da força de pressão mecânica e a excitação mecânica aplicada.

[023] Em particular, a alteração em resistência compressiva é um aumento em resistência compressiva.

[024] Em muitas modalidades, o aumento em resistência compressiva é causado por pelo menos uma compressão local da região de baixa densidade. Em outras palavras, o método pode compreender uma etapa de comprimir a região de baixa densidade pelo menos localmente.

[025] Em particular, a resistência compressiva pode depender de uma densificação da região de baixa densidade, em que a densificação é causada pela compressão.

[026] A região de baixa densidade pode ser comprimida pela força de pressão mecânica aplicada para liquefazer o material termoplástico.

[027] Na etapa de aplicar a força de pressão mecânica e a excitação mecânica para liquefazer o material termoplástico, a excitação mecânica pode ser aplicada, isso significa liga, após a compressão da região de baixa densidade ter

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6/109 causado um aumento da resistência compressiva que é suficiente para a liquefação do material termoplástico com a força de pressão mecânica e a excitação mecânica aplicada.

[028] A etapa de alterar a resistência compressiva da região de baixa densidade pelo menos localmente ou a etapa de comprimir a região de baixa densidade pelo menos localmente pode tornar o método adequado para unir o primeiro objeto ao segundo objeto pela conexão de encaixe positivo entre o primeiro e segundo objeto, em que a conexão de encaixe positivo é estabelecida em uma região do segundo objeto que corresponde à região de baixa densidade antes da junção do primeiro objeto ao segundo objeto.

[029] Em modalidades, a região de baixa densidade é formada por um material essencialmente incoerente, isso significa um material compreendendo constituintes que interagem fracamente somente, por exemplo, quando exposto a uma força externa como uma força de compressão.

[030] Um material compreendendo ou consistindo em fibras que estão sob a força aplicada móveis uma em relação à outra até certo ponto é um exemplo de um material incoerente.

[031] Não há necessidade de que a interação fraca entre os constituintes esteja presente no segundo objeto como previsto. Ao invés, a interação fraca pode ser um resultado de uma força atuando sobre o segundo objeto durante o método. Tal força pode causar ruptura da conexão entre os constituintes. Por exemplo, o material pode compreender fibras que foram localmente conectadas por um material aglutinante, por exemplo, um pó de resina ou fibras fundidas combinadas com um tratamento de calor, para definir uma densidade especificada do material.

[032] Em muitas modalidades, a extremidade distai que penetra em ou através do segundo objeto é uma protrusão ou uma pluralidade de protrusões.

[033] Nesse texto, qualquer disposição relativa nos objetos, itens,

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7/109 dispositivos etc., e qualquer disposição relativa entre objetos, itens, dispositivos etc., é dada em relação a uma origem situada no meio do primeiro objeto. Quando não mencionado de outro modo, a superfície de um objeto que é disposto mais próximo à origem é chamada a superfície proximal do objeto e uma superfície correspondente do objeto, por exemplo, uma superfície correspondente disposta no lado oposto do objeto, é chamada a superfície distal. No caso do primeiro objeto, a superfície dirigida a uma superfície proximal de outro objeto ao qual o primeiro objeto deve ser colocado em contato e/ou - conforme o caso - ser ligado é chamada a superfície distal do primeiro objeto. Em outras palavras, as superfícies proximais estão sempre colocadas em contato e/ou - conforme o caso - ligadas a superfícies distais durante o método. Consequentemente, a(s) protrusão(ões) é/são disposta(s) distalmente no primeiro objeto.

[034] Em muitas modalidades, uma porção saliente significa que há uma porção da protrusão deixada após a etapa de deixar o material termoplástico ressolidificar, em que a porção, isso significa a porção saliente, não é limitada à região mais externa do segundo objeto, porém estende para dentro do volume do segundo objeto. Ser deixado significa que o material definindo a porção saliente não penetrou nas estruturas do segundo objeto.

[035] A distância que a porção saliente penetra no segundo objeto depende da aplicação. Entretanto, as profundidades de penetração da porção saliente perpendiculares à superfície proximal do segundo objeto são frequentemente maiores que uma extensão da porção saliente em uma direção paralela à superfície proximal do segundo objeto. Isso significa que a razão entre a extensão perpendicular à superfície proximal e a extensão paralela à superfície proximal é pelo menos 1, em particular entre 1 e 5, por exemplo entre 1,5 e 4 ou entre 2 e 3.

[036] Definições ligeiramente diferentes da porção saliente e/ou outras características que caracterizam a porção de protrusão são dadas abaixo.

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8/109 [037] Nesse texto, uma superfície ou região de baixa densidade significa que é pelo menos uma entre porosa, fibrosa e macia e/ou que compreende uma pluralidade de estruturas, espaços vazios, aberturas etc. As estruturas, espaços vazios e/ou aberturas são capazes de amortecer, em particular, amortecimento acústico e/ou amortecimento de vibração, por exemplo.

[038] Em modalidades, em particular em modalidades do método compreendendo a etapa de comprimir a região de baixa densidade como descrito abaixo em detalhe, a região de baixa densidade é compressível ao longo de um eixo geométrico ao longo do qual a força de pressão mecânica é aplicada durante a etapa de aplicar a força de pressão mecânica e a excitação mecânica. A compressão pode levar a uma redução de espessura da região de baixa densidade em 10-90%, por exemplo, em que a espessura é medida ao longo do eixo geométrico no qual a força de pressão mecânica é aplicada. Em particular, a espessura pode ser reduzida em 30-90%, por exemplo, em 60-80%, ou em 20-80%, por exemplo, em 30-70%.

[039] Uma razão de compressão é outra medida para a compressão da região de baixa densidade. Em particular, a razão de compressão é uma medida apropriada quando compressão local é considerada. A razão de compressão na região da protrusão pode estar entre 1.1 e 10, em partícula entre 1.25 e 5, por exemplo, entre 1.4 e 3.3.

[040] O material ou composição de material formando a região de baixa densidade pode ser tal que possa ser localmente comprimido. Por exemplo, uma carga mecânica local, por exemplo, gerada pela protrusão do primeiro objeto ou uma região saliente de um item fixado ao segundo objeto, pode causar a compressão local da região de baixa densidade.

[041] A compressão local e/ou “global” da região de baixa densidade pode ser uma compressão elástica ou compressão predominantemente elástica. Isso

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9/109 significa que a compressão relaxa (desaparece) após remover a carga mecânica causando a compressão ou relaxa na maior parte. Em outras palavras, o segundo objeto fornecido pode ser elasticamente deformável. A aplicabilidade do método de ligação também ao segundos objetos que são elasticamente compressíveis é uma vantagem importante em relação a métodos de ligação conhecidos que se baseiam em objetos duros, isso significa não compressíveis, ou em objetos compreendendo porções que deformam plasticamente, isso significa irreversivelmente, somente por exemplo placas de núcleo oco (HCB).

[042] Consequentemente, uma superfície ou região de baixa densidade significa em muitas modalidades não somente uma superfície ou região que seja pelo menos uma de porosa, fibrosa e macia e/ou que compreenda uma pluralidade de estruturas, espaços vazios, aberturas, etc., mas também uma superfície ou região que seja compressível, em particular elasticamente compressível. Além disso, a superfície ou região pode ser localmente compressível, isso significa compressível em um modo que pode compreender regiões que são comprimidas de modo diferente.

[043] A compressão pode levar a um aumento em resistência compressiva.

[044] Em modalidades, o segundo objeto pode consistir na composição de um segundo objeto e as estruturas do segundo objeto podem ser formadas inerentemente pela composição. Por exemplo, as estruturas podem ser poros, espaços vazios, canais etc.

[045] Por exemplo, o segundo objeto pode compreender ou consistir em fibras, artigos têxteis, espuma, materiais porosos, papelão etc. Pode ser formado por uma sequência de camadas, em que algumas das camadas podem ser pelo menos uma entre 'rígida, não compressível, densa (isso significa uma baixa concentração de poros, espaços vazios, canais etc.), e de suporte de carga. O segundo objeto e/ou camadas que formam o segundo objeto podem ter uma composição que seja

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10/109 dependente de posição. Além disso, ou alternativamente, a sequência de camadas pode ser dependente de posição.

[046] Em particular, em modalidades do método resultando na porção saliente após a etapa de deixar o material termoplástico ressolidificar, as estruturas são tais que uma ancoragem eficaz profunda, isso significa uma ancoragem no volume do segundo objeto e não somente em sua superfície, é possível. Entretanto, pode-se considerar modalidades nas quais não haja necessidade de estruturas específicas para ancoragem eficaz profunda. A modalidade compreendendo uma camada superior proximal como descrito abaixo ou modalidades direcionadas à fixação de um terceiro objeto como descrito abaixo, em que o terceiro objeto assegura que a porção saliente se projeta pelo menos parcialmente para dentro da região de baixa densidade são exemplos de tais modalidades.

[047] Além disso ou alternativamente, pode-se também considerar a geração das estruturas do segundo objeto, por exemplo, por tornar ásperas as superfícies do segundo objeto e/ou por usar um processo de produção para o segundo objeto que gera tais estruturas.

[048] A excitação mecânica pode iniciar posteriormente, antes de ou ao mesmo tempo da aplicação da força de pressão mecânica. Uma força de pressão mecânica que inicia antes da excitação mecânica pode ser favorável em termos de qualidade de ligação, em particular em termos de profundidade de ligação e resistência da ligação gerada. Entretanto, pode-se considerar a configuração na qual a excitação mecânica pode ajudar a otimizar o comportamento de penetração da(s) protrusão(ões). Algumas dessas configurações são discutidas abaixo.

[049] A força de pressão mecânica pode durar um tempo suficiente para ressolidificação do material termoplástico após parada da excitação mecânica.

[050] A força de pressão mecânica pode variar durante a etapa de aplicar a força de pressão mecânica e a excitação mecânica e - conforme o caso - durante a

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11/109 ressolidificação do material termoplástico.

[051] O material termoplástico do primeiro objeto é capaz de ser tornado fluido por absorção da energia mecânica gerada pela excitação mecânica, em particular oscilações/vibrações mecânicas enquanto os objetos são pressionados um contra o outro. Por exemplo, a energia de vibração mecânica pode ser acoplada através do primeiro e/ou segundo objeto a uma interface gerada pelo material termoplástico do primeiro objeto e material do segundo objeto. Na interface, fricção externa e possivelmente também fricção interna fará com que o material termoplástico aqueça e se tome fluido. Material termoplástico fluido será então prensado nas estruturas do segundo objeto devido à pressão aplicada.

[052] Porções do primeiro e/ou segundo objeto que formam a interface podem compreender um perfil que pode servir como diretor de energia, isto é, a absorção de energia e geração de calor serão automaticamente focadas em ou em tomo da interface respectiva.

[053] Em uma modalidade, o segundo objeto fornecido compreende um perfil de densidade que aumenta como uma função da distância a partir da superfície proximal. Em particular, a densidade aumenta em uma direção distai perpendicular à superfície proximal.

[054] O aumento em densidade pode ser contínuo ou em etapas.

[055] Se o segundo objeto estender entre a superfície proximal e uma superfície distal, a densidade pode aumentar em relação a uma faixa limitada do segundo objeto somente.

[056] A região de baixa densidade pode estar situada na superfície proximal, a região de baixa densidade pode estar situada na superfície distai, ou a região de baixa densidade pode estar situada em algum lugar entre a superfície proximal e a distai.

[057] Pode-se também considerar uma segunda região de baixa densidade,

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12/109 uma situada na superfície proximal e a outra situada na superfície distai, por exemplo.

[058] Em uma modalidade, o segundo objeto compreende a região de baixa densidade situada na superfície proximal (isto é, a região de baixa densidade em uma região proximal) e uma região adicional de alta densidade localizada distalmente da região de baixa densidade.

[059] A região de baixa densidade é então uma região tendo uma densidade mais baixa que a região de alta densidade (isto é, do que a região adicional_.

[060] O termo “alta densidade” na região de alta densidade ou uma região de alta densidade é usado para expressar a densidade da região em relação à densidade de outra região, em particular a região de baixa densidade. Entretanto, esse termo não significa necessariamente que a região de “alta densidade” não compreende uma pluralidade de estruturas, espaços vazios, aberturas etc. Também não significa que a região não é compressível ou que não há necessidade de comprimir a região para gerar uma densidade crítica e/ou resistência compressiva (detalhes abaixo). Ao invés, a região pode ter todas as propriedades físicas atribuídas a uma região de baixa densidade também. Entretanto, o segundo objeto compreende pelo menos uma região que tem uma densidade mais baixa que a região de “alta densidade”.

[061] Em outra modalidade, a região adicional é disposta de modo distai da região de baixa densidade, em que a região de baixa densidade não está situada na superfície proximal.

[062] Alternativamente ou além da região adicional, a região de baixa densidade pode ter uma densidade que aumenta como uma função da distância a partir da superfície proximal.

[063] Em uma modalidade, o segundo objeto fornecido compreende uma camada superior proximal, em que a região de baixa densidade é disposta

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13/109 distalmente da camada superior proximal, e em que o método compreende a etapa de forçar a protrusão através da camada superior proximal antes da liquefação do material termoplástico.

[064] A camada superior proximal pode ser uma parte integral do segundo objeto, por exemplo, a camada de cobertura em placa semelhante a “núcleo oco”, em que a região de baixa densidade preenche a região de núcleo pelo menos parcialmente, ou uma camada de cobertura, como uma camada de cobertura decorativa e/ou funcional, por exemplo, feita de couro (artificial), ou qualquer outro revestimento externo.

[065] A camada superior proximal pode ser fornecida em uma etapa adicional do método e ser posicionada na superfície proximal do segundo objeto ainda em uma etapa adicional do método. Em particular, a camada superior proximal pode ser um terceiro objeto como descrito abaixo, por exemplo, uma folha de metal, uma folha ou uma camada de cobertura. Entretanto, também pode ser uma camada de cobertura ou revestimento como mencionado acima, por exemplo.

[066] A densidade da camada superior proximal é mais alta que a densidade da região de baixa densidade, em geral.

[067] A camada superior proximal pode ser a região adicional de alta densidade.

[068] Em particular, pode ser além de qualquer perfil de densidade da região de baixa densidade e - se presente - da região adicional.

[069] Pode-se considerar configurações nas quais não haja necessidade de uma região de alta densidade. Por exemplo, uma força de pressão mecânica pode ser aplicada de modo que a extremidade distai penetra na região de baixa densidade parcialmente, em uma primeira etapa. Em uma segunda etapa subsequente, as oscilações mecânicas podem ser aplicadas com tal amplitude que o material termoplástico se tome fluido. Além disso, a força de pressão mecânica pode

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14/109 ser reduzida para reduzir a velocidade com a qual o primeiro objeto penetra no segundo objeto.

[070] Alternativamente ou além disso, a camada superior proximal ou qualquer outra camada disposta proximamente da região de baixa densidade pode causar aquecimento do material termoplástico quando a protrusão é empurrada através da camada. O aquecimento não é suficiente para liquefazer o material termoplástico, porém reduz a força de pressão mecânica e a excitação mecânica necessárias na etapa de aplicar uma força de pressão mecânica e uma excitação mecânica capaz de liquefazer o material termoplástico.

[071] Em modalidades compreendendo um segundo objeto com qualquer perfil de densidade como descrito acima e, conforme o caso, compreendendo a camada superior proximal, a extremidade distal do primeiro objeto (frequentemente a(s) protrusão(ões) penetra a região de baixa densidade pelo menos parcialmente antes do material termoplástico ser feito fluido.

[072] O perfil de densidade pode ser tal que a densidade do segundo objeto na região de baixa densidade não é alta o bastante para gerar a pressão necessária para liquefazer o material termoplástico. Em particular, a densidade na região de baixa densidade não é alta o bastante para causar liquefação do material termoplástico quando a força de pressão mecânica e a excitação mecânica são aplicadas por menos de 15 s ou menos de 10 s, por exemplo, menos de 5s ou 2s. em particular, a densidade não é alta o bastante para causar liquefação quando a força de pressão mecânica e a excitação mecânica são aplicadas por 0,1 a 1 s, por exemplo, por 0,1 a 0,5 s.

[073] Alternativamente ou adicionalmente, a etapa de aplicar a excitação mecânica necessária para liquefazer o material termoplástico inicia após preparação da extremidade distal do primeiro objeto através da região de baixa densidade.

[074] Em uma modalidade que é aplicável a qualquer perfil de densidade do

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15/109 segundo objeto e/ou a região de baixa densidade, o método compreende a etapa de comprimir a região de baixa densidade pelo menos localmente de modo que uma densidade crítica necessária para a liquefação do material termoplástico é gerada.

[075] A densidade crítica corresponde à densidade na qual a resistência compressiva crítica é estabelecida.

[076] A etapa de comprimir a região de baixa densidade pelo menos localmente pode ser uma subetapa da etapa de aplicar a força de pressão mecânica e a excitação mecânica capaz de liquefazer o material termoplástico.

[077] Em particular, a etapa de comprimir a região de baixa densidade pelo menos localmente a uma densidade crítica pode ser antes da etapa de aplicar a excitação mecânica.

[078] A densidade crítica que necessita ser estabelecida depende da duração alvo de aplicar a força de pressão mecânica e a excitação mecânica após a qual a liquefação deve ocorrer.

[079] A compressão pode ser uma compressão global e/ou uma compressão local.

[080] A compressão global pode ser estabelecida por comprimir a região de baixa densidade sobre uma área maior e não somente em torno da(s) protrusão(ões). Por exemplo, isso pode ser feito pelo corpo do primeiro objeto, em particular por sua superfície distai ou por uma porção do mesmo. Em particular, o corpo do primeiro objeto pode penetrar na região de baixa densidade pelo menos parcialmente.

[081] Alternativamente, a compressão global pode ser estabelecida do mesmo modo por outro objeto que é fixado ao segundo objeto pelo uso do primeiro objeto.

[082] A compressão local pode ser estabelecida pela(s) protrusão(ões), por exemplo, por deslocar a(s) porção(ões) da região de baixa densidade na qual a(s)

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16/109 protrusão(ões) são forçadas.

[083] Experimentos mostraram que em particular materiais incoerentes, como painéis feitos de um material fibroso, mostram um comportamento de tensãodeformação surpreendente quando uma força (carga) é aplicada localmente em tal material. “Localmente” nesse contexto significa que a força (carga) é aplicada a uma área de um item formado pelo material incoerente, a área sendo significativamente menor que uma extensão correspondente do item.

[084] O seguinte comportamento foi encontrado em uma variedade de itens de materiais incoerentes quando uma força de pressão é aplicada localmente e perpendicular ao item:

. uma dependência aproximadamente linear da tensão em deformação pode ser observada assim que a deformação for aplicada ao item. A dependência aproximadamente linear forma uma primeira região de dependência linear. A dependência linear da tensão sobre deformação na primeira região pode ser aproximada por uma linha reta tendo uma primeira inclinação.

. uma região de transição na qual a dependência de tensão em deformação aumenta constantemente segue a primeira região de dependência linear quando a deformação é adicionalmente aumentada.

. uma segunda região de dependência aproximadamente linear de tensão em deformação segue a região de transição quando a deformação é aumentada ainda mais. A dependência aproximadamente linear da tensão em deformação na segunda região pode ser aproximada por uma linha reta tendo uma segunda inclinação, em que a segunda inclinação é maior que a primeira inclinação.

[085] A força de pressão (carga) foi aplicada por um intender tendo uma área de superfície relevante entre 4 e 200 mm². Entretanto, não há sugestão de que o comportamento resumido acima seja restrito a essa faixa de áreas de superfície relevantes.

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17/109 [086] Devido a esse comportamento, uma ampla faixa de materiais incoerentes é surpreendentemente adequada para uso em métodos de ligação que se baseiam na liquefação de material termoplástico pelo uso de uma força de pressão mecânica e uma excitação mecânica, em particular vibrações. Isso é porque uma ampla faixa de materiais incoerentes atinge o nível de tensão necessário para liquefação do material termoplástico, isto é, a resistência compressiva crítica, graças à existência da segunda região de dependência linear, somente.

[087] Consequentemente, a etapa de comprimir a região de baixa densidade pode ser tal que o comportamento de tensão-deformação do material está na segunda região de dependência linear.

[088] O valor de deformação no qual a primeira e segunda inclinação cruzam no diagrama de tensão-deformação é um valor característico do comportamento de tensão-deformação observado.

[089] A etapa de comprimir a região de densidade baixa pode ser tal que o material seja comprimido ao valor característico, pelo menos.

[090] Alternativamente ou adicionalmente, o valor característico pode definir um limiar mais baixo para aplicar, isso significa ligar a excitação mecânica usada na etapa de aplicar a força de pressão mecânica e a excitação mecânica capaz de liquefazer o material termoplástico. Em outras palavras, a excitação mecânica pode ser ligada em uma força de pressão aplicada que causa o valor de deformação característico.

[091] Além disso, foi observado que a deformação dos painéis é amplamente reversível desde que o material termoplástico liquefeito que foi pressionado para dentro dos poros, aberturas etc. do painel não evite que o painel retome ao seu formato original.

[092] Entretanto, pode haver configurações nas quais a deformação da região de baixa densidade é irreversível, por exemplo, se a energia acoplada no

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18/109 painel é alta o bastante para causar uma densificação permanente. Por exemplo, a região de baixa densidade pode compreender fibras que se fundem durante o método.

[093] Qualquer deformação permanente pode ser vantajosa em termos de resistência de ligação.

[094] Em particular com materiais incoerentes, a densidade crítica pode ser estabelecida em tomo da(s) protrusão(ões) somente, por exemplo, por um aumento local da compressão global por uma quantidade suficiente para atingir a densidade crítica.

[095] Regiões do segundo objeto diferentes da região de baixa densidade e/ou a camada superior proximal e/ou pelo menos uma porção de qualquer objeto (por exemplo, um terceiro objeto, uma camada de cobertura, um revestimento externo) a ser fixada ou fixadas ao segundo objeto podem ser compressíveis, também. Consequentemente, essas regiões e/ou objetos podem contribuir para um perfil de densidade que está em favor de liquefação do material termoplástico e que é estabelecido durante o método de ligação do primeiro objeto ao segundo objeto. Em particular, liquefação pode ocorrer em tais regiões e/ou objetos, também.

[096] Além disso, a extremidade distal do primeiro objeto, em particular a(s) protrusão(ões), pode compreender uma estrutura projetada e disposta para promover compressão local do segundo objeto quando é forçado para dentro do segundo objeto. Em particular, é a região de baixa densidade que é comprimida pelo menos localmente quando a estrutura é forçada para dentro da região de baixa densidade.

[097] Forçar o primeiro objeto para dentro do segundo objeto pode ser feito em uma etapa adicional compreendendo um movimento, em particular um movimento de penetração (parcial), do primeiro objeto em relação ao segundo objeto. Em geral, a compressão local é um efeito gerado pelo design e disposição da

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19/109 estrutura e pelo movimento relativo.

[098] As estruturas projetadas e dispostas para promover compressão local podem ter pelo menos um dos seguintes efeitos além do efeito de comprimir a região de baixa densidade localmente (em outras palavras de aumentar a densidade localmente):

. material do segundo objeto, por exemplo, fibras, é puxado na direção distai quando o primeiro objeto é empurrado para dentro da região de baixa densidade. Isso pode levar ao efeito adicional de feltragem, em particular, se o segundo objeto compreender fibras.

material do segundo objeto é incorporado nas estruturas e consequentemente na(s) protrusão(ões). Isso leva a uma distribuição mais uniforme de carga atuando sobre o primeiro e segundo objetos ligados em uso.

[099] A qualidade da incorporação pode ser aumentada se o segundo objeto compreender material termoplástico de modo que uma solda seja formada entre a estrutura ou a protrusão em geral e o segundo objeto e/ou tal que o segundo objeto mude suas propriedades estruturais. As modalidades compreendendo uma solda são descritas em detalhe abaixo.

[0100] Por exemplo, o primeiro objeto pode compreender pelo menos uma rebarba, por exemplo, uma rebarba no formato de uma rebarba de captura e/ou uma rebarba de arraste. A rebarba pode ser significativamente menor que a protrusão ou pode ter um tamanho tal que a rebarba contribua para o formato geral da protrusão. No caso mencionado por último, a seção transversal da protrusão em um plano perpendicular a um eixo geométrico longitudinal da protrusão (também chamado eixo geométrico de protrusão) pode depender significativamente do formato da rebarba e/ou pode depender da posição do plano devido à presença da rebarba, por exemplo.

[0101] Múltiplas pontas dispostas com ou sem deslocamento ao longo do

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20/109 eixo geométrico de protrusão são exemplos adicionais de estrutura projetada e disposta para promover compressão local.

[0102] Tal rebarba ou estrutura em geral pode ser disposta para aumentar a densidade confrontada pela extremidade distai penetrante, por exemplo, por coletar fibras. Em outras palavras: a rebarba certifica-se de que a densidade na frente da extremidade distai aumenta em dependência da profundidade de penetração da extremidade distal no segundo objeto.

[0103] Tal rebarba pode estar também presente na modalidade, na qual o segundo objeto compreende um perfil de densidade crescente.

[0104] Além de uma compressão da região de baixa densidade, uma solda pode ser formada entre o material termoplástico e uma região comprimida que circunda a(s) protrusão(ões) por escolher o material da região de baixa densidade de acordo.

[0105] As modalidades nas quais uma solda é formada são descritas em detalhe abaixo. Por exemplo, a região de baixa densidade pode compreender fibras termoplásticas.

[0106] Uma vantagem da modalidade compreendendo a compressão da região de baixa densidade é que a região não necessita ter uma densidade necessária para liquefazer o material termoplástico em geral ou em uma posição específica. Ao invés, a densidade pode ser baixa e/ou homogênea. Como indicado acima, a densidade ou perfil de densidade necessário pode ser gerado durante o processo de junção do primeiro objeto com o segundo objeto.

[0107] Independente do perfil de densidade exato do segundo objeto, a extremidade distai ou uma porção da extremidade distai, por exemplo, pelo menos uma de uma pluralidade de protrusões, pode penetrar o segundo objeto a partir da extremidade proximal até a distal. A junção do primeiro objeto com o segundo objeto pode ser então estabelecida pelo uso de uma bigorna compreendendo uma

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21/109 superfície proximal com um recesso de formação de cabeça. Nessa modalidade, o método compreende a etapa de posicionar a superfície proximal da bigorna em relação à extremidade distal do segundo objeto de modo que a extremidade distai penetrante do primeiro objeto entra no recesso de formação de cabeça.

[0108] Os exemplos dos segundos objetos tendo uma região de baixa densidade, por exemplo, em uma superfície, e - conforme o caso - uma densidade crescente em uma direção perpendicular à superfície são painéis, isolamentos, forros, carenagens, guarnições, portadores, absorvedores, e decorações usadas em veículos, como automóveis, trens e aviões, por exemplo, no compartimento de bagagem, no interior do veículo ou em tomo de uma casa do leme.

[0109] Por exemplo, o segundo objeto pode compreender fibras naturais ou sintéticas, por exemplo, fibras de algodão ou poliéster. Essas fibras podem ser incorporadas em um plástico, em particular um material termoplástico, em que extremidades livres das firas, isso significa porções das fibras não incorporadas no plástico, formam a região de baixa densidade. A disposição de fibras e plástico pode ser tal que a densidade aumenta continuamente iniciando a partir da superfície proximal e - opcionalmente - diminui novamente em direção à superfície distai. Entretanto, a disposição de fibras e plástico pode ser tal que a densidade é essencialmente constante na região formada pelas extremidades livres das firas, isto é, na região de baixa densidade e/ou que a densidade seja essencialmente constante na região formada pelas fibras incorporadas no plástico. Em particular, pode haver um aumento essencialmente semelhante a etapa em densidade ao entrar na região formada pelas fibras incorporadas no plástico.

[0110] Outro grupo de segundos objetos compreendendo algum lugar, em particular, em ou próximo à superfície proximal, um aumento em densidade em uma direção perpendicular à sua superfície são painéis, forros, carenagens, guarnições e portadores compreendendo uma camada funcional fixada em um núcleo. Por

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22/109 exemplo, a camada funcional pode ser pelo menos um entre macio, amolecimento, amortecimento e repressão, em particular, por compreender uma pluralidade de aberturas, espaços vazios, componentes móveis e/ou componentes não rígidos.

[0111] Outro exemplo são painéis compreendendo uma camada superior, por exemplo, uma camada superior feita de couro artificial, que é disposto em uma espuma, em que a espuma se toma mais densa e rígida com distância crescente a partir da camada superior. Tais painéis podem ser considerados como exemplos de um segundo objeto compreendendo uma camada superior proximal, em que a região de baixa densidade é disposta distalmente da camada superior proximal.

[0112] Em um grupo de modalidades, o primeiro objeto compreende um elemento de um dispositivo de conexão, como uma rosca, um suporte de cabo, um elemento de um trinco ou de um fecho de baioneta.

[0113] Em modalidades, o primeiro objeto é um conector. Em particular, o primeiro objeto pode formar ou ser o elemento de um dispositivo de conexão.

[0114] Em uma modalidade, o método compreende ainda a etapa de fornecer um objeto adicional compreendendo um local de fixação adaptado ao elemento do dispositivo de conexão e a etapa de conectar o primeiro e segundo objetos ligados ao objeto adicional.

[0115] Em particular, o objeto adicional pode ser o dispositivo ao qual o segundo objeto, por exemplo, o painel, forro, carenagem, guarnição ou portador tem de ser montado.

[0116] O local de fixação pode ser um equivalente ao elemento do dispositivo de conexão compreendido ou formado pelo primeiro objeto.

[0117] Em uma modalidade, o método compreende a etapa de fornecer o objeto adicional e o primeiro objeto compreende um corpo do primeiro objeto que é projetado para formar uma conexão com um objeto adicional. O corpo do primeiro objeto pode ser de acordo com qualquer uma das modalidades descritas abaixo.

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23/109 [0118] O objeto adicional pode ser um elemento de fixação como um prego, um parafuso, um rebite etc.

[0119] O objeto adicional pode ser equipado para montar um objeto diferente do primeiro, segundo objeto e objeto adicional ao primeiro e/ou segundo objeto.

[0120] Em particular, o objeto adicional fornecido pode compreender uma extremidade distai, por exemplo, uma extremidade distai afilada, e a conexão entre o corpo do primeiro objeto e o objeto adicional é gerada pela extremidade distal do objeto adicional penetrando o corpo do primeiro objeto pelo menos parcialmente.

[0121] O método pode compreender as etapas adicionais de posicionar a extremidade distal do objeto adicional em relação ao corpo do primeiro objeto e de aplicar uma força de pressão mecânica a pelo menos um do primeiro, segundo objeto ou objeto adicional, em que a força de pressão mecânica é tal que a extremidade distal do objeto adicional penetra no corpo do primeiro objeto pelo menos parcialmente.

[0122] Em particular, as etapas adicionais são realizadas após a etapa de parar a excitação mecânica e deixar o material termoplástico ressolidificar, isso significa após ligar o primeiro objeto ao segundo objeto.

[0123] Por exemplo, o primeiro objeto pode ser um elemento de reforço. Tal elemento de reforço tem o efeito de aumentar a estabilidade mecânica do segundo objeto após ser ligado ao segundo objeto. Em outras palavras, o primeiro objeto é projetado para reforçar o segundo objeto localmente de modo que uma conexão confiável entre o objeto adicional e o segundo objeto através do primeiro objeto pode ser estabelecida.

[0124] O uso do primeiro objeto como um elemento de reforço é vantajoso em particular quando o perfil de densidade do segundo objeto não permite uma conexão específica, por exemplo, uma conexão com base em pregos, parafusos, rebites etc., e/ou a estabilidade mecânica do segundo objeto é tal que vários

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24/109 métodos de conexão não podem ser usados para conexão confiável, por exemplo, devido ao segundo objeto sendo flexionável. Conexões baseadas em pregos, parafusos, rebites, porém também métodos com base em adesivos são exemplos de conexões que não resultam em uma conexão confiável entre o objeto adicional e o segundo objeto se o segundo objeto for flexionável, por exemplo.

[0125] Adicionalmente ou alternativamente, a conexão entre o corpo do primeiro objeto e o objeto adicional pode ser gerada pelo corpo do primeiro objeto compreendendo um elemento de um dispositivo de conexão como descrito acima e pelo objeto adicional compreendendo um contra-elemento relacionado.

[0126] Uma vantagem importante de conectar e/ou fixar um objeto diferente do primeiro e segundo objeto ao segundo objeto pelo uso do primeiro objeto atuando como um local de conexão (isto é, usando um processo de duas etapas) é que o objeto pode ser removido novamente. Essa declaração é verdadeira independente da realização concreta da conexão e/ou fixação. Em particular, o primeiro objeto pode compreender um elemento de um dispositivo de conexão ou o corpo do primeiro objeto pode ser projetado para formar a conexão.

[0127] Em uma modalidade, o corpo do primeiro objeto compreende uma superfície proximal, uma superfície distal e um local de conexão. O local de conexão compreende pelo menos uma porção da superfície proximal do corpo do primeiro objeto. Por exemplo, o local de conexão ou uma parte do mesmo estende como uma protrusão a partir da porção de superfície proximal ou o local de conexão ou uma parte do mesmo é uma abertura no corpo do primeiro objeto, em que a porção de superfície proximal forma uma boca da abertura.

[0128] Nessa modalidade, o primeiro objeto compreende uma região de protrusão, em particular uma região de protrusão em qualquer uma das modalidades descritas abaixo, dispostas na superfície distai do corpo do primeiro objeto e uma região funcional, em particular uma região funcional em qualquer uma das

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25/109 modalidades descritas abaixo, que não compreende quaisquer protrusões, em que a região funcional é oposta à porção de superfície proximal compreendida pelo local de conexão.

[0129] Em modalidades, a força de pressão mecânica e a excitação mecânica são aplicadas localmente a pelo menos um do primeiro e segundo objeto. Em outras palavras, o primeiro objeto é ligado ao segundo objeto em locais de ligação que são separados entre si, isto é, a ligação é gerada pelo uso de pontos de ligação e não por uma área de ligação extensa contínua.

[0130] Por exemplo, os locais de ligação podem ser redondos, elípticos, retangulares ou quadrados tendo um comprimento característico que é significativamente menor que uma extensão característica sobre a qual o primeiro e segundo objeto devem ser unidos. Em particular, o comprimento característico está entre alguns milímetros até alguns centímetros, por exemplo, entre 1 mm e 10 cm, em particular entre 1 mm e 5 cm, por exemplo, 0,5 mm, 1 cm, 2 cm, 3 cm, 4 cm ou 5 cm. Entretanto, pode-se considerar situações nas quais um comprimento característico maior que 10 cm é necessário, por exemplo, se o primeiro objeto formar uma forma fechada ou parcialmente fechada com uma abertura central.

[0131] Em tais modalidades, a etapa de aplicar a força de pressão mecânica e a excitação mecânica e a etapa de parar a excitação mecânica e deixar o material termoplástico ressolidificar é repetida várias vezes em posições diferentes pelo menos em um do primeiro ou segundo objeto.

[0132] É uma vantagem dessa modalidade que não haja limitação em relação ao formato do primeiro e segundo objeto desde que possam ser dispostas para formar um conjunto do primeiro e segundo objeto compreendendo locais de ligação e desde que esses locais sejam acessíveis a uma ferramenta usada para aplicar a força de pressão mecânica e a excitação mecânica.

[0133] Em particular, não há necessidade de que o primeiro e/ou segundo

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26/109 objeto seja/sejam essencialmente planos. Ao invés, um ou ambos os objetos podem ser curvos. Além disso, não há restrição em relação à posição do local de ligação com relação a cada. Por exemplo, não há necessidade de que o local de ligação seja disposto no plano ou em planos que se estendem paralelos entre si.

[0134] Um exemplo de uma ferramenta equipada para aplicar a força de pressão mecânica e a excitação mecânica é um sonotrodo portátil ou um sonotrodo montado em um braço de robô.

[0135] O número de vezes que a etapa de aplicar a força de pressão mecânica e a excitação mecânica e a etapa de parar a excitação mecânica e deixar o material termoplástico ressolidificar é repetida depende de vários parâmetros como o formato e o material do primeiro e segundo objeto e a resistência da ligação necessária.

[0136] Em modalidades, o eixo geométrico ao longo do qual as oscilações mecânicas ocorrem, é essencialmente perpendicular à superfície proximal.

[0137] No caso de locais de ligação separados, o eixo geométrico ao longo do qual as oscilações mecânicas ocorrem, é essencialmente perpendicular à porção da superfície proximal definindo o local de ligação.

[0138] A extremidade proximal do primeiro objeto pode compreender uma face de acoplamento equipada para receber a força de pressão mecânica e a excitação mecânica. A face de acoplamento após a etapa de dispor o primeiro e o segundo objetos um em relação a outro de modo que uma montagem do primeiro e segundo objeto é formada pode ser disposta paralela a superfície proximal ou a porção da superfície proximal definindo o local de ligação.

[0139] Em uma modalidade, o primeiro objeto fornecido compreende a face de acoplamento e o método compreende ainda as etapas de fornecer um sonotrodo compreendendo uma face de acoplamento adaptado à face de acoplamento e de colocar a face de acoplamento em contato com a face de acoplamento antes da

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27/109 etapa de aplicar a força de pressão mecânica.

[0140] Alternativamente, o segundo objeto, em particular, uma superfície distal do segundo objeto pode compreender a face de acoplamento. Em outras palavras: a força de pressão mecânica e a excitação mecânica necessárias para liquefazer o material termoplástico podem ser aplicadas à superfície distal do segundo objeto.

[0141] Em uma modalidade, o primeiro objeto, o segundo objeto e o sonotrodo podem ser disposto um em relação ao outro de modo que o segundo objeto esteja entre o primeiro objeto e o sonotrodo e de modo que a superfície proximal do segundo objeto esteja em contato com pelo menos uma protrusão ou entre em contato com pelo menos uma protrusão do primeiro objeto durante o método.

[0142] Por exemplo, o primeiro objeto pode ser formado por uma parte de uma carroceria do carro na qual pelo menos uma protrusão compreendendo o material termoplástico é disposto. O segundo objeto pode ser uma cobertura. O formato da cobertura pode ser adaptado ao formato da carroceria do carro e/ou a disposição do(s) primeiro(s) objeto(s). de acordo com essa modalidade exemplificadora, o segundo objeto é posicionado no primeiro objeto e o sonotrodo é aplicado em regiões de superfície do segundo objeto que são opostas às regiões de superfície do segundo objeto que estão em contato com uma protrusão.

[0143] A força de pressão mecânica e a excitação mecânica podem ser aplicadas à superfície distal do segundo objeto pelo uso do sonotrodo. Nessa modalidade do método, a superfície distal do segundo objeto é uma superfície “proximal” exposta para um usuário que opera o sonotrodo devido ao fato de que as superfícies dos objetos são definidas em relação a uma origem no meio do primeiro objeto.

[0144] Em modalidades nas quais o sonotrodo é aplicado ao segundo objeto,

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28/109 o método pode compreender uma etapa de comprimir o segundo objeto, por exemplo, a etapa de comprimir a região de baixa densidade. Em particular, a compressão pode ser tal que o segundo objeto se torna capaz de transmitir a excitação mecânica aplicada à superfície distal do segundo objeto.

[0145] O comportamento de tensão de deformação surpreendente discutido acima torna uma ampla faixa de materiais incoerentes adequados para transmitir a excitação mecânica usada em métodos de ligação que se baseiam na liquefação de material termoplástico pelo uso de uma força de pressão mecânica e excitação mecânica, em particular vibrações. Novamente, isso é porque uma ampla faixa de materiais incoerentes atingem o nível de tensão necessário para transmitir a excitação mecânica graças à existência da segunda região de dependência linear, somente.

[0146] Consequentemente, a etapa de comprimir a região de baixa densidade pode ser tal que o comportamento de tensão-deformação do material está na segunda região de dependência linear e/ou de modo que o material seja comprimido até o valor de deformação característica dado pelo cruzamento da primeira e segunda inclinação.

[0147] Em modalidades nas quais o sonotrodo é aplicado ao primeiro objeto, a etapa de aplicar a força de pressão mecânica e a excitação mecânica ao primeiro/segundo objeto pode ser feita pelo sonotrodo sendo pressionado contra a face de acoplamento do primeiro objeto enquanto o segundo objeto pode ser opcionalmente retido diretamente ou indiretamente por um suporte (que pode ser retido diretamente contra o segundo objeto na posição lateral na qual o sonotrodo atua, ou que pode ser constituído por uma estrutura de um objeto mais complexo que retém o segundo objeto; tal estrutura complexa pode, por exemplo ser um corpo de um item a ser montado, como uma carroceria do carro).

[0148] Opcionalmente o método pode compreender ainda a etapa de travar

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29/109 o primeiro objeto ao sonotrodo após a etapa de colocar a face de acoplamento em contato com a face de acoplamento.

[0149] Uma extremidade distal do sonotrodo compreendendo a face de acoplamento pode compreender aberturas e recessos de modo que uma protrusão proximal do primeiro objeto não é afetada pelo uso do sonotrodo.

[0150] O elemento mencionado de um dispositivo de conexão é um exemplo de uma protrusão proximal possível do primeiro objeto.

[0151] O sonotrodo pode ser um sonotrodo-anel.

[0152] A extremidade distal do sonotrodo, em particular a face de acoplamento, e a extensão do primeiro objeto, em particular a extensão do primeiro objeto em sua extremidade proximal, por exemplo, a face de acoplamento, pode ser tal que a extremidade distal do sonotrodo cobre pelo menos a extremidade proximal do primeiro objeto durante ligação.

[0153] Entretanto, também é possível que a extremidade distal do sonotrodo e a extensão do primeiro objeto sejam tais que a força de pressão mecânica e as oscilações mecânicas aplicadas ao primeiro objeto pelo sonotrodo sejam locais, somente.

[0154] Pode-se também considerar a força de pressão mecânica e a excitação mecânica a uma pluralidade de locais de ligação simultaneamente. Por exemplo, isso pode ser feito por um sonotrodo compreendendo uma face de acoplamento distai que é adaptada aos locais de ligação a serem estabelecidos.

[0155] Em uma modalidade, o primeiro objeto fornecido compreende uma região de protrusão distalmente do corpo do primeiro objeto, em que o corpo do primeiro objeto compreende uma superfície distai e em que a região de protrusão compreende uma pluralidade de protrusões que compreende o material termoplástico.

[0156] Pode-se considerar que nem todas as protrusões, porém uma

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30/109 variedade de protrusões, por exemplo, compreendem uma porção saliente após a etapa de parar a excitação mecânica e deixar o material termoplástico ressolidificar.

[0157] Cada protrusão compreende uma extensão em direção distai e uma espessura. Por exemplo, a extensão na direção distai é o comprimento da protrusão se o eixo geométrico de protrusão longitudinal estender ao longo do eixo geométrico perpendicular à superfície distai.

[0158] A extensão das protrusões na direção distai pode variar na pluralidade de protrusões compreendidas na região de protrusão.

[0159] Em particular, o primeiro objeto pode compreender pelo menos uma protrusão de um primeiro tipo compreendendo o material termoplástico e pelo menos uma protrusão de um segundo tipo compreendendo o material termoplástico, em que a extensão na direção distai da protrusão do primeiro tipo é maior que a extensão correspondente na direção distai da protrusão do segundo tipo. Consequentemente, a conexão de encaixe positivo estabelecida pela protrusão do primeiro tipo está em uma posição distai diferente da conexão de encaixe positivo estabelecida pela protrusão do segundo tipo.

[0160] As modalidades compreendendo uma protrusão do primeiro tipo e uma protrusão do segundo tipo (e, conforme o caso, protrusões de tipos adicionais, isso significa protrusões tendo uma extensão na direção distai que é diferente da extensão em direção distai da protrusão do primeiro tipo, segundo tipo e entre si) podem compreender pelo menos um de:

. extensões na direção distai das protrusões são escolhidas de modo que a ligação do primeiro objeto ao segundo objeto é estabelecida por envolver um volume maior do segundo objeto em comparação com a ligação com base em extensões com extensão igual em direção distai, . protrusões com extensão grande ou maior em direção distal e com extensão pequena ou menor em direção distai são dispostas de modo que uma

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31/109 etapa de processamento subsequente, por exemplo, uma etapa de formação, de um item compreendendo o primeiro objeto que é ligado ao segundo objeto é possível.

. protrusões com extensão grande ou maior na direção distal e com extensão pequena ou menor em direção distai são dispostas de modo que uma resistência à flexão e/ou resistência de tensão seja otimizada.

[0161] Por exemplo, protrusões com uma extensão grande podem ser dispostas na superfície distai ao lado de uma borda lateral ou bordas laterais do corpo do primeiro objeto, em que protrusões com uma extensão menor podem ser dispostas no centro da superfície distai do corpo do primeiro objeto.

. protrusões com extensões diferentes na direção distai que são otimizadas em termos de custos de material, opcionalmente em combinação com uma disposição das protrusões com extensões diferentes em direção distai que é otimizada para uma aplicação específica e as forças de tração/flexão acompanhadas pela aplicação.

[0162] Independente da modalidade concreta do método ou dispositivo (isso significa o primeiro objeto), a porção saliente corresponde à protrusão relacionada após sua deformação durante a etapa de parar a excitação mecânica e deixar o material termoplástico ressolidificar. Consequentemente, está situado na região da protrusão inicial com relação ao corpo do primeiro objeto. Em particular, a porção saliente se projeta na mesma posição a partir da superfície distal do primeiro objeto como a protrusão antes de aplicar a força de pressão mecânica e a excitação mecânica.

[0163] Por exemplo, a porção saliente pode ser uma porção da protrusão que não liquefaz durante a etapa de aplicar a força de pressão mecânica e a excitação mecânica. Entretanto, a porção saliente também pode ser um acúmulo de material ressolidificado em uma região relativa ao primeiro objeto no qual uma protrusão estava presente antes da etapa de aplicar a força de pressão mecânica e

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32/109 a excitação mecânica.

[0164] Um efeito de porção(ões) saliente(s) após a etapa de parar a excitação mecânica e deixar o material termoplástico ressolidificar é uma área de ligação que estende para dentro do segundo objeto, isso significa que não é restrita à área de superfície do segundo objeto, somente. Em outras palavras: uma ancoragem de profundidade eficaz é estabelecida. Isso aumenta a resistência mecânica da ligação, em particular sua capacidade de carga mecânica, significativamente em comparação com ligações sem porções salientes.

[0165]A(s) protrusão(ões) usada(s) em modalidades da invenção não são diretores de energia como descrito abaixo. Por exemplo, a(s) protrusão(ões) são dimensionadas ao longo do eixo geométrico perpendicular à superfície distal do corpo do primeiro objeto de modo que permitam ancoragem de profundidade eficaz. Isso significa que sua extensão ao longo do eixo geométrico perpendicular à superfície distai é maior que extensão correspondente de diretores de energia. Além disso, a(s) protrusão(ões) pode(m) formar a porção saliente após a etapa de parar a excitação mecânica e deixar o material termoplástico ressolidificar. Diretores de energia não foram tais porções salientes porque definem posições nas quais a liquefação inicia que também significa que dispersam durante a etapa de aplicar a força de pressão mecânica e a excitação mecânica.

[0166] Entretanto, a(s) protrusão(ões) pode(m) compreender diretores de energia.

[0167]A(s) protrusão(ões) pode(m) ser afilada(s) e ter qualquer forma pontuda e/ou afiada, como uma crista ou uma ponta, por exemplo.

[0168] A(s) protrusão(ões) também pode(m) diminuir em diâmetro em modo semelhante a degrau ou pode(m) ser de diâmetro constante.

[0169] A protrusão, algumas protrusões ou todas as protrusões podem compreender a estrutura projetada e disposta para promover compressão local

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33/109 mencionada acima.

[0170] A protrusão ou pelo menos uma das protrusões pode ser de formato assimétrico. Em particular, pode ter um formato que é não simétrico-rotação com relação a um eixo geométrico perpendicular à superfície distai do corpo do primeiro objeto.

[0171] Em uma modalidade, a protrusão ou pelo menos uma das protrusões é pelo menos uma de . equipada para definir uma direção de deformação durante a etapa de aplicar a força de pressão mecânica e a excitação mecânica.

[0172] Por exemplo, a protrusão pode compreender um recesso disposto de modo que a protrusão deforma em uma direção específica quando acionada e/ou a protrusão pode ser curva na direção oposta ao eixo geométrico perpendicular à superfície distai do corpo do primeiro objeto antes da etapa de aplicar a força de pressão mecânica e a excitação mecânica.

. equipada para definir uma direção na qual material termoplástico liquefeito flui durante a etapa de aplicar a força de pressão mecânica e a excitação mecânica, e . compreender um eixo geométrico de protrusão que estende em um ângulo em relação à superfície distai do corpo do primeiro objeto, em que o ângulo não é um ângulo reto.

[0173] Cada protrusão compreende uma extensão na direção distai e uma espessura, como mencionado acima, a extensão na direção distai é o comprimento da protrusão se um eixo geométrico de protrusão longitudinal estender ao longo do eixo geométrico perpendicular à superfície distai.

[0174] Em uma modalidade, a razão entre a extensão na direção distal e a espessura é pelo menos 1, em particular entre 1 e 5, por exemplo, entre 1,5 e 4 ou entre 2 e 3. Em outras palavras, a extensão da(s) protrusão(ões) ao longo do eixo

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34/109 geométrico perpendicular às superfícies distais é maior que uma espessura ao longo de uma direção que é radial em relação ao eixo geométrico perpendicular.

[0175] Em modalidades, a extensão na direção distai da(s) protrusão(ões) corresponde a 10%-80% da espessura correspondente do segundo objeto ou dependendo da realização concreta do segundo objeto - a 10%-80% da espessura correspondente da região de baixa densidade. Em particular, a extensão na direção distai da(s) protrusão(ões) corresponde a 15%-70% ou a 20%-50% da espessura correspondente.

[0176] Em modalidades compreendendo uma pluralidade de protrusões, a região de protrusão compreende folgas entre as protrusões.

[0177] Nesse texto, “folgas” significam o espaço geral que separa uma protrusão de outras protrusões ao invés de uma distância entre protrusões.

[0178] As folgas podem estender até a superfície distai do corpo do primeiro objeto. Em particular, as protrusões podem ser dispostas na superfície distal do corpo do primeiro objeto em um modo que regiões planas da superfície distai são formadas entre as protrusões.

[0179] As regiões planas podem formar superfícies de parada como descrito abaixo.

[0180] Como mencionado acima, as superfícies do primeiro objeto que definem as folgas podem ser dispostas para comprimir o primeiro objeto, em particular a região de baixa densidade, antes de liquefazer o material termoplástico.

[0181] Em particular, as superfícies são dispostas de modo que uma compressão global e uma compressão local adicional resulte, em que a compressão local ocorre em tomo da protrusão e assegura a compressão crítica necessária para liquefação do material termoplástico.

[0182] Além disso, as superfícies efetuam uma estabilização do processo de ligação devido ao fato de que uma força oposta constantemente crescente em

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35/109 relação à força de pressão mecânica é gerada. Isso também ajuda a evitar uma perfuração não intencional do segundo objeto ou a região de baixa densidade e compensar por variações de densidade no segundo objeto ou região de baixa densidade.

[0183] O volume total da região de protrusão pode ser dado pela porção da superfície distai do corpo do primeiro objeto compreendendo protrusões e uma extensão da região de protrusão em direção distai. Por exemplo, a extensão da região de protrusão na direção distai pode ser a extensão das protrusões ao longo do eixo geométrico perpendicular à superfície distai, em que todas as protrusões têm a mesma extensão, e a porção da superfície distai compreendendo protrusões forma uma base da região de protrusão, de modo que o volume total da região de protrusão é dado pelo produto entre a porção da superfície distal e a extensão.

[0184] Em uma modalidade, o volume total consiste no volume da pluralidade de protrusões e do volume das folgas (isso significa o volume total do espaço mencionado acima) na região de protrusão, em que o volume das folgas é maior que o volume das protrusões. Em outras palavras: a razão entre o volume das folgas e o volume das protrusões é maior que 1, em particular maior que 2, por exemplo 3, 4, 5. Em muitas modalidades, a razão é menor que 10.

[0185] Em uma modalidade, a superfície distai do corpo do primeiro objeto compreende uma região funcional, isso significa uma região que tem uma função diferente da ligação do primeiro e segundo objeto. Consequentemente, a região funcional não compreende nenhuma protrusão.

[0186] A região funcional não está de modo algum ou somente na extremidade da ligação em contato com a superfície proximal do segundo objeto. Portanto, sua carga mecânica e/ou térmica é reduzida significativamente em comparação com regiões da superfície distai do corpo do primeiro objeto que compreendem protrusões.

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36/109 [0187] Por exemplo, a região funcional compreende uma boca distai de uma abertura que passa através do corpo do primeiro objeto. A abertura pode ser um guia para um fio ou um sensor e/ou pode formar um acabamento de uma abertura no segundo objeto, por exemplo.

[0188] Em modalidades, as protrusões podem consistir no material termoplástico ou o material termoplástico pode ser disposto pelo menos parcialmente em tomo de um núcleo de um material mais duro. Nesse contexto, um material mais duro significa um material que não se toma fluido devido à força de pressão mecânica e excitação mecânica aplicada.

[0189] O material mais duro pode ser um plástico diferente do material termoplástico ou metálico, por exemplo.

[0190] Em particular, a ponta ou a parte da crista da(s) protrusão(ões) estando em contato com o segundo objeto após dispor o primeiro objeto em relação ao segundo objeto pode ser feita de material mais duro que não é coberto pelo material termoplástico.

[0191] Alternativamente, pelo menos uma entre a extremidade distai das protrusões, um degrau e uma borda pode compreender o material termoplástico. Em tais modalidades, as protrusões formam os denominados diretores de energia por seu formato. Isso significa que definem um ou mais pontos onde a liquefação do material termoplástico inicia.

[0192] Diretors de energia são estruturas nas quais as oscilações mecânicas e/ou força de pressão aplicada são focados e/ou acoplam no material termoplástico em um modo eficiente.

[0193] O primeiro objeto em qualquer modalidade pode compreender diretores de energia que diferem dos diretores de energia possivelmente gerados pelo formato, por exemplo afilado, semelhante a degrau ou borda, das protrusões, por exemplo, por pontas e cristas adicionais que são dispostas no lado das

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37/109 protrusões.

[0194] Em modalidades nas quais o primeiro objeto fornecido compreende as protrusões em sua extremidade distai, o método pode compreender a etapa de dispor o primeiro objeto em relação ao segundo objeto de modo que as protrusões estão em contato físico com a superfície proximal.

[0195] Além disso, a etapa de aplicar a força de pressão mecânica pode compreender aplicar uma força de pressão mecânica de uma resistência tal que as protrusões penetram através da região de baixa densidade e outras regiões opcionalmente dispostas proximamente da região de baixa densidade.

[0196] O efeito de projetar a região de baixa densidade antes de aplicar uma pressão adequada para liquefação do material termoplástico é gerado e/ou antes de aplicar as oscilações mecânicas é uma área de ligação que estende para dentro do segundo objeto, isto é, que não é restrita à área superficial do segundo objeto somente.

[0197] Esse efeito pode ser aumentado adicionalmente por aplicar uma força de pressão mecânica de uma resistência tal que as protrusões penetram em uma região de alta densidade.

[0198] Em particular, a etapa de aplicar a força de pressão mecânica compreende aplicar uma primeira força de pressão mecânica e uma segunda força de pressão mecânica, em que a primeira força de pressão mecânica é menor que a segunda força de pressão mecânica ou igual à mesma.

[0199] Por exemplo, a primeira força de pressão mecânica tem uma resistência tal que a extremidade distal do primeiro objeto, por exemplo, as protrusões, penetram na região de baixa densidade do segundo objeto. A segunda força de pressão mecânica pode ter uma resistência tal que a extremidade distal do primeiro objeto, por exemplo, as protrusões, penetram na região tendo uma densidade mais alta.

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38/109 [0200] A segunda força de pressão mecânica pode ser adaptada para assegurar uma penetração bem controlada, por exemplo, em termos de velocidade de penetração, na região tendo a densidade mais alta.

[0201] Em geral, a segunda força de pressão mecânica inicia antes da excitação mecânica capaz de liquefazer o material termoplástico.

[0202] O aumento a partir da primeira força de pressão mecânica para a segunda força de pressão mecânica pode ser continuamente ou semelhante a etapas.

[0203] Em uma modalidade, o método compreende ainda as etapas de:

. fornecer um terceiro objeto compreendendo uma superfície proximal de terceiro objeto e uma superfície distai de terceiro objeto;

. dispor o terceiro objeto em relação ao segundo objeto de modo que a superfície distal do terceiro objeto esteja em contato físico com a superfície proximal do segundo objeto;

. forçar pelo menos uma porção do primeiro objeto através do terceiro objeto a partir de sua superfície proximal até sua superfície distai antes da etapa de aplicar a excitação mecânica capaz de liquefazer o material termoplástico e fazer com que a porção fluida do material termoplástico penetre nas estruturas do segundo objeto.

[0204] Entretanto, é um insight adicional da invenção que tanto a(s) protrusão(ões) compreendendo o material termoplástico em um estado sólido como a(s) protrusão(ões) consistindo no material termoplástico possam ser usadas para perfurar terceiros objetos de vários materiais e dimensões por otimizar a força de pressão mecânica, a excitação mecânica e o início da excitação mecânica em relação ao início da força de pressão mecânica.

[0205] Em uma modalidade, o terceiro objeto pode compreender ou consistir em um material de folha sem furos perfurados previamente e o método pode compreender a etapa de perfurar o material de folha antes da força de pressão

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39/109 mecânica e a excitação mecânica capaz de liquefazer o material termoplástico ser aplicada. Entretanto, isso não sugere que nenhuma força de pressão mecânica e/ou excitação mecânica seja aplicada durante a etapa de perfurar a folha de metal.

[0206] O material em folha a ser perfurado pode ser um flange disposto para fixar o terceiro objeto ao segundo objeto.

[0207] O material em folha pode ser disposto em relação ao primeiro e segundo objeto de modo que uma primeira protrusão do primeiro objeto perfure o material em folha antes de ligar o primeiro objeto ao segundo objeto e de tal modo que uma segunda protrusão não entre em contato com o material em folha durante o método.

[0208] Em particular, o material em folha pode ser uma folha de metal.

[0209] Experimentos mostraram que a perfuração de folhas de titânio de uma espessura (resistência) de até 0,3 mm e folhas de alumínio de uma espessura de até 0,5 mm podem ser perfuradas, pelo menos.

[0210] Em uma modalidade com ou sem fornecer um terceiro objeto, o método pode compreender uma etapa de usar a excitação mecânica para ajustar o comportamento de penetração da(s) protrusão(ões).

[0211] Se a excitação mecânica usada em combinação com uma pressão atuando sobre o material termoplástico que não é capaz de liquefazer o material termoplástico, a profundidade de penetração da(s) protrusão(ões) no segundo objeto pode ser ajustada.

[0212] Se a excitação mecânica usada em combinação com a pressão atuando sobre o material termoplástico for capaz de liquefazer o material termoplástico, o material termoplástico pode ser liquefeito e pressionado para dentro do segundo objeto em um modo contínuo. Isso pode levar a uma região semelhante à camada no segundo objeto ou uma estrutura semelhante à cabeça na superfície distal do segundo objeto e consequentemente a uma ligação mais confiável.

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40/109 [0213] Adicionalmente, o método de acordo com essa modalidade pode compreender a etapa de comprimir porções do segundo objeto localmente e/ou globalmente para atingir a densidade crítica necessária para liquefação do material termoplástico.

[0214] Em uma modalidade, o primeiro objeto compreende pelo menos uma protrusão de um primeiro tipo compreendendo o material termoplástico e pelo menos uma protrusão do segundo tipo compreendendo o material termoplástico. O formato da protrusão do primeiro tipo pode ser tal que a porção fluida do material termoplástico penetre nas estruturas do segundo objeto e o formato da protrusão do segundo tipo é tal que uma porção fluida do material termoplástico penetre em estruturas do terceiro objeto durante a etapa de aplicar a força de pressão mecânica e a excitação mecânica capaz de liquefazer o material termoplástico.

[0215] Por exemplo, as dimensões, em particular o comprimento e espessura, da protrusão do primeiro tipo e as dimensões da protrusão do segundo tipo podem ser adaptadas entre si e à espessura do segundo e terceiro objeto, de modo que sua liquefação inicia nas posições desejadas no segundo e terceiro objeto, respectivamente.

[0216] Em particular, o terceiro objeto pode ter o mesmo perfil de densidade que o segundo objeto. Nesse caso, o comprimento da protrusão do primeiro tipo e o comprimento da protrusão do segundo tipo podem ser adaptados à distância das regiões de baixa densidade a partir da superfície proximal do terceiro objeto.

[0217] Uma profundidade da área de ligação no segundo objeto pode ser ajustada pela duração de tempo da força de pressão mecânica aplicada antes de aplicar a excitação mecânica e/ou a resistência da força de pressão mecânica.

[0218] O primeiro objeto fornecido pode compreender uma marca indicando a profundidade de penetração do primeiro objeto no segundo objeto antes da etapa de aplicar tanto a força de pressão mecânica como a excitação mecânica capaz de

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41/109 liquefazer o material termoplástico.

[0219] A profundidade da área de ligação no segundo objeto corresponde a uma profundidade de penetração máxima do material termoplástico do primeiro objeto no segundo objeto após ressolidificação. A profundidade de penetração máxima é medida ao longo do eixo geométrico ao longo do qual o primeiro objeto é forçado para dentro do segundo objeto.

[0220] Frequentemente, a profundidade de penetração máxima é medida ao longo de um eixo perpendicular à superfície proximal do segundo objeto ou conforme o caso - perpendicular à porção da superfície proximal definindo o local de ligação.

[0221] Em modalidades, a etapa de aplicar pressão mecânica pode ser realizada até porções de superfície de encosto do primeiro e segundo objetos (ou o primeiro e terceiro objeto, conforme o caso) ficarem uma contra a outra.

[0222] Em particular, um primeiro objeto compreendendo uma superfície de parada é fornecido. Por exemplo, a superfície de parada é uma superfície disposta para ficar plana no segundo (terceiro) objeto após ligação do primeiro objeto com o segundo objeto.

[0223] Tal superfície de parada pode definir uma profundidade de penetração máxima do material termoplástico do primeiro objeto para dentro do segundo objeto.

[0224] Se o primeiro objeto compreender uma protrusão, a protrusão se projeta distalmente a partir da superfície de parada.

[0225] Se o primeiro objeto compreender a marca indicando a profundidade de penetração do primeiro objeto para dentro do segundo objeto antes da liquefação do primeiro objeto, a superfície de parada é disposta proximamente da marca.

[0226] Medidas que têm o efeito de uma profundidade bem definida da área de ligação são vantajosas no caso de um segundo objeto compreendendo uma

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42/109 superfície distal que tem de ser não afetada pelo método de ligar o primeiro objeto ao segundo objeto.

[0227] Uma camada decorativa, uma denominada “superfície A” ou qualquer outra superfície que seja visível para o usuário após ligação são exemplos de superfícies que têm de ser não afetadas pelo método de ligação.

[0228] Em uma modalidade, o método compreende ainda as etapas de fornecer o terceiro objeto compreendendo a superfície proximal do terceiro objeto e a superfície distal do terceiro objeto, dispor o terceiro objeto em relação ao segundo objeto de modo que pelo menos uma porção da superfície distal do terceiro objeto esteja em contato físico com a superfície proximal do segundo objeto e forçar pelo menos uma porção da protrusão através do terceiro objeto a partir de sua face proximal até sua face distai.

[0229] Em tais modalidades, o terceiro objeto é em particular pelo menos um de:

. uma folha de metal compreendendo um furo direto. O furo direto pode formar uma região que é curva na direção distai.

[0230] A região curva pode levar a uma compressão local do segundo objeto durante uma etapa de pressionar a região curva para dentro do segundo objeto.

[0231] O furo direto é projetado de modo que haja uma porção saliente no segundo objeto após ligar o primeiro objeto ao segundo objeto, isso significa após fixar o terceiro objeto ao segundo objeto por ligar o primeiro objeto ao segundo objeto. Isso também significa que a protrusão pode levar a uma compressão local (adicionalmente, conforme o caso) do segundo objeto na região da abertura.

[0232] O método pode compreender a etapa adicional de aplicar uma força de compressão lateral a uma porção da protrusão e gerar uma zona de fusão em uma superfície de contato entre a porção da protrusão e o terceiro objeto.

[0233] Por exemplo, a região curva pode ser elasticamente deformável e o

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43/109 furo direto que forma a região curva pode ter um diâmetro que é menor que um diâmetro da protrusão. Consequente, a região curva, elasticamente deformável pode ser demorada por empurrar a protrusão através da abertura. Essa deformação pode gerar a força de compressão lateral para a porção da protrusão.

. uma folha, em que a folha é projetada para ser penetrável pela protrusão. Em particular, pode ser fornecida como uma folha perfurada. Alternativamente, a folha pode ter uma espessura e uma resistência tal que pode ser penetrada pela protrusão durante o método.

[0234] Opcionalmente, a folha pode compreender ou ser feita de um material termoplástico, de modo que uma solda entre a folha e a protrusão possa ser formada.

[0235] Pode-se considerar fornecer um terceiro objeto que não é uma folha e que é penetrável pela protrusão e/ou compreende material termoplástico, não obstante.

. um terceiro objeto que compreende uma espessura e um perfil de densidade de modo que a protrusão possa penetrar no terceiro objeto durante a etapa de aplicar a força de pressão mecânica e a excitação mecânica porém sem fazer com que o material termoplástico da protrusão liquefaça dentro ou em uma superfície do terceiro objeto.

[0236] Ainda em outra modalidade do método compreendendo as etapas adicionais de fornecer o terceiro objeto, o primeiro objeto fornecido compreende um corpo do primeiro objeto compreendendo a superfície proximal do corpo do primeiro objeto, o terceiro objeto fornecido compreende a superfície proximal do terceiro objeto e a superfície distal do terceiro objeto, e o método compreende a etapa adicional de dispor o terceiro objeto em relação ao primeiro objeto de modo que a superfície distal do terceiro objeto esteja em contato físico com a superfície proximal do corpo do primeiro objeto.

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44/109 [0237] Opcionalmente, o terceiro objeto pode ser disposto e fixo no primeiro objeto de modo que o terceiro objeto não esteja em contato direto com o segundo objeto.

[0238] O terceiro objeto pode ser colado na superfície proximal do corpo do primeiro objeto.

[0239] Em uma modalidade, o segundo objeto fornecido compreende uma superfície distai e o primeiro objeto fornecido bem como a etapa de aplicar a força de pressão mecânica e a excitação mecânica pode ser tal que a superfície distai não seja afetada pelo método.

[0240] Em particular, a excitação mecânica pode ser aplicada à superfície distal do segundo objeto e uma força para avançar pelo menos uma protrusão para dentro da região de baixa densidade possa ser aplicada ao primeiro objeto. Tal arranjo de excitação mecânica e força para avançar a(s) protrusão(ões) para dentro do segundo objeto pode ser usado para gerar um perfil de densidade na região de baixa densidade, em que a densificação máxima é gerada na extremidade distai das protrusões e não na superfície distal do segundo objeto.

[0241] A superfície distal do segundo objeto pode ser a superfície distai da região de baixa densidade. Por exemplo, o segundo objeto pode consistir na região de baixa densidade pelo menos em posições nas quais o primeiro objeto deve ser ligado ao segundo objeto.

[0242] A força para avançar pelo menos uma protrusão para dentro da região de baixa densidade pode ser ou causar a força de pressão mecânica necessária para liquefazer o material termoplástico.

[0243] Em particular, a profundidade da área de ligação é menor que uma espessura do segundo objeto que é definido como a distância entre sua superfície proximal e distai, em que quaisquer efeitos de compressão que podem fazer com que a espessura do segundo objeto diminua durante ligação do primeiro objeto ao

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45/109 segundo objeto sejam considerados.

[0244] Entretanto, isso não sugere que as protrusões têm um comprimento menor que a espessura do segundo objeto. Em outras palavras, as protrusões podem ter um comprimento ao longo do eixo geométrico ao longo do qual o primeiro objeto é forçado para dentro do segundo objeto que é maior que a espessura do segundo objeto. Isso é devido à penetração de material termoplástico em estruturas do segundo objeto e consequentemente em direções que são diferentes do eixo geométrico.

[0245] Em modalidades nas quais a superfície distal do segundo objeto é formada por uma camada diferente da superfície proximal e/ou uma camada de núcleo, a profundidade da área de ligação pode ser tal que a área de ligação não esteja em contato com a camada formando a superfície distai. Em particular, o método de ligar o primeiro objeto ao segundo objeto não se baseia em qualquer propriedade física da camada.

[0246] A superfície de parada acima mencionada, marca, duração de tempo da força de pressão mecânica aplicada antes da aplicação da excitação mecânica bem como qualquer combinação das mesmas são exemplos de primeiros objetos e modalidades do método adaptado de modo que a superfície distai não seja afetada pela ligação.

[0247] O uso de oscilações mecânicas com uma amplitude não suficiente para causar liquefação do material termoplástico em combinação com a força de pressão mecânica usada para forçar o primeiro objeto para dentro do segundo objeto pode ajudar a reduzir pelo menos uma da força de pressão mecânica necessária para forçar o primeiro objeto para dentro do segundo objeto, a carga mecânica na superfície distal, e a tensão induzida para dentro do segundo objeto e na superfície distal do segundo objeto.

[0248] O uso de oscilações mecânicas com uma amplitude não suficiente

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46/109 para causar liquefação do material termoplástico em combinação com a força de pressão mecânica usada para forçar o primeiro objeto para dentro do segundo objeto pode ajudar a reduzir pelo menos uma da força de pressão mecânica necessária para forçar o primeiro objeto para dentro do segundo objeto, a carga mecânica na superfície distal, e a tensão induzida para dentro do segundo objeto e na superfície distal do segundo objeto.

[0249] Em uma modalidade, o segundo objeto fornecido compreende um material termoplástico capaz de liquefazer quando exposto à pressão mecânica e excitação mecânica como aplicado no método. A etapa de aplicar a excitação mecânica pode então compreender pelo menos uma liquefação parcial do material termoplástico do segundo objeto de modo que uma solda seja formada pelo material termoplástico liquefeito do segundo objeto e material termoplástico liquefeito do primeiro objeto após ressolidificação dos materiais termoplásticos.

[0250] A capacidade de fusão do segundo objeto pode ser tal que a estrutura do segundo objeto muda.

[0251] Por exemplo, o segundo objeto pode compreender fibras termoplásticas, por exemplo, como revelado acima. A seguir, as fibras termoplásticas podem fundir juntas na região em tomo da(s) protrusão(ões) devido ao impacto de força de pressão mecânica e excitação mecânica aplicada. Em outras palavras: as fibras termoplásticas se conectam na região.

[0252] Tal alteração da estrutura do segundo objeto reforça, em particular, intensifica e enrijece, o local de ligação entre o primeiro e o segundo objeto. Em outras palavras: a qualidade da ligação entre o primeiro e o segundo objeto pode ser aumentada pela composição do segundo objeto, em particular pela composição da região de baixa densidade.

[0253] Pelo menos uma das seguintes características pode ser desvantajosa para promover a alteração na estrutura do segundo objeto:

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47/109 . uma alta concentração de materiais termoplásticos, por exemplo, fibras termoplásticas, na região do segundo objeto que se toma o local de ligação.

. o ponto de fusão do material termoplástico do segundo objeto é similar a ou mais baixo que o ponto de fusão do material termoplástico do primeiro objeto.

[0254] Tal solda pode ser também formada no terceiro objeto.

[0255] Em modalidade na qual o segundo objeto compreende, por exemplo, fibras naturais ou sintéticas que são incorporadas em um plástico, o plástico pode ser o material termoplástico do segundo objeto.

[0256] Por exemplo, o segundo objeto pode ser produzido por um método compreendendo as etapas de:

. fornecer fibras de um primeiro tipo e fibras de um segundo tipo, em que as fibras do primeiro tipo têm uma temperatura de fusão que é mais baixa que a temperatura de fusão das fibras do segundo tipo.

. misturar as fibras do primeiro e segundo tipo, de modo que um conjunto de fibras do primeiro e segundo tipo seja gerado.

. aquecer o conjunto de fibras do primeiro e segundo tipo a uma temperatura tal que as fibras do primeiro tipo fundam pelo menos parcialmente e incorporem as fibras não de fusão do segundo tipo.

[0257] Em uma modalidade do método no qual uma solda entre o primeiro e o segundo objeto é formada, a solda pode ser formada entre o material termoplástico do primeiro objeto e as fibras do primeiro tipo (que fluíram juntas), entre o material termoplástico do primeiro objeto e as fibras do segundo tipo, ou entre o material termoplástico do primeiro objeto e ambas as fibras do primeiro e segundo tipo.

[0258] Entre quais componentes a solda é formada e onde na montagem do primeiro e segundo objeto é formada depende das propriedades físicas (em particular temperatura de fusão e compatibilidade) dos componentes e o formato e

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48/109 disposição relativa do primeiro e segundo objeto.

[0259] Em uma modalidade, a fibra do primeiro tipo compreende ou consiste em polipropileno.

[0260] O primeiro objeto pode ser um conector de plástico reforçado de fibra de vidro (por exemplo, polipropileno), por exemplo.

[0261] Se o primeiro objeto for um conector de plástico reforçado com fibra de vidro (por exemplo, polipropileno) e as fibras do primeiro tipo consistem no mesmo plástico (por exemplo, polipropileno), o local da solda pode ser organizado facilmente por definir o local de aquecimento máximo, por exemplo, por formato da face de acoplamento para fora, o formato da face de acoplamento para dentro e/ou o uso de diretores de energia.

[0262] A solda pode ser formada além da interpenetração de material termoplástico liquefeito do primeiro objeto nas estruturas do segundo objeto.

[0263] Em uma modalidade, o segundo objeto é fornecido em um molde que é adaptado a um formato desejado do segundo objeto. A etapa de aplicar a força de pressão mecânica e a excitação mecânica pode ser realizada no segundo objeto sustentado pelo molde. Isso pode evitar uma deformação da superfície distal do segundo objeto devido à pressão aplicada durante a ligação do primeiro objeto ao segundo objeto.

[0264] A invenção refere-se ainda a um dispositivo adequado para ser ligado a um item pelo método em qualquer modalidade. Desse modo, o dispositivo corresponde ao primeiro objeto e o item corresponde ao segundo objeto.

[0265] O dispositivo pode compreender qualquer característica revelada em relação ao primeiro objeto.

[0266] O dispositivo estende entre uma extremidade proximal e uma extremidade distai e compreende um corpo de dispositivo que forma uma superfície proximal e uma superfície distai. O dispositivo compreende uma pluralidade de

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49/109 protrusões que se projetam a partir da superfície distai.

[0267] O dispositivo compreende ainda material termoplástico em um estado sólido. Em particular, as protrusões compreendem o material termoplástico em superfícies externas.

[0268] As protrusões podem compreender um núcleo de um material mais duro (como descrito acima) em tomo do qual o material termoplástico é disposto.

[0269] Alternativamente, as protrusões, as protrusões e o corpo de dispositivo ou o dispositivo consistem no material termoplástico.

[0270] Cada protrusão pode afilar em direção a um ou mais ponto, isto é, sendo uma ponta ou múltiplas pontas, ou em direção a uma linha, isto é, sendo semelhante à crista, em que a linha pode ser reta ou curva.

[0271] As protrusões podem afilar continuamente ou semelhante a degrau.

[0272] As protrusões podem formar estruturas de direção de energia por seu formato geral, por exemplo, por serem afiladas ou por compreender etapas e/ou podem compreender uma estrutura que serve como um diretor de energia exclusivamente.

[0273] Em uma modalidade, o dispositivo compreende uma superfície de parada gerada pela porção da superfície distai que não suporta as protrusões.

[0274] Em particular, as protrusões se projetam essencialmente perpendiculares à superfície distai de modo que a superfície de parada estende essencialmente perpendicular a um eixo geométrico ao longo do qual as protrusões se estendem, por exemplo, afilam.

[0275] Em particular, a superfície de parada é formada pela porção da superfície distai entre as protrusões. Entretanto, pode-se também considerar dispor as protrusões de modo que uma protrusão esteja em contato direto com sua(s) protrusão(ões) vizinha(s). Nessa modalidade, a superfície de parada é reduzida a uma linha que se estende entre as protrusões.

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50/109 [0276] Em uma modalidade, o dispositivo é um conector. Por exemplo, o dispositivo compreende ainda um elemento de um dispositivo de conexão e/ou o corpo do dispositivo é tal que um objeto adicional pode ser fixado, por exemplo, ligado ou ancorado no corpo do dispositivo.

[0277] O elemento pode ser um elemento de um dispositivo de conexão mecânica e/ou elétrica [0278] Em particular, o conector pode ser equipado para fixar um objeto adicional à extremidade proximal do conector, em que o conector é ligado ao item em sua extremidade distai.

[0279] Por exemplo, o elemento do dispositivo de conexão é disposto na superfície proximal de modo que um elemento contador do dispositivo de conexão que é disposto no objeto adicional possa engatar com o mesmo.

[0280] O conector pode compreender uma estrutura funcional proximal. Isso significa uma estrutura funcional disposta sobre ou na superfície proximal do corpo do dispositivo.

[0281] A estrutura funcional proximal pode ser uma estrutura de conexão definindo um local de conexão, especialmente um local de conexão definido com relação a todas as dimensões (x, y, z).

[0282] A estrutura funcional (o local de conexão se a estrutura funcional for uma estrutura de conexão) pode ser deslocada com relação a um eixo geométrico de inserção de modo que a orientação do conector em tomo do eixo geométrico de inserção (em geral o eixo geométrico próximo-distal que pode ser central com relação ao corpo de dispositivo e/ou região de protrusão) determina a posição e orientação do local de conexão. Nisso, a estrutura funcional é, por exemplo, diferente de um furo de fixação (com ou sem uma rosca) coaxial com o eixo geométrico, a partir de um pino coaxial ou barra rosqueada se projetando em direção proximamente, a partir de uma cabeça, etc., ou qualquer outra estrutura de

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51/109 fixação convencional de um prendedor conhecido.

[0283] O método pode compreender ligar o conector em relação ao segundo objeto em uma posição x, y e z bem definida, e em uma orientação bem definida.

[0284] Para essa finalidade, uma ou mais das seguintes medidas pode ser implementada:

. a ferramenta pela qual a força de pressão mecânica e, conforme o caso, a excitação mecânica é aplicada compreende um controle de posição que para o processo quando o conector atingiu uma posição z bem definida.

. o conector tem a superfície de parada, isso significa uma face de encosto voltada distalmente, e o processo para em uma condição na qual a superfície de parada se apoia contra a superfície proximal do segundo objeto, ou contra uma estrutura voltada proximamente correspondente do segundo objeto, ou uma resistência mecânica contra um movimento para frente adicional do conector em direção ao segundo objeto atingiu certo valor (controle de força), ou a superfície proximal do corpo do dispositivo (ou uma porção do mesmo) é nivelada com uma porção da superfície proximal do segundo objeto.

. o conector tem uma estrutura de guia não simétrica de modo rotacional (em tomo do eixo geométrico de inserção) cooperando com uma estrutura correspondente da ferramenta para definir a orientação.

[0285] A face de acoplamento para dentro do conector pode compreender ou formar a estrutura de guiar.

[0286] A face de acoplamento para fora da ferramenta, em particular do sonotrodo, pode compreender ou formar a estrutura correspondente.

- o conector tem uma estrutura de guia distai que é não simétrica de modo rotacional em torno do eixo geométrico de inserção e que coopera de acordo com um furo de posicionamento não simétrico de modo rotacional do segundo objeto.

[0287] Mais em geral, a estrutura funcional pode fazer parte de uma porção

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52/109 funcional que pode compreender ainda uma estrutura de encosto voltada distalmente, em que a força de pressão mecânica ou uma força de pressão mecânica é aplicada até que a estrutura de encosto se encoste contra a superfície proximal do segundo objeto ou uma porção da superfície proximal. Tal estrutura de encosto pode ser a superfície distal de um corpo de dispositivo semelhante à placa, ou pode ser constituída por outra característica da porção funcional. A porção de encosto define um plano de separação entre a(s) protrusão(ões) distal(is) e a porção funcional proximal.

[0288] Em particular, o conector pode compreender a estrutura funcional proximal em combinação com a região saliente compreendendo uma pluralidade de protrusões, isso significa uma pluralidade de locais de ligação separados.

[0289] Em uma modalidade, o dispositivo ou mais geralmente o primeiro objeto pode compreender uma estrutura de corte. Em particular, a(s) protrusão(ões) pode(m) serformada(s) para compreender a estrutura de corte.

[0290] Um dispositivo (primeiro objeto) como usado em qualquer modalidade do método descrito acima compreende oscilações naturais. Essas oscilações naturais podem afetar adversamente o dispositivo, em particular o corpo do dispositivo (corpo do primeiro objeto) quando a excitação mecânica usada para liquefazer o material termoplástico são oscilações mecânicas de uma frequência que permite excitação de uma oscilação natural. Em outras palavras, oscilações naturais destrutivas podem ser excitadas no dispositivo.

[0291] Em modalidades do dispositivo (do primeiro objeto respectivamente) , o dispositivo compreende características capazes de evitar ou amortecer oscilações naturais destrutivas. Por exemplo, o dispositivo compreende pelo menos um de:

. um elemento de amortecimento disposto na superfície distai do corpo do dispositivo. Em particular, o elemento de amortecimento é projetado para entrar em contato com o segundo ou terceiro objeto durante o método.

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53/109 . um elemento de fixação compreendendo meio de conexão de elemento de fixação e um elemento de conexão compreendendo meio de conexão de elemento de conexão. O meio de conexão de elemento de fixação e o meio de conexão de elemento de conexão são adaptados entre si em um modo que o meio de conexão de elemento de conexão pode ser rigidamente conectado ao meio de conexão de elemento de fixação pelo menos quando o elemento de fixação é fixado ao item.

[0292] Um método que compreende a etapa de fornecer um primeiro objeto compreendendo o elemento de fixação e o elemento de conexão pode compreender uma segunda etapa de aplicar uma força de pressão mecânica e uma excitação mecânica após a etapa de aplicar a força de pressão mecânica e a excitação mecânica usadas para formar a conexão de encaixe positivo entre o primeiro e o segundo objeto. Nesse caso, a conexão de encaixe positiva é formada entre o elemento de fixação e o segundo objeto. A segunda etapa de aplicar uma força de pressão mecânica e uma excitação mecânica fornece uma ligação entre o elemento de fixação e o elemento de conexão, em particular pelo uso do meio de conexão de elemento de fixação e o meio de conexão de elemento de conexão.

[0293] O elemento de fixação e o elemento de conexão podem ser projetados de modo que nenhuma oscilação natural destrutiva seja excitada no elemento de conexão durante a segunda etapa de aplicar uma força de pressão mecânica e uma excitação mecânica.

[0294] Entretanto, pode-se também considerar outros meios não compreendendo material termoplástico para ligar o elemento de conexão ao elemento de fixação, por exemplo, trincos, fechos de baioneta, dispositivos de fixação . uma pluralidade de regiões de protrusão que são separadas entre si.

[0295] Verificou-se que a frequência de oscilações naturais do corpo do dispositivo (o corpo do primeiro objeto) pode ser sintonizada na direção oposta à

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54/109 frequência da excitação mecânica necessária e aplicada para causar liquefação do material termoplástico por dispor uma pluralidade de regiões de protrusão distintas na superfície distai do corpo do primeiro objeto. Em particular, a frequência das oscilações naturais pode ser sintonizada pela distância entre as regiões de protrusão distintas, o número de regiões de protrusão distintas e as áreas que as regiões de protrusão distintas cobrem na superfície distai do corpo do primeiro objeto.

[0296] Além disso, a energia da excitação mecânica necessária para liquefazer o material termoplástico pode ser reduzida por dispor uma pluralidade de regiões de protrusão distintas na superfície distai do corpo do primeiro objeto ao invés de uma região de protrusão não interrompida, grande. Isso reduz a energia necessária para liquefazer o material termoplástico e pode, portanto, evitar que uma oscilação natural excitada se tome destrutiva.

. um corpo de dispositivo sendo não homogêneo em suas propriedades físicas.

[0297] Essa característica compreende corpos de dispositivo que compreendem espaços vazios (aberturas). Em particular, os espaços vazios podem ser tais que o formato do corpo do dispositivo é adaptado ao formato da face de acoplamento para fora do sonotrodo.

[0298] Oscilação natural do tipo descrito acima, deformações destrutivas, isso significa deformações que levam à falha de material devido à tensão, e a combinação das mesmas pode ser gerada em um terceiro objeto que deve ser fixo ao segundo objeto pelo primeiro objeto.

[0299] Em particular, esse é o caso quando o terceiro objeto é rígido, por exemplo, uma folha de metal, e/ou se o terceiro objeto não compreende aberturas para a(s) protrusão(ões) do primeiro objeto ou aberturas que não são adaptadas à(s) protrusão(ões). Uma abertura pode ser não adaptada a uma protrusão por ter um diâmetro menor que um diâmetro da protrusão ou por não ser um furo direto, em que

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55/109 um comprimento da protrusão é maior que uma profundidade da abertura.

[0300] A falha descontrolada de material do terceiro objeto durante o método pode afetar adversamente a confiabilidade de um item compreendendo o terceiro objeto que é ligado ao segundo objeto pelo primeiro objeto visto que tal falha de material pode ser a origem de uma falha do item. Por exemplo, rachaduras podem aumentar e propagar durante uso do item.

[0301] Oscilação natural destrutiva e deformações destrutivas podem ser evitadas por projetar o primeiro objeto apropriadamente. Em particular, o primeiro objeto pode compreender pelo menos uma das seguintes características:

. o primeiro objeto compreende uma disposição de protrusões que é capaz de amortecer oscilações naturais do terceiro objeto e/ou que é capaz de evitar que o terceiro objeto deforme em posições críticas.

[0302] As protrusões podem ser de um mesmo comprimento, isso significa que podem estender igualmente até a direção distai.

[0303] Em uma modalidade, o primeiro objeto pode compreender uma primeira fileira de protrusões e uma segunda fileira de protrusões. As fileiras podem seguir uma linha reta ou curva. As fileiras podem estender paralelas entre si.

. a superfície distal do primeiro objeto pode compreender regiões que são deslocadas entre si na direção distai.

[0304] Por exemplo, a região entre uma primeira e segunda fileira pode ser deslocada de outra região na superfície distal do primeiro objeto.

. o primeiro objeto pode compreender um elemento de amortecimento disposto na superfície distal do primeiro objeto. Em particular, o elemento de amortecimento pode ser projetado para entrar em contato com o terceiro objeto durante o método.

[0305] As protrusões de uma fileira podem formar o elemento de amortecimento. Entretanto, uma protrusão única pode ser suficiente para amortecer

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56/109 oscilações naturais. O design exato do elemento de amortecimento depende de vários parâmetros, como o tamanho do primeiro objeto, o tamanho e material do terceiro objeto etc.

[0306] Nesse texto a expressão “material termoplástico sendo capaz de ser feito fluido, por exemplo, por vibração mecânica” ou em resumo “material termoplástico liquefeito” ou “material liquefeito” ou “termoplástico” é usado para descrever um material compreendendo pelo menos um componente termoplástico, cujo material se toma líquido (fluido) quando aquecido, em particular quando aquecido através de fricção, isto é, quando disposto em uma de um par de superfícies (faces de contato) estando em contato entre si e movidas de modo vibracional uma em relação à outra, em que a frequência da vibração tem as propriedades discutidas anteriormente. Em algumas situações, por exemplo, se o próprio primeiro objeto tiver de carregar cargas substanciais, pode ser vantajoso se o material tiver um coeficiente de elasticidade maior que 0.5 GPa. Em outras modalidades, o coeficiente de elasticidade pode estar abaixo desse valor, visto que as propriedades de condução de vibração do material termoplástico do primeiro objeto não desempenham um papel no processo. Especialmente, uma fez que o corpo do perfil pode ter uma extensão relativamente pequena na direção próximodistal e uma vez que, portanto, o método também é adequado para fixar um primeiro ou segundo objeto relativamente fino ao segundo ou primeiro objeto (incluindo a possibilidade de ambos os objetos serem finos), a abordagem da invenção também pode funcionar para materiais termoplásticos que são condutores de vibração ruins, como materiais termoplásticos com um módulo de elasticidade baixo e/ou com propriedades elastoméricas. Esse é especialmente o caso uma vez que o formato do corpo de perfil pode assegurar que o contato com o objeto respectivo é essencialmente no formato de linha. Isso tem um efeito de concentração de energia alto, tomando possível uma liquefação local mesmo se o material termoplástico tiver

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57/109 propriedades de amortecimento fortes.

[0307] Materiais termoplásticos são bem conhecidos na indústria automotiva e de aviação. Para fins do método de acordo com a presente invenção, especialmente materiais termoplásticos conhecidos para aplicações nessas indústrias podem ser usados.

[0308] Um material termoplástico adequado para o método de acordo com a invenção é sólido em temperatura ambiente (ou em uma temperatura na qual o método é realizado). Compreende preferivelmente, uma fase polimérica (especialmente, baseada em cadeia C, P, S ou Si) que transforma de sólido em líquido ou fluido acima de uma faixa de temperatura crítica, por exemplo, por fusão, e transforma novamente em um material sólido quando novamente resfriado abaixo da faixa de temperatura crítica, por exemplo, por cristalização, pelo que a viscosidade da fase sólida é várias ordens de magnitude (pelo menos três ordens de magnitude) mais alta que aquela da fase líquida. O material termoplástico compreenderá em geral um componente polimérico que não é reticulado de modo covalente ou reticulado em um modo que as ligações de reticularão abrem reversivelmente após aquecimento a ou acima de uma faixa de temperatura de fusão. O material de polímero pode compreender ainda uma carga, por exemplo, fibras ou partículas de material que não tem propriedades termoplásticas ou tem propriedades termoplásticas incluindo uma faixa de temperatura de fusão que é consideravelmente mais alta que a faixa de temperatura de fusão do polímero básico.

[0309] Nesse texto, em geral um material “não liquefeito” é um material que não liquefaz em temperaturas atingidas durante o processo, desse modo especialmente em temperaturas nas quais o material termoplástico do primeiro objeto é liquefeito. Isso não exclui a possibilidade de que o material não liquefeito seria capaz de liquefazer em temperaturas que não são atingidas durante o

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58/109 processo, em geral bem acima (por exemplo, em pelo menos 80°C) de uma temperatura de liquefação do material termoplástico ou materiais termoplásticos liquefeitos durante o processo. A temperatura de liquefação é a temperatura de fusão para polímeros cristalinos. Para termoplásticos amorfos a temperatura de liquefação (também chamada “temperatura de fusão nesse texto”) é uma temperatura acima da temperatura de transição vítrea na qual se toma suficientemente fluido, às vezes mencionado como a ‘temperatura de fluxo’ (as vezes definida como a temperatura mais baixa na qual extrusão é possível), por exemplo, a temperatura na qual a viscosidade cai para abaixo de 10⁴Pa*s (em modalidades, especialmente com polímeros substancialmente sem reforço de fibra, para abaixo de 10³Pa*s)) do material termoplástico.

[0310] Por exemplo, o material não liquefeito pode ser um metal, como alumínio ou aço, ou um plástico duro, por exemplo, um polímero termorrígido reforçado ou não reforçado ou um termoplástico reforçado ou não reforçado com uma temperatura de fusão (e/ou temperatura de transição vítrea) consideravelmente mais alta que a temperatura de fusão/temperatura de transição vítrea da parte liquefeita, por exemplo com uma temperatura de fusão e/ou temperatura de transição vítrea mais alta em pelo menos 50°C ou 80°C.

[0311] Modalidades específicas de materiais termoplásticos são: polieter cetona (PEEK), poliésteres, como tereftalato de polibutileno (PBT) ou polietilenotereftalato (PET), polieterimida, uma poliamida, por exemplo, Poliamida 12, Poliamida 11, Poliamida 6, ou Poliamida 66, Polimetilmetacrilato (PMMA), polioximetileno ou policarbonatouretano, um policarbonato ou um carbonato poliéster, ou também uma acrilontrila butadiene estireno (ABS), Um acriléster-estirolacrilonitrila (ASA), estireno-acrilonitrila, cloreto de polivinil (PVC), polietileno, polipropileno, e poliestireno, ou copolímeros ou misturas desses.

[0312] Em modalidades nas quais ambos, o primeiro e o segundo objeto

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59/109 compreendem material termoplástico e nenhuma soldagem é desejada, o emparelhamento de material é escolhido de modo que a temperatura de fusão do material do segundo objeto é substancialmente mais alta que a temperatura de fusão do material do primeiro objeto, por exemplo, mais alta em pelo menos 50°. Emparelhamentos de material adequados são, por exemplo, policarbonato ou PBT para o primeiro objeto e PEEK para o segundo objeto.

[0313] Além do polímero termoplástico, o material termoplástico pode também compreender uma carga adequada, por exemplo, fibras de reforço, como fibras de vidro e/ou carbono. As fibras podem ser fibras curtas. Fibras longas ou fibras contínuas podem ser usadas especialmente para porções do primeiro e/ou do segundo objeto que não são liquefeitos durante o processo.

[0314] O material de fibra (caso haja) pode ser qualquer material conhecido para reforço de fibra, especialmente, carbono, vidro, Kevlar, cerâmica, por exemplo, mulita, carbeto de silício ou nitreto de silício, polietileno de alta resistência (Dyneema), etc.

[0315] Outras cargas, não tendo os formatos de fibras, são também possíveis, por exemplo, partículas de pó.

[0316] Vibração ou oscilação mecânica adequada para o método de acordo com a invenção tem preferivelmente uma frequência entre 2 e 200 kHz (ainda mais preferivelmente vibração ultrassônica tendo uma frequência entre 10 e 100 kHz, ou entre 20 e 40 kHz) e uma energia de vibração de 0.2 a 20 W por milímetro quadrado de superfície ativa. A ferramenta de vibração (sonotrodo) é, por exemplo, projetada de modo que sua face de contato oscila predominantemente na direção do eixo geométrico da ferramenta (vibração longitudinal) e com uma amplitude entre ‘1 e 100 pm, preferivelmente em tomo de 30 a 60 pm. Tais vibrações preferidas são, por exemplo, produzidas por dispositivos ultrassônicos, como, por exemplo, conhecidos de soldagem ultrassônica.

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60/109 [0317] Nesse texto, os termos “proximal” e “distai” são usados para se referir a direções e locais, a saber “proximal” é o lado da ligação do qual um operador ou máquina aplica as vibrações mecânicas, ao passo que distai é o lado oposto. Um alargamento do conector no lado proximal nesse texto é chamado “porção de cabeça”, ao passo que um alargamento no lado distai é a “porção de pé”.

[0318] A seguir, as modalidades da invenção são descritas se referindo a desenhos. Os desenhos são todos esquemáticos e não em escala. Nos desenhos, os mesmos números de referência se referem a elementos iguais ou análogos. Os desenhos são usados para explicar a invenção e modalidades da mesma e não pretendem limitar o escopo da invenção. Os termos que designam a orientação como “proximal”, “distal” etc., são usados do mesmo modo para todas as modalidades e desenhos.

Os desenhos mostram:

[0319] A figura 1 um conjunto de um primeiro e segundo objeto antes da ligação do primeiro objeto ao segundo objeto;

[0320] A figura 2 o primeiro objeto e o segundo objeto durante o processo de ligação;

[0321] A figura 3a uma vista em seção de um local de ligação exemplificador;

[0322] As figuras 3b-3d uma vista em seção de outro local de ligação exemplificador em três estágios do processo de ligação;

[0323] As figuras 4 e 5 modalidades exemplificadoras do primeiro objeto;

[0324] As figuras 6 e 7 uma modalidade exemplificadora de um primeiro objeto compreendendo um elemento de um dispositivo de conexão;

[0325] As figuras 8 e 9 uma modalidade exemplificadora de um primeiro objeto formando o elemento do dispositivo de conexão;

[0326] As figuras 10-13 uma modalidade exemplificadora do método de

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61/109 ligação do primeiro objeto a um segundo objeto compreendendo uma densidade crescente ao longo de um eixo geométrico de forçar o primeiro objeto para dentro do segundo objeto;

[0327] As figuras 14 e 15 uma vista em seção de um terceiro objeto fixado ao segundo objeto por uso do primeiro objeto e uma modalidade do método;

[0328] A figura 16 uma modalidade adicional do primeiro objeto;

[0329] As figuras 17a-17e modalidades adicionais do primeiro objeto compreendendo uma estrutura para promover compressão local do segundo objeto;

[0330] A figura 18 uma vista em seção de um objeto fixado ao segundo objeto pelo uso do primeiro objeto, um objeto adicional e uma modalidade do método;

[0331] As figuras 19a e 19b uma vista em seção de um terceiro objeto antes e após sua fixação ao segundo objeto pelo uso do primeiro objeto;

[0332] As figuras 20a e 20b uma vista em seção de um primeiro objeto antes e após sua fixação a um segundo objeto compreendendo uma camada superior proximal rígida;

[0333] As figuras 21a e 21b uma vista em seção de uma modalidade exemplificadora de um primeiro objeto compreendendo protrusões de comprimento diferente antes e após sua fixação a um segundo objeto;

[0334] As figuras 22 e 23 vistas em seção de modalidades exemplificadoras adicionais de um primeiro objeto compreendendo protrusões de comprimento diferente após sua fixação a um segundo objeto;

[0335] A figura 24 uma modalidade exemplificadora do método compreendendo um suporte para o segundo objeto;

[0336] As figuras 25a e 25b uma modalidade exemplificadora de um segundo objeto projetado para proteger bordas do primeiro objeto;

[0337] As figuras 26a-26e vistas em seção da fixação de um terceiro objeto

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62/109 ao segundo objeto pelo uso do primeiro objeto em estágios diferentes do procedimento de ligação;

[0338] As figuras 27a-27d vistas em seção da fixação de outro terceiro objeto ao segundo objeto pelo uso do primeiro objeto em estágios diferentes do procedimento de ligação;

[0339] A figura 28 uma modalidade exemplificadora de um primeiro objeto compreendendo uma pluralidade de protrusões, em que um volume da pluralidade de protrusões é limitado;

[0340] As figura 29a e 29b uma vista em seção de um primeiro objeto sendo ligado a um tipo adicional do segundo objeto antes e após ligação;

[0341] As figuras 30a e 30b uma vista em seção de ainda outro tipo de um segundo objeto e um primeiro objeto sendo ligado a esse tipo de segundo objeto antes e após ligação;

[0342] A figura 31 uma vista em seção de um terceiro objeto adicional sendo ligado ao segundo objeto pelo uso de um primeiro objeto;

[0343] As figuras 32a e 32b vistas em seção de um primeiro objeto sendo ligado a um segundo objeto por um método compreendendo a etapa de fornecer um adesivo;

[0344] As figuras 33a e 33b uma modalidade exemplificadora de um primeiro objeto sendo um conector;

[0345] As figuras 34-39 várias modalidades exemplificadoras da região de protrusão do primeiro objeto e dispositivo, respectivamente;

[0346] As figuras 40-43 várias modalidades exemplificadoras do primeiro objeto e dispositivo, respectivamente;

[0347] As figuras 44-46 três modalidades exemplificadoras do primeiro objeto equipado para evitar a geração de oscilações naturais destrutivas;

[0348] As figuras 47-49 modalidades exemplificadoras de primeiros objetos

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63/109 compreendendo um elemento de fixação e um elemento de conexão;

[0349] As figuras 50 e 51 uma fixação alternativa do terceiro objeto ao segundo objeto pelo primeiro objeto;

[0350] As figuras 52 e 53 vistas em seção da fixação de um terceiro objeto ao segundo objeto pelo uso de um primeiro objeto;

[0351] As figuras 54a e 54b vistas em seção da fixação de uma folha de metal sem aberturas perfuradas previamente ao segundo objeto pelo uso do primeiro objeto;

[0352] A figura 55 uma modalidade exemplificadora de um primeiro objeto que pode ser usado em um método de acordo com as figuras 54a e 54b;

[0353] A figura 56 uma disposição básica do primeiro e segundo objeto antes da ligação do primeiro objeto ao segundo objeto por aplicar um sonotrodo ao segundo objeto;

[0354] As figuras 57a e 57b aplicação exemplificadora do método de acordo com a figura 56 antes e após ligação.

[0355] Figura 58 uma modalidade do método no qual o sonotrodo é aplicado ao segundo objeto e uma força para avançar a protrusão para dentro da região de baixa densidade é aplicada ao primeiro objeto; e [0356] Figura 59 duas curvas de tensão-deformação representativas para um painel formado por um material incoerente.

[0357] Um método de acordo com a invenção compreende fornecer um primeiro objeto 1, fornecer um segundo objeto 2 e dispor o primeiro objeto em relação ao segundo objeto de modo que o primeiro objeto 1 esteja em contato físico com uma superfície proximal 4 do segundo objeto 2 e de tal modo que uma montagem do primeiro e segundo objeto seja formada. Uma modalidade exemplificadora de tal montagem é mostrada na figura 1.

[0358] Na modalidade mostrada, tanto o primeiro objeto 1 como o segundo

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64/109 objeto 2 expandem sobre uma área estendida. O primeiro objeto 1 pode ser do mesmo tamanho que o segundo objeto. Entretanto, também é possível que o primeiro objeto 1 cubra a superfície proximal 4 do segundo objeto 2 parcialmente e/ou localmente, somente.

[0359] O segundo objeto 2 e/ou o primeiro objeto 1 pode ser não plano. Em particular, em configurações nas quais o segundo objeto 2 expande sobre uma área maior que o primeiro objeto 1, o segundo objeto 2 pode ser não plano, por exemplo, por ter um formato adaptado a um formato de uma superfície que tem de ser coberta pelo segundo objeto 2, embora o primeiro objeto 1 seja plano. O primeiro objeto plano 1 pode ser então ligado a uma região de superfície proximal plana do segundo objeto 2 ou o primeiro objeto 1 pode ser deformado durante o processo de ligação de modo que seu formato se tome adaptado ao formato do segundo objeto 2.

[0360] Na modalidade mostrada, o primeiro objeto 1 expande entre uma extremidade proximal 5 e uma extremidade distai 6 e consiste em material termoplástico.

[0361] O primeiro objeto 1 compreende protrusões afiladas 9 no formato de cristas em sua extremidade distai 6, na modalidade mostrada na figura 1.

[0362] As cristas se projetam de um corpo 7 do primeiro objeto 1 (também chamado corpo do primeiro objeto ou corpo do dispositivo), o corpo 7 formando a extremidade proximal 5 do primeiro objeto 1.

[0363] O corpo 7 e/ou elementos 15 de um dispositivo de conexão fixado ou fixável ao corpo 7 pode ser equipado para conectar um objeto adicional ao primeiro objeto 1.

[0364] O segundo objeto 2 compreende uma densidade crescente em uma direção perpendicular à superfície proximal 4 e compreende estruturas 10, por exemplo, poros, nos quais material liquefeito pode penetrar.

[0365] A densidade crescente pode ser devido a uma alteração na

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65/109 composição do segundo objeto 2 ao longo da direção e/ou devido a uma diminuição nas estruturas, por exemplo.

[0366] Devido a tais alterações, o segundo objeto 2 compreende uma região 22 de uma densidade que é mais baixa que a densidade de uma região 23 que é disposta distalmente da região 22 de baixa densidade.

[0367] A região 22 de uma densidade que é mais baixa que a densidade de uma região 23 disposta distalmente da mesma também é chamada a região proximal 22, ao passo que a região 23 disposta distalmente da região proximal 22 também é chamada a região adicional 23.

[0368] Na modalidade mostrada na figura 1, o segundo objeto 2 compreende uma pluralidade de fibras que são pelo menos parcialmente incorporadas em um plástico (parte aumentada da figura 1). As porções das fibras que não são incorporadas no plástico formam uma camada de superfície macia. A camada de superfície macia tem uma densidade que é mais baixa que a densidade do segundo objeto 2 em regiões onde as fibras são incorporadas no plástico.

[0369] Consequentemente, tanto a composição como a densidade de estruturas 10 mudam na direção perpendicular à superfície proximal 4. A camada de superfície macia corresponde à região 22 de baixa densidade e as regiões com as fibras incorporadas no plástico correspondem à região 23 de alta densidade.

[0370] O perfil de densidade do segundo objeto 2 da figura 1 é mostrado ao lado da parte aumentada do segundo objeto 2. O segundo objeto 2 pode compreender regiões de densidade adicionais, por exemplo, uma segunda região de baixa densidade formando uma superfície proximal do segundo objeto 2 ou uma região de transição que estende entre uma região de baixa e alta densidade.

[0371] Como indicado acima, a região de alta densidade pode compreender uma pluralidade de estruturas, espaços vazios, aberturas etc. Além disso, pode ser compressível, por exemplo, compressível a uma densidade crítica e/ou em um modo

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66/109 que a região de alta densidade fornece uma resistência compressiva crítica. O termo “crítico” se refere a uma densidade e/ou resistência compressiva necessária para a liquefação do material termoplástico no método.

[0372] A figura 2 mostra a montagem do primeiro e segundo objeto durante a etapa de aplicar uma força de pressão mecânica (indicada por uma seta na figura 2) e oscilações mecânicas (indicadas por uma seta de cabeça dupla) ao longo de um eixo geométrico 8 que é essencialmente perpendicular à superfície proximal 4 do segundo objeto 2.

[0373] A força de pressão mecânica bem como as oscilações mecânicas são aplicadas por um sonotrodo 20 compreendendo uma face de acoplamento para fora 21 que está em contato físico com uma superfície proximal 4 do primeiro objeto 1.

[0374] Na modalidade mostrada, a face de acoplamento para fora 21 é projetada para expor uma porção do primeiro objeto 1 a oscilações mecânicas e/ou à força de pressão mecânica, somente. Consequentemente, localizações de ligação local, bem definidas 13 são geradas durante o processo de ligação. Quatro localizações de ligação 13 são mostradas na figura 2. Entretanto, o número de localizações de ligação 13 depende do formato e tamanho do primeiro objeto 1, o formato e material do segundo objeto 2 e as demandas sobre a ligação (por exemplo, sua resistência), por exemplo.

[0375] Uma vantagem do método de ligação mostrado é que o número e disposição de localizações de ligação 13 pode ser adaptado facilmente e mesmo durante a ligação por aplicar o sonotrodo 20 em posições na superfície proximal do primeiro objeto 1.

[0376] Na modalidade mostrada, a força de pressão mecânica é dirigida ao longo do eixo geométrico 8 das oscilações mecânicas, também. Entretanto, a força de pressão mecânica inicia antes das oscilações mecânicas. Isso tem o efeito das protrusões 9 penetrarem através da região 22 de baixa densidade antes de ser

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67/109 liquefeito, pelo menos. Ao fazer isso, a ligação do primeiro e segundo objeto não é limitada à superfície proximal 4 somente, porém se baseia em estruturas 10 no segundo objeto 2. Em outras palavras: ancoragem profunda em contraste com ancoragem de superfície como estabelecido por adesivos, por exemplo, é gerada.

[0377] O perfil de densidade do segundo objeto 2 pode ser tal que não haja necessidade de iniciar a aplicação da força de pressão mecânica antes das oscilações mecânicas. Nesse caso, liquefação do material termoplástico 3 inicia assim que a densidade do segundo objeto atingir um valor que permita compressão do material termoplástico 3 até tal ponto que liquefação tem início.

[0378] O segundo objeto é mostrado em um modo esquemático na figura 2, somente. O segundo objeto mostrado na figura 2 pode corresponder ao segundo objeto mostrado nas figuras 2, 3 ou 10-13, em particular.

[0379] A figura 3a mostra uma vista em seção ao longo do eixo geométrico A-A mostrado na figura 2 e para um segundo objeto 2 como mostrado na figura 1.

[0380] O efeito combinado de pressão mecânica e oscilação mecânica fez com que as porções do material termoplástico 3 da protrusão 9 em contato com a região 23 de alta densidade liquefaçam e penetrem nas estruturas 10 do segundo objeto 2. Isso resulta em uma conexão de encaixe positivo, em particular, em uma conexão de encaixe positivo com relação ao eixo geométrico 8 da oscilação (isto é, um encaixe positivo que evita um movimento relativo do primeiro e do segundo objetos perpendicular à superfície proximal 4) entre primeiro e segundo objeto após ressolidificação do material termoplástico liquefeito 3.

[0381] As figuras 3b-3d mostram vistas em seção do estabelecimento de uma ligação entre o primeiro objeto 1 e um segundo objeto 2 com um perfil de densidade constante na direção perpendicular à superfície proximal 4 do segundo objeto 2.

[0382] A figura 3b mostra a situação antes de empurrar as protrusões 9 do

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68/109 primeiro objeto 1 para dentro do segundo objeto 2.

[0383] A figura 3c mostra a situação durante a etapa de empurrar as protrusões 9 e o corpo 7, se a densidade do segundo objeto for tal que o corpo possa ser empurrado para dentro do segundo objeto sem destruir o primeiro ou segundo objeto e/ou suas propriedades, no segundo objeto 2.

[0384] A penetração das protrusões 9 e, conforme o caso, o corpo 7 comprime o segundo objeto 2 localmente em torno da extremidade distai das protrusões 9, pelo menos. Isso leva ao perfil de densidade necessário para liquefazer o material termoplástico 3 das protrusões 9 por aplicar a força de pressão mecânica e a excitação mecânica.

[0385] A figura 3d mostra a situação após a etapa de parar a excitação mecânica. Material termoplástico liquefeito 3 penetrou nas estruturas 10 do segundo objeto 2.

[0386] O material termoplástico liquefeito 3 pode penetrar em regiões do segundo objeto 2 que não são comprimidas ou levemente comprimidas somente. Nesse caso, a ligação do primeiro ao segundo objeto vai ainda mais profunda no segundo objeto 2 do que dado por uma porção saliente 91 que assegura uma ancoragem de profundidade eficaz.

[0387] A figura 4 mostra uma modalidade do primeiro objeto 1 similar à mostrada nas figuras 1 e 2 como fornecido no método para ligar o primeiro objeto 1 ao segundo objeto 2.

[0388] Pode-se considerar protrusões 9 diferentes das mostradas na figura

4. A figura 5 mostra uma modalidade exemplificadora de um primeiro objeto 1, em que as protrusões 9 são dadas por uma pluralidade de pontas.

[0389] As protrusões 9 se projetam a partir de uma superfície distai 28 do corpo 7 do primeiro objeto 1. São dispostas em uma região de protrusão 90 que está situada distalmente da superfície distai 28 do corpo 7 do primeiro objeto 1.

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69/109 [0390] O primeiro objeto 1 compreende ainda uma superfície proximal 29 do corpo 7 do primeiro objeto 1 (oculto nas figuras 4 e 5, vide as figuras 6, 8 e 9), a superfície proximal forma a extremidade proximal 5 do primeiro objeto 1 durante e após o método.

[0391] O método mostrado nas figuras 1-3 pode ser usado para ligar um elemento 15 de um dispositivo de conexão ao segundo objeto 2. Isso pode ser feito por um primeiro objeto 1 compreendendo tal elemento 15.

[0392] O primeiro objeto 1 pode compreender um ou mais elementos 15 de um dispositivo de conexão. Por exemplo, uma pluralidade de elementos 15 pode ser disposta na superfície proximal do primeiro objeto 1 de acordo com a figura 4 ou 5.

[0393] A figura 6 mostra uma modalidade exemplificadora do primeiro objeto 1 compreendendo um elemento 15 de um dispositivo de conexão. A figura 7 mostra uma vista em seção do primeiro objeto 1 com sonotrodo aplicado 20.

[0394] Na modalidade mostrada, o elemento 15 do dispositivo de conexão é uma haste compreendendo uma rosca interna.

[0395] O primeiro objeto 1 compreende uma face de acoplamento para dentro 11 que é disposta na superfície proximal do primeiro objeto 1 em torno do elemento saliente 15, na modalidade mostrada.

[0396] A extremidade distal do sonotrodo 20, isto é, a extremidade do sonotrodo 20 compreendendo a face de acoplamento para fora 21, é adaptada ao primeiro objeto 1 por compreender uma abertura para dentro da qual a haste pode ser inserida de modo que não seja acionada durante o processo de ligação.

[0397] Na modalidade da figura 6, as protrusões 9 são novamente semelhantes à crista. Entretanto, o primeiro objeto 1 pode compreender protrusões que são de formato diferente, como pontas.

[0398] O primeiro objeto 1 pode compreender uma, duas, três ou quatro pontas, por exemplo. Um número pequeno de protrusões 9 pode ser suficiente em

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70/109 modalidades nas quais o primeiro objeto 1 é pequeno e/ou define uma localização de ligação 13 por si só, como mostrado na figura 7.

[0399] Novamente, as protrusões 9 são dispostas em uma região de protrusão 90 distalmente da superfície distai 28 do corpo 7 do primeiro objeto 1.

[0400] A área da face de acoplamento para fora 21 pode ser igual ou maior que a área da superfície proximal, em particular se o primeiro objeto 1 definir uma localização de ligação 13 por si só.

[0401] As figuras 8 e 9 mostram uma vista esquemática e uma vista em seção de um primeiro objeto 1 que é, na realidade, um conector 16. Em outras palavras, o primeiro objeto 1 compreende um elemento de um mecanismo de travamento montado em um dispositivo termoplástico que é capaz de ser ligado ao segundo objeto 2 por qualquer modalidade do método de ligação.

[0402] A figura 9 mostra uma vista em seção do primeiro objeto 1. Na modalidade exemplificadora mostrada, as protrusões 9 são separadas entre si por folgas 27 que estendem para baixo até a superfície proximal 29 do corpo 7 do primeiro objeto 1.

[0403] Na modalidade mostrada, as protrusões 9 são dispostas e projetadas de modo que regiões planas da superfície proximal 29 estendam entre as mesmas. As superfícies planas podem atuar como superfícies de parada.

[0404] As figuras 10-12 mostram uma modalidade do método no qual o primeiro objeto 1, por exemplo, um primeiro objeto 1 de acordo com as figuras 4-9, penetra na região de alta densidade antes da liquefação do material termoplástico 3 ter início.

[0405] Nas figuras 10-13, o segundo objeto compreende uma camada de superfície proximal 17, uma camada de superfície distai 18 e uma camada de núcleo 19, em que a densidade da camada de superfície distal e proximal é mais baixa que uma densidade da camada de núcleo 17. Entretanto, o método descrito a seguir

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71/109 também é adequado para um segundo objeto 2 com um perfil de densidade que é gerado diferentemente, por exemplo, para o segundo objeto 2 de acordo com a figura 1.

[0406] Por exemplo, as camadas de superfície proximal e distai compreendem ou consistem essencialmente em um material de amortecimento, ao passo que a camada de núcleo 17 consiste no material de amortecimento incorporado em outro material ou é composto por materiais diferentes do material de amortecimento. Os outros materiais são mais densos que o material de amortecimento e podem mostrar uma estabilidade mecânica mais alta do que o material de amortecimento.

[0407] A figura 10 mostra a situação após a etapa de aplicar ao primeiro objeto 1 uma primeira força de pressão mecânica (indicada pela seta pequena no topo da figura 10) que é menor que uma segunda força de pressão mecânica aplicada ao primeiro objeto 1 em uma etapa subsequente do método. Nenhuma oscilação mecânica foi aplicada até o presente.

[0408] As protrusões 9 do primeiro objeto 1 penetraram através da camada de superfície proximal 17, porém não para dentro da camada de núcleo 19.

[0409] A figura 11 mostra a situação durante a etapa de aplicar a segunda força de pressão mecânica (indicada pela seta grande no topo da figura 11). Nenhuma oscilação mecânica foi aplicada até o presente.

[0410] As protrusões 9 penetraram na camada de núcleo 19 e são capazes de penetrar ainda mais na camada de núcleo 19. Isso significa que o movimento do primeiro objeto 1 em relação ao segundo objeto 2 ao longo do eixo geométrico de penetração não é evitado por qualquer elemento do primeiro ou segundo objeto.

[0411] Em particular, uma superfície de parada opcionalmente presente não gera ainda uma força contrária à força de pressão aplicada de modo que uma penetração adicional do primeiro objeto 1 para dentro do segundo objeto 2 seja

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72/109 evitada.

[0412] Se o estágio mostrado na figura 11 for estabelecido, as oscilações mecânicas (indicadas pela seta de cabeça dupla) são aplicadas.

[0413] A figura 12 mostra a situação após o processo de ligação. O material termoplástico 3 penetrou nas estruturas 10 da camada de núcleo 19 e forma uma conexão de encaixe positivo entre o primeiro e segundo objeto, em particular uma conexão de encaixe positivo perpendicular à direção de penetração do primeiro objeto 1.

[0414] Entretanto, a protrusão 9 não desapareceu totalmente, por exemplo, por ser “espalhada” durante o método. Ao invés a porção saliente 91 resiste na posição na qual a protrusão 9 estava antes de aplicar as oscilações mecânicas. Isso leva a uma ancoragem de profundidade eficaz, por exemplo.

[0415] A superfície de parada 12 gerou uma força oposta em relação a segunda força de pressão mecânica em uma fase final do processo de ligação, em que a força contrária foi tal que o movimento do primeiro objeto 1 em direção à camada de superfície distai 18 foi limitada. Consequentemente, uma profundidade de penetração máxima do primeiro objeto 1 no segundo objeto 2 é definida pela superfície de parada 12 e o comprimento das protrusões 9 perpendiculares à superfície de parada.

[0416] Na modalidade mostrada, a superfície de parada 12 é uma superfície do primeiro objeto 1 que expande perpendicular à direção de penetração do primeiro objeto 1, isto é, perpendicular ao eixo geométrico 8 das oscilações mecânicas.

[0417] Na modalidade mostrada, o comprimento das protrusões 9 é tal que uma superfície distai 14 do segundo objeto 2 não está em contato nem afetada pelo material termoplástico 3. Além disso, a densidade da camada de núcleo 19 (a região 23 de alta densidade) em qualquer localização de ligação 13 pelo menos é tal que a liquefação do material termoplástico seja possível sem necessidade de um material

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73/109 adicional ou superfície estando envolvida.

[0418] A camada de núcleo mostrada 19 compreende um material ou consiste em um composite que gera a estabilidade mecânica do segundo objeto 2. O segundo objeto 2 pode ser flexionável, em particular, elasticamente flexionável. Não obstante, o material ou compósito da camada de núcleo 19 é tal que o material termoplástico 3 pode liquefazer em uma interface entre o material termoplástico 3 e o material ou compósito da camada de núcleo 19 sob o efeito de oscilações mecânicas e força de pressão mecânica. Em particular, o material ou compósito compreende a rigidez necessária para a liquefação.

[0419] Em particular, as propriedades físicas da camada distai 18 não são necessárias nem envolvidas na liquefação do material termoplástico 3.

[0420] A figura 13 mostra a ligação estabelecida por um método de acordo com as figuras 10-12, porém sem aplicar a segunda pressão mecânica ou com aplicação simultânea da segunda força de pressão mecânica e as oscilações mecânicas.

[0421] As profundidades de penetração do material termoplástico 3 são limitadas à região de superfície proximal 17 e regiões adjacentes da camada de núcleo 19.

[0422] As figuras 14 e 15 mostram vistas em seção através de uma montagem de um primeiro objeto, segundo e terceiro objetos, em que o terceiro objeto 30 é fixado ao segundo objeto 2 pelo primeiro objeto 1 e em que o primeiro objeto 1 é ligado ao segundo objeto 2 por uma modalidade do método.

[0423] O terceiro objeto 30 compreende uma superfície proximal de terceiro objeto 31 e uma superfície distai de terceiro objeto 32. O terceiro objeto 30 é disposto em relação ao segundo objeto 2 de modo que sua superfície distai 32 esteja em contato físico com a superfície proximal 4 do segundo objeto 2.

[0424] Na modalidade mostrada na figura 14, o terceiro objeto 30 pode ter

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74/109 qualquer perfil de densidade a partir da superfície proximal de terceiro objeto 31 até a superfície distal do terceiro objeto 32 que pode ser penetrado pela(s) protrusão(ões) 9 do primeiro objeto 1.

[0425] Em particular, o terceiro objeto 30 pode ter qualquer perfil de densidade descrito em relação ao segundo objeto 2.

[0426] Consequentemente, é possível que o primeiro objeto 1 seja ligado ao terceiro objeto 30 pelo uso das etapas correspondentes do método e estruturas correspondentes 35 do terceiro objeto 30.

[0427] Na modalidade mostrada na figura 15, o terceiro objeto 30 compreende uma região 36 de baixa densidade em sua superfície proximal 31, também. Além disso, o primeiro objeto 1 compreende uma protrusão 33 de um primeiro tipo e uma protrusão 34 de um segundo tipo.

[0428] As protrusões 33 do primeiro tipo tem um comprimento e um diâmetro tal que a extremidade distai da protrusão 33 do primeiro tipo penetre na região 22 de baixa densidade do segundo objeto 2 pelo menos parcialmente e de modo que a extremidade distai da protrusão 33 do primeiro tipo penetre em estruturas 10 do segundo objeto 2 durante o processo de ligação.

[0429] A protrusão 34 do segundo tipo tem um comprimento e um diâmetro tal que a extremidade distai da protrusão 34 do segundo tipo penetre na região 36 de baixa densidade do terceiro objeto 30 pelo menos parcialmente e de modo que a extremidade distai da protrusão 34 do primeiro tipo penetre em estruturas 35 do terceiro objeto 30 durante o processo de ligação.

[0430] Em particular, o diâmetro da protrusão 33 do primeiro tipo é maior que o diâmetro da protrusão 34 do segundo tipo.

[0431] As figuras 16 e 17a-17e mostram modalidades exemplificadoras do primeiro objeto 1.

[0432] A modalidade mostrada na figura 16 corresponde à modalidade

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75/109 fornecida em um método que leva à montagem do primeiro, segundo e terceiro objeto, como mostrado na figura 15.

[0433] As figuras 21-23 mostram outras configurações nas quais modalidades do primeiro objeto 1 de acordo com a figura 16 podem ser usadas.

[0434] Não há necessidade de áreas em seção transversal da protrusão 33 do primeiro tipo e protrusão 34 do segundo tipo que sejam idênticas e/ou que sejam circulares.

[0435] Entretanto, em muitas modalidades do primeiro objeto 1 mostrado na figura 16, a área em seção transversal da protrusão 33 do primeiro tipo é maior que a área em seção transversal da protrusão 34 do segundo tipo.

[0436] A figura 16 indica uma espessura 26 das protrusões 9 e suas extensões 25 na direção distal. A extensão é igual à distância do ponto mais distai da protrusão até a superfície distai 28 do corpo 7 do primeiro objeto 1. As modalidades do primeiro objeto 1 mostradas nas figuras 17a-e não somente aumentam localmente a densidade do segundo objeto 2 pelo material de deslocamento de protrusão do segundo objeto 2 (por exemplo, como mostrado nas figuras 3b-3d) mas também por compreender estruturas 24 que são projetadas e dispostas especificamente para promover compressão local do segundo objeto 2, em particular da região 22 de baixa densidade.

[0437] Além disso, as estruturas 24 mostradas são projetadas e dispostas para puxar para baixo o material fibroso do segundo objeto 2 e/ou feltrar tal material adicionalmente e/ou incorporar as protrusões 9 compreendendo tais estruturas 24 melhor no material do segundo objeto 2, por exemplo, para distribuir qualquer carga sobre uma área maior.

[0438] As modalidades do primeiro objeto 1 mostrado nas figuras 17a, 17b e 17e compreendem as denominadas rebarbas 24, isto é, estruturas que têm um formato e são dispostas na protrusão 9 de modo que sejam capazes de aumentar a

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76/109 densidade do segundo objeto 2 confrontado pela protrusão 9 em função da profundidade de penetração da protrusão 9.

[0439] As rebarbas podem ser dispostas em uma extremidade distai da protrusão 9, como mostrado na figura 17a. Isso leva a uma compressão local do segundo objeto 2 que favorece a liquefação do material termoplástico 3 disposto em tomo da extremidade distai da protrusão.

[0440] Alternativamente, ou além disso, as rebarbas 24 podem ser dispostas no lado lateral da protrusão 9. Como exemplos, a figura 17b mostra rebarbas de arraste que são pequenas em comparação com o tamanho da protrusão 9 e a figura 27e mostra rebarbas de captura que têm um tamanho de modo que contribuam para o formato geral da protrusão.

[0441] Não há necessidade de uma distribuição homogênea das rebarbas 24 no lado lateral. Ao invés, as rebarbas 24 podem ser dispostas de modo que a liquefação do material termoplástico 3 tenha início em certas posições na protrusão 9 e/ou que a penetração do segundo objeto 2 pelo material termoplástico liquefeito seja restrita ao longo de uma direção específica.

[0442] Nas figuras 17c e 17d, a estrutura 24 projetada e disposta para promover compressão local do segundo objeto 2 é fornecida pelo formato da extremidade distai da protrusão, em particular por ter múltiplas pontas que causam captura de fibras, por exemplo.

[0443] Em particular, rebarbas são adequadas para uso em segundos objetos fibrosos 2 onde podem coletar fibras durante penetração e consequentemente aumentar a densidade de fibras em tomo da protrusão 9.

[0444] As rebarbas podem ser feitas do material termoplástico 3 ou de um material mais duro.

[0445] Rebarbas feitas do material termoplástico 3 podem aumentar a incorporação da protrusão 9 e a porção saliente 91 respectivamente,

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77/109 adicionalmente.

[0446] Rebarbas também podem ser dispostas na protrusão 33 do primeiro tipo e/ou na protrusão 34 do segundo tipo.

[0447] O primeiro objeto 1 mostrado nas figuras 14-17 pode compreender ainda pelo menos um elemento 15 de um dispositivo de conexão.

[0448] O primeiro objeto 1 mostrado nas figuras 14-17 pode ser um conector como descrito acima.

[0449] A figura 18 mostra uma vista em seção do resultado de uma modalidade do método no qual um objeto 100 diferente do primeiro e segundo objeto é fixado ao segundo objeto por conectar um objeto adicional 40 ao primeiro objeto 1.

[0450] Na modalidade mostrada, o primeiro objeto 1 é um elemento de reforço.

[0451] O objeto adicional 40 é um elemento de fixação, como um prego, que tem uma extremidade distai 41 no formato de uma ponta. O objeto adicional 40 compreendendo adicionalmente um local de fixação 42 que é disposto para penetrar o objeto 100 a ser fixado ao segundo objeto 2 e penetrar no corpo 7 do primeiro objeto 7.

[0452] O primeiro objeto 1 é ligado ao segundo objeto 2 pelo método em qualquer uma das modalidades descritas anteriormente. Em particular, o primeiro objeto 1 é ligado ao segundo objeto 2 por um método que resulte na porção saliente 91 estando presente no segundo objeto após a etapa de parar a excitação mecânica e deixar o material termoplástico solidificar.

[0453] A figura 19a mostra uma vista em seção de um terceiro objeto 30 antes de sua fixação ao segundo objeto 2 por ligar o primeiro objeto 1 ao segundo objeto 2. Na modalidade mostrada, o terceiro objeto compreende material termoplástico nas regiões nas quais o terceiro objeto 30 é perfurado pelas protrusões 9, pelo menos. Por exemplo, o terceiro objeto 30 mostrado na figura 19

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78/109 pode ser uma folha termoplástica.

[0454] A figura 19b mostra uma vista em seção do terceiro objeto 30 fixado ao segundo objeto 2. Uma solda 203 é formada entre o primeiro objeto 1 e o terceiro objeto 30 durante o método de ligação do primeiro objeto 1 ao segundo objeto 2. Isso é um resultado do terceiro objeto 3 compreendendo material termoplástico nas regiões nas quais é perfurado pelas protrusões.

[0455] O material termoplástico do terceiro objeto 30 bem como o material termoplástico 3 do primeiro objeto 1 disposto na extremidade proximal das protrusões 9 e/ou material termoplástico vizinho da superfície distai 28 do corpo 7 são tais que liquefazem sob a força de pressão mecânica e excitação mecânica aplicada. Entretanto, pode-se considerar que a condição para liquefação do(s) material(is) termoplástico(s) é somente atendida após compressão do segundo objeto 2 por empurrar o corpo 7 para dentro do segundo objeto 2.

[0456] A figura 19b mostra um mecanismo que é capaz de aumentar adicionalmente a qualidade da ligação entre o primeiro e segundo objetos. Embora mostrado em combinação com o estabelecimento de uma solda 203 entre o primeiro e terceiro objeto, o mecanismo pode ser usado em qualquer modalidade do método - independente da presença de um terceiro objeto 30.

[0457] Uma modalidade compreendendo o mecanismo tem um segundo objeto 2 que compreende material termoplástico na(s) região(ões) na(s) qual(is) uma ligação entre o primeiro e o segundo objeto é estabelecida. O material termoplástico é capaz de liquefazer ou pelo menos amolecer sob o impacto da pressão mecânica e excitação mecânica aplicadas durante o método de ligação do primeiro objeto 1 ao segundo objeto 2. Em uma variante da modalidade, o material termoplástico pode somente ser liquefeito/amolecer após sua compressão por empurrar as protrusões 9 e/ou o corpo 7 para dentro do segundo objeto 2.

[0458] Devido à liquefação ou amolecimento, o segundo objeto 2

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79/109 compreende uma região 202 com propriedades estruturais alteradas após a etapa de deixar o (nesse caso “todo”) material termoplástico ressolidificar. Uma densidade mais alta e/ou material do segundo objeto 2 que é mais bem interligado são exemplos das propriedades estruturais alteradas.

[0459] As figuras 20a e 20b mostram a ligação de um primeiro objeto 1 a um segundo objeto 2 compreendendo uma camada superior proximal 200 que não faz parte da região 22 de baixa densidade.

[0460] Por exemplo, a camada superior proximal 200 é a camada de cobertura rígida de um painel de núcleo oco (HCB).

[0461] A figura 20a mostra a situação após posicionamento do primeiro objeto 1 em relação ao segundo objeto 2. As protrusões 9 do primeiro objeto 2 são projetadas para penetrar na camada superior proximal 200 sem deformar significativamente. Além disso, podem compreender uma borda ou ponta distai.

[0462] A figura 20b mostra a situação após ligação do primeiro objeto 1 ao segundo objeto 2. É mostrado o caso no qual a camada não afetada disposta distalmente da camada superior proximal 200 não é densa o bastante para levar a uma liquefação do material termoplástico 3 em um quadro de tempo que seja prático em uso profissional. Novamente, é o estabelecimento de uma região comprimida 201 que torna a ligação do primeiro objeto 1 ao segundo objeto 2 possível.

[0463] As figuras 21-23 mostram modalidades do método compreendendo protrusões que são adaptadas em comprimento, por exemplo, adaptadas a uma espessura do segundo objeto 2, a uma estrutura em camadas do segundo objeto 2, às propriedades mecânicas do corpo 7 ao formato do corpo, e/ou etapas de fabricação após a ligação do primeiro objeto 1 ao segundo objeto 2.

[0464] As figuras 21a e 21b mostram uma modalidade na qual o primeiro objeto 1 compreende uma protrusão 33 de um primeiro tipo e uma protrusão 34 de um segundo tipo, em que a protrusão 33 do primeiro tipo é mais longa que a

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80/109 protrusão 34 do segundo tipo.

[0465] A(s) protrusão(ões) 33 do primeiro tipo tem (têm) um comprimento que é mais longo que a espessura do segundo objeto 2 na direção de penetração da protrusão 33 do primeiro tipo para dentro e através do segundo objeto 2.

[0466] Nesse caso, o método compreende a etapa adicional de fornecer uma bigorna 60 compreendendo um recesso de deformação 61. O recesso de deformação 61 é posicionado de modo que a extremidade distai da protrusão 9 engata com o recesso de deformação 61 após penetrar no segundo objeto 2. A extremidade distai da protrusão 9 pode ser então deformada em uma cabeça distai 62 por aplicar pressão mecânica e excitação mecânica ao primeiro objeto 1 ou à bigorna 60.

[0467] A(s) protrusão(ões) do segundo tipo tem (têm) um comprimento que permite ligação do primeiro objeto 1 ao segundo objeto 2 no segundo objeto 2 e de acordo com qualquer modalidade do método, por exemplo, pelo método compreendendo estabelecer uma região comprimida 201.

[0468] Uma disposição das protrusões na qual as protrusões 33 do primeiro tipo são dispostas próximas à extremidade, isso significa borda lateral 210 do corpo 7 e protrusões 34 do segundo tipo são dispostas radialmente dentro das protrusões 33 do primeiro tipo pode ser vantajoso em configurações nas quais por exemplo:

. o corpo 7 do primeiro objeto 1 não é rígido o bastante para permanecer em posição sobre uma área maior e/ou ao longo do tempo;

. o segundo objeto 2 é deformado após ligação do segundo objeto 2 ao mesmo em modo preliminar porém duradouro.

[0469] A figura 22 mostra uma disposição adicional de protrusões 9 de comprimento diferente após ligar o primeiro objeto 1 ao segundo objeto 2. Na modalidade mostrada, o comprimento das porções salientes restantes 91 correlacionam com o comprimento de protrusões.

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81/109 [0470] A modalidade mostrada na figura 22 é um exemplo de um primeiro objeto 1 compreendendo protrusões que são otimizadas em termos de custos de material e forças atuando sobre a ligação entre o primeiro e segundo objeto em uma aplicação específica. A modalidade mostrada é particularmente adequada para aplicações nas quais o primeiro e segundo item ligados são curvos, isso significa aplicações que causam forças de flexão.

[0471] A figura 23 mostra uma modalidade na qual o segundo objeto 2 compreende uma estrutura em camadas. Novamente, o primeiro objeto 1 compreende uma protrusão 33 de um primeiro tipo e uma protrusão 34 de um segundo tipo. O comprimento das protrusões é adaptado de modo que a ligação seja formada em uma primeira região 204 de baixa densidade ou em uma segunda região 205 de baixa densidade que é disposta mais distalmente do que a primeira região 204 de baixa densidade.

[0472] A figura 23 mostra uma disposição simples das camadas formando o segundo objeto 2. Entretanto, o comprimento e disposição de protrusões 33 do primeiro tipo, protrusões 34 do segundo tipo e - conforme o caso - de protrusões de tipos adicionais podem ser adaptados para disposição mais complexa de camadas. Em particular, as camadas não necessitam estender paralelas entre si, ser constante em espessura e/ou expandir sobre a expansão total do segundo objeto 2. Por exemplo, as camadas, como as camadas de baixa densidade, podem ser dispostas localmente, isso significa somente em posições nas quais a ligação do primeiro objeto 1 ao segundo objeto 2 tem de ocorrer.

[0473] Além disso, não há necessidade de que o segundo objeto 2 compreenda uma camada superior proximal rígida 200 de camadas rígidas 206 entre regiões de baixa densidade.

[0474] Em princípio, não há necessidade de qualquer camada rígida 206 ou qualquer região de uma densidade que forneça ao segundo objeto a capacidade de

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82/109 suporte de carga. Nesse caso, o método pode compreender a etapa de fornecer um suporte 63 durante o método de ligação do primeiro objeto 1 ao segundo objeto 2, pelo menos. Essa configuração é mostrada na figura 24.

[0475] A figura 24 mostra a situação imediatamente após a liquefação do material termoplástico 3 ter iniciado. Se o segundo objeto 2 não compreender de modo algum região de alta densidade, uma região comprimida 201 necessita ser estabelecida antes da liquefação do material termoplástico 3 ter início.

[0476] A bigorna 60 é um exemplo de tal suporte 63. Entretanto, o suporte 63 pode ser também dado por um item ao qual o segundo objeto 2 é fixado.

[0477] A figura 25a mostra uma aplicação de um método no qual a força de pressão mecânica e a excitação mecânica são aplicadas localmente ao primeiro objeto 1 e no qual a etapa de aplicar a força de pressão mecânica e a excitação mecânica é repetida várias vezes em posições diferentes no primeiro e segundo objeto 1. Consequentemente, há vários locais de ligação 13 que não são dispostos em um plano único e que não podem ser tratados em uma etapa unia de aplicar a força de pressão mecânica e a excitação mecânica.

[0478] Na aplicação mostrada, o primeiro objeto 1 é uma proteção para uma borda ou canto do segundo objeto 2.

[0479] A figura 25b mostra uma vista em seção do primeiro objeto 1 de acordo com a figura 25a fixado ao segundo objeto 2. Um primeiro local de ligação 13 é disposto em um primeiro lado do segundo objeto 2 e um segundo local de ligação 13 é disposto em um segundo lado do segundo objeto 2 que é não paralelo ao primeiro lado.

[0480] Na modalidade mostrada, o primeiro objeto 1 é empurrado para dentro do segundo objeto 2 em um modo que as superfícies distais 28 do corpo 7 estão no mesmo nível que as superfícies correspondentes do segundo objeto 2. Essa disposição de primeiro e segundo objeto não é específica para a aplicação

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83/109 mostrada nas figuras 25a e 25b, porém pode ser realizado em qualquer modalidade do método compreendendo um segundo objeto 2 com uma superfície proximal 4 que permite empurrar o corpo do primeiro objeto 7.

[0481] Em muitas modalidades, as superfícies correspondentes do segundo objeto 2 são as superfícies proximais 4.

[0482] Um efeito de empurrar o corpo 7 para dentro do segundo objeto 2 de modo que a(s) superfície(s) distal(is) 28 do corpo 7 está/estão no mesmo nível que a(s) superfície(s) correspondente(s) do segundo objeto 2 é uma compressão global do segundo objeto 2 na região na qual o corpo 7 é empurrado para dentro do segundo objeto 2, pelo menos. A região comprimida resultante 201, em particular em combinação com a compressão local causada pelas protrusões 9, pode ser uma exigência para liquefação eficiente do material termoplástico 3, como descrito acima em detalhe.

[0483] As figuras 26 e 27 mostram modalidades de um método compreendendo as etapas adicionais de fornecer um terceiro objeto 30 e fixar o terceiro objeto 30 ao segundo objeto 2 por ligar o primeiro objeto 1 ao segundo objeto 2 de acordo com qualquer modalidade do método de ligar o primeiro objeto 1 ao segundo objeto 2.

[0484] Na modalidade mostrada nas figuras 26 e 27, o terceiro objeto 30 compreende um furo direto 230 definindo uma abertura 231 em um lado distal do terceiro objeto 30.

[0485] As modalidades do terceiro objeto 30 mostradas nas figuras 26 e 27 compreendem a característica opcional de uma região 232 em torno do furo direto 230 que é curvo na direção distai. Consequentemente, a abertura distai 231 em total ou pelo menos uma parte da mesma é deslocada na direção distal com relação a porções do terceiro objeto 30 que não são dispostas em proximidade estreita do furo direto 230.

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84/109 [0486] O método mostrado nas figuras 26 e 27 compreende a etapa de colocar a superfície distai 32 do terceiro objeto 30 em contato com a superfície proximal 4 do segundo objeto 2 e empurrar a região curva 232 para dentro do segundo objeto 2. Ao fazer isso, a região curva 232 estabelece a região comprimida 201 em uma região do segundo objeto 2 que está situado em proximidade da região curva. Opcionalmente, o terceiro objeto 30 pode ser prensado adicionalmente em direção ao segundo objeto 2 de modo que uma região comprimida global 201 como indicado na figura 26b resulte.

[0487] Em particular, a região curva tem uma estabilidade mecânica de modo que possa assumir a carga gerada durante a etapa de empurrar a região curva 232 para dentro do segundo objeto 2.

[0488] Em modalidades do método, nas quais uma região curva 232 é empurrada para dentro do segundo objeto 2, o método pode compreender a etapa adicional de fornecer um dispositivo de empurrar e reter. Em outras palavras: o terceiro objeto 30 e/ou a região curva 232 não é empurrado para dentro do segundo objeto 2 por uma força de pressão aplicada ao primeiro objeto, porém por uma força de pressão aplicada ao terceiro objeto 30 pelo uso do dispositivo de empurrar e reter.

[0489] A região comprimida 201 localizada em proximidade da região curva 232 é adicionalmente comprimida na etapa subsequente de empurrar a protrusão 9 através da abertura distai 231 para dentro do segundo objeto 2. Esse tipo de estabelecer uma região comprimida 201 ou aumentar a densidade de uma região comprimida 201 já foi descrito em detalhe. Entretanto, é importante observar que o estabelecimento ou aumento não é ou não somente é o resultado de material liquefeito penetrando no segundo objeto 2, mas de uma porção sólida da protrusão 9 penetrando no segundo objeto 2 antes de sua liquefação. A porção da protrusão 9 é transformada na porção saliente 91 durante a etapa de liquefazer o material

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85/109 termoplástico 3.

[0490] Consequentemente, é a compressão que resulta de empurrar a protrusão 9 para dentro do segundo objeto em combinação com a compressão resultando de empurrar a região curva 232 para dentro do segundo objeto 2 que estabelece o perfil de densidade necessário para liquefazer o material termoplástico 3 da protrusão 9 durante a etapa de aplicar a força de pressão mecânica e a excitação mecânica e ligar o primeiro objeto 1 ao segundo objeto 2.

[0491] Entretanto, pode-se considerar fornecer um terceiro objeto 30 sem a região curva 232 e projetar a protrusão em um modo que a região comprimida 201 estabelecida por empurrar a protrusão 9 para dentro do segundo objeto 2 é suficiente para estabelecer o perfil de densidade necessário para causar liquefação do material termoplástico 3 durante a etapa de aplicar a força de pressão mecânica e a excitação mecânica.

[0492] Nas figuras 26a a 26d, o terceiro objeto 30 é uma folha de metal, por exemplo, uma folha de alumínio, compreendendo a característica opcional da região 232 em tomo do furo direto 230 que é curvo na direção distai. Além disso, a região curva 232 é projetada de modo que possa ser deformada elasticamente. Em particular, o aro 233 formando a abertura distai 231 compreende entalhes 234 estendendo em direção proximal, isso significa em direção às porções do terceiro objeto 30 que não fazem parte da região curva 232. Uma modalidade de tal região curva resultante 232 é mostrada na figura 26e.

[0493] Em modalidades compreendendo uma região curva elasticamente deformável 232, um diâmetro da protrusão 9 pode ser maior que um diâmetro da região curva 232. Consequentemente, uma deformação elástica no sentido de um alargamento da região curva 232 e o aro 233 é estabelecida. Isso é indicado por duas setas pretas na figura 26b.

[0494] Os dois efeitos a seguir são causados após empurrar pelo menos

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86/109 uma porção da protrusão 9 através do furo direto 230 (figura 26c): primeiramente, a protrusão 9 que penetra no segundo objeto 2 efetua uma compressão local adicional da região comprimida 201 resultando de empurrar a região curva 232 para dentro do segundo objeto 2. A protrusão 9 que penetra o segundo objeto 2 pode causar uma extensão da região comprimida 201, em particular uma extensão em direção distai. Em segundo lugar, a região curva elasticamente deformada 232 causa uma força de compressão 239 em uma porção da protrusão 9. Essa força de compressão é indicada na figura 26b por duas setas pretas.

[0495] A força de compressão 239 leva até uma zona de fusão 236 na protrusão 9 durante a etapa de aplicar a força de pressão mecânica e a excitação mecânica na área onde a força de compressão 239 se aplica. Em outras palavras: o material termoplástico 3 da protrusão 9 liquefaz devido à força de compressão 239 e a força de pressão mecânica e a excitação mecânica aplicadas durante a etapa correspondente. Isso causa uma incorporação da região curva 232 na protrusão 9 (mais exatamente na porção saliente 91) além da conexão de encaixe positivo estabelecida pelo material termoplástico que penetrou no material do segundo objeto

2.

[0496] Isso significa que o método de acordo com as figuras 26a-26c compreende a etapa adicional de incorporar a região curva 232 pelo menos parcialmente na porção saliente 91.

[0497] A figura 26d mostra uma vista em seção de uma modalidade exemplificadora de uma fixação com base em uma modalidade do método compreendendo a etapa adicional de incorporar a região curva 232 pelo menos parcialmente na porção saliente 91.

[0498] As figuras 27a a 27c mostram outra modalidade do método compreendendo a etapa de fornecer um terceiro objeto com uma região curva 232.

[0499] Na modalidade mostrada, a região curva 232 é projetada em um

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87/109 modo que a abertura distai 231 é uma abertura radial com relação a um eixo geométrico de inserção 235 ao longo do qual o primeiro objeto 1 é movido em relação ao segundo objeto 2 durante o método de ligar o primeiro objeto 1 ao segundo objeto 2.

[0500] Novamente, a região comprimida 201 é estabelecida por empurrar a região curva 232 para dentro do segundo objeto 2.

[0501] Em contraste com a modalidade da figura 26, a região curva 232 não é projetada para gerar uma força de compressão 239 para a protrusão 9. Entretanto, a região curva 232 e a protrusão 9 são projetadas de modo que a protrusão 9 deforme em direção à abertura distai 231 em uma etapa de prensar a protrusão 9 para sobre uma porção da região curva 232.

[0502] Na modalidade mostrada na figura 27, a região curva 232 compreende uma porção disposta perpendicular ao eixo geométrico de inserção 235. Essa porção, em particular em combinação com uma protrusão que deforma quando prensada contra a porção, pode orientar a protrusão 9 em direção à abertura distai 231 na etapa de prensar a protrusão 9 para sobre a porção da região curva 232.

[0503] Por exemplo, a protrusão pode compreender uma cavidade de deformação 93 ou regiões de estabilidade mecânica limitada que favorecem uma deformação da protrusão 9 em uma direção predefinida.

[0504] Alternativamente ou além disso, a protrusão 9 pode compreender uma superfície de deformação 94 que é projetada em um modo que uma superfície de contato entre a protrusão 9 e a porção da região curva 232 é estabelecida que favorece a deformação da protrusão 9 em uma direção predefinida.

[0505] A figura 27d mostra uma modalidade exemplificadora de tal protrusão 9. Entretanto, não há necessidade de que a protrusão 9 compreenda uma porção que seja curva em direção à abertura distai 231 e/ou uma cavidade de deformação

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88/109 desde que a porção da região curva 232 contra a qual a protrusão é prensada tem uma estabilidade mecânica de modo que seja capaz de absorver a carga mecânica aplicada durante o método.

[0506] Por exemplo, a protrusão 9 pode ser reta ou afilada e/ou simétrica de modo rotacional com relação ao eixo geométrico de protrusão 92.

[0507] Pode-se considerar que a porção da região curva 232 que orienta a protrusão 9 em direção à abertura 231 não é perpendicular (isto é, a 90 graus) em relação ao eixo geométrico de inserção 235, porém em um ângulo menor que 90 graus, por exemplo, entre 30 e 80 graus ou entre 50 e 80 graus.

[0508] Uma deformação da protrusão 9 em direção à abertura distai 231 pode compreender um amolecimento ou amolecimento parcial da protrusão 9.

[0509] Em uma variante das modalidades mostradas nas figuras 26 e 27, o terceiro objeto 30 fornecido não compreende o furo direto 230 e a região curva 232 se presente. Ao invés, o furo direto 230 e a região curva 232, se presente, são produzidas em uma etapa adicional do método. Essa etapa adicional é executada após a etapa de colocar a superfície distai 32 do terceiro objeto 30 em contato com a superfície proximal 4 do segundo objeto 2, em particular.

[0510] A figura 28 mostra uma modalidade exemplificadora de um primeiro objeto 1 compreendendo uma pluralidade de protrusões 9, em que o volume resumido de todas as protrusões 9 atende a uma condição para o volume.

[0511] Em muitas modalidades compreendendo uma pluralidade de protrusões 9, as protrusões são dispostas em uma subárea da área formada pela superfície distai 14 do segundo objeto. A subárea define uma base 211 da região de protrusão 90. Na figura 28, a base 211 é a área na linha tracejada na superfície distai 14.

[0512] O volume total da região de protrusão 90 pode ser calculado da base 211 e um valor ou função correspondendo a ou aproximando a extensão 25 da

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89/109 protrusão 9 em direção distai.

[0513] Em muitas modalidades (porém não todas, figuras 15, 16, 21-23, por exemplo), as protrusões 9 têm uma extensão igual 25 na direção distai. Em outras palavras: têm um comprimento igual. Nesse caso, o valor correspondendo à extensão 25 das protrusões 9 é seu comprimento.

[0514] As protrusões 9 dentro da região de protrusão 90 são separadas por folgas 27, isso significa espaço vazio. Esse espaço preenche o volume da região de protrusão 90 não coberta pelas protrusões 9.

[0515] A condição de volume preenchida pela modalidade exemplificadora mostrada na figura 28, porém também por muitas outras modalidades do primeiro objeto 1, é a seguinte: o volume das protrusões 9 é metade do volume do espaço vazio ou menos. Em outras palavras: o volume das protrusões 9 corresponde a 1/3 ou menos do volume total da região de protrusão 90, por exemplo, 1/5 ou menos que 1/5, como 1/10.

[0516] A figura 29 mostra uma modalidade do método no qual a (ou uma) região 23 de alta densidade forma a região proximal do segundo objeto 2 e a região 22 de baixa densidade é disposta distalmente da região 23 de alta densidade.

[0517] Além disso, a característica opcional de um suporte 63 que pode estar presente durante ligação do primeiro objeto 1 ao segundo objeto 2 somente, ou um item ao qual o segundo objeto 2 é ou será fixado, ou uma parte integral do segundo objeto 2.

[0518] A figura 29a mostra a situação antes da ligação do primeiro objeto 1 ao segundo objeto 2. A figura 29b mostra a situação após a ligação do primeiro objeto 1 ao segundo objeto 2.

[0519] As figuras 29a e 29b mostram uma modalidade do segundo objeto 2 no qual a região 23 de alta densidade é compressível, também. Isso é indicado pela seta de cabeça dupla que visualizou a compressão local da região 23 de alta

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90/109 densidade causada pelo impacto do primeiro objeto 1 que foi empurrado através da região 23 de alta densidade e que foi ancorado na região 22 de baixa densidade.

[0520] A região 23 de alta densidade é tal que é deformável, em particular, compressível. Isso permite empurrar o primeiro objeto 1 em um modo que não se projeta da superfície proximal 4 do segundo objeto após ligação. Além disso, resulta em uma compressão da região 22 de baixa densidade que é além da compressão efetuada pela protrusão 9 penetrando na região 22 de baixa densidade. Novamente, é essa região comprimida 201 que leva a uma liquefação eficiente do material termoplástico 3.

[0521] Na modalidade mostrada, não há necessidade de que a protrusão 9 entre em contato com o suporte 63 graças à compressão da região 22 de baixa densidade.

[0522] Na modalidade da figura 29, o corpo 7 do primeiro objeto 1 é reduzido a uma cabeça.

[0523] A figura 30 mostra uma vista em seção de um primeiro objeto 1 ligado ainda a outro tipo do segundo objeto 2. De acordo com essa modalidade, o segundo objeto 2 fornecido é caracterizado por uma camada superior proximal 200 disposta em uma região 22 de baixa densidade, em que a região 22 de baixa densidade é disposta em uma região 23 de alta densidade que é capaz de fornecer estabilidade mecânica ao segundo objeto 2.

[0524] Tais configurações compreendendo uma camada superior proximal disposta em uma região 22 de baixa densidade disposta em uma região 23 de alta densidade podem ser encontradas em itens que devem ser rígidos e confortáveis ao toque. Às vezes, tais itens são também chamados “de toque macio” ou itens tendo uma “superfície de toque macio”.

[0525] Em modalidades, a camada superior proximal é couro, couro artificial ou uma folha e a região 22 de baixa densidade compreende ou consiste em espuma

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91/109 ou outro material poroso e resilientemente deformável. A região 23 de alta densidade pode ser então qualquer tipo de um suporte.

[0526] Um exemplo de um “item de toque macio” tendo a estrutura descrita é um painel de instrumentos, por exemplo, um painel de instrumentos de carro.

[0527] Como exemplo, a figura 30 mostra um primeiro objeto 1 sendo um elemento de display que é ligado a um segundo objeto 2 sendo um dashboard tendo a estrutura descrita anteriormente.

[0528] A figura 30a mostra o segundo objeto 2 (o painel de instrumentos) como fornecido, isso significa compreendendo a camada superior proximal 200 e a região 22 de baixa densidade que é disposta na região 23 de alta densidade. O segundo objeto 2 fornecido compreende ainda uma passagem 207 projetada para acomodar o primeiro objeto 1 (o elemento de display) e fios 209 que podem estar presentes.

[0529] A figura 30b mostra a situação após inserção do primeiro objeto (o elemento de display) no segundo objeto 2 (o painel de instrumentos). O método de ligação e o mecanismo compreendendo uma região comprimida 201, uma porção saliente 91 e material termoplástico liquefeito 3 que penetrou nas estruturas 10 da região 22 de baixa densidade (por exemplo, a espuma) é igual ao descrito anteriormente.

[0530] Ao invés de montar o primeiro objeto 1 (o elemento de display, por exemplo) como um todo, pode-se também considerar ligar um conector 16 ao segundo objeto 2 primeiramente e o elemento efetivo a ser fixado ao segundo objeto 2 em uma etapa subsequente. Essa modalidade é indicada na figura 30b por linhas tracejadas.

[0531] Nessa modalidade e usando o exemplo do elemento de display a ser montado novamente no painel de instrumentos, o primeiro objeto 1 é o conector 16 e o elemento de display é um terceiro objeto 30 a ser montado no segundo objeto 2,

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92/109 isso significa ao painel de instrumentos, pelo uso do primeiro objeto 1.

[0532] Por exemplo, o conector 16 compreende um elemento 15 para fixar o elemento de display (o terceiro objeto 30) ao conector 16, por exemplo, por um mecanismo de fixação.

[0533] As protrusões 9 podem ser projetadas para penetrar a camada superior proximal 200 sem necessidade de uma perfuração anterior da camada superior proximal 200. Em particular, as protrusões 9 podem ser projetadas para penetrar na camada superior proximal 200 sem se tornarem fluidas.

[0534] Desnecessário dizer que o primeiro objeto 1 fixado ao segundo objeto 2 caracterizado pela camada superior proximal 200 disposta na região 22 de baixa densidade pode ser qualquer modalidade do primeiro objeto 1 revelado, por exemplo, um conector. Nesse caso, o segundo objeto 2 não compreende nenhuma característica que é específica para montagem do elemento de display. Por exemplo, não compreende a passagem 207.

[0535] A figura 31 mostra uma vista em seção de um terceiro objeto 30 sendo fixado ao segundo objeto 2 compreendendo uma região 22 de baixa densidade por um primeiro objeto 1, em que o primeiro objeto 1 compreende uma cabeça 212 e uma protrusão 9 que é disposta distalmente da cabeça 212.

[0536] O terceiro objeto 30 pode compreender uma abertura perfurada previamente ou o terceiro objeto 30 e a protrusão 9 pode ser projetada de modo que a protrusão possa penetrar o terceiro objeto 30 em uma etapa de pressionar o primeiro objeto 1 em direção ao terceiro objeto 30.

[0537] A cabeça 212 é projetada em um modo que uma porção do terceiro objeto 30 seja fixada entre a cabeça 212 e o segundo objeto, em particular a superfície proximal 4 do segundo objeto 2.

[0538] Novamente, a ligação do primeiro objeto 1 ao segundo objeto 2 é estabelecida pela geração de uma região comprimida 201 durante a etapa de

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93/109 empurrar a protrusão 9 para dentro do segundo objeto 2.

[0539] As figuras 32a e 32b mostram uma modalidade do método compreendendo a etapa adicional de fornecer um adesivo 240 antes da etapa de empurrar a(s) protrusão(ões) 9 para dentro do segundo objeto 2.

[0540] A figura 32a mostra a situação após fornecer o adesivo 240 na superfície proximal 4 do segundo objeto 2.

[0541] Nessa modalidade, o primeiro objeto 1 pode compreender, como uma característica opcional, uma protrusão de retenção 213 disposta na região da extremidade lateral do corpo 7. A protrusão de retenção 213 se projeta a partir da superfície distai 28 do corpo 7 para dentro da direção distai.

[0542] A protrusão de retenção 213 é projetado para evitar que o adesivo 240 seja prensado lateralmente além da extensão lateral do primeiro objeto 1, em particular, o corpo do primeiro objeto 7. Em outras palavras: a protrusão de retenção 213 é projetada para evitar uma redução da quantidade de adesivo contribuindo para a ligação do primeiro objeto 1 ao segundo objeto 2 durante o processo de ligação.

[0543] Em particular, a protrusão de retenção 213 evita uma contaminação com adesivo 240 de áreas da superfície proximal 4 do segundo objeto 2 que são áreas externas após o processo de ligação.

[0544] A protrusão de retenção 213 bem como as protrusões 9 podem definir aberturas de retenção 214 nas quais adesivo pode se acumular.

[0545] A figura 32b mostra a situação após ligar o primeiro objeto 1 ao segundo objeto 2 pelo método compreendendo a etapa adicional de fornecer um adesivo 240.

[0546] O adesivo 240 é prensado para dentro do segundo objeto 2 durante a etapa de prensar o primeiro objeto 1 para dentro do segundo objeto 2. Consequentemente, uma zona 241 penetrada por adesivo 240 é gerada em tomo

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94/109 das protrusões 9, pelo menos. Nessa zona 241, o material que forma a região de baixa densidade 22 é aumentada pelo adesivo. Por exemplo, a região de baixa densidade 22 compreende fibras que são aderidas juntas devido à presença de adesivo.

[0547] Consequentemente, a etapa adicional de fornecer o adesivo 240 é uma abordagem adicional para melhorar a qualidade, em particular a estabilidade mecânica e confiabilidade, do primeiro objeto 1 sendo ligado ao segundo objeto 2 pelo método.

[0548] As figuras 33a e 33b mostram outra modalidade exemplificadora de um primeiro objeto 1 sendo um conector 16.

[0549] O conector 16 mostrado compreende a região de protrusão 90 com uma pluralidade de protrusões 9 e uma estrutura de conexão definindo um local de conexão definido com relação a todas as dimensões (x, y, z). A estrutura de conexão na modalidade mostrada é constituída por um pino conector 250 que é uma peça com as protrusões 9 e o corpo 7.

[0550] A estrutura de conexão - o pino conector 250 na modalidade mostrada - é especialmente de modo que seja disposto lateralmente. Isso significa que a disposição da estrutura de conexão 250 não é simétrica com relação ao eixo geométrico de inserção 235, porém seja deslocado com relação ao eixo geométrico 235. O eixo geométrico de inserção 235 é o eixo geométrico ao longo do qual em geral a força de pressão é aplicada durante inserção e ao longo do qual o movimento durante inserção ocorrerá pelo menos predominantemente. O eixo geométrico de inserção 235 é em geral um eixo geométrico característico do primeiro objeto, como um eixo geométrico de rotação, um eixo geométrico central e/ou coincide com o eixo geométrico de protrusão. O último pode ser o caso quando o primeiro objeto 1 compreende uma protrusão única 9 ou uma protrusão central 9. Desse modo, o eixo geométrico é especialmente definido pela protrusão e/ou

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95/109 formato geral do primeiro objeto 1.

[0551] Desse modo, a posição do local de conexão depende do ângulo de rotação em torno do eixo geométrico 235. Consequentemente, quando o conector é posicionado em relação ao segundo objeto 2 e ancorado no mesmo, não somente a posição, mas também sua orientação pode ter de ser definida.

[0552] Um exemplo de uma estrutura de conexão de acordo pode, por exemplo, ser uma estrutura (como o pino) que se projeta na direção oposta à(s) protrusão(ões) para uma direção definida, como um pivô de uma articulação ou similar, uma estrutura para grampear outro item sobre, uma âncora para uma conexão de rosca, etc.

[0553] O conector 16 das figuras 33a e 33b compreende um corpo semelhante a placa 7 definindo a superfície de parada voltada distalmente 12. A partir do corpo 7 em direção proximal, o conector compreende uma parede de base 253 da qual o pino conector 250 se projeta lateralmente. A parede de base é disposta deslocada com relação ao eixo geométrico 235. Além disso, o conector compreende uma pluralidade de paredes de reforço 254 se estendendo perpendicularmente à parede de base 253 e aumentando a estabilidade mecânica com relação a forças que atuam sobre o pino conector.

[0554] A superfície de parada voltada de modo distai define a posição z da estrutura de conexão após o processo em que a força de pressão é aplicada até que a superfície de parada 12 se encoste contra a superfície proximal 4 do segundo objeto 2.

[0555] O conector 16 na modalidade das figuras 33a e 33b pode, por exemplo, ser uma montagem de uma prateleira de pacote traseira de um automóvel.

[0556] O sonotrodo 20 usado para ancorar o conector pode ser moldado para ser adaptado ao formato do conector. Especialmente, como mostrado na figura 33a, o conector pode ser moldado para incidir, a partir de proximamente no corpo 7

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96/109 por engatar entre as paredes de reforço 254 e a parede de base 253. Além disso ou como alternativa, seria também possível fornecer um colar saliente 255 do conector 16, como mostrado em linhas pontilhadas na figura 33a. A disposição com o sonotrodo engatando entre as paredes diretamente no corpo 7, com o sonotrodo tendo entalhes para reforçar parede(s) se necessário, no entanto, apresenta a vantagem de que a força de pressão e vibração (mais geralmente a excitação mecânica) são acopladas diretamente nas protrusões.

[0557] Em modalidades que compreendem um local de conexão a posição e/ou orientação do qual depende da orientação do conector em tomo de seu eixo geométrico 235, pode ser necessário para guiar a orientação do conector durante o processos de ancoragem, porque devido à entrada de vibração (mais geralmente a excitação mecânica), o conector pode estar sujeito a alguns movimentos de torção descontrolados durante inserção. Na modalidade das figuras 33a e 33b, a parede de base 253 e/ou as paredes de reforço 254 podem ser usadas para isso, juntamente com um formato correspondente do sonotrodo, pelo que a orientação do sonotrodo define a orientação do conector.

[0558] A modalidade exemplificadora das figuras 33a e 33b compreende adicionalmente a característica opcional de uma estrutura de corte 252 que é projetada para penetrar em uma camada superior proximal, por exemplo.

[0559] A modalidade da figura 33, porém também da figura 7 por exemplo, compreende usar um sonotrodo adaptado à geometria do primeiro objeto 1 sendo o conector. Isso nem sempre é necessário. Pode-se considerar modalidades de um primeiro objeto 1 sendo um conector no qual o corpo 7 forma uma superfície de acoplamento em geral plana para um sonotrodo genérico.

[0560] O conector pode compreender pelo menos um processo controlando a protrusão de encosto se o número e/ou disposição e/ou dimensões das protrusões 9 forem tais que o conector não pode ser retido em uma posição desejada em

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97/109 relação ao segundo objeto no início de aplicar uma força de pressão mecânica e conforme o caso - a excitação mecânica. Essa(s) protrusão(ões) de encosto juntamente com as protrusões pode(m) fornecer uma posição estável ao conector quando o conector é colocado em contato com a superfície proximal do segundo objeto. Em outras palavras: a posição de conector é bem definida e estável.

[0561] Uma protrusão de encosto desse tipo pode, durante o processo subsequente, ceder ou fundir. Não tem necessariamente de penetrar no volume do segundo objeto.

[0562] Além de estabilizar o conector durante um estágio inicial do processo, pode também amortecer vibrações de flexão indesejáveis quando o corpo 7 tem uma extensão lateral substancial.

[0563] As figuras 34-39 mostram várias modalidades exemplificadoras da região de protrusão 90 do primeiro objeto 1 e dispositivo, respectivamente.

[0564] Na modalidade exemplificadora mostrada na figura 34, as protrusões 9 compreendem um eixo geométrico de protrusão 92 que não estende paralelo a perpendicular da superfície distai 28 do corpo 7 do primeiro objeto 1.

[0565] O eixo geométrico de protrusão 92 estendendo não paralelo à perpendicular define uma direção na qual a protrusão 9 deforma durante o método em qualquer uma das modalidades reveladas.

[0566] Uma consequência adicional do eixo geométrico de protrusão 92 que não estende paralelo à perpendicular da superfície distai 28 do corpo 7 do primeiro objeto 1 é que o comprimento da protrusão é maior que a extensão 25 da protrusão na direção distai.

[0567] Pelo menos as seguintes características são mostradas nas modalidades exemplificadoras do primeiro objeto 1 mostrado nas figuras 34-39:

. a região funcional 50. Nas modalidades das figuras 38 e 39, a região funcional é dada pela boca distal de um furo direto que estende a partir da superfície

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98/109 proximal 29 até a superfície distal 28 do corpo 7 do primeiro objeto 1.

[0568] Um primeiro objeto 1 compreendendo um furo direto pode ser aplicado para estabilizar ou fixar a borda da passagem estabelecida, por exemplo, perfurado no segundo objeto 2.

. as folgas 27 entre as protrusões 9, em que o volume das folgas e o volume das protrusões têm a razão descrita acima.

. uma extensão 25 da protrusão 9 na direção distai e uma espessura 26 da protrusão 9 que são tais que a razão entre a extensão 25 e a espessura 26 é como descrito acima, isso significa pelo menos 1, em particular entre 1 e 5, por exemplo, entre 1,5 e 4 ou entre 2 e 3.

[0569] As figuras 40-43 mostram vistas em perspectiva de várias modalidades exemplificadoras do primeiro objeto 1 e dispositivo, respectivamente.

[0570] Vários elementos de conexão 15 de um dispositivo de conexão são mostrados além das características relacionadas à região de protrusão 90. Os elementos são dispostos na superfície proximal 29 do corpo 7 do primeiro objeto 1.

[0571] As modalidades mostradas compreendem um local de conexão 51 no qual os elementos 15 do dispositivo de conexão são conectados ao primeiro objeto

1. Nas modalidades mostradas, o local de conexão 51 compreende e é restrito a uma porção da superfície proximal 29 do corpo 7 do primeiro objeto 1 que é oposto à região funcional 50 disposta na superfície distai 28 do corpo 7 do primeiro objeto 1.

[0572] O elemento de conexão 15 do primeiro objeto 1 mostrado na figura 40 é adequado para fixar cabos e/ou fios ao primeiro, e consequentemente ao segundo objeto.

[0573] O elemento de conexão 15 do primeiro objeto 1 mostrado na figura 42 é um exemplo de um elemento de conexão adequado para atarraxar um item ao primeiro e consequentemente ao segundo objeto. O elemento de conexão mostrado pode compreender uma abertura longitudinal que passa através até a superfície

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99/109 distal 28 do corpo 7 do primeiro objeto 1.

[0574] O elemento de conexão 15 do primeiro objeto 1 mostrado na figura 42 é adequado para fixar itens semelhantes à placa e/ou folha ao primeiro e consequentemente ao segundo objeto.

[0575] O elemento de conexão 15 do primeiro objeto 1 mostrado na figura 43 é um exemplo de um elemento de conexão para soluções de grampo.

[0576] Primeiros objetos 1 como mostrado nas figuras 34-43, por exemplo, são ligados ao segundo objeto 2 pelo uso de um sonotrodo 20 que é aplicado na porção da superfície proximal 29 do primeiro objeto 1 normalmente não coberto pelo elemento de conexão 15 ou qualquer elemento de um dispositivo de conexão. Além disso, a excitação mecânica, isso significa as oscilações mecânicas, são preferivelmente aplicadas ao longo do eixo geométrico 8 que estende em um ângulo, em particular, perpendicular à superfície proximal 29.

[0577] Nesse caso, a face de acoplamento para fora 21 do sonotrodo 20 estende preferivelmente sobre uma área da superfície proximal 29 do primeiro objeto 1 durante a etapa de aplicar a força de pressão mecânica e a excitação mecânica que é comparável com a área oposta coberta por protrusões 9 na superfície distai 28 do primeiro objeto 1. Por exemplo, a área em contato com a face de acoplamento para fora 21 cobre pelo menos 80% da área coberta por protrusões na superfície distai 28 do primeiro objeto 1. Por exemplo, estende sobre uma área que é 0,8 a 2 vezes a área coberta por protrusões 9, em particular, 0,8 a 1,5, 0,8 a 1,2 ou 0,8 a 1 vez. Em outras palavras: a extensão radial da área da superfície proximal 29 é pelo menos 80%, em particular maior que, a extensão radial da área coberta por protrusões na superfície distai 28 em qualquer direção radial.

[0578] A face de acoplamento para fora 21 pode se projetar sobre o corpo 7 do primeiro objeto 1.

[0579] As figuras 44-49 mostram modalidades exemplificadoras dos

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100/109 primeiros objetos 1 que compreendem características capazes de evitar a geração de oscilação natural no corpo do primeiro objeto 7 de uma resistência que pode ser destrutiva para o corpo do primeiro objeto 7.

[0580] A modalidade de acordo com a figura 44 compreende um elemento de amortecimento 52 disposto na superfície distai do corpo do primeiro objeto.

[0581] O elemento de amortecimento 52 entra em contato com a superfície proximal 4 do segundo objeto 2 ou - conforme o caso - com a superfície proximal 31 do terceiro objeto 3 durante o método de ligar o primeiro objeto 1 ao segundo objeto

2. Desse modo, oscilação natural gerada no corpo do primeiro objeto 7 durante a etapa de aplicar a excitação mecânica para liquefazer o material termoplástico 3 pode ser amortecida devido ao contato físico gerado entre o elemento de amortecimento 52 e o segundo 2 ou - conforme o caso - o terceiro objeto 3.

[0582] Na modalidade mostrada, o elemento de amortecimento 52 compreende material termoplástico também. Em outras palavras, o elemento de amortecimento 52 não somente é capaz de amortecer a oscilação natural, mas também aumentar a ligação entre o primeiro e segundo (ou terceiro) objeto.

[0583] As modalidades de acordo com as figuras 45 e 46 compreendem uma pluralidade de regiões de protrusão distintas 90 que são projetadas para minimizar a energia da excitação mecânica necessária para liquefazer o material termoplástico.

[0584] Além disso, as figuras 45 e 46 mostram, cada, um conjunto de regiões de protrusão capazes de sintonizar a frequência das oscilações naturais do corpo do primeiro objeto 7 a partir da frequência aplicada para causar liquefação do material termoplástico.

[0585] Pelo menos uma das regiões de protrusão 90 pode ser disposta para atuar como um elemento de amortecimento 52 também, como mostrado nas figuras 45 e 46. Entretanto, não é obrigatório que uma região de protrusão da pluralidade de regiões de protrusão seja projetada e disposta como um elemento de amortecimento

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52.

[0586] As figuras 47 e 48 mostram um primeiro objeto 1 compreendendo um elemento de fixação 1.1 projetado para ser ligado ao segundo objeto 2 por um método de acordo com a invenção e um elemento de conexão 1.2 projetado para ser ligado ao elemento de fixação 1.1.

[0587] O elemento de fixação 1.1 compreende um meio de conexão de elemento de fixação 110 e o elemento de conexão 1.2 compreende um meio de conexão de elemento de conexão 120 que são adaptados entre si em um modo que a ligação entre o elemento de fixação 1.1 e o elemento de conexão 1.2 possa ser estabelecida.

[0588] Em uma modalidade mostrada, o meio de conexão de elemento de fixação 110 é um furo direto no corpo 7.1 do elemento de fixação 1.1 e o meio de conexão de elemento de conexão 120 seja uma protrusão com um diâmetro adaptado a um diâmetro do furo direto.

[0589] A protrusão 120 compreende material termoplástico e é projetado em um modo que pode ser ligado ao segundo objeto 2 após ser empurrado através do furo direto 110 no corpo 7.1 do elemento de fixação 1.1.

[0590] Além disso ou alternativamente, a protrusão 120 compreende material termoplástico e é projetada em um modo que pode soldar ao material termoplástico do elemento de fixação 1.1, em particular do material termoplástico 3 das protrusões 9 projetadas para ligar o elemento de fixação 1.1 ao segundo objeto 2 pelo método.

[0591] Pode-se também considerar outros meios para ligar o elemento de conexão 1.2 ao elemento de fixação 1.1, por exemplo, meios de fixação, meios de clipping e/ou os elementos de um fecho de baioneta.

[0592] A figura 49 mostra o elemento de fixação 1.1 de um primeiro objeto 1 compreendendo um elemento de fixação 1.1 e um elemento de conexão 1.2 em detalhe.

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102/109 [0593] O corpo 7.1 do elemento de fixação 1.1 e do elemento de conexão correspondente 1.2 compreende material termoplástico. O elemento de fixação 1.1 compreende um diretor de energia de elemento de fixação 111 e o elemento de conexão 1.2 compreende possivelmente um diretor de energia de elemento de conexão 120. Tal diretor de energia (111 e 120) define uma região onde material termoplástico do elemento de fixação 1.1 e do elemento de conexão 1.2 liquefaz em uma etapa adicional de aplicar uma força de pressão mecânica e excitação mecânica.

[0594] A etapa adicional causa uma conexão (em particular, uma solda) entre o elemento de fixação 1.1 e o elemento de conexão.

[0595] Em particular, a etapa adicional é aplicada após a etapa de aplicar a força de pressão mecânica e a excitação mecânica causando liquefação de material termoplástico da(s) protrusão(ões). Isso significa que a etapa adicional é aplicada após ligação do elemento de fixação 1.1 ao segundo objeto 2.

[0596] Uma vantagem de um método compreendendo duas etapas de aplicar força de pressão mecânica e excitação mecânica, uma primeira para ligar o elemento de fixação 1.1 ao segundo objeto 2 e uma segunda para ligar o elemento de conexão 1.2 ao elemento de fixação 1.1 é pelo menos uma das que se seguem:

. a energia atuando sobre porções do primeiro objeto 1 que contém o elemento de um dispositivo de conexão 15 pode ser reduzida;

. a face de acoplamento para fora 21 do sonotrodo 20 pode ser adaptada ao formato do elemento de fixação 1.1 e/ou ao formato do elemento de conexão 1.2;

. qualquer problema baseado em uma frequência de uma oscilação natural do corpo do primeiro objeto 7 próximo à frequência da excitação mecânica necessária durante ligação do primeiro objeto 1 (isso significa o elemento de fixação 1.1) ao segundo objeto 2 pode ser evitado.

[0597] As figuras 50 e 51 mostram um método adicional para fixar um

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103/109 terceiro objeto 30 ao segundo objeto 2 pelo primeiro objeto 1.

[0598] De acordo com esse método (figura 50), o terceiro objeto 30 é colado na superfície proximal 29 do corpo do primeiro objeto 7.

[0599] Um primeiro objeto 1 projetado para uso no método de acordo com as figuras 50 e 51 compreende uma superfície proximal 29 que estende sobre uma área ampla. A figura 51 mostra tal primeiro objeto 1. Em particular, o corpo do primeiro objeto 7 forma uma área na qual o terceiro objeto 20 pode ser fixado.

[0600] Além disso, o primeiro objeto 1 projetado para uso no método de acordo com as figuras 50 e 51 pode compreender qualquer uma das características para evitar oscilações naturais destrutivas apresentadas com relação às figuras 4448.

[0601] Primeiros objetos 1 em qualquer das modalidades discutidas acima, por exemplo, como mostrado nas figuras 1-5, 14, 16, 17, 20, 26a, 28, 29a, 31 e 3443, podem ser usados para fixar um terceiro objeto 30 ao segundo objeto 2.

[0602] Em particular, o terceiro objeto 30 pode ser um material em folha, por exemplo, uma folha de metal.

[0603] A fixação do terceiro objeto 30 pode compreender pelo menos a compressão local do segundo objeto 2, em que a compressão é em um modo que a densidade crítica e/ou a resistência compressiva crítica é gerada.

[0604] A figura 52 mostra uma vista em seção da disposição e design de um primeiro objeto 1, um segundo objeto 2 e um material em folha 30, em que o material em folha 30 deve ser fixado ao segundo objeto 2 pelo primeiro objeto 1.

[0605] O material em folha 30 mostrado compreende furos diretos 230 que são adaptados em formato e número à(s) protrusão(ões) 9 do primeiro objeto 1.

[0606] Por exemplo, as protrusões 9 podem ser cristas como mostrado nas figuras 1 e 5, por exemplo. Nesse caso, o material em folha 30 pode compreender furos diretos 230 no formato de fendas longitudinais.

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104/109 [0607] Por exemplo, o primeiro objeto 1 pode compreender uma região de protrusão 90 como mostrado nas figuras 5, 28, 34, 36 e 37, por exemplo. Nesse caso, o material em folha 30 pode compreender furos diretos 230 com uma pegada redonda ou retangular.

[0608] Por exemplo, o primeiro objeto 1 pode compreender uma região de protrusão 90 como mostrado nas figuras 35, por exemplo. Nesse caso, o material em folha 30 pode compreender furos diretos 230 no formato de fendas circulares.

[0609] Os furos diretos 230 podem ser tais que uma posição do material em folha 30 em relação ao primeiro objeto 1 pode ser ajustada. No caso de um primeiro objeto 1 compreendendo uma região de protrusão 90 com uma pluralidade de protrusões 9 que são dispostas ao longo de uma linha, o material em folha 30 pode compreender por linha de protrusões 9 um furo direto 230 no formato de uma fenda longitudinal.

[0610] A figura 53 mostra uma vista em seção de uma disposição adicional e design de um primeiro objeto 1, um segundo objeto 2 e um material em folha 30, em que o material em folha 30 deve ser fixado ao segundo objeto 2 pelo primeiro objeto

1.

[0611] De acordo com essa disposição exemplificadora, o primeiro objeto 1 pode compreender pelo menos duas protrusões 9 e o método correspondente compreende a etapa de dispor o primeiro objeto 1, o segundo objeto 2 e o terceiro objeto 30 de modo que pelo menos uma protrusão 9 é disposta além de uma extremidade radial da folha de material e pelo menos uma protrusão 9 está em contato com a extremidade proximal do terceiro objeto 30.

[0612] O terceiro objeto 30 pode compreender um furo direto 230 do tipo descrito com relação à figura 52 e o primeiro objeto 1 pode ser disposto em relação ao segundo objeto de modo que pelo menos uma protrusão engata com o furo direto 230.

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105/109 [0613] Na modalidade mostrada, o terceiro objeto 30 compreende um flange 237 projetado para ser posicionado no segundo objeto e para ser fixado ao segundo objeto pelo primeiro objeto. O flange 237 compreende o furo direto 230.

[0614] Em particular, o primeiro objeto 1 pode ser como mostrado nas figuras 1-5, 20, 28 e 34-43, por exemplo.

[0615] Na modalidade da figura 53, o terceiro objeto é uma folha de metal. Se o terceiro objeto 30 for uma folha de metal, a folha de metal 30 é ou pode ser aquecida durante o método. Isso pode causar fusão local do segundo objeto 2 que leva a um aumento adicional em densidade da região de baixa densidade 22 e um reforço adicional do mesmo. Em outras palavras, o segundo objeto 2 pode ser transformado localmente em um material coerente.

[0616] As figuras 54a e 54b visualizam um método para fixar um terceiro objeto 30 que é uma folha de metal para o segundo objeto 2, em que a folha de metal 30 não tem furos diretos 230 para a(s) protrusão(ões) 9.

[0617] O método compreende as etapas adicionais de:

. dispor o primeiro objeto 1, o segundo objeto 2 e a folha de metal 30 um em relação a outro de modo que a superfície proximal 31 da folha de metal 30 esteja em contato com as protrusões 9 e de tal modo que a superfície distai 32 da folha de metal 30 esteja em contato com o segundo objeto 2.

. pressionar o primeiro objeto 1 na folha de metal 30 de modo que o primeiro objeto 1 e a folha de metal 30 acoplem de modo vibracional entre si.

. aplicar as vibrações mecânicas ao primeiro objeto 1 e aumentar a força de pressão de modo que a folha de metal 30 define no segundo objeto 2.

. aumentar a força de pressão adicionalmente até que a(s) protrusão(ões) 9 penetre(m) na folha de metal 30. Em outras palavras, uma região de penetração 260 é gerada na folha de metal 30.

. liquefação do material termoplástico que penetrou na folha de metal na

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106/109 região comprimida 201 do segundo objeto e/ou pressão do material termoplástico liquefeito na região comprimida 201.

[0618] Essa modalidade do método é apropriada para folhas de material em geral. Entretanto, a aplicação desse método a folhas de metal 30 tem a vantagem de que a folha de metal aquece o segundo objeto 2 durante o método. Isso pode causar fusão local (zona de fusão 261) do segundo objeto 2 que leva a um aumento adicional em densidade da região comprimida 201 e a reforço adicional da região de baixa densidade 22. Em outras palavras, o segundo objeto 2 pode ser transformado localmente em um material coerente.

[0619] A figura 55 mostra uma modalidade exemplificadora de um primeiro objeto que pode ser usado no método de acordo com as figuras 54a e 54b. a modalidade mostrada compreende:

. uma primeira fileira de protrusões e uma segunda fileira de protrusões. Na modalidade mostrada, as protrusões da primeira fileira têm o mesmo comprimento que as protrusões da segunda fileira. Além disso, as protrusões são afiladas.

. uma primeira região 263 na superfície distal do primeiro objeto 1 que é deslocado na direção distal a partir de uma segunda região 264 na superfície distai. Na modalidade mostrada, a segunda região 264 (região central) é mais distai que a primeira região 263 (região entre as duas fileiras de protrusões).

[0620] Em particular, a região mais distai é disposta para amortecer oscilações naturais durante o método, em particular durante uma fase final do método quando a energia acoplada nos objetos é mais alta.

. um canal 262 para fluxo de material.

[0621] Um primeiro objeto como mostrado na figura 55 pode ajudar a evitar oscilações naturais destrutivas e deformações destrutivas do terceiro objeto 30, em particular se o terceiro objeto for uma folha de metal 30.

[0622] A figura 56 mostra uma vista em seção de uma disposição básica do

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107/109 primeiro e segundo objeto para uma modalidade do método no qual o sonotrodo 20 é aplicado ao segundo objeto 2.

[0623] Na disposição exemplificadora mostrada, o primeiro objeto 1 é um item ao qual as protrusões 9 são conectadas. Pode-se considerar configurações nas quais a superfície proximal 29 do primeiro objeto 1 não é ou não facilmente acessível. Por exemplo, o item pode ser uma parte de uma carroceria do carro.

[0624] Em particular em tais configurações, o segundo objeto 2 pode ser colocado em relação às protrusões 9 de modo que as protrusões 9 estejam em contato com as porções do segundo objeto 2 que devem ser penetradas pelas protrusões 9 pelo menos parcialmente durante o método.

[0625] Na modalidade mostrada na figura 56, o segundo objeto 2 é uma cobertura compreendendo uma primeira região 204 de baixa densidade que forma uma superfície de colocação aberta e uma segunda região 205 de baixa densidade na qual a conexão de encaixe positivo entre o primeiro e o segundo objeto deve ser formada. Entretanto, essa estrutura não é obrigatória para o método/aplicação mostrado na figura 56 (e figuras 57a e 57b). O segundo objeto 2 pode ter uma estrutura mais sofisticada ou pode ser homogêneo.

[0626] As figuras 57a e 57b mostram uma aplicação exemplificadora da modalidade do método no qual o sonotrodo 20 é aplicado ao segundo objeto 2.

[0627] A figura 57a mostra a disposição do primeiro objeto 1, segundo objeto 2 e sonotrodo antes da etapa de aplicar a força de pressão mecânica e a excitação mecânica capazes de liquefazer o material termoplástico.

[0628] A figura 57b mostra a situação após a ligação do primeiro objeto 1 ao segundo objeto 2.

[0629] As figuras 57a e 57b mostram:

. um segundo objeto 2 que é uma cobertura para o primeiro objeto 1, por exemplo, uma parte de uma carroceria do carro, em que a cobertura é adaptada ou

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108/109 adaptável em formato ao primeiro objeto 1.

. uma pluralidade de protrusões 9 que são dispostas no primeiro objeto 1 em um modo que a cobertura 2 possa ser fixa de modo seguro ao primeiro objeto 1.

. o item 2 que é disposto no primeiro objeto 1 de modo que locais de ligação na superfície proximal 4 do item 2 estejam em contato com as protrusões.

. o sonotrodo 20 que é aplicado localmente e sequencialmente a regiões da superfície distai 14 do item 2 que correspondem a posições das protrusões 9.

[0630] O sonotrodo é aplicado ao item 2 até que o item tenha atingido uma posição final desejada em relação ao primeiro objeto 1.

[0631] A figura 58 mostra uma variação do método no qual o segundo objeto 2 é colocado entre o primeiro objeto 1 e o sonotrodo 20.

[0632] De acordo com essa variação, qualquer força para avançar a(s) protrusão(ões) 9 para dentro do segundo objeto 2 é aplicada ao primeiro objeto 1 (indicado pela seta abaixo do primeiro objeto 1).

[0633] O sonotrodo 20 está em contato com a superfície distai 14 do segundo objeto 2 e acopla oscilações mecânicas no segundo objeto 2. Além disso, atua como um suporte para o segundo objeto 2, porém não empurra ativamente o segundo objeto 2 em direção ao primeiro objeto 1.

[0634] Essa disposição de aplicar o sonotrodo ao segundo objeto 2 e qualquer força de empurrar no primeiro objeto 1 tem o efeito de que uma região comprimida 201 é gerada em tomo da(s) protrusão(ões), em que a compressão da superfície distai 14 do segundo objeto 2 é mantida mínima.

[0635] A figura 59 mostra duas curvas de tensão-deformação (A e B) que são representativas para os resultados experimentais que levaram à descoberta surpreendente de que vários materiais incoerentes são adequados para uso em métodos de ligação que se baseiam na liquefação de material termoplástico pelo uso de uma força de pressão mecânica e uma excitação mecânica, em particular,

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109/109 vibrações.

[0636] O comportamento relativo de curvas de tensão-deformação A e B mostra a influência de uma superfície de mudança através da qual carga é aplicada ao material. O meio de indentação de curva B tem uma área de superfície maior em contato com o material que o meio de indentação da curva A.

[0637] A figura 59 mostra a primeira região observada na qual a tensão depende aproximadamente linear em deformação, a região de transição observada e a segunda região observada na qual a tensão depende aproximadamente linear em deformação.

[0638] As linhas retas que se aproximam da dependência aproximadamente linear nas regiões diferentes de dependências lineares são representadas como linhas tracejadas.

[0639] A deformação s_c na qual a inclinação da primeira região de dependência aproximadamente linear e a inclinação da segunda região de dependência aproximadamente linear cruzam é um valor característico do comportamento de tensão-deformação do material. O valor característico pode ser usado para definir uma compressão mínima necessária em modalidades do método nas quais a conexão de encaixe positivo deve ser estabelecida na região de baixa densidade.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método de ligar um primeiro objeto (1) a um segundo objeto (2), o método compreendendo:

. fornecer o primeiro objeto (1), em que o primeiro objeto (1) estende entre uma extremidade proximal (5) e uma extremidade distai (6) e compreende um corpo de primeiro objeto (7) e pelo menos uma protrusão (9) distalmente do corpo do primeiro objeto (7), em que a protrusão (9) forma a extremidade distai (6) e compreende material termoplástico (3) em um estado sólido, fornecer o segundo objeto (2) compreendendo uma superfície proximal (4), aplicar uma força de pressão mecânica e uma excitação mecânica capaz de liquefazer o material termoplástico (3) pelo menos a um do primeiro e do segundo objeto até que uma porção de fluxo do material termoplástico seja fluida e penetre em estruturas (10) do segundo objeto (2), parar a excitação mecânica e deixar o material termoplástico ressolidificar para fornecer uma conexão de encaixe positivo entre o primeiro e o segundo objeto,

CARACTERIZADO pelo fato de que o segundo objeto (2) fornecido compreende uma região (22, 204, 205) de baixa densidade, em que a protrusão (9) penetra na região (22, 204, 205) de baixa densidade pelo menos parcialmente antes do material termoplástico ser feito fluido e em que o primeiro objeto (1) compreende uma porção saliente (91) após a etapa de deixar o material termoplástico ressolidificar, em que a porção saliente (91) penetra na região (22, 204, 205) de baixa densidade pelo menos parcialmente.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o método compreende uma etapa de alterar uma resistência compressiva da região (22, 204, 205) de baixa densidade pelo menos localmente de modo que uma resistência compressiva crítica necessária para a liquefação do material termoplástico (3) seja gerada.

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3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o método compreende uma etapa de comprimir a região (22, 204, 205) de baixa densidade pelo menos localmente de modo que uma densidade crítica necessária para a liquefação do material termoplástico (3) seja gerada.
4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o segundo objeto (2) fornecido compreende um perfil de densidade que aumenta como uma função da distância a partir da superfície proximal (4), e em que a extremidade distai (6) penetra na região (22, 204, 205) de baixa densidade antes do material termoplástico ser feito fluido.
5. Método, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o perfil de densidade é gerado por pelo menos um de a região (22, 204, 205) de baixa densidade tendo uma densidade que aumenta como uma função da distância a partir da superfície proximal (4), e uma região adicional (23) disposta distalmente da região 922, 204, 205) de baixa densidade, em que a região (22, 204, 205) de baixa densidade é de uma densidade que é mais baixa que uma densidade da região adicional (23).
6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o segundo objeto (2) fornecido compreende uma camada superior proximal (200), em que a região (22, 204, 205) de baixa densidade é disposta distalmente da camada superior proximal (200), e em que o método compreende a etapa de forçar a protrusão (9) através da camada superior proximal (200) antes de liquefação do material termoplástico (3).
7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que a protrusão (9) compreende uma extensão (25) em direção distai e uma espessura (26) em que a razão entre a extensão (25) em direção distal e a espessura (26) é pelo menos 1.
8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores,

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CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de aplicar a excitação mecânica compreende aplicar oscilações mecânicas ao longo de um eixo (8) que estende em um ângulo em relação à superfície proximal (4).
9. Método, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que o eixo geométrico (8) é perpendicular à superfície proximal (4).
10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que a excitação mecânica é vibração mecânica.
11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de fornecer o primeiro objeto (1) compreende fornecer um primeiro objeto (1) compreendendo uma região de protrusão (90) distalmente do corpo do primeiro objeto (7), em que o corpo do primeiro objeto (7) compreende uma superfície distai (28) e em que a região de protrusão (90) compreende uma pluralidade de protrusões (9) que compreende o material termoplástico (3).
12. Método, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro objeto (1) compreende pelo menos uma protrusão (33) de um primeiro tipo compreendendo o material termoplástico (3) e pelo menos uma protrusão (34) de um segundo tipo compreendendo o material termoplástico (3), em que uma extensão em direção distai da protrusão (33) do primeiro tipo é maior que uma extensão correspondente em direção distai da protrusão (34) do segundo tipo de modo que a conexão de encaixe positivo estabelecida pela protrusão (33) do primeiro tipo está em uma posição distai diferente da conexão de encaixe positivo estabelecida pela protrusão (34) do segundo tipo.
13. Método, de acordo com a reivindicação 11 ou 12, CARACTERIZADO pelo fato de que a região de protrusão (90) compreende ainda folgas (27) entre as protrusões (9), em que a superfície distai (28) do corpo do primeiro objeto (7) forma uma base da região de protrusão (90), em que a região de protrusão tem um volume

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4/12 total dado pela área superficial da base e por uma extensão da região de protrusão (90) em direção distal, em que o volume total consiste no volume da pluralidade de protrusões (9) e do volume das folgas (27), em que o volume das folgas (27) é maior que o volume das protrusões (9).
14. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11-13, CARACTERIZADO pelo fato de que a superfície distai (28) do corpo do primeiro objeto (7) compreende uma região funcional (50), em que a região funcional não compreende nenhuma protrusão.
15. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11-14, CARACTERIZADO pelo fato de que a superfície distai (28) do corpo do primeiro objeto (7) compreende regiões planas entre as protrusões (9).
16. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11-15, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos uma protrusão (9) é pelo menos um de equipado para deformação em uma direção de deformação durante a etapa de aplicar a força de pressão mecânica e a excitação mecânica, equipado para fornecer uma direção na qual material termoplástico liquefeito flui durante a etapa de aplicar a força de pressão mecânica e a excitação mecânica e compreendendo um eixo geométrico de protrusão (92) que estende em um ângulo até a superfície distai (28) do corpo do primeiro objeto (7), em que o ângulo não é um ângulo reto.
17. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que a força de pressão mecânica e a excitação mecânica são aplicadas localmente a pelo menos um do primeiro e do segundo objeto e em que a etapa de aplicar a força de pressão mecânica e a excitação mecânica e a etapa de parar a excitação mecânica e deixar o material termoplástico

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5/12 ressolidificar é repetida várias vezes em posições diferentes pelo menos em um do primeiro e segundo objeto.
18. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de compreender ainda a etapa de fornecer um terceiro objeto (30) compreendendo uma superfície proximal de terceiro objeto (31) e uma superfície distai de terceiro objeto (32) e as etapas de:

dispor o terceiro objeto (30) em relação ao segundo objeto (2) de modo que a superfície distal do terceiro objeto (32) está em contato físico com a superfície proximal (4) do segundo objeto (2);

forçar pelo menos uma porção do primeiro objeto (1) através do terceiro objeto (30) a partir de sua face proximal (31) até sua face distai (32) antes da etapa de aplicar a excitação mecânica capaz de liquefazer o material termoplástico (3) fazer com que a porção fluida do material termoplástico (3) penetre nas estruturas (10) do segundo objeto (2).
19. Método, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro objeto (1) compreende pelo menos uma protrusão (33) de um primeiro tipo compreendendo o material termoplástico (3) e pelo menos uma protrusão (34) de um segundo tipo compreendendo o material termoplástico (3), em que o formato da protrusão (33) do primeiro tipo é tal que a porção fluida do material termoplástico (3) penetra nas estruturas (10) do segundo objeto (2) e em que o formato da protrusão (34) do segundo tipo é tal que uma porção fluida do material termoplástico (3) penetra nas estruturas (35) do terceiro objeto (30) durante a etapa de aplicar a força de pressão mecânica e a excitação mecânica capaz de liquefazer o material termoplástico (3).
20. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de compreender ainda a etapa de fornecer um terceiro objeto (30) compreendendo uma superfície proximal do terceiro objeto (31) e uma

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6/12 superfície distal do terceiro objeto (32) e as etapas de:

dispor o terceiro (30) objeto em relação ao segundo objeto (2) de modo que pelo menos uma porção da superfície distal do terceiro objeto (32) esteja em contato físico com a superfície proximal (4) do segundo objeto (2);

forçar pelo menos uma porção da protrusão (9), através do terceiro objeto (30) a partir de sua face proximal (31) até sua face distai (32);

Em que pelo menos uma das seguintes condições se aplica:

o terceiro objeto (30) é uma folha de metal compreendendo um furo direto (230);

terceiro objeto (30) é uma folha, em que a folha é projetada para ser penetrável pela protrusão (9);

o terceiro objeto (30) compreende uma espessura (39) e um perfil de densidade de modo que a protrusão (9) possa penetrar no terceiro objeto durante a etapa de aplicar a força de pressão mecânica e a excitação mecânica, porém sem fazer com que o material termoplástico liquefaça dentro ou em uma superfície do terceiro objeto (30).
21. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o corpo do primeiro objeto (7) compreende uma superfície proximal (29) do corpo do primeiro objeto (7), o método compreendendo ainda a etapa de fornecer um terceiro objeto (30) compreendendo uma superfície proximal do terceiro objeto (31) e uma superfície distal do terceiro objeto (32) e a etapa de dispor o terceiro objeto (30) em relação ao primeiro objeto (1) de modo que a superfície distal do terceiro objeto (32) esteja em contato físico com a superfície proximal (29) do corpo do primeiro objeto (7).
22. Método, de acordo com a reivindicação 21, CARACTERIZADO pelo fato de compreender a etapa adicional e colar a superfície distal do terceiro objeto (32) à superfície proximal (29) do corpo do primeiro objeto (7).

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23. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de fornecer o primeiro objeto (1) compreende fornecer um primeiro objeto (1) compreendendo uma superfície de parada (12).
24. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o método compreende as etapas de fornecer um sonotrodo (20) e de dispor o primeiro objeto (1), o segundo objeto (2) e o sonotrodo (20) um em relação ao outro em um modo que o segundo objeto (2) esteja entre o primeiro objeto (1) e o sonotrodo (20) e de tal modo que a superfície proximal (4) do segundo objeto (2) esteja em contato com pelo menos uma protrusão (9) ou entre em contato com pelo menos uma protrusão (9) durante o método.
25. Método, de acordo com a reivindicação 24, CARACTERIZADO pelo fato de que a força de pressão mecânica e a excitação mecânica são aplicadas a uma superfície distai (14) do segundo objeto pelo uso do sonotrodo.
26. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-24, CARACTERIZADO pelo fato de que o segundo objeto (2) compreende uma superfície distai (14) e em que o primeiro objeto (1) fornecido bem como a etapa de aplicar a força de pressão mecânica e a excitação mecânica são tais que a superfície distai (14) do segundo objeto (2) não é afetada pelo método.
27. Método, de acordo com a reivindicação 26, CARACTERIZADO pelo fato de que a excitação mecânica é aplicada à superfície distai (14) do segundo objeto (2) e uma força para avançar pelo menos uma protrusão (9) para dentro da região (22, 204, 205) de baixa densidade é aplicada ao primeiro objeto (1).
28. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de fornecer o segundo objeto (2) compreende fornecer um segundo objeto (2) compreendendo material termoplástico

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8/12 e em que o material termoplástico liquefaz pelo menos parcialmente durante a etapa de aplicar a excitação mecânica de modo que uma solda seja formada pelo material termoplástico liquefeito e material termoplástico liquefeito (3) do primeiro objeto (1) após ressolidificação dos materiais termoplásticos.
29. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro objeto (1) compreende uma face de acoplamento para dentro (11) e em que o método compreende ainda as etapas de fornecer um sonotrodo (20) compreendendo uma face de acoplamento para fora (21) adaptada à face de acoplamento para dentro (11) e de colocar a face de acoplamento para fora (21) em contato com a face de acoplamento para dentro (11).
30. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o segundo objeto (2) é fornecido em um molde que é adaptado a um formato desejado do segundo objeto (2) e em que a etapa de aplicar a força de pressão mecânica e a excitação mecânica é realizada no segundo objeto (2) suportado pelo molde.
31. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro objeto (1) compreende um elemento (15) de um dispositivo de conexão.
32. Método, de acordo com a reivindicação 31, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro objeto (1) [e um conector (16) formando o elemento 915) do dispositivo de conexão.
33. Método, de acordo com a reivindicação 31 ou 32, CARACTERIZADO pelo fato de compreender ainda a etapa de fornecer um objeto adicional (40) compreendendo um local de fixação (42) adaptado ao elemento (15) do dispositivo de conexão e a etapa de conectar o primeiro e segundo objetos ligados ao objeto adicional (40).
34. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores,

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CARACTERIZADO pelo fato de compreender ainda a etapa de fornecer um objeto adicional (40), em que o corpo do primeiro objeto (7) é projetado para formar uma conexão com um objeto adicional (40).
35. Método, de acordo com a reivindicação 34, CARACTERIZADO pelo fato de que a conexão com o objeto adicional (40) é formada por pelo menos um entre pelo menos uma penetração parcial de uma extremidade distai (41) do objeto adicional (40) para dentro do corpo do primeiro objeto (7) e um elemento (15) de um dispositivo de conexão.
36. Método, de acordo com a reivindicação 34 ou 35, CARACTERIZADO pelo fato de que o corpo do primeiro objeto (7) compreende a superfície proximal (29), a superfície distal (28) e um local de conexão (51), em que o local de conexão (51) compreende pelo menos uma porção da superfície proximal (29) do corpo do primeiro objeto (7), em que o primeiro objeto (1) compreende a região de protrusão (90) disposta na superfície distai (28) do corpo do primeiro objeto (7) e compreendendo a região funcional (50) que não compreende nenhuma protrusão (9), e em que a região funcional (50) é oposta à porção de superfície proximal compreendida pelo local de conexão (51).
37. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de aplicar a força de pressão mecânica compreende aplicar uma primeira força de pressão mecânica e uma segunda força de pressão mecânica, em que a primeira força de pressão mecânica é menor que a segunda força de pressão mecânica ou igual à mesma.
38. Dispositivo para ser ligado a um item por um método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, o dispositivo sendo o primeiro objeto (1) e o item sendo o segundo objeto (2), em que o dispositivo estende entre uma extremidade proximal (5) e uma extremidade distai (6) e compreende um corpo de dispositivo (7) formando uma superfície proximal (29) e uma superfície distai (28) e

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10/12 em que o dispositivo compreende material termoplástico (3) em um estado sólido, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo compreende uma pluralidade de protrusões (9) que se projetam da superfície distai e em que as protrusões (9) compreendem o material termoplástico (3) em superfícies externas.
39. Dispositivo de acordo com a reivindicação 38, CARACTERIZADO pelo fato de que a superfície distal forma uma superfície de parada (12).
40. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 38 ou 39, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo é um conector.
41. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 40, CARACTERIZADO pelo fato de que o conector é equipado para fixar um objeto adicional (40) à extremidade proximal (5) do conector.
42. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 38-41, CARACTERIZADO pelo fato de que as protrusões (9) consistem no material termoplástico (3).
43. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 38-42, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo compreende uma protrusão (33) de um primeiro tipo e uma protrusão (34) de um segundo tipo, em que a protrusão (33) do primeiro tipo é projetada para ser ancorada no item e a protrusão (34) do segundo tipo é projetada para ser ancorada em um terceiro objeto (30) diferente do item.
44. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 38-43, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo compreende uma estrutura (24) projetada e disposta para promover compressão local do item quando forçado para dentro do item.
45. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 44, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo compreende uma rebarba (24).
46. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 38-45,

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CARACTERIZADO pelo fato de que cada protrusão (9) compreende uma extensão (25) em direção distai e uma espessura (26), em que a razão entre a extensão (25) em direção distal e a espessura (26) é pelo menos 1.
47. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 38-46, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro objeto (1) compreende uma região de protrusão (90) distalmente do corpo do primeiro objeto (7) e em que a região de protrusão (90) compreende a pluralidade de protrusões (9).
48. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 47, CARACTERIZADO pelo fato de que a região de protrusão compreende ainda folgas (27) entre as protrusões (9), em que a superfície distai (28) do corpo do primeiro objeto (7) forma uma base da região de protrusão, em que a região de protrusão tem um volume total dado pela área de superfície da base e por uma extensão da região de protrusão em direção distai, em que o volume total consiste no volume da pluralidade de protrusões (9) e do volume das folgas (27), em que o volume das folgas (27) é maior que o volume das protrusões (9).
49. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 38-48, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos uma protrusão compreende uma porção saliente projetada de modo que não liquefaça em um método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-37.
50. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 38-49, CARACTERIZADO pelo fato de que a superfície distai (28) do corpo do primeiro objeto (7) compreende uma região funcional (50), em que a região funcional não compreende nenhuma protrusão.
51. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 38-50, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo é um elemento de reforço.
52. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 38-51, CARACTERIZADO pelo fato de compreender pelo menos uma das seguintes

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12/12 características capazes de evitar oscilações naturais destrutivas:

um elemento de amortecimento (52) disposto na superfície distai (28) do corpo do dispositivo (7);

um elemento de fixação (1.1) compreendendo meio de conexão de elemento de fixação (110) e um elemento de conexão (1.2) compreendendo meio de conexão de elemento de conexão (120), em que o meio de conexão de elemento de fixação (110) e o meio de conexão de elemento de conexão (120) são adaptados entre si em um modo que o meio de conexão de elemento de conexão (120) pode ser rigidamente conectado ao meio de conexão de elemento de fixação (110) pelo menos quando o elemento de fixação (1.1) é fixo ao item;

uma pluralidade de regiões de protrusão (90) que são separadas entre si;

um corpo de dispositivo (7) sendo não homogêneo em suas propriedades físicas.