CN110271137A - 空心型材复合技术 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及空心型材复合技术。本发明还涉及用于通过注射模制或压缩生产塑料‑金属复合部件的方法，该复合部件由至少一个空心型材和至少一个施加到外侧的塑料施加部构成。

Description

空心型材复合技术
技术领域
本发明涉及用于通过注射模制或压缩模制生产塑料-金属复合部件的方法，该复合部件由至少一个空心型材和至少一个施加到外侧的塑料施加部构成。
背景技术
即使现在，在机动车辆构造中存在许多使用复合部件的情况。它们通常与至少一个单独生产的塑料元件结合的由金属管状型材或金属封闭空心型材生产。两个单独部件(金属管状或空心型材和塑料元件)的生产以及最后这至少两个部件的结合导致升高水平的制造和组装复杂性。此外，为了将管状或空心型材结合到一个或多个塑料元件上，需要呈螺钉、螺母、铆钉等形式的附加结合装置，其进而通常需要更大的构造空间并导致更高的复合部件重量。
仅由塑料组成的可比较的复合部件-即，空心型材和塑料元件都由塑料制成-在给定的可接受的截面尺寸下示出了较低的强度和刚度，而且与由金属材料制成的等效部件相比，在突然应力下，具有在能量吸收方面的缺点。
现有技术
WO 2009/077026 A1涉及用于由型材和注射模制的元件生产复合部件的方法，其中该注射模制的元件被模制到型材上，使得型材在外周方向上被束缚地夹紧，并且至少一个形状配合的元件在型材中形成并且包括在注射模制操作中，其中型材末端之间的形状配合元件在外周方向和纵向范围方面以受限的方式成型或模制。
WO 2009/077026 A1的方法的缺点是注射模制的塑料部件与型材的非常复杂且昂贵的机械结合。由于，根据WO 2009/077026 A1，在注射模制过程之前液压成形法(HF)用于组合模制中，所以关于型材的壁厚的最小尺寸不可避免地对该过程存在限制，这与出于现代轻量构造目的的减重对立。此外，产生关于注射模制部件与型材的结合的剪切刚度和剪切阻力的限制。此外，由于两个部件的结合基于形状配合，此结合仅可以通过以环的形式围绕型材***模制进行，在WO 2009/077026 A1中称为环绕的薄片。然而，此种环绕的薄片的宽度受限，因为在HF期间，另外可能有型材壁的不希望的高变形，扩展直至其爆裂。在WO2009/077026 A1中因此可以仅通过跨越型材的此种类的多个环绕的薄片的安排实现型材与注射模制的部件的结合刚度或结合强度的增加，有必要观察环绕的薄片之间的若干毫米的最小距离。根据WO 2009/077026 A1，此距离由芯产生。然而，如果这些芯的宽度太小，存在芯破裂和型材爆裂的风险，因为，使用HF，以管状形式使用的型材的管壁按雕刻图案既径向地延伸又轴向地转变，并且同时型材必须跨越最大区域被支撑。根据WO 2009/077026A1，对于型材面积X＝100％，因此有可能通过模内涂覆用塑料仅涂敷最多50％的平均比例。
WO 2005/002825 A1描述了用于生产塑料-金属复合部件的方法，该复合部件至少由空心体组成，该空心体由金属或塑料制成并且具有至少一个开口，通过注射模制向该开口中施加热塑性塑料和/或使该开口经受用热塑性塑料部分或完全的***模制，其中在注射模制和/或***模制过程中腔体完全填充有不可压缩的液体。WO 2005/002825 A1没有披露关于用空心型材根据该发明用于生产根据该发明的塑料-金属复合部件处理公差问题的任何解决方案。根据WO 2005/002825 A1制造的过大空心型材不可以按无力或无阻力的方式***根据该发明使用的注射模具或压缩模具的腔体中，并且闭合所述注射模具或压缩模具将导致对空心型材本身或对注射模具或压缩模具的损坏。在根据WO 2005/002825 A1制造的空心型材太小的情况下，塑料熔体将施加于空心型材不想要的区域中。根据该发明使用的空心型材的制造公差问题因此没有在WO 2005/002825 A1中解决。以适用于工业规模的方式制造塑料-金属复合部件不能通过根据WO 2005/002825 A1的方法进行或保证。
通过本发明解决的问题因此是提供一种用于生产塑料-金属复合部件的方法，其中薄壁金属基空心型材被引入注射模具/压缩模具，并且同时实现密封至少一个腔体用于有待施加到空心型材的塑料施加部及其围绕空心型材的分配，有待施加或最后施加的塑料部件额外结合到空心型材的外部而没有其整个外部形状的变形，这产生径向或轴向形状配合，然后可以根据以上引用的现有技术产生呈塑料-金属复合部件形式的机械地更硬和更高度耐用的复合部件。
此外，通过本发明解决的问题是将经受来自多种多样的不同来源的公差且由多种多样的不同材料制成的空心型材在同一个注射模制或压缩过程在限定区域中结合到一个或多个塑料功能元件，其中以无力或无阻力方式将空心型材引入注射模具/压缩模具中，通过其纵向轴线相对于闭合方向旋转90°并且模具内的空心型材在注射模制或压缩模制腔体的轴向端经历可靠径向密封其圆周面以便防止塑料在轴向方向中施加在不预期施加塑料的区域。
有待根据本发明生产的复合部件不应该具有制造方面的任何缺点、强度和刚度特性方面的任何缺点以及还有能量吸收特性方面的任何缺点(与现有技术相比)，并且还保证高程度的功能整合，出于以经济上可行的制造、尤其大量生产的方式***或模件形成的目的。
发明内容
该目的通过用于生产塑料-金属复合部件的方法实现，尤其实现金属部件与塑料部件的耐剪切且形状配合的结合，其方式为：
a)提供注射模具/压缩模具，其具有：至少一个可打开的腔体、以及该注射模具/压缩模具的闭合方向的模具尺寸A和与该闭合方向成直角的模具尺寸B、以及对应于该注射模具/压缩模具尺寸A和B的区域中的该腔体的圆周的腔体圆周UW，
b)提供至少一个空心型材，其由金属制成、具有在从5:1至300:1范围内的直径与壁厚的比率，其外尺寸C比模具尺寸A大0.1％至5％的范围，并且其外尺寸D比模具尺寸B小0.1％至5％的范围，并且C和D的数值是基于在朝向该空心型材的纵向轴线的方向上的90°观察，并且其空心型材圆周UH对应于在a)中指明的该至少一个注射模具/压缩模具腔体UW的腔体圆周UW，
c)将该空心型材***在a)中提供的该注射模具/压缩模具的该至少一个腔体中，
d)将该注射模具/压缩模具的该至少一个腔体闭合并且通过在该至少一个腔体的闭合方向上模具闭合移动来压制该空心型材，其中改变在b)中提供的该空心型材的形状，并且其中在闭合操作结束后，该空心型材的外表面对应于在方法步骤a)中提供的该注射模具/压缩模具的腔体在该至少一个腔体轴向端处的接触表面的区域中的内部形状，而该空心型材的圆周UH仍然等于该腔体的圆周UW，
e)以在从1巴至1000巴范围内、优选地在从10巴至500巴的范围内、更优选地在从50巴至300巴的范围内的压力将塑料的施加部以熔体的形式外部施加到该空心型材上，
f)将在e)中施加到该空心型材上的塑料施加部冷却(凝固)，并且
g)从该注射模具/压缩模具中移出成品复合部件。
出人意料地，根据本发明的方法允许在方法步骤d)中，凭借方法步骤a)和b)中描述的模具尺寸A和B以及与其匹配的并且在方法步骤b)中描述的空心型材尺寸C和D，将该空心型材以足够的游隙***该注射模具/压缩模具中，并且尽管如此仍然实现密封该至少一个腔体用于有待施加到该空心型材的塑料施加部及其围绕该空心型材的外表面的任何分布，其前提是在闭合该注射模具/压缩模具的该至少一个腔体时腔体圆周UW与空心型材圆周UH为相等的圆周。
“足够的游隙”在本发明的上下文中意指以与该模具的闭合方向成直角观察的该注射模具/压缩模具腔体的最小尺寸大于，或在边界的情况下甚至等于经受公差的空心型材截面的外部尺寸(同样以与该模具的闭合方向成直角观察的)。因此，优选地，该注射模具/压缩模具腔体的最小尺寸在该空心型材截面的外部尺寸的从100％至105％的范围内、尤其102％，在每种情况下以与该模具的闭合方向成直角观察。
出人意料地，甚至当与该注射模具/压缩模具腔体的腔体圆周UW相比，该空心型材的圆周UH低至多+5％时，将空心型材以提供足够的游隙***该注射模具/压缩模具中并且密封该至少一个腔体以将有待作为熔体施加的塑料施加部到该空心型材及其围绕该空心型材的外表面的任何分布起作用。
出人意料地，本发明的方法额外允许由金属基空心型材生产塑料-金属复合部件而无需辅助介质(其抵消该空心型材内的注射压力或压缩压力)并且无需使用模制改性操作或使用根据现有技术额外使用的(高)内部压力以便建立在经受公差的并且根据本发明使用的空心型材与该注射模具/压缩模具之间的密封，但同时提供足够的支撑，使得施加到外部的塑料的施加部以形状配合、耐剪切的并且剪切刚性的方式结合到空心型材，其中将X＝100％的空心型材的外表面部分的大于50％、优选75％至100％、更优选90％至100％结合到塑料上，优选通过注射模制、***模制、模内涂覆施加，通过压缩模制或***压缩模制施加。根据本发明，密封到该注射模具/压缩模具的该至少一个腔体通过压缩该空心型材本身进行，这在方法步骤d)中描述。
根据本发明，出人意料地，呈混合部件形式的形状配合的结合通过用塑料***模制金属基空心型材实现，其中阻止以下自由度：
-径向地在围绕该空心型材的中心轴线的所有方向，
-围绕与该空心型材的中心轴线成直角的轴线旋转地。
在优选或替代性实施例中，围绕中心轴线的旋转方式和空心型材的中心轴线的方向上的平移方式的额外阻止要求空心型材与通过注射模制借助空心型材的外表面的表面处理施加的塑料的形状配合或粘合剂结合。此种表面处理优选至少在方法步骤b)之前进行。其结果是，实现了阻止在X、Y和Z方向上平移以及围绕X、Y和Z轴旋转的所有自由度的。表面处理的优选形式是施加至少一种粘合促进剂、等离子体表面激活、激光结构化、化学预处理或增材制造过程。
化学预处理的优选手段是使用酸或碱。优选的增材制造过程是热金属喷涂施加过程。参见：https://de.wikipedia.org/wiki/Thermisches_Spritzen。
在另一个优选的或替代性实施例中，有待在方法步骤b)提供的空心型材在其外侧具有结构元件，优选翅片，在方法步骤e)施加塑料和方法步骤f)冷却后，其形成形状配合的连接/交错结合，其中阻止了在X、Y和Z方向上平移以及围绕X、Y和Z轴旋转的所有自由度，并且因此基于空心型材，至少在轴向方向、优选在轴向和径向方向上额外地形成耐剪切和剪切刚性的结合。
为避免疑问，应指出的是包括在一般意义上或在优选的范围内以任何所希望的组合提及的所有引用的定义和参数。在本申请的上下文中引用的标准被认为意指在申请日有效的版本。
方法步骤d)中的压缩意指空心型材的变形，其中不产生空心型材圆周UH的程度的增加，仅空心型材的形状变化。倘若发生空心型材圆周UH的公差相关的过大，优选产生形状的变化，其与朝向模具闭合移动的末端的空心型材圆周UH的圆周的最小压缩或减小相关。
剪切强度是物理常数，其描述由被剪断的材料提供的阻力，即，通过试图在纵向方向上移动两个相邻面的力分离。剪切强度通过剪切模量也称为刚性模量来测定。在本发明的上下文中，“以耐剪切方式彼此结合”意指空心型材与施加到所述空心型材的至少一个塑料元件的形状配合结合，所述结合在空心型材的轴向方向、优选轴向和径向方向上是剪切刚性的。
剪切刚度是材料的剪切模量G与截面面积AA的乘积：
截面相关的校正因子考虑剪切应力T在截面上的不均匀分布。剪切刚度经常还以剪切面积As为单位表示。参见：https://de.wikipedia.org/wiki/Steifigkeit。
在本发明的上下文中形状配合结合通过参与彼此解不开的结合的至少两个结合配伍物的互相啮合发生并且仅可以通过破坏再次彼此分离。参见：https://de.wikipedia.org/wiki/Verbindungstechnik。
附图说明
通过图1、图2、图3和图4阐明本发明：
图1示出了根据本发明通过注射模制/压缩模制方法生产的复合部件，其中(1)代表空心型材，这里是具有椭圆形横截面形状的管的实施例，并且(2)代表以形状配合或粘合方式结合到该空心型材上的塑料施加部。(3)示出了空心型材的纵向轴线。(4)示出了在纵向轴线(3)的方向上观察时，在空心型材上的塑料施加部(2)旁边(在1.0-10.0mm的范围内)存在的用于密封的接触表面。
图2示出了在闭合状态下根据本发明使用的注射模具/压缩模具(5)的横截面，其中在空心型材的纵向轴线(3)方向上观察时，打开和闭合方向(6)在空心型材上的塑料施加部(2)旁边(在1.0-10.0mm的范围内)存在的用于密封的接触表面(4)区域中。(7)示出了在闭合方向上观察的模腔的模具尺寸A。(8)示出了与闭合方向成直角观察的模腔的模具尺寸B，并且(9)示出了模具尺寸A和B区域中的腔体圆周UW。
图3示出了打开的注射模具/压缩模具(5)的横截面，其中在空心型材的纵向轴线(3)方向上观察时，空心型材(1)***在空心型材(1)上的塑料施加部(2)旁边(在1.0-10.0mm的范围内)存在的用于密封的接触表面(4)区域中(参见图1)。(10)示出了在闭合方向上观察的空心型材(1)的外部尺寸C。(11)示出了空心型材(1)的外部尺寸D，并且(12)示出了空心型材(1)在空心型材尺寸C和D的区域中的空心型材圆周UH。(17)示出了在空心型材与模腔之间的游隙。
图4示出了在闭合状态下根据本发明使用的注射模具/压缩模具(5)的横截面，其中在纵向轴线(3)方向上观察时，空心型材(1)***在空心型材(1)上的塑料施加部(2)旁边(在1.0至10.0mm的范围内)存在的用于密封的接触表面(4)区域中(参见图1)。(13)代表了在其纵向轴线(3)方向上观察时，在空心型材(1)上的塑料施加部(2)旁边(在1.0-10.0mm的范围内)存在的用于密封的接触表面(4)区域中的压缩空心型材(1)的外尺寸C。在压缩后，外尺寸C等于模具尺寸A。(14)代表了在其纵向轴线(3)方向上观察时，在空心型材(1)上的塑料施加部(2)旁边(在从1.0至10.0mm的范围内)存在的用于密封的接触表面(4)区域中的压缩空心型材(1)的外尺寸D。在压缩后，外尺寸B等于模具尺寸D。(15)代表了在其纵向轴线(3)方向上观察时，在空心型材(1)上的塑料施加部(2)旁边(在从1.0至10.0mm的范围内)存在的用于密封的接触表面(4)区域中的压缩空心型材(1)的空心型材圆周UH。在压缩之后，空心型材圆周UH等于模具尺寸C和D区域中的腔体圆周UW。
具体实施方式
优选地，在方法步骤d)之前或之后，在至少一个位置通过额外的挠曲力的作用在没有施加塑料的位置处使空心型材变形。优选地，当最终复合部件形状不同于在方法步骤b)中提供的空心型材的形状、优选呈直管形式的空心型材的形状时，允许这些额外的挠曲力起作用。
在另一个优选的或替代性实施例中，在方法步骤g)之前，在至少一个位置处通过额外的挠曲力的作用使空心型材变形。优选地，此变形可以在注射模具/压缩模具之外在该空心型材的任何位置进行。
本发明优选涉及一种用于生产塑料-金属复合部件的方法，尤其实现金属部件与塑料部件的耐剪切且形状配合的结合，其方式为：
a)提供注射模具/压缩模具5，其具有：至少一个可打开的腔体、以及该注射模具/压缩模具的闭合方向的7模具尺寸A和与该闭合方向成直角的8模具尺寸B、以及对应于注射模具/压缩模具尺寸A和B的区域中的腔体的圆周的9腔体圆周UW，
b)提供至少一个空心型材1，其由金属制成、具有在从5:1至300:1范围内的直径与壁厚的比率，其10外尺寸C比该7模具尺寸A大0.1％至5％的范围，并且其11外尺寸D比该8模具尺寸B小0.1％至5％的范围，并且C和D的数值是基于在朝向该空心型材1的纵向轴线3的方向上90°观察，并且其12空心型材圆周UH对应于a)中指明的该至少一个压缩模具/注射模具腔体的腔体圆周UW 9，
c)将该空心型材1***a)中提供的该压缩模具/注射模具5的该至少一个腔体中，
d)将该注射模具/压缩模具5的该至少一个腔体闭合并且通过在该至少一个腔体的闭合方向6上的模具闭合移动来压制该空心型材1，其中改变在b)中提供的该空心型材1的形状，并且其中在闭合操作结束后，该空心型材1的外表面对应于在方法步骤a)中提供的该注射模具/压缩模具5的腔体中该至少一个注射模具/压缩模具腔体轴向端处的接触表面4的区域的内部形状，而该空心型材的圆周UH 12仍然等于该腔体圆周UW 9，
e)以在从1巴至1000巴范围内、优选地在从10巴至500巴的范围内、更优选地在从50巴至300巴的范围内的压力将塑料的施加部2以熔体的形式外部施加到该空心型材上，
f)将在e)中施加到该空心型材1上的塑料施加部2冷却(凝固)，并且
g)从该注射模具/压缩模具5中移出成品复合部件。
方法步骤a)
方法步骤a)涉及提供注射模具/压缩模具，其具有至少一个可打开的腔体以及闭合方向的模具尺寸A和与该模具的闭合方向成直角的模具尺寸B以及对应于该至少一个腔体的模具尺寸A和B的区域的圆周的腔体圆周UW。根据本发明，闭合方向涉及有待使用的注射模具/压缩模具。优选地，根据本发明使用的注射模具/压缩模具具有两个半模。然而，根据有待制造的复合部件的构型，这些半模可以进而由多个区段组成。本领域技术人员将注射模具/压缩模具的设计适配成根据有待制造的复合部件使用。根据本发明使用的注射模具/压缩模具以及其制造的概述可以尤其见于以下项中：W.Michaeli,G.Menges,P.Mohren,Anleitung zum Bau von Spritzgieβwerkzeugen[How to Make Injection Molds[如何制造注射模具]],第五次完全修订版,汉泽尔出版社慕尼黑维也纳1999(英文版2001)。
优选地，根据本发明使用的注射模具/压缩模具具有以下特征以便使得根据本发明使用的空心型材在所有其尺寸和形状公差的情况下可以在没有力的情况下被***该注射模具/压缩模具中：
aI.该注射模具/压缩模具必须为这样的，即，在闭合该模具时，它相对于空心型材的区域(其中在方法步骤e)中没有施加塑料)密封注射模具/压缩模具腔体。为此目的，该注射模具/压缩模具需要(在注射模具/压缩模具腔体的轴向端)该模具中的接触表面，这些接触表面在闭合该模具时将该空心型材从其外空心型材尺寸C压缩到模具尺寸A，其同时将外空心型材尺寸D变成模具尺寸B，并且其中空心型材圆周UH仍然等于该至少一个注射模具/压缩模具腔体的腔体圆周UW；
aII.在一个实施例中，相对于该注射模具/压缩模具中的空心型材的至少两个半模的接触表面执行为使得除aI.中描述的压缩之外将更大至多+5％的空心型材圆周UH额外压制到aI.中描述的同一腔体圆周UW；
aIII.在aI.和aII.中提及的注射模具/压缩模具中的至少两个半模的接触表面在模具闭合时在空心型材的整个范围封闭该空心型材并且优选具有在从1.0至50.0mm、优选3.0至25.0mm、更优选5.0至10.0mm范围内的宽度，即，在空心型材的轴向方向上观察的范围；
aIV.在一个实施例中，相对于该注射模具/压缩模具中的空心型材的至少两个半模的接触表面执行为使得模具中的这些区域通过硬化***件构成。优选地，这些硬化***件具有在从50至62HRC范围内的洛氏硬度。硬度因此在通常的弯曲和冲孔工具的范围内。参见：https://de.wikipedia.org/wiki/Rockwell_(Einheit)；
aV.该注射模具/压缩模具必须提供围绕空心型材的在其在该至少一个腔体之外的接触表面之间的净空间。此净空间优选地是在从1.0至10.0nm的范围内。
方法步骤b)
在方法步骤b)中，提供至少一个空心型材(具有在从5:1至300:1范围内、优选地在从10:1至200:1范围内、更优选在从10:1至100:1范围内的直径与壁厚的比率)，其外部空心型材尺寸C比腔体的模具尺寸A大0.1％至5％的范围，并且其外部空心型材尺寸D比至少一个腔体的模具尺寸B小0.1％至5％的范围，并且其空心型材圆周UH对应于方法步骤a)中规定的腔体圆周UW。根据本发明，有待在方法步骤b)中提供的空心型材的外空心型材尺寸C和D的数值是基于在朝向空心型材的纵向轴线的方向上90°观察，并且UH的数值基于外空心型材尺寸C和D的区域。
根据本发明使用的空心型材可以通过不同的方法生产，具有不同的截面形状并且由不同的材料组成。优选地，其使用股压制、股拉延、挤出、吹塑模制、注射模制、无缝拉延、纵向焊接、螺旋焊、缠绕和拉挤技术中的至少一种产生。根据本发明使用的薄壁空心型材可以具有圆形、椭圆形或多边形–三角形、四角形、五角形等直到并且包括多角形-截面。
在本发明的上下文中“薄壁”优选意指在从5:1至300:1范围内、更优选地在从10:1至200:1范围内、最优选在从10:1至100:1范围内的根据本发明使用的空心型材的直径与其壁厚的比率。
优选地，在方法步骤b)中提供的空心型材具有在从0.1至10.0mm范围内的壁厚。根据本发明使用的空心型材优选具有至少两个开口，每个端面一个。
已经由金属制造根据本发明使用的空心型材，其中金属还包括合金。
用于生产根据本发明使用的空心型材的优选金属是钢、铝、镁、铜、钛、锡、锌、铅、银、金或其合金，尤其是钢、AlMgSi0.5或黄铜。
特别优选使用由铝或钢尤其这两种材料的合金制成的空心型材。本领域技术人员知道来自半成品的生产的此类合金。在铝合金的情况下，本领域技术人员知道，镁增强强度，但同时显著降低成形性，而硅在此仅具有很小作用。这两种特性仅适度地受锰影响，并且仅轻微地受锌影响。铜显著增强强度，并且有利于延性。(参见：W.Hartmann&Co.(GmbH&Co.KG),2018:produktinfos/ff2/index_ger.html)。在铝或铝合金情况下，额外参考D.Altenpohl,Aluminium und Aluminiumlegierungen[Aluminum and Aluminum Alloys[铝和铝合金]],施普林格德国柏林海德堡(Springer Verlag Berlin Heidelberg),1965。关于钢合金，参考DIN EN 10020、DIN EN 10208、DIN EN 10216、DIN EN 10217和DIN EN10130。
用于生产半成品空心型材的典型方法是本领域技术人员已知的，如股压制、滚轧和滚轧成形。
优选地，根据本发明使用的空心型材或其中使用的金属或合金具有>3％的断裂伸长率。断裂伸长率A{\displaystyle A}是材料科学中的指标，其陈述了基于起始测量长度的在破裂后的拉伸样品的剩余伸长。其表征了材料的变形能力或延性并且可以根据材料类型的特征机械特性不同地限定并且还通过不同的符号鉴别。断裂伸长率是在破裂后长度的剩余变化ΔL{\displaystyle\Delta L}，基于拉伸测试中样品的起始测量长度L 0{\displaystyle L_{0}}。在拉伸测试之前通过在拉伸样品上的测量标志固定该起始测量长度L 0{\displaystyle L_{0}}。参见：https://de.wikipedia.org/wiki/Bruchdehnung。
如果出于最小化制造公差的目的应该使用除上述空心型材生产方法之外的其他生产方法，则还可能使用具有<3％的断裂伸长率的材料。
根据本发明优选使用圆形金属管、矩形金属管或方形金属管作为空心型材。例如由Mifa Aluminium B.V.,Rijnaakkade 6,5928PT Venlo,荷兰供应这种类型的管。
方法步骤c)
与在方法步骤b)中提供的金属基空心型材的构型一样，在方法步骤a)中提供的注射模具/压缩模具的构型同样重要，以便使得根据本发明的方法、尤其是***和密封至少一个腔体，无困难地工作。
空心型材在此***至少一个腔体中而不扩展该空心型材。空心型材与注射模具/压缩模具的腔体(其与有待提供有塑料施加部的空心型材部分相邻)之间的连接仅在闭合注射模具/压缩模具时通过改变空心型材的圆周的形状而密封，而空心型材圆周UH本身保持不变。
在优选使用具有圆形圆周的空心型材的情况下，其中空心型材具有管的形状，优选地形状改变为椭圆。在使用具有椭圆圆周的空心型材的情况下，优选地，形状改变为圆形圆周。
优选地，空心型材圆周UH与内腔圆周UW的比率为1:1。令本领域技术人员非常惊讶的是，仅注射模具/压缩模具的闭合运动以及所产生的空心型材相对于模腔UW的内圆周的形状的变化可靠地密封间隙或连接并且因此密封它用于注射模制或压缩操作，并且即使在空心型材圆周UH的公差相关的过大尺寸达到+5％的情况下，空心型材壁的多余材料也不会注入到注射模具/压缩模具的分离平面中。这确保了不会有对模具的损坏，尤其是对分离平面的损坏，也不会有对空心型材本身的损坏。根据本发明的方法的这种特性，空心型材的形状随着注射模具/压缩模具的闭合而变化并且因此同时模腔相对于外空心型材表面的密封允许在方法步骤e)中随后的和局部限制塑料施加到金属基空心型材上而无需定位在空心型材内的助剂(抵消注射或压缩压力)并且因此，与现有技术相比，无需额外的方法步骤并且具有明显缩短的循环时间。
优选地，根据本发明使用的注射模具/压缩模具以及还有根据本发明使用的金属基空心型材具有以下特征以便使得后者具有所有其尺寸和形状公差可以在没有力的情况下***方法步骤a)中提供的模具：
cI.该注射模具/压缩模具必须为这样的，即，在闭合该模具时，它相对于空心型材的区域(其中在方法步骤e)中没有施加塑料)密封注射模制或压缩腔体。为此目的，该注射模具/压缩模具需要(在至少一个腔体的轴向端)该模具中的接触表面，这些接触表面在闭合该模具时将该空心型材从外空心型材尺寸C压缩到模具尺寸A，其同时将外空心型材尺寸D变成模具尺寸B，但空心型材圆周UH仍然等于腔体圆周UW；
cII.在一个实施例中，相对于该注射模具/压缩模具中的空心型材的至少两个半模的接触表面执行为使得除cI.中描述的压缩之外将大+5％的空心型材圆周UH额外压制到cI.中描述的同一腔体圆周UW；
cIII.在cI.和cII.中提及的注射模具/压缩模具中的至少两个半模的接触表面在模具闭合时在空心型材的整个范围封闭该空心型材并且优选具有在从1.0至50.0mm、更优选3.0至25.0mm、最优选5.0至10.0mm范围内的宽度，即，在空心型材的轴向方向上观察的范围；
cIV.在一个实施例中，相对于该注射模具/压缩模具中的空心型材的至少两个半模的接触表面执行为使得模具中的这些区域通过硬化***件构成。这些硬化***件优选具有在从50至62HRC范围内的洛氏硬度。硬度因此在通常的弯曲和冲孔工具的范围内。参见：https://de.wikipedia.org/wiki/Rockwell_(Einheit)；
cV.优选地，该注射模具/压缩模具提供围绕空心型材的在其在注射模制或压缩模制腔体之外的接触表面之间的净空间。此净空间优选地是在从1.0至10.0nm的范围内。
方法步骤d)
在方法步骤d)中，将该注射模具/压缩模具的该至少一个腔体闭合并且通过在该至少一个腔体的闭合方向上模具闭合移动压缩该空心型材，其中改变在b)中提供的该空心型材的形状，其中在闭合操作结束后，该空心型材的外表面对应于在方法步骤a)中提供的该注射模具/压缩模具的腔体在该至少一个注射模制/压缩模制腔体轴向端处的接触表面的区域中的内部形状。至少一个腔体的闭合使得外部尺寸C与模具尺寸A相同并且外部尺寸D与模具尺寸B相同。空心型材圆周UH仍然对应于腔体圆周UW。
通过注射模具/压缩模具中的方法步骤c)中描述的接触表面，方法步骤d)中的空心型材完全保持在该至少一个腔体内，并且密封该空心型材中的腔体(被提供用于注射模制或压缩)。
注射模具/压缩模具的闭合需要压缩力(该压缩力将空心型材压缩成由注射模具/压缩模具的腔体的构型限定的新形状)以及闭合力(用于注射模制方法以便密封至少一个腔体)。压缩力的水平由方法步骤b)中提供的金属基空心型材的形状指导。此外，金属基空心型材的形状、尺寸、壁厚和材料特性对于预先计算要施加的压缩力是至关重要的，本领域技术人员在设计根据本发明的方法时必须考虑到这一点。
在采用注射模制方法施加塑料的情况下，在方法步骤d)中用于压缩空心型材的压缩力优选低于注射模具的闭合力。
在通过模压施加塑料的情况下，在方法步骤h)中用于压缩空心型材的压力是在用于此目的的压缩模具的闭合力的区域的+/-10％内。
注射模具/压缩模具的闭合力水平由在方法步骤e)中施加塑料的预计面积和在方法步骤i)中注入或压缩相应塑料所需的注射压力指导。
优选地，根据本发明，进行方法步骤h)中的压缩直到：
外空心型材尺寸C＝模具尺寸A并且
外空心型材尺寸D＝模具尺寸B并且
空心型材圆周UH＝腔体圆周UW。
在这种情况下，腔体相对于空心型材在其圆周上被密封，并且模具在接触表面处受到最小程度的应力。
如果情况是外部空心型材尺寸C或D或空心型材圆周UH太小并且模具的变形不足以实现外空心型材尺寸D＝模具尺寸B，则这将留下间隙。在这种情况下，必须选择空心型材的公差，使得不会发生这种情况。
如果选择的外空心型材尺寸A或空心型材圆周UH太高，则外空心型材尺寸D在模具完全闭合之前达到模具尺寸B，这导致空心型材壁的切向压缩。因此，还在这种情况下，应该选择空心型材的公差，使得压缩发生直到材料的最大压缩膨胀，但是没有出现空心型材壁逸入注射模具/压缩模具的分离表面之间的腔体。在这种情况下，腔体同样相对于空心型材在其圆周上被密封，但是模具在接触表面处经受相对高应力。
方法步骤e)
在方法步骤e)中，将塑料以熔体的形式施加到空心型材的外壁。在方法步骤e)中采用的注入和保持压力水平，注入速率，注入与维持保持压力之间的转换时间，保持压力时间，熔体和模具温度以及所施加的塑料的剩余质量缓冲额外取决于要使用的塑料材料，要填充有塑料的一个或多个腔体的几何形状，施加在空心型材上的位置，注射模制情况下的浇口，以及在方法步骤b)中提供并在方法步骤c)中***的空心型材的耐久性，这必须被本领域技术人员在设计本发明方法时预先考虑。
在方法步骤e)中压缩空心型材，尤其是通过方法步骤c)中描述的模具接触表面，实现注射模具/压缩模具的密封，以抵抗在方法步骤e)中施加的塑料在模腔内空心型材的具有施加的塑料的区域与没有施加的塑料的区域之间的逸出。在一个实施例中，模具接触表面以这样的方式执行，即，使得模具中的这些区域由硬化***件构成。
在点cIV.下执行方法步骤c)中描述的硬化模具***件在方法步骤d)和方法步骤e)中，用于减少模具接触表面上的磨损，因为这些是注射模具/压缩模具与空心型材之间的仅有接触位点，并且硬化模具***件优选具有明显高于空心型材的材料的硬度。
在方法步骤e)中将塑料施加到至少一个空心型材上优选通过注射模制或压缩模制，尤其是注射模制来进行。
通过注射模制施加塑料
根据DIN 8580，用于生产几何固体的制造方法被分成6个主组。注射模制被分配到主组2，初级成形。其尤其适用于大量生产制品。在注射模制的情况下的返工是较小的或可能完全免除，并且甚至复杂形状和外形可以在一个操作中制造。在塑料加工中作为制造方法的注射模制原则上是本领域技术人员已知的；
参见：https://de.wikipedia.org/wiki/Spritzgie％C3％9Fen。
在注射模制中，注射模制机用于液化或塑化待加工的塑料，并在压力下将其注入模具(注射模具)中。在该模具中，由于冷却或由于交联反应，塑料转变回固态，并且在打开模具后，作为成品零件移出。在本发明的塑料-金属复合部件中，模具的腔体决定了最终产品中固化的施加塑料的形状和表面结构。现今，重量范围从十分之几克直到150kg的数量级的产品可通过注射模制生产。
注射模制允许实际上自由选择形状和表面结构，特别是光滑表面，用于触摸友好区域的颗粒，图案，雕刻和颜色效果。与经济可行性一起，这使得注射模制成为几乎所有行业中最常用的塑料零件大量生产的方法。
注射模制装置至少包括以下部件：1.螺杆2.进料漏斗3.粒料4.塑化桶5.加热元件6.模具。
以下步骤在注射模制装置内进行：1.塑化和计量，2.注射，3.维持保持压力和冷却，和4.脱模。
1.塑化和计量
优选用于注射模制的热塑性塑料以颗粒材料的形式滴入旋转螺杆的螺齿中。颗粒材料在螺杆尖端的方向上传送，并且由于筒的热量和在材料的分割和剪切中产生的摩擦热而被加热和熔化。由于出口喷嘴首先闭合，因此熔体聚集在螺杆尖端的前面。由于螺杆可轴向移动，它由于压力回缩，并像螺旋物螺旋出材料。向后运动通过液压缸或通过电气装置衰减，使得反压力在熔体中积聚。该反压力与螺杆旋转结合压缩并均匀化作为注射模制材料注入的塑料。
测量螺杆位置，并且一旦收集到足够用于工件体积的注射模制材料量，就结束计量操作并停止螺杆旋转。同样主动或被动地释放螺杆上的应力，使得熔体减压。
2.注射
在注射阶段，注射单元移动到闭合单元，将出口喷嘴压在其上，并且螺杆在反面受压。这迫使熔体在高压下，优选在从200至2000巴范围内的压力下，通过打开的出口喷嘴和注射模具的流道或流道***进入成形腔体。止回屏障防止熔体在进料漏斗方向上回流。
在注射过程中，试图获得熔体的非常实质性地层流特性。这意味着当熔体接触冷却的模具壁时熔体立即在注射模具中冷却并以固化形式“粘”。随后的熔体以甚至更高的速度和甚至更大的剪切变形被迫通过所得的变窄的熔体通道，并且在熔体前沿处朝向边缘经受膨胀变形。通过模具壁去除热量与通过剪切加热供热同时发生。高注射速率在熔体中产生剪切速度，使熔体更容易流动。快速注射不是目标，因为高剪切速度会导致塑料内的分子降解增加。通过注射模制生产的产品的表面，其外观以及最终塑料分子的取向状态也受到注射阶段的影响。
3.维持保持压力和冷却
由于模具比塑料材料更冷，模具优选具有从20℃至120℃范围内的温度，并且塑料材料优选具有从200℃至300℃范围内的温度，熔体在模具中冷却并且在达到所用特定塑料(优选热塑性塑料或热塑性塑料基化合物)的凝固点时凝固。
混配是来自塑料工业的术语，与塑料加工同义，描述了通过在混合物(填料、添加剂等)中混合用于具体优化特性特征曲线的塑料升级过程。混配优选在挤出机中进行并且包括输送、熔融、分散、混合、除气和压力累积的过程操作；参见：https://de.wikipedia.org/wiki/Compoundierung。因此，化合物是指具有添加的填料或添加剂的热塑性塑料或热固性塑料。
达到所用特定塑料的凝固点的冷却与体积收缩有关，该体积收缩对待制造的产品的按比例真实度和表面品质具有不利影响，在本发明中，待制造的产品是待在方法步骤e)中制造的并且以形状配合的方式结合到空心型材的外侧的塑料元件。为了部分地补偿这种收缩，即使在填充模具之后，也维持减压，以便使得另外的塑料材料可以流入并补偿收缩。可以维持该保持压力直到浇口凝固。
在保持压力阶段结束之后，可以闭合出口喷嘴并且用于下一次模制的塑化和计量操作可以在注射单元中已经开始。模具中的塑料材料在剩余冷却时间内进一步冷却，直到中心(塑料施加部的液芯)也凝固并获得足以脱模的刚度。该操作也称为凝固，并且根据本发明，在方法步骤f)中进行用于塑料的施加。
然后可以将注射单元从封闭单元移开，因为不再有塑料可以从浇口中逸出。这样做的目的是防止热量从较热的出口喷嘴转移到较冷的浇口。
4.脱膜
对于注射模制产品的脱模，或者在本发明的方法步骤e)中赋予施加塑料的空心型材的脱模，腔体被打开并且产品通过穿入腔体的销钉射出并且脱落(散装材料)或通过处理装置从注射模具中移出并以有序的方式放置或直接送到进一步加工。优选地，为此目的，注射模具/压缩模具提供有喷射器侧。
浇口必须通过单独的处理去除，或在脱模操作中自动切断。热流道***的情况下，无浇口注射模制也是可能的，其中流道***恒定地保持高于所用塑料(优选热塑性塑料、热固性塑料或化合物)的凝固温度，并且因此存在的材料可用于下一次注射。
通过压缩模制施加塑料
压缩模制属于初步形成方法家族。压缩模制是用于适用于轻微弯曲或扁平部件的塑料的生产方法。该方法的主要使用领域是汽车工业，其中它用于生产具有二维或简单三维结构的相对大的部件，尤其是发动机罩、减震器、扰流板或后挡板。可以加工热固性或热塑性材料。
在压缩模制过程开始时，将待加工的模制化合物(molding compound)引入所提供的经加热的腔体中。然后使用压力活塞闭合腔体。由于压力，模制化合物呈现由模具限定的形状。在热固性材料的情况下，温度用于影响硬化操作，并且在热塑性塑料的情况下熔化塑料。冷却后，可将成品从模具中移出并任选地进一步加工。
压缩模制方法特别适用于中等数量的物品，因为这种情况下的模具成本通常低于例如注射模制的情况。压缩模制也可用于生产纤维复合材料，包括用于生产纤维增强塑料。
参见：https://de.wikipedia.org/wiki/Formpressen
用于热塑性塑料的已知压缩模制方法特别是D-LFT(直接长纤维热塑性模制)方法，如例如在DE-A 43 30 860中所述。
用于热固性塑料的已知压缩模制方法特别是SMC(片状模制化合物)方法和BMC(本体传递模制化合物)方法。SMC方法例如在EP 1 386 721 A1中所述。关于BMC方法，参见：Handbuch Spritzgieβen[Injection Moulding Handbook[注射模制手册]],ISBN 978 3446 15632 6,第一版2001,第1022-1024页,汉泽尔出版社。
在方法步骤e)中施加的塑料
在方法步骤e)中施加的塑料优选是热塑性塑料或热固性塑料，更优选地热塑性塑料。
优选的热塑性塑料是聚酰胺(PA)，聚酯，尤其是聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚乙烯(PE)，聚丙烯(PP)或聚氯乙烯(PVC)。方法步骤e)中使用的热塑性塑料更优选为聚酰胺或聚酯。所用聚酰胺优选为尼龙-6。特别地，使用的聚酯是PBT。优选的热固性塑料是环氧树脂、可交联的聚氨酯或不饱和的聚酯树脂。
热塑性塑料或热固性塑料优选以化合物的形式使用。
更优选地，在方法步骤e)中施加的塑料由具有至少一种填料或增强剂的热塑性塑料生产。优选使用来自以下项的组的至少一种填料或增强剂：碳纤维[CAS号7440-44-0]，玻璃珠或实心或空心玻璃珠，或玻璃纤维或磨砂玻璃，尤其是各自基于具有的碱金属含量为1％的铝硼硅酸盐玻璃(E玻璃)[CAS号65997-17-3]，无定形二氧化硅[CAS号7631-86-9]，硅酸钙[CAS号1344-95-2]，偏硅酸钙[CAS号10101-39-0]，碳酸镁[CAS号546-93-0]，高岭土[CAS号1332-58-7]，煅烧高岭土[CAS号92704-41-1]，白垩[CAS号1317-65-3]，蓝晶石[CAS号1302-76-7]，粉状或磨碎的石英[CAS号14808-60-7]，云母[CAS号1318-94-1]，金云母[CAS号12251-00-2]，硫酸钡[CAS号7727-43-7]，长石[CAS号68476-25-5]，硅灰石[CAS号13983-17-0]和蒙脱石[CAS号67479-91-8]。特别优选使用玻璃纤维。
尤其优选地，填料或增强剂的用量为每100质量份热塑性塑料从0.1至150质量份范围内。非常尤其优选地，填料或增强剂的用量为每100质量份热塑性塑料从15至150质量份范围内。
尤其优选地，在方法步骤e)中，在注射模制方法中使用由玻璃纤维增强尼龙-6构成的塑料施加，其中每100质量份聚酰胺15至150质量份玻璃纤维。此种类化合物以名称从科隆朗盛德国有限公司(Lanxess Deutschland GmbH,Cologne)获得。
在方法步骤e)中施加的热固性塑料还优选含有至少一种上述填料或增强剂。优选地，热固性塑料包括玻璃纤维或碳纤维作为填料或增强剂。尤其优选地，每100质量份的热固性塑料使用10至150质量份的玻璃纤维或碳纤维作为填料或增强剂。
方法步骤f)
在方法步骤f)中，施加的塑料或包覆模制的塑料被冷却，也称为凝固。术语“凝固”描述了在方法步骤e)中施加的熔融塑料由于冷却或化学交联而硬化以给出固体。在同时成形的情况下，以这种方式可以将功能元件、结构和表面直接施加到外空心型材壁上。
在本发明的一个实施例中和在进一步的上述表面处理的情况下，在塑料熔体凝固在空心型材(优选金属管)的外表面上之后，结果是以具有结构化内表面的连续塑料环的形式施加塑料，该结构化内表面精确地构成空心型材(优选金属管)的外壁的表面结构的正像。
结果是围绕空心型材的外壁，优选围绕金属管形式的空心型材的外壁的发明的耐剪切，剪切刚性，高度耐用且形状配合的结合。
方法步骤f)的另外的细节上面已经在“维持保持压力和冷却”部分进行了描述。
方法步骤g)
在方法步骤g)中，将成品塑料-金属复合部件从注射模具/压缩模具中移出，因为随着塑料熔体的凝固，塑料施加部中的压力不再存在，并且压缩力和闭合力随着打开模具而消散。上面已经在“脱模”部分中描述了另外的细节。
塑料-金属复合部件
根据本发明生产的塑料-金属复合部件用于相应的构造，优选用于机动车辆构造，尤其是汽车构造。塑料-金属复合部件优选是机动车车体零件，尤其是横梁(CCB)。例如，从US 5 934 744 A或US 8 534 739 B已知的横梁。
同样优选地，塑料-金属复合部件是机动车车体零件，尤其是前端模块支架，也称为“格栅开口加强件”或“支撑板”。前端模块支架例如由EP 0 519 776 A1已知。
在本发明的塑料-金属复合部件中，由于两个部件也称为混合部件，空心型材和在方法步骤e)中通过塑料熔体施加的塑料施加部相互增强并加固。此外，在方法步骤e)中施加的空心型材的外壁上施加塑料额外用于集成功能，出于用于附接塑料结构或塑料表面的***或模块形成的目的。
将理解的是本说明书和实例是说明性的但不限制本发明，并且在本发明的精神和范围内的其他实施例将以本身向本领域的普通技术人员表明。

Claims (12)

1.一种用于生产塑料-金属复合部件的方法，尤其实现金属部件与塑料部件的耐剪切且形状配合的结合，其方式为：
a)提供注射模具/压缩模具，其具有：至少一个可打开的腔体、以及该注射模具/压缩模具的闭合方向的模具尺寸A和与该闭合方向成直角的模具尺寸B、以及对应于在注射模具/压缩模具尺寸A和B的区域中的腔体圆周的腔体圆周UW，
b)提供至少一个空心型材，其由金属制成、具有在从5:1至300:1范围内的直径与壁厚的比率，其外尺寸C比模具尺寸A大0.1％至5％的范围，并且其外尺寸D比模具尺寸B小0.1％至5％的范围，并且C和D的数值是基于在朝向该空心型材的纵向轴线的方向上的90°观察，并且其空心型材圆周UH对应于在a)中指明的该至少一个注射模具/压缩模具腔体UW的腔体圆周UW，
c)将该空心型材***在a)中提供的该注射模具/压缩模具的至少一个腔体中，
d)将该注射模具或压缩模具的该至少一个腔体闭合并且通过在该至少一个腔体的闭合方向上的模具闭合移动来压制该空心型材，其中改变在b)中提供的该空心型材的形状，并且其中在闭合操作结束后，该空心型材的外表面对应于在方法步骤a)中提供的该注射模具/压缩模具的腔体在该至少一个腔体轴向端处的接触表面的区域中的内部形状，而该空心型材圆周UH仍然等于该腔体圆周UW，
e)以在从1巴至1000巴范围内、优选地在从10巴至500巴的范围内、更优选地在从50巴至300巴的范围内的压力将塑料施加部以熔体的形式外部施加到该空心型材上，
f)将在e)中施加到该空心型材上的塑料施加部冷却从而凝固，并且
g)从该注射模具/压缩模具中移出成品复合部件。
2.如权利要求1所述的方法，其中，空心型材与塑料施加部的形状配合的结合是径向地在围绕该空心型材的中心轴线的所有方向上并且在围绕与该空心型材的中心轴线成直角的轴线旋转意义上实现的。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中，此外，空心型材与塑料施加部的结合是通过对该空心型材的外壁的表面处理而以阻止在X、Y和Z方向上平移以及围绕X、Y和Z轴旋转的所有自由度来实现的。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所选择的表面处理是以下形式中的至少一种：施加至少一种粘合促进剂、等离子体表面激活、激光结构化、化学预处理和增材制造方法。
5.如权利要求4所述的方法，其中，进行的化学预处理的手段是使用酸或碱并且进行的增材制造方法是热金属喷涂施加方法。
6.如权利要求1或2所述的方法，其中，有待提供的空心型材在其外侧具有结构元件。
7.如权利要求6所述的方法，其中，这些结构元件是翅片。
8.如权利要求1或2所述的方法，其中，在方法步骤d)之前或之后，使该空心型材在至少一个位置处通过额外的挠曲力的作用变形。
9.如权利要求1或2所述的方法，其中，在方法步骤g)之前，使该空心型材在至少一个位置处通过额外的挠曲力的作用变形。
10.如权利要求9所述的方法，其中，这种变形在该模具外在该空心型材的任何希望的位置处进行。
11.如权利要求1或2所述的方法，其中，该塑料-金属复合部件是机动车辆车体零件。
12.如权利要求11所述的方法，其中，该机动车辆车体零件是横梁。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08252832A (ja) * 1995-03-16 1996-10-01 Tokai Rubber Ind Ltd ロールの製法
CN1774362A (zh) * 2003-04-15 2006-05-17 兰爱克谢斯德国有限责任公司 空腔复合构件
CN1878648A (zh) * 2003-07-02 2006-12-13 兰爱克谢斯德国有限责任公司 制备塑料－金属复合件的方法
CN1929989A (zh) * 2004-03-05 2007-03-14 拜尔材料科学股份公司 复合构件
US20100230850A1 (en) * 2009-03-14 2010-09-16 Raytheon Company Method of manufacture of one-piece composite parts using a two-piece form including a shaped polymer that does not draw with a rigid insert designed to draw
US20120189403A1 (en) * 2011-01-24 2012-07-26 Bollhoff Otalu S.A. Tapped insert to be insert moulded and insert moulding method
DE102014019724A1 (de) * 2014-03-17 2015-09-17 Technische Universität Dresden Verfahren zur Herstellung von Strukturelementen aus Funktionselement und Faser-Kunststoff-Verbund-Hohlprofil und Strukturelemente

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2677943B1 (fr) 1991-06-19 1993-10-22 Ecia Facade anterieure perfectionnee pour vehicules automobiles.
DE4330860C2 (de) 1993-09-11 2002-08-08 Basf Ag Verfahren zur Herstellung eines flächigen Halbzeugs aus glasmattenverstärkten Propylenpolymerisaten
JP3443140B2 (ja) * 1993-10-04 2003-09-02 富士重工業株式会社 多層プラスチック成形体とその製造方法
US5934744A (en) 1997-10-01 1999-08-10 General Motors Corporation Cross car structural beam
DE10233300B4 (de) 2002-07-22 2014-09-11 Dieffenbacher GmbH Maschinen- und Anlagenbau Verfahren und Anlage zur Herstellung von faserverstärkten Formteilen
DE60310339T2 (de) * 2002-11-01 2007-05-10 Calsonic Kansei Corp. Querträger und Herstellungsverfahren
US20050003154A1 (en) * 2002-12-13 2005-01-06 White Gary L. Laminated building panels having preselected colors
DE102007060628A1 (de) 2007-12-15 2009-06-18 Daimler Ag Verfahren zur Herstellung von Verbundbauteilen
US8534739B2 (en) 2011-05-27 2013-09-17 Ford Global Technologies, Llc Cross car beam assembly including reinforced polymerized elements

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08252832A (ja) * 1995-03-16 1996-10-01 Tokai Rubber Ind Ltd ロールの製法
CN1774362A (zh) * 2003-04-15 2006-05-17 兰爱克谢斯德国有限责任公司 空腔复合构件
CN1878648A (zh) * 2003-07-02 2006-12-13 兰爱克谢斯德国有限责任公司 制备塑料－金属复合件的方法
CN1929989A (zh) * 2004-03-05 2007-03-14 拜尔材料科学股份公司 复合构件
US20100230850A1 (en) * 2009-03-14 2010-09-16 Raytheon Company Method of manufacture of one-piece composite parts using a two-piece form including a shaped polymer that does not draw with a rigid insert designed to draw
US20120189403A1 (en) * 2011-01-24 2012-07-26 Bollhoff Otalu S.A. Tapped insert to be insert moulded and insert moulding method
DE102014019724A1 (de) * 2014-03-17 2015-09-17 Technische Universität Dresden Verfahren zur Herstellung von Strukturelementen aus Funktionselement und Faser-Kunststoff-Verbund-Hohlprofil und Strukturelemente

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