BR112019009867A2

BR112019009867A2 - ligação vedante durável entre inserto e polímero, e processo de produção para a mesma

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Publication number: BR112019009867A2
Application number: BR112019009867A
Authority: BR
Inventors: Beiermeister Bernd; Jahnle Hendrik; Menacher Markus; Lung Norman; Roman Victor
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 2016-11-16
Filing date: 2017-10-02
Publication date: 2019-08-06
Also published as: JP2019537528A; EP3541853B1; PL3541853T3; DE102016222534A1; HUE063496T2; CN110177812A; US20200039126A1; EP3541853A1; JP6872612B2; WO2018091188A1; CN110177812B; US11472078B2; KR102290216B1; KR20190085953A

Abstract

a presente invenção refere-se a um processo (100) para produção de uma ligação entre um inserto (1, 1',1") e um polímero (3) que envolve o inserto pelo menos parcialmente, sendo que um monômero (2) é posto em contato (110) com o inserto (1, 1', 1") e, em seguida, polimerizado (120) para formar o polímero (3), sendo que a temperatura te do inserto (1, 1', 1") é elevada (130) , pelo menos parcialmente, a pelo menos a temperatura tm que o monômero (2) assume, no máximo, durante sua polimerização exotérmica (120) para formar o polímero (3), e/ou que garante que o fluxo de calor sempre corra do inserto (1, 1', 1") para o monômero (2). processo (200, (300), (400) para integração vedante de um inserto (1, 1', 1") em um componente (5). dispositivo (50) para realização do processo (100), compreendendo um transportador (51) para uma grade de estampagem (11), na qual uma pluralidade de insertos (1, 1', 1") está alimentada, bem como um molde (52) de pelo menos duas partes (52a, 52b), o qual pode ser fechado em torno de um inserto individual (1, 1',1") e apresenta uma linha de alimentação (53) para o monômero (2) ao espaço (54) entre o molde (52) e o inserto (1, 1', 1"), sendo que está prevista uma alimentação de corrente elétrica (55) para o aquecimento resistivo e/ou indutivo (131) do inserto (1, 1', 1") envolto pelo molde (52).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para LIGAÇÃO VEDANTE DURÁVEL ENTRE INSERTO E POLÍMERO, E PROCESSO DE PRODUÇÃO PARA A MESMA.

[001] A presente invenção refere-se à ligação vedante durável de um inserto, especialmente metálico, com um polímero que circunda esse inserto, especial mente para passagens elétricas através de alojamento de plástico.

Estado da técnica [002] Componentes eletrônicos, como vias condutoras, sensores e placas de circuito, são frequentemente embutidos em suporte de plástico ou instalados em alojamentos de plástico. Para que os componentes possam desempenhar suas funções, é necessária a condução de uma linha metálica através do suporte ou do alojamento.

[003] Nesse caso resulta basicamente o problema de que metal e plástico apresentam oscilações diferentes. No caso de mudança de temperatura na operação, ou também quando do revestimento do metal com plástico quente e subsequente resfriamento do plástico, o plástico pode se soltar do metal. As fendas resultantes prejudicam o efeito de vedação do suporte ou do alojamento, de modo que, por exemplo, água pode penetrar e pôr os componentes elétricos fora de funcionamento através de curto-circuito.

[004] São conhecidas diversas abordagens para resolver esse problema. Através da instalação de vedações adicionais, como por exemplo, conhecidas do documento DE 20 2006 013 243 U1, a construção pode ser alterada de tal modo, que fendas podem ser toleradas. Por exemplo, podem ser injetados elastômeros que sempre envolvem o metal de modo vedante como um anel em O. O documento DE 103 13 832 A1 descreve selar a fenda com um adesivo de colagem a quente. O documento DE 10 2005 033 912 B3 divulga o aperfeiçoamento da ligação entre metal e plástico através de estruturação por

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2/15 microlaser e através de processos galvânicos. O documento EP 1 202 852 B1 divulga a moldagem do metal de tal modo, que, no caso de alterações de temperatura, ele seja forçado através do plástico e vede a fenda em pelo menos um trecho.

Divulgação da invenção [005] No âmbito da invenção foi desenvolvido um processo para produção de uma ligação entre um inserto e um polímero que envolve o inserto pelo menos parcialmente. Nesse caso um monômero é posto em contato com o inserto e em seguida polimerizado em polímero.

[006] O monômero pode estar presente especialmente como mistura com um catalisador e/ou um ativador, os quais iniciam e/ou mantêm a polimerização. Porém, o monômero pode ser também de um único componente. No monômero podem estar ligados quimicamente, por exemplo, um catalisador e/ou um ativador, que podem ser liberados quando se ultrapassa a temperatura necessária para a polimerização. Como a composição do monômero não é objeto da invenção, doravante só se falará de monômero.

[007] O monômero pode ser, por exemplo, caprolactama, que polimeriza em poliamida-6 (PA6).

[008] De acordo com a invenção, a temperatura Te do inserto é elevada, pelo menos por curto tempo, pelo menos à temperatura Tm que o monômero assume durante sua polimerização exotérmica em polímero e/ou que garante que o fluxo de calor sempre corra do inserto para o monômero.

[009] Verificou-se que, para uma adesão ótima do polímero ao inserto, é decisivo que o monômero se converta completamente em polímero, isto é, polimerize, especialmente na face de contato. Nessa face de contato, dois efeitos podem perturbar a polimerização: primeiro, monômero, ativador ou catalisador podem interagir dom o material do inserto, pelo que a polimerização é ou impedida, retardada ou inter

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3/15 rompida prematuramente. Isto pode ocorrer ou através da desativação de terminações de cadeia ativas durante a polimerização ou através da desativação de ativador ou catalisador durante ou antes da polimerização. A desativação ocorre tipicamente através de uma reação Redox entre inserto e monômero, ativador ou catalisador (especialmente no caso de metais) ou através de prótons livres, que desativam a reação, que os técnicos chamam também de quenchen. Segundo, através da condutibilidade térmica do inserto pode-se extrair energia da polimerização. Em virtude dos potenciais Redox do metal em combinação com uma elevada condutibilidade térmica, até agora só foi possível polimerizar, de modo completamente aniônico, um monômero que estava em contato com um metal com íons livres, com muito dispêndio.

[0010] Verificou-se que o aumento de temperatura do inserto anula simultaneamente ambos os fatores de perturbação de maneira surpreendente. Precisamente a elevação a pelo menos Tm garante que um eventual fluxo de calor entre inserto e monômero sempre ocorra do inserto para o monômero, isto é, apenas fornece energia à polimerização e não retira. Esta alimentação de energia, por sua vez, faz com que a afinidade das moléculas de monômero para ligação entre si esteja aumentada. Para uma dada molécula de monômero, aumenta vantajosamente a probabilidade de que ela se ligue a outra molécula de monômero, em relação à probabilidade de que de que ela indesejavelmente tenha ação recíproca com um íon do inserto. Como resultado, o monômero polimeriza completamente e adere especialmente bem ao inserto. A força de cisalhamento que atua, no caso de uma oscilação diferente de inserto e polímero, sobre a face de contato entre inserto e polímero é transmitida, portanto, para o volume do polímero e distribuída aí, de modo que não ocorre uma formação de fenda entre inserto e polímero.

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4/15 [0011] A temperatura do inserto pode ser elevada, por exemplo, depois que o inserto foi posto em contato com o monômero. Isto pode ocorrer, por exemplo, em um espaço de tempo entre 1 s e 30, preferivelmente em um espaço de tempo de menos de 1 s. A temperatura selecionada pode ser, por exemplo, pelo menos de 10 K, preferivelmente 20-40 K, acima de Tm. Então, por um lado, a polimerização do monômero é acelerada de maneira ótima e, por outro lado, o monômero não degrada termicamente. A própria polimerização pode durar menos de 30 s, ou também entre 30 s e 4 min.

[0012] O inserto, porém, pode ser posto em contato com o monômero já no estado aquecido. Então a construção de aparelhos é mais simples com a condição de que não pode mais ser alimentado durante a polimerização. Para ter uma reserva para perdas de calor inevitáveis neste sentido, a temperatura do inserto é elevada vantajosamente a 30-50 K acima de Tm.

[0013] Como para a recepção da força de cisalhamento especialmente sobre a solidez da superfície de contato entre inserto e polímero, em uma configuração especial mente vantajosa da invenção a temperatura Te do inserto é mantida na temperatura ou acima da temperatura Tm até que o monômero esteja polimerizado em no inserto pelo menos ao longo de sua face de contato completa.

[0014] Isto tem o outro efeito de que a superfície de contato atua, em seguida, como barreira tanto contra o escapamento de calor para o inserto quanto contra a ação recíproca de íons do inserto com moléculas de monômero. Uma vez estabelecida a barreira, a temperatura elevada não é mais necessária como até então. Vantajosamente, portanto, a temperatura Te do inserto é reduzida abaixo da temperatura Tm, depois que o monômero está polimerizado no inserto ao longo de sua face de contato completa.

[0015] Desta maneira elementos construtivos elétricos especial

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5/15 mente sensíveis podem ser poupados como inserto. Quanto mais curta a solicitação de temperatura, tanto mais elevada a temperatura pode ser.

[0016] Precisamente quando da condução de energia elétrica ou de sinais elétricos através do suporte isolante ou em um alojamento isolante é que a conexão deve estar estanque, para, por exemplo, evitar curtos-circuitos através da penetração de umidade. No caso de ajudas físicas eletrônicas implantáveis, é preciso ainda que não escapem para o corpo substâncias prejudiciais em ligação com fluidos corpóreos. Especialmente nessas aplicações o inserto é eletricamente condutor ou semicondutor, pelo menos parcialmente.

[0017] Se o inserto for eletricamente condutor ou semicondutor, pelo menos parcialmente, então, em uma configuração especialmente vantajosa da invenção, ele poderá ser aquecido através de solicitação com uma corrente resistiva e/ou indutiva. Desta maneira especialmente a face de contato do inserto com o monômero que é tão importante para a conexão estanque durável, seja posta na temperatura Tm especialmente de maneira rápida e novamente resfriada para a temperatura Tm igualmente de maneira rápida. O inserto pode conter especialmente cobre, ligas de cobre-estanho, estanho, alumínio, ferro ou uma liga de ferro. Estes metais têm muitos potenciais químicos distintos e, com isso, também muitas atividades iônicas distintas. Apesar disso, a elevação de temperatura a Tm faz com que a ação recíproca perturbadora dessas atividades iônicas seja ligada ao monômero.

[0018] Em outra configuração especialmente vantajosa da invenção, o inserto é imerso no monômero, sendo que pelo menos uma região na superfície do inserto, que deve ser envolta com o polímero, é coberta com uma proteção. O inserto pode ser imerso no monômero especialmente no estado aquecido à temperatura Tm. Na face de contato do inserto com o monômero o monômero polimeriza em polímero

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6/15 em toda parte onde ele não está coberto com a proteção. Assim o inserto é revestido aí com uma camada de polímero, sendo que a espessura da camada depende da temperatura do inserto e do tempo de imersão. O inserto pode ser imerso de maneira especialmente simples. O inserto pode ser aquecido com o monômero também após a retirada do banho, para concluir a polimerização.

[0019] Para apoio da aderência do polímero o inserto pode ser estruturado vantajosamente, em especial com entalhes posteriores. Se o monômero penetra nesses entalhes e em seguida é polimerizado, forma-se uma ligação de fecho devido à forma do polímero com o inserto. [0020] A invenção refere-se também a diversos processos para integração vedante de um inserto em um componente, os quais estão aperfeiçoados em relação ao estado da técnica, respectivamente, pelo fato de que em pelo menos um determinado ponto o processo descrito anteriormente é aplicado para produção de uma ligação entre o inserto e um polímero.

[0021] Um primeiro processo para integração vedante de um inserto em um componente distingue-se pelo fato de que o inserto de acordo com o processo descrito anteriormente é envolto com um polímero e em seguida introduzido no componente. A introdução de um elemento no componente é conhecida na técnica como stitching e pode ser continuada também de forma inalterada. Apenas o inserto é envolto com polímero antes da introdução e transformado em um produto semi acabado.

[0022] O efeito de vedação entre o inserto e o componente pode ser produzido, por exemplo, deformando o polímero quando da inserção através da cinética, ou através de tensões elásticas. O efeito de vedação pode ser apoiado, por exemplo, ainda pelo fato de que em seguida o polímero é parcialmente fundido e desta maneira é ligado ao componente de modo vedante, como por exemplo, através de solda

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7/15 gem a raio laser.

[0023] A ligação do inserto com o polímero, porém, pode elevar a reprodutibilidade da inserção também independentemente do efeito de vedação. Para isto, vantajosamente o componente pode estar provido de um encosto definido para o polímero. Independentemente de quais forças de deformação atuam entre o inserto e o componente, o inserto penetra no componente sempre à mesma profundidade.

[0024] Em um segundo processo para integração estanque de um inserto em um componente, o inserto é introduzido em um molde de fundição para a produção do componente e ligado de modo vedante ao componente que resulta do material sintético através de uma combinação de injeção com um material sintético e envolvimento com um polímero de acordo com o processo descrito inicial mente. Nesse caso são possíveis diversas configurações em relação à sequência em que estas etapas ocorrem. A injeção pode ocorrer especial mente através de moldagem por injeção. Nesse caso o material sintético pode ser idêntico ao polímero.

[0025] O inserto, como descrito inicialmente, pode ser envolto com polímero antes da introdução no molde de fundição. Se então o inserto utilizado desta maneira entrar em contato com o material sintético quando da injeção, o polímero é unido por fusão. O material fundido forma, em ligação com o material sintético, após o endurecimento, uma ligação estanque duradoura com o componente resultante do material sintético. O material sintético tem vantajosamente um ponto de fusão um pouco mais elevado do que o polímero, com o qual o inserto está envolto.

[0026] Alternativamente, porém, o inserto pode ser envolto com o monômero ainda não polimerizado no molde de fundição. Nesta configuração do processo, quando da alimentação, ou após a alimentação do material sintético para a injeção, a temperatura do inserto é elevada

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8/15 a pelo menos Tm, para polimerizar o monômero em polímero. Nesse caso, especial mente a temperatura do material sintético pode ser empregada como fonte de calor para o aquecimento do inserto. Nesse caso, de acordo com o tipo do material sintético do qual o componente deve ser fabricado, a temperatura necessária para a fundição, especialmente para a fundição por injeção, pode estar tão elevada, que é até vantajoso ou necessário resfriar o inserto, ao mesmo tempo, para que nem o inserto nem o monômero seja aquecido.

[0027] Em um terceiro processo para integração estanque de um inserto em um componente, o inserto é unido ao componente e em seguida, de acordo com o processo descrito inicialmente, é ligado a um polímero. O componente pode ser fabricado de maneira conhecida, por exemplo, através de fundição por injeção ou também através de impressão 3D. A união do inserto com o componente pode ocorrer de maneira conhecida, por exemplo através de inserção (Stitching). A novidade é que o inserto é posto em contato com o monômero e este monômero em seguida é polimerizado como descrito inicialmente, para produzir a ligação vedante. Desta maneira o gasto para equipar instalações existentes é minimizado.

[0028] Em uma configuração especial mente vantajosa deste processo, o monômero é posto em contato com o inserto através de um canal que passa pelo interior do componente. Este canal pode ser previsto, especialmente já quando da produção do componente. Desta maneira o equipamento pode ser montado substancialmente no próprio componente, pelo processo de acordo com a invenção.

[0029] A união do inserto com o componente não pressupõe que, para esse fim, o componente já esteja completamente fabricado. O inserto pode ser unido ao componente também já durante da produção do componente.

[0030] Por exemplo, nesta configuração especialmente vantajosa

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9/15 do processo, o componente é construído em torno do inserto através de impressão em 3D. nesse caso é deixado livre um espaço em torno do inserto para recepção do monômero, e o monômero é introduzido neste espaço. Então fica livre, em princípio, a decisão de se o monômero é contatado com o inserto só após a conclusão da impressão 3D ou se, por exemplo, a impressão em 3D do componente é continuada durante a polimerização do monômero em polímero.

[0031] A invenção refere-se também a um dispositivo para realização do processo para ligação de um inserto ao polímero. Esta ligação compreende um transportador para uma grade de estampar, na qual uma pluralidade de insertos é alimentada, bem como um molde pelo menos de duas partes, o qual pode ser inserido em um inserto individual e apresenta uma alimentação para o monômero no espaço entre o molde e o inserto. De acordo com a invenção está prevista uma alimentação de corrente elétrica para o aquecimento resisti vo e/ou indutivo do inserto envolto pelo molde.

[0032] Desta maneira apenas através do acréscimo da alimentação de corrente elétrica pode-se fazer com que o polímero resultante da transformação do monômero seja unido especialmente a insertos metálicos de maneira nitidamente mais sólida.

[0033] A alimentação de corrente elétrica ocorre especialmente para o aquecimento indutivo pode ocorrer sem contato direto. Ela pode conter, por exemplo, pelo menos uma bobina.

[0034] Outras medidas que melhoram a invenção são representadas mais detalhadamente a seguir, com o auxílio de figuras, juntamente com a descrição dos exemplos de realização preferidos da invenção. São mostrados:

[0035] Figura 1 - exemplo de realização do processo 100 e de um dispositivo 50 para realização do mesmo;

[0036] Figura 2 - exemplo de realização do processo 100 com co

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10/15 bertura 112 de uma região 1b sobre o inserto 1 através da proteção 4; [0037] Figura 3 - exemplo de realização do processo 200 com inserção 210 do inserto 1;

[0038] Figura 4 - combinação do processo 100 com fundição por inserção no processo 300;

[0039] Figura 5 - exemplo de realização do processo 400 com o emprego de um componente 5 com o canal 5c para o monômero 2;

[0040] Figura 6 - variação do processo 400 mostrado na figura 5 com impressão 3D 411 do componente 5;

[0041] Figura 7 - introdução de estruturas 1f no inserto 1 para produção de uma ligação de fecho devido à forma com o polímero 3.

[0042] De acordo com a figura 1a o dispositivo 50 para realização do processo 1000 compreende um transportador 51, o qual transporta, de cima para baixo, uma grade de estampagem com uma pluralidade de insertos 1, 1', 1 configurado aqui como pinos metálicos e enrola após a entrega dos insertos 51. Na figura 1a estão mostrados um inserto 1, o qual é processado no ciclo de trabalho atual do dispositivo 50, e outro inserto 1', cujo processamento começa no ciclo de trabalho seguinte do dispositivo 50.

[0043] O inserto 1 é introduzido no molde 52, o qual consiste em duas partes 52a e 52b. Se as duas partes 52a e 52b do molde 52 são fechadas em torno do inserto, forma-se, entre elas, um espaço 54 para recepção do monômero 2. Este espaço 54 circunda o inserto 1 e define ao mesmo tempo aparte 1a da superfície 1c do inserto 1, a qual forma a face de contato com o monômero 2. À esquerda do espaço 54 o inserto 1 está tensionado entre o mordente 52c pertencente à parte 52a do molde52 e o mordente 52d pertencente à parte 52b do molde 52. À direita do espaço 54 o inserto 1 está tensionado entre o mordente 52e pertencente à parte 52a do molde 52 e o mordente 52f pertencente à parte 52b do molde 52.

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11/15 [0044] Nesta posição o inserto 1 tem contato com os eletrodos 55b e 55c, os quais formam, juntamente com uma fonte de tensão 55a regulável, a alimentação de corrente elétrica 55. Em lugar dos eletrodos 55b e 55c, podem ser utilizados também uma alimentação de corrente 55 indutiva.

[0045] Depois que o monômero 2, na etapa 110 do processo 100, é alimentado através da linha de alimentação 53, o inserto 1 é aquecido resistivamente através de aplicação de uma tensão U adequada na etapa 131. A temperatura Te do inserto 1 é elevada acima da temperatura Tm e, assim, a etapa 130 do processo 100 está concluída. Assim se faz com que o monômero 2 polimerize em polímero 3 na etapa 120 do processo 100.

[0046] A figura 1 b mostra o resultado obtido. Ao longo da face de contato 1a que forma uma parte da superfície 1c do inserto 1, o inserto 1 está fixamente ligado ao polímero 3 que resulta do monômero 2.

[0047] A figura 1c mostra, a título de exemplo, uma linha da temperatura Te do inserto no tempo t. Enquanto na etapa 110 do processo 100 o monômero 2 é alimentado, a temperatura Te corresponde à temperatura ambiente. Na etapa 130 a temperatura Te é elevada acima de Tm. Enquanto a temperatura Te estiver acima de Tm, a polimerização 120 continua. De acordo com a etapa 140 a temperatura Te, neste exemplo de realização do processo 100, é mantida neste nível até que o monômero 2 tenha polimerizado em polímero 3 completamente. Em seguida a temperatura Te é reposta à temperatura ambiente na etapa 150.

[0048] Se a carga térmica para o inserto 1 deve ser minimizada, a temperatura já pode ser reduzida, alternativamente, quando o monômero 2 ainda não está completamente polimerizado de acordo com a etapa 150, mas o polímero resultante 3 cobre completamente a face de contato 1a com o inserto 1. A temperatura Te não é reduzida à tem

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12/15 peratura ambiente, mas sim à temperatura que é necessária para concluir a polimerização 120.

[0049] A figura 2 mostra outro exemplo de realização do processo 100. De acordo com a figura 2a, inicialmente na etapa 112, uma proteção 4 é colocada sobre o inserto 1. Quando o inserto 1 é imerso (etapa 111) no banho 56 controlável através do aquecimento 58, com a garra aquecível 57, de acordo com a figura 2b, uma parte 1b da superfície 1c do inserto 1 é impedida de entrar em contato com o monômero 2.

[0050] Na face de contato 1a entre o monômero 2 e o inserto 1 o monômero 2 polimeriza em polímero 3 e forma aí um revestimento sólido. Através de retirada da proteção 4 na etapa 113 a região coberta 1b é liberada novamente. O inserto 1 preparado desta maneira pode ser contatado eletricamente acima e abaixo da região 1a coberta com o polímero 3 e, assim, pode servir, por exemplo, como passagem elétrica, que é vedada através do polímero 3.

[0051] A figura 3a ilustra esquematicamente um exemplo de realização do processo 200 para integração vedante do inserto 1 em um componente 5. O componente 5 apresenta uma abertura 5b preparada para um inserto 1, a qual é limitada através de um batente 5a. O inserto 1 é ligado, inicialmente, de acordo com o processo 100 descrito, ao polímero 3 e, em seguida, inserido na abertura 5b na etapa 210 do processo 200.

[0052] A figura 3b mostra o resultado obtido. O polímero 3 se conformou em uma vedação 3a, quando da chegada ao batente 5a na abertura 5b do componente 5, a qual veda o inserto 1 contra o componente 5. Portanto, o inserto 1 pode servir, por exemplo, como passagem elétrica através do componente 5.

[0053] A figura 4 ilustra um exemplo de realização do processo 300, no qual o processo 100 é combinado com moldagem por injeção para ligação de três insertos 1, 1', 1 ao polímero 3. A figura 4 mostra,

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13/15 por razões de clareza, o estado após endurecimento do material sintético 6, que forma o componente 5, e remoção do molde de moldagem por injeção.

[0054] A figura 4a mostra uma primeira variante. Nesta variante, na etapa 310 do processo 300, inicialmente os insertos 1, 1', 1 ligados ao polímero de acordo com o processo 100 furam inseridos no molde para o componente 5. Em seguida, na etapa 320 do processo 300, o material sintético 6 foi inserido no molde de fundição. Quando do endurecimento do material sintético 6 surgiu o componente 5, o qual envolve de modo estanque o respectivo polímero ligado aos insertos 1, 1',1. Nesse caso o efeito de vedação foi fortalecido pelo fato de que o polímero 3 ter sido moldado por fusão em sua respectiva superfície.

[0055] A figura 4b mostra uma segunda variante. Nesta variante os insertos 1, 1' e 1 foram inseridos no estado em que eles estavam cobertos apenas com monômero 2. Com um resfriamento 59 os insertos foram mantidos em uma temperatura entre 0 e 50^QC, para impedir que o monômero se funda através da temperatura do molde de fundição de cerca de 80^QC já quando da colocação no molde de fundição.

[0056] Nesta variante a entrada de calor através do material sintético 6 quente provocou também a polimerização do monômero 2 no polímero 3 visível na figura 4b. Como o monômero 2 foi envolto, por todos os lados, ou pelo inserto 1, 1', 1 ou pelo material sintético 6 quente e, assim, foi transformado em polímero 3 em todas as partes, o molde de fundição foi alterado a tal ponto, que material sintético 6 se encontra em todos os pontos designados com 6a na figura 4b.

[0057] O resfriamento 59 é muito dinâmico. Imediatamente após o enchimento do material sintético 6 quente, a temperatura Te dos insertos 1, 1', 1 chega a cerca de 30-50 K acima da Tm. A polimerização do monômero 2 em polímero 3 tem a vantagem de uma vedação ainda melhor, somente durante a produção do componente 5, através de

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14/15 moldagem por injeção.

[0058] A figura 5 mostra um exemplo de realização do processo 400, no qual três insertos 1, 1', 1 inicialmente, na etapa 410, são unidos a um componente 5 moldado por injeção e, em seguida, são ligados ao polímero 3 através do processo 100. A figura 5 mostra um instantâneo (fotografia) no momento em que o monômero 2 é introduzido no canal 5c através de uma linha 53. Em seguida, a polimerização pode ser iniciada para elevação da temperatura Te dos insertos 1, 1', 1 através de meios não representados na figura 5.

[0059] A figura 6 mostra uma variante do processo 400. Diferentemente da figura 5, o componente 5 é produzido através de construção em camadas 411 por meio de impressão 3D em uma placa de base 7. Nesse caso, no componente 5 um espaço 5e é deixado livre para recepção do monômero 2. O inserto 1 é inserido por meio de uma garra 57aquecível em um momento oportuno e, em seguida, transformado por impressão a partir do material do componente 5. Antes que o espaço 5c seja total mente fechado, o monômero 2 é inserido no espaço 5e através da linha 53.

[0060] A figura 6a mostra um instantâneo no momento em que a alimentação 110 do monômero 2 está ocorrendo. Em um momento adequado, através da elevação 130 da temperatura Te do inseto 1 a pelo menos a Tm, a polimerização 120 do monômero 2 em polímero 3 pode ser iniciada. A impressão em 3D 411 do componente 5 pode ser continuada, enquanto a polimerização 120 ainda está em andamento.

[0061] A figura 6b mostra o resultado obtido. O inserto 1 está envolto por um anel circunferencial de polímero 3, o qual está vedado de modo duradouro contra o inserto 1. Com o polímero 3, por sua vez, tendo sido transformado por impressão com o material do componente 5, ele fica vedado também contra o componente 5 de modo duradouro. Assim o inserto 1 está conduzido através da parede do componente 5

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15/15 de modo duradouro.

[0062] A figura 7 mostra esquematicamente como o inserto 1 pode ser provido de estruturas 1 f, para melhorar a aderência do polímero 3. A espessura do polímero 3 e o tamanho das estruturas 1f estão desenhadas de modo muito exagerado. O polímero 3 engata nas estruturas 1f de tal modo, que se estabelece uma ligação de fecho devido à forma. O polímero 3 não pode ser mais removido do inserto 1.

Claims

1. Processo (100) para produção de uma ligação entre um inserto (1, 1', 1) e um polímero (3) que envolve o inserto pelo menos parcialmente, sendo que um monômero (2) é posto em contato com o inserto (1, 1',1) e, em seguida, polimerizado (120) em polímero (3), caracterizado pelo fato de que a temperatura Te do inserto (1, 1', 1) é elevada (130), pelo menos por breve tempo, pelo menos à temperatura Tm que o monômero (2) assume durante sua polimerização exotérmica (120) para formar o polímero (3), e/ou que garante que o fluxo de calor corra sempre do inserto (1, 1', 1) para o monômero (2).

2. Processo (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a temperatura Te do inserto (1, 1', 1) é mantida acima ou abaixo da temperatura Tm (140) até que o monômero (2) esteja polimerizado (120) pelo menos ao longo de sua face de contato completa (1a) com o inserto (1, Γ, 1).

3. Processo (100) de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a temperatura Te do inseto (1, 1', 1) é reduzida abaixo da temperatura Tm (150), depois que o monômero (2) está polimerizado (120) o inserto (1, 1', 1) ao longo de sua face de contato completa (1a) com o inserto (1, 1 ',1).

4. Processo (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que é selecionado um inserto (1, Γ, 1) que seja, pelo menos em parte, eletricamente condutor ou semicondutor.

5. Processo (100) de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o inserto (1, 1', 1) é aquecido (131) resistivamente e/ou indutivamente através de solicitação com uma corrente elétrica.

6. Processo (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o inserto (1, 1',1) é

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2/3 imerso no monômero (2) (111), sendo que pelo menos uma região (1 b) na superfície (1c) do inserto (1, 1', 1), a qual não deve ser envolta com o polímero (3), é coberta (112) com uma proteção (4).

7. Processo (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o inserto (1, 1', 1) é provido de estruturas (1f) que, após a colocação do monômero (2) e da polimerização (120) do monômero (2) para formar o polímero (3), produz uma ligação de fecho devido à forma entre o inserto (1, 1',1) e o polímero (3).

8. Processo (200) para integração vedante de um inserto (1, 1', 1) em um componente (5), caracterizado pelo fato de que o inserto (1, 1', 1), de acordo com o processo como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, é envolto com um polímero (3) e em seguida inserido (210) no componente (5).

9. Processo (300) para integração estanque de um inserto (1, 1', 1) em um componente (5), caracterizado pelo fato de que o inserto (1, 1', 1) é inserido (310) em um molde de fundição para a produção do componente (5) e é ligado de modo vedante ao componente (5) resultante do material sintético (6) através de uma combinação de injeção (320) com um material sintético (6) e envolvimento (100) com um polímero (3), como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7.

10. Processo (300) de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o inserto (1, 1', 1) é envolto (100) com o polímero (3) antes da inserção (310) no molde de fundição e o polímero (3) é fundido (330), pelo menos parcialmente, através de contato com o material sintético quando da injeção (320).

11. Processo (300) de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o inserto (1, 1', 1) é envolto (110) com o monômero (2) antes da introdução (310) no molde de fundição e a

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3/3 temperatura do inserto (1, 1',1) é elevada a pelo menos a Tm quando da alimentação, ou após a alimentação (320) do material sintético (6), para polimerizar (120) o monômero (2) para formar o polímero (3).

12. Processo (400) para interação estanque de um inserto (1, 1', 1) em um componente (5), caracterizado pelo fato de que o inserto (1, 1', 1) é unido (410) ao componente (5) e em seguida, após o processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, é ligado (100) ao polímero (3).

13. Processo (400) de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o monômero (2) é posto em contato com o inserto através de um canal (5c) que passa pelo interior do componente (5).

14. Processo (400) de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizado pelo fato de que o componente (5) é construído (411) em torno do inserto (1, 11) através de impressão em 3D, sendo que em torno do inserto (1, 1', 1) um espaço (5e) para recepção do monômero (2) é deixado livre e sendo que o monômero (2) é colocado (110) nesse espaço.

15. Dispositivo (50) para realização de um processo (100) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, compreendendo um transportador (51) para uma grade de estampagem (11), na qual uma pluralidade de insertos (1, 1',1) pode ser alimentada, bem como um molde (52) pelo menos de duas partes (52a, 52b), que pode ser fechado em torno do inserto individual (1, 1', 1) e apresenta uma linha de alimentação (53) para o monômero (2) ao espaço (54) entre o molde (52) e o inserto (1, 1', 1), caracterizado pelo fato de que está prevista uma alimentação de corrente elétrica (55) para aquecimento (131) resisti vo e/ou indutivo do inserto (1, 1', 1) envolto pelo molde (52).