CN108349046A

CN108349046A - 通过激光制造塑料-金属接合的方法

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Publication number: CN108349046A
Application number: CN201680065609.4A
Authority: CN
Inventors: 顾昊; 朴譓敏; 尾泽纪生; 约瑟夫斯·赫拉尔杜斯·M·范·吉斯伯根; 阿苏什·埃毕萨瓦
Original assignee: SABIC Global Technologies BV
Current assignee: SABIC Global Technologies BV
Priority date: 2015-12-17
Filing date: 2016-12-15
Publication date: 2018-07-31
Also published as: EP3389917B1; US10682727B2; WO2017103861A1; EP3389917A1; US20190001441A1

Abstract

各种实施方式涉及塑料‑金属接合以及经由激光辅助连接制作塑料‑金属接合的方法。本发明提供了形成金属模板与固体塑料之间的接合的方法。该方法可以包括激光处理金属模板的表面而在金属的表面上产生特征(例如，多个孔隙和凹槽中的至少一种)，其中激光具有不为0度的与金属表面的入射角。该方法可以包括使包括该特征的金属表面与可流动树脂组合物接触。该方法可以包括固化可流动树脂组合物而形成固体塑料，以提供金属模板与固体塑料之间的接合。

Description

通过激光制造塑料-金属接合的方法

背景技术

金属和塑料之间的接合的形成对于各种应用是有用的。目前，在金属和塑料之间形成接合的最常见方式是使用胶水。例如，对于挤出层压应用，胶水层置于金属和塑料之间。然而，胶水会带来成本，毒性，重量和环境问题。有时，需要二次操作以切除多余的不需要的干燥的胶水。另外，胶水的应用和固化需要时间。对于模内注射模制，有时要使用金属表面化学蚀刻。然而，某些类型的塑料树脂与化学蚀刻方法并不相容，并且化学蚀刻可以在金属上产生有限种类的表面特征。而且，化学蚀刻不能容易地提供金属表面的局部或图形化处理。

在形成塑料和金属之间的接合期间，首先通过机械加工切割金属部件，随后在单独的步骤中处理金属表面后以将其准备与塑料连接。

发明内容

本发明主题提供了在金属模板(metal form)与固体塑料之间形成接合的方法。方法包括激光处理金属模板的表面以在金属表面上产生多个孔隙，凹槽或其组合，其中激光具有不为0度的与金属表面的入射角度。方法包括使包含该特征的金属表面与可流动的树脂组合物接触。方法还包括固化可流动树脂组合物而形成固体塑料，以提供金属模板和固体塑料之间的接合。

本主题提供了在金属模板与固体塑料之间形成接合的方法。该方法包括机械加工金属模板。方法包括激光处理金属模板的表面而在金属表面上产生多个孔隙，凹槽或其组合，其中机械加工和激光蚀刻至少部分同时进行。方法包括使包含该特征的金属表面与可流动树脂组合物接触。方法还包括固化可流动树脂组合物而形成固体塑料，以提供金属模板和固体塑料之间的接合。

形成塑料-金属接合的方法，包括使用具有不为0度的与金属表面的入射角的激光，相比其他形成塑料-金属接合的方法具有某些优点，其中至少一些是意想不到的。例如，在各种实施方式中，方法可以产生比仅使用胶水或化学蚀刻形成的接合强度更大的塑料-金属接合。方法可以产生比使用对金属表面具有0度入射角的激光的金属表面的激光处理形成的接合强度更大的塑料-金属接合。

方法可以产生比使用胶水形成的塑料-金属接合重量更轻的塑料-金属接合。方法可以产生比使用胶水或化学蚀刻形成的塑料-金属接合更低成本的塑料-金属接合。方法可以使用比用于采用胶水或化学蚀刻形成塑料-金属接合的材料毒性更小的材料产生塑料-金属接合。方法可以产生比用于采用胶水或化学蚀刻形成塑料-金属接合的方法具有更少的毒性和环境问题的塑料-金属接合。例如，在各种实施方式中，方法可以产生塑性-金属接合，而不使用有毒和对环境有害的化学处理以及涉及如化学蚀刻的方法的冲洗。

激光处理可以快速进行，并且激光处理过的表面可以在激光处理之后立即准备好与塑料连接，允许形成塑料-金属接合的方法比包括化学蚀刻或胶水的方法更快地进行。激光处理步骤可以容易地与其他机械加工步骤结合，如通过与机器如研磨机，车床或其他机器结合。激光处理可以与过程的各个步骤集成，如通过与注射机，热压机或其他加工机器结合。激光处理可以导致金属模板加热，这可以避免或减少对金属和塑料之间形成接合之前的单独加热步骤的需要。

形成塑料-金属接合的方法可以与比用于单独采用胶水或化学蚀刻形成塑料-金属接合的方法相比更多种的塑料和金属相容。与单独使用化学蚀刻的方法相比，形成塑料-金属接合的方法可以在金属上提供更多种类的表面特征。通过激光处理可获得的更多种表面特征可以为定制化提供更多选择，如满足最终用户的需求。与单独使用化学蚀刻或胶水的方法相比，形成塑料-金属接合的本发明方法可以提供更局部的或更容易图形化的表面处理。

至少部分同时进行金属表面的激光处理和金属表面的机械加工可以比采用分开的机械加工和表面处理步骤的其他技术需要更少的时间，更低的成本或其组合以形成准备好连接塑料的金属表面。

附图说明

附图通常以举例的方式而非限制的方式说明本文档中讨论的各种实施方式。

图1A示出了根据各种实施方式的层压方法。

图1B示出了根据各种实施方式的挤出涂层方法。

图2示出了根据各种实施方式的插入注射模制方法。

图3A示出了根据各种实施方式的孔隙的图形的示例。

图3B示出了根据各种实施方式的孔隙或凹槽的侧面轮廓的示例。

图3C示出了根据各种实施方式的其中具有可流动树脂组合物的孔隙或凹槽的侧面轮廓的示例，其中可流动树脂组合物基本上填满孔隙或凹槽。

图4A-C示出了根据各种实施方式使用具有相对于金属表面不为0度的不同入射角的激光对金属表面的激光处理和由其形成的孔隙或凹槽。

图5A示出了根据各种实施方式采用线条图形的凹槽的激光处理。

图5B示出了根据各种实施方式采用交叉线图形的凹槽的激光处理。

图5C示出了根据各种实施方式包括点图形的孔隙的激光处理。

图6示出了根据各种实施方式的插入注射模制的方法，包括至少部分同时进行金属插入件的加工和激光处理。

图7A示出了根据各种实施方式的激光处理之后金属模板的表面的扫描电子显微镜(SEM)图像。

图7B示出了根据各种实施方式的来自激光处理之后金属模板的表面的SEM图像。

图8示出了根据各种实施方式的热压连接方法。

图9示出了根据各种实施方式的热压连接方法。

具体实施方式

现在将详细参考公开的主题的某些实施方式，其示例部分示出于附图中。尽管将结合所列举的权利要求描述公开的主题，但应理解的是，举例的主题并不旨在将权利要求限制于所公开的主题。

本文公开了形成金属模板和固体塑料之间的接合的方法。方法可以包括激光处理金属模板的表面而在金属表面上产生多个孔隙，凹槽或其组合，其中激光具有与金属表面不为0度的入射角。方法可以包括使包括特征的金属表面与可流动树脂组合物接触。方法还可以包括固化可流动树脂组合物而形成固体塑料，以提供金属模板与固体塑料之间的接合。

方法可以包括机械加工金属模板。机械加工可以是任何合适的机械加工，其中机械加工从金属模板上要去除至少一些金属。机械加工可以使用多轴加工中心进行。机械加工可以使用车床或铣床进行。金属模板的机械加工和金属模板的表面的激光处理可以至少部分同时或完全同时进行。金属模板的机械加工和金属模板的表面激光处理，如果同时进行，可以在金属模板的不同部分上进行(例如，可以机械加工金属模板的一部分，而可以激光处理另一可选的已经机械加工的金属模板部分)。

在使包括特征的金属表面与可流动树脂组合物接触之前或期间，方法可以包括将金属模板加热至等于或高于可流动树脂组合物的玻璃化转变温度的温度。方法可以包括在固化之前用可流动树脂组合物渗透金属表面的孔隙或凹槽，使得在固化之前孔隙或凹槽基本上填满可流动树脂组合物。将金属表面加热至高于玻璃化转变温度的温度可以允许可流动树脂组合物流入孔隙或凹槽中，并在固化之前基本完全填充孔隙或凹槽。

激光处理可以直接在金属模板的金属表面上进行，使得孔隙或凹槽直接形成于金属模板的金属中，并使得包括特征的金属表面与可流动树脂接触组合物的接触包括使金属与可流动树脂组合物直接接触。金属模板可以包括在其表面上的粘附膜或涂层，其中在金属模板上进行的激光处理至少部分在粘附膜或涂层上进行，使得孔隙或凹槽至少部分地形成粘附薄膜或涂层中，而不是直接在金属本身上，并且使得包括特征的金属表面与可流动树脂组合物的接触包括使金属模板上的粘附膜或涂层与可流动树脂组合物接触。孔隙或凹槽可以形成于粘附膜或涂层中和直接形成于金属中，如孔隙或凹槽完全穿透粘附膜或涂层并且还穿透部分金属模板，或如粘附膜或涂层仅部分覆盖金属模板的激光处理的表面。如果存在，金属模板上的粘附膜或涂层可以是任何合适的粘附膜或涂层。一些实施方式可以包括在机械加工金属模板之后将粘附膜或涂层添加到金属模板上。

接触可以包括在固化之前用可流动树脂组合物渗透表面结构，使得可流动树脂组合物基本上填充大部分孔隙或凹槽。例如，可流动树脂组合物可以基本上填充约50vol％至约100vol％的孔隙或凹槽(如所有可流动树脂组合物填充的孔隙或凹槽的平均vol％)，或约90vol％至100vol％，或约50vol％或更少，或约55vol％、60、65、70、75、80、82、84、86、88、90、92、94、95、96、97、98、99、99.9、或约99.99vol％或更多。

使包含特征的金属表面与可流动树脂组合物接触可以以任何合适的方式进行，如注射模制(例如，将可流动树脂注入到模具中，其中模具包含金属模板或是金属模板)，挤出涂覆(例如，将挤出的可流动树脂的网涂覆到金属模板上)，挤出层压(例如，将挤出的可流动树脂的网层压到金属模板上)，热层压(例如，将材料加热而形成可流动的树脂，然后层压到金属模板上)，热压制(例如，将固体材料和金属模板随加热一起压制直到固体材料熔融为可流动树脂)，热成形(例如，将固体材料加热而形成可流动树脂，其随后与金属模板接触)，热传导连接(例如，使用激光加热固体材料而形成可流动的树脂，然后与金属模板接触)，或它们的组合。金属模板的表面可以在接触之前或期间加热。激光处理可以在接触之前提供一些或全部的加热。

包括特征的金属表面与可流动树脂组合物的接触可以包括层压过程，其中使用加热器或加热辊熔化膜而形成接触金属表面的可流动树脂组合物。图1A示出了层压方法的实施方式的实例。

包括特征的金属表面与可流动树脂组合物的接触可以包括挤出涂覆。挤出涂覆可以包括将可流动树脂组合物的熔融网涂覆于包括特征的金属表面上，其中可流动树脂组合物是从狭缝式模头挤出的。挤出层压可以类似于挤出涂覆，但可以包括另一层材料，使得可流动树脂组合物将金属模板粘附至另一层材料。图1B示出了挤出涂层方法的一个实例。

包括特征的金属表面与可流动树脂组合物的接触可以包括注射模制，使得可流动树脂组合物在与金属模板接触时被加热并且处于压力之下。注射模制方法可以是任何合适的注射模制方法。注射模制可以包括插入注射模制，其中a)插入件可以是激光处理的金属模板，b)其中插入件没有激光处理，或c)其中插入件和金属模板是不同的并且各自要经受激光处理以形成特征(例如，包括多个孔隙和/或凹槽)。其中插入件是金属模板的插入模塑成型方法的实例如图2中所示。

金属模板和固体塑料之间的粘合强度(例如，断裂拉伸剪切)可以是任何合适的粘合强度，如约1MPa至约100MPa，约6MPa至约30MPa，或约1MPa或更少，或约2、4、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、32、34、36、38、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或约100MPa或更高。

金属模板可以包括任何合适的金属。金属模板可以包括一种元素金属或多于一种元素金属的组合。金属模板可以包括铝，钢(例如，不锈钢)，铁，铜，钛，镁，或它们的任何组合(例如，合金或非均质混合物)。除了一种或多种金属之外，金属模板可以包括任何其他合适的材料。一种或多种元素金属可以构成金属模板的任何合适的比例，如约50wt％至约100wt％，或约50wt％或更少，或约55wt％、60、65、70、75、80、85、90、80、85、90、95、96、97、98、99、99.9或约100wt％。

可流动树脂组合物可以是任何合适的可流动树脂组合物，使得方法可以如本文描述的实施。可流动树脂组合物可以是热塑性的，热固性的或其组合。固化可流动树脂组合物可以包括冷却可流动树脂组合物而使其固化(例如，在热塑性可流动树脂组合物的情况下)，加热可流动树脂组合物而使其固化(例如，在热固性可流动树脂组合物的情况下)，或其组合。

本部分中列出的聚合物中的任何一种或多种可以构成可流动树脂组合物的任何合适的比例，如约0wt％至约100wt％，约0.01wt％至约100wt％，或0wt％，或约0.01wt％或更少，或约0.1wt％、1、2、3、4、5、6、8、10、12、14、16、18、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、82、84、86、88、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、99.9、或约99.99wt％或更多，或约100wt％。

可流动树脂组合物可以包括以下至少一种：丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)聚合物、丙烯酸聚合物、赛璐珞聚合物、乙酸纤维素聚合物、环烯烃共聚物(COC)、乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)聚合物、乙烯乙烯醇(EVOH)聚合物、含氟塑料、离聚物、丙烯酸/PVC合金、液晶聚合物(LCP)、聚缩醛聚合物(POM或缩醛)、聚丙烯酸酯聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯聚合物)、聚丙烯腈聚合物(PAN或丙烯腈)、聚酰胺聚合物(PA，如尼龙)、聚酰胺-酰亚胺聚合物(PAI)、聚芳醚酮聚合物(PAEK)、聚丁二烯聚合物(PBD)、聚丁烯聚合物(PB)、聚对苯二甲酸丁二醇酯聚合物(PBT)、聚己内酯聚合物(PCL)、聚氯三氟乙烯聚合物(PCTFE)、聚四氟乙烯聚合物(PTFE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯聚合物(PET)、聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯聚合物(PCT)、聚碳酸酯聚合物(PC)、聚羟基链烷酸酯聚合物(PHA)、聚酮聚合物(PK)、聚酯聚合物、聚乙烯聚合物(PE)、聚醚醚酮聚合物(PEEK)、聚醚酮酮聚合物(PEKK)、聚醚酮聚合物(PEK)、聚醚酰亚胺聚合物(PEI)、聚醚砜聚合物(PES)、氯化聚乙烯聚合物(PEC)、聚酰亚胺聚合物(PI)、聚乳酸聚合物(PLA)、聚甲基戊烯聚合物(PMP)、聚苯醚聚合物(PPO)、聚苯硫醚聚合物(PPS)、聚邻苯二甲酰胺聚合物(PPA)、聚丙烯聚合物、聚苯乙烯聚合物(PS)、聚砜聚合物(PSU)、聚对苯二甲酸丙二醇酯聚合物(PTT)、聚氨酯聚合物(PU)、聚乙酸乙烯酯聚合物(PVA)、聚氯乙烯聚合物(PVC)、聚偏二氯乙烯聚合物(PVDC)、聚酰胺酰亚胺聚合物(PAI)、多芳基化物聚合物、聚甲醛聚合物(POM)和苯乙烯-丙烯腈聚合物(SAN)。可流动树脂组合物可以包括聚碳酸酯(PC)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚(氧化对亚苯基)(PPO)、聚酰胺(PA)、聚苯硫醚(PPS)、聚乙烯(PE)(例如超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、超低分子量聚乙烯(ULMWPE)、高分子量聚乙烯(HMWPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、高密度交联聚乙烯(HDXLPE)、交联聚乙烯(PEX或XLPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、线形低密度聚乙烯(LLDPE)和极低密度聚乙烯(VLDPE))、聚丙烯(PP)、或它们的组合。

可流动树脂组合物可以包括在标准温度和压力下是无定形的聚合物，在标准温度和压力下是晶体的聚合物，或其组合。如本文所用，用于塑料或聚合物的术语“无定形”是指具有小于约10vol％的结晶区的塑料或聚合物，例如，约9vol％、8、7、6、5、4、3、2、1或约0vol％(例如，无定形聚合物不需要为100vol％无定形)。如本文所用，用于塑料或聚合物的术语“结晶”是指具有大于约10vol％的结晶区，如约10vol％至约80vol％，或约10vol％、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、或100vol％结晶区的塑料或聚合物(例如，结晶聚合物不需要是100vol％结晶，并可以是半结晶的聚合物)。

可流动树脂组合物可以包括一种或多种在标准温度和压力下是无定形的(例如，当是纯的时，各自小于约10vol％的晶体)聚合物，并且选自聚碳酸酯聚合物(PC)，聚醚酰亚胺(PEI)，聚苯醚聚合物(PPO)，聚酰胺(PA)，聚甲基丙烯酸甲酯聚合物(PMMA)，聚氯乙烯聚合物(PVC)，丙烯腈丁二烯苯乙烯聚合物(ABS)，聚苯乙烯聚合物(PS)聚醚砜聚合物(PES)，聚酰胺酰亚胺聚合物(PAI)，多芳基化物聚合物和聚砜(PSU)。在标准温度和压力下是无定形的一种或多种聚合物可以选自聚碳酸酯聚合物(PC)，聚醚酰亚胺聚合物(PEI)和聚苯醚聚合物(PPO)。约0.01wt％至约100wt％的可流动树脂可以是一种或多种无定形聚合物(例如，使得聚合物一起在标准温度和压力下具有小于约10vol％的结晶度)，约40wt％至约100wt％、约50wt％至约100wt％、或约0.01wt％或更少、或约0.1wt％、1、2、3、4、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、96、97、98、99、99.9、或约99.99wt％或更多。

可流动树脂组合物可以包括一种或多种在标准温度和压力下是晶体的聚合物(例如，当是纯的时，各自大于约10vol％的晶体，或当是纯的时，约10vol％至约80vol％的晶体)，并选自聚对苯二甲酸丁二醇酯聚合物(PBT)，聚苯硫醚聚合物(PPS)，聚酰胺聚合物(PA或尼龙，如尼龙6,6或尼龙11)，聚四氟乙烯聚合物(PTFE)，线形聚乙烯聚合物(PE)，聚丙烯聚合物(PP)，聚醚酮聚合物(PEK)，聚醚醚酮聚合物(PEEK)，聚醚酮酮聚合物(PEKK)，聚邻苯二甲酰胺聚合物(PPA)和聚甲醛聚合物(POM)。可流动树脂组合物可以包括一种或多种选自聚对苯二甲酸丁二醇酯聚合物(PBT)，聚苯硫醚聚合物(PPS)，聚酰胺聚合物(PA或尼龙)和聚醚醚酮聚合物(PEEK)的结晶聚合物。约0.01wt％至约100wt％的可流动树脂可以是一种或多种结晶聚合物(例如，使得聚合物一起在标准温度和压力下具有大于约10vol％的结晶度，如约10vol％至约80vol％)，约40wt％至约100wt％、约50wt％至约100wt％或约0.01wt％或更少、或0.1wt％、1、2、3、4、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、96、97、98、99、99.9、或约99.99wt％或更多。

可流动树脂组合物可以包括一种或多种聚烯烃，如聚乙烯，聚丙烯酸酯，聚丙烯酰胺，聚氯乙烯，聚苯乙烯，或另一种聚烯烃。聚烯烃可以是任何合适的聚烯烃。一种或多种聚烯烃可以构成可流动树脂组合物的任何合适的比例，如可流动树脂组合物的约0.001wt％至约50wt％、或约0.01wt％至约30wt％、或约0.001wt％或更少、或约0.01wt％、0.1、1、2、3、4、5、10、15、20、25、30、35、40、45wt％、或约50wt％或更多。

可流动树脂组合物可以包括一种或多种聚酯，如芳族聚酯，包括聚(亚烷基芳酯)的聚(亚烷基酯)(例如，聚(对苯二甲酸亚烷基酯))，和聚(亚环烷基二酯)(例如，聚(对苯二甲酸环己烷二甲醇酯)(PCT)，或聚(1,4-环己烷-二甲醇-1,4-环己烷二甲酸酯)(PCCD))，以及基于间苯二酚的芳基聚酯。聚酯可以是聚(间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯二酚)酯，聚(间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-双酚A)酯，聚[(间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯二酚)酯-共-(间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-双酚A)]酯，或包括这些中的至少之一的组合。聚(对苯二甲酸亚烷基酯)的实例包括聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)，聚(对苯二甲酸-1,4-丁二醇酯)(PBT)和聚(对苯二甲酸丙二醇酯)(PPT)。还有用的是聚(萘二甲酸亚烷基酯)，如聚(萘二甲酸乙二醇酯)(PEN)和聚(萘二甲酸丁二醇酯)(PBN)。包括对苯二甲酸亚烷基酯重复酯单元与其他酯基团的共聚物也可以是有用的。有用的酯单元可以包括不同的对苯二甲酸亚烷基酯单元，其可以作为单独的单元，或作为聚(对苯二甲酸亚烷基酯)的嵌段存在于聚合物链中。这种共聚物的具体实例包括聚(对苯二甲酸环己烷二甲醇酯)-共-聚(对苯二甲酸乙二醇酯)，在聚合物包含大于或等于50mol％的聚(对苯二甲酸乙二醇酯)的情况下缩写为PETG，且在聚合物包含大于50mol％的聚(对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯)的情况下缩写为PCTG。一种或多种聚酯可以构成可流动树脂组合物的任何合适的比例，如可流动树脂组合物的约0.001wt％至约50wt％、或约0.01wt％至约30wt％、或约0.001wt％或更低、或约0.01wt％、0.1、1、2、3、4、5、10、15、20、25、30、35、40、45wt％、或约50wt％或更多。

可流动树脂组合物可以包含填料，如一种填料或多种填料。填料可以是任何适合类型的填料。填料可以均匀分布于可流动树脂组合物中。一种或多种填料可以构成可流动树脂组合物的约0.001wt％至约50wt％、或约0.01wt％至约30wt％、或约0.001wt％或更少、或约0.01wt％、0.1、1、2、3、4、5、10、15、20、25、30、35、40、45wt％、或约50wt％或更多。填料可以是纤维状或颗粒状的。填料可以是硅酸铝(莫来石)，合成硅酸钙，硅酸锆，熔融石英，结晶氧化硅石墨，天然硅砂等；硼粉如氮化硼粉末，硼硅酸盐粉末等；氧化物如TiO₂，氧化铝，氧化镁等；硫酸钙(作为其酸酐，脱水或三水合物)；碳酸钙如白垩，石灰石，大理石，合成沉淀碳酸钙等；滑石，包括纤维状，模块化，针状，片状滑石等；硅灰石；表面处理的硅灰石；玻璃球如中空和实心玻璃球，硅酸盐球，空心微珠(cenosphere)，硅铝酸盐(armosphere)等；高岭土，包括硬质高岭土，软质高岭土，煅烧高岭土，包含本领域已知的促进与聚合物基体树脂相容性的各种涂层的高岭土等；单晶纤维或“晶须”，如碳化硅，氧化铝，碳化硼，铁，镍，铜等；纤维(包括连续纤维和短切纤维)，如石棉，碳纤维，玻璃纤维；硫化物如硫化钼，硫化锌等；钡化合物如钛酸钡，铁酸钡，硫酸钡，重晶石等；金属和金属氧化物如颗粒或纤维状铝，青铜，锌，铜和镍等；片状填料如玻璃片，片状碳化硅，二硼化铝，铝片，钢片等；纤维状填料，例如短无机纤维，如衍生自包含硅酸铝、氧化铝、氧化镁和硫酸钙半水合物等中的至少之一的共混物的那些；天然填料和增强剂，如通过粉碎木材获得的木粉，纤维产品，如洋麻，纤维素，棉花，剑麻，黄麻，亚麻，淀粉，玉米粉，木质素，苎麻，藤，龙舌兰，竹，大麻，磨碎的坚果壳，玉米，椰子(椰壳)，稻壳等；有机填料如聚四氟乙烯，由能够形成纤维的有机聚合物如聚(醚酮)，聚酰亚胺，聚苯并噁唑，聚(苯硫醚)，聚酯，聚乙烯，芳族聚酰胺，芳族聚酰亚胺，聚醚酰亚胺，聚四氟乙烯，丙烯酸树脂，聚(乙烯醇)等形成的增强有机纤维填料；以及其他填料如云母，粘土，长石，烟道灰，铝硅酸镁(fillite)，石英，石英岩，珍珠岩，硅土(Tripoli)，硅藻土(diatomaceous earth)，碳黑等，或包括前述填料中的至少一种的组合。填料可以是滑石，玻璃纤维，洋麻纤维，或其组合。填料可以涂覆有金属材料的层以促进导电性，或使用硅烷，硅氧烷或硅烷和硅氧烷的组合表明处理以改善与可流动树脂组合物的粘合性和分散性。填料可以选自玻璃纤维，碳纤维，矿物填料，或其组合。填料可以选自云母，滑石，粘土，硅灰石，硫化锌，氧化锌，碳纤维，玻璃纤维陶瓷涂层的石墨，二氧化钛，或其组合。填料可以是玻璃纤维。

方法可以包括激光处理金属模板的表面而在金属表面上产生包括多个孔隙和凹槽中的至少一种的特征。激光可以是多轴激光，其中激光可以在激光处理期间在多于一个轴上移动。激光处理可以包括用一个激光或用一个以上的激光(例如，1，2，3或更多个激光)处理，其中多于一个激光可以至少部分同时使用或一次使用一个。用于进行激光处理的激光可以与用于进行金属模板表面与可流动树脂之间的接触或可流动树脂固化的机器(例如，其一部分)集成。用于进行激光处理的激光可以与用于在金属模板上实施机械加工步骤的机器集成。

激光处理可以用任何合适的激光进行，如脉冲激光，连续激光，气体激光，化学激光，染料激光，金属蒸气激光，固态激光，半导体激光，自由电子激光，气动激光，拉曼激光，核泵浦激光(nuclear pumped laser)，或它们的组合。一个或多个激光可以包括任何合适的激光，如气体激光，化学激光，染料激光，金属蒸气激光，固态激光，半导体激光，自由电子激光，气动激光，拉曼激光，核泵浦激光，或它们的组合。气体激光可以是氦-氖激光，氩激光，氪激光，氙离子激光，氮激光，二氧化碳激光，一氧化碳激光和准分子激光(excimerlaser)中的至少一种。化学激光可以是氟化氢激光，氟化氘激光，化学氧-碘激光(COIL)和全气相碘激光(AGIL)中的至少一种。金属蒸气激光可以是使用金属蒸气的激光，如氦-镉金属蒸气，氦-汞，氦-硒，氦-银，锶蒸气，氖-铜，铜和金金属蒸气中的至少一种。固态激光可以是红宝石激光，钕掺杂的钇铝石榴石(Nd：Y₃Al₅O₁₂，或Nd:YAG)激光，钕和铬掺杂的钇铝石榴石(NdCr:Y₃Al₅O₁₂)激光，铒掺杂的钇铝石榴石(Er:Y₃Al₅O₁₂)激光，钕掺杂的氟化钇锂(Nd:LiYF₄)激光，钕掺杂的原钒酸钇(Nd:YVO₄)激光，钕掺杂的硼酸氧钇钙(yttrium calciumoxoborate)(Nd:YCa₄O(BO₃)₃)激光，钕玻璃(Nd:玻璃)激光，钛蓝宝石(Ti:蓝宝石)激光，铥钇铝石榴石(Tm:Y₃Al₅O₁₂)激光，镱钇铝石榴石(Yb:Y₃Al₅O₁₂)激光，镱掺杂的玻璃激光，钬掺杂的钇铝石榴石(Ho:Y₃Al₅O₁₂)激光，铬掺杂的硒化锌(Cr:ZnSe)激光，铈掺杂的氟化锂锶(或钙)铝(Ce:LiSAF，Ce:LiCaF)激光，铬掺杂的金绿玉(紫翠玉)激光和铒掺杂的或铒-镱共掺杂的玻璃激光中的与至少一种。半导体激光可以是半导体激光二极管，GaN激光，InGaN激光，AlGaInP或AlGaAs激光，InGaAsP激光，铅盐激光，量子级联激光和混合硅激光中的至少一个。激光可以是Nd:YAG激光(例如，具有约1064nm波长)，UV激光(例如，具有约263nm波长的Nd:YAG或Nd:YVO₄激光)或其组合。

激光处理可以包括用脉冲激光的激光进行处理。脉冲持续时间可以是约1fs(飞秒)至约1s，1fs至约100ns(纳秒)，或约1fs或更小，或小于，等于或大于约2fs、4、6、8、10、15、20、30、40、50、75、100、150、200、250、500、750fs、1ps(皮秒)、2、4、6、8、10、15、20、30、40、50、75、100、150、200、250、500、750ps、1ns、2、4、6、8、10、15、20、30、40、50、75、100、150、200、250、500、750ns、1μs(微秒)、2、4、6、8、10、15、20、30、40、50、75、100、150、200、250、500、750ns、1ms(毫秒)、2、4、6、8、10、15、20、30、40、50、75、100、150、200、250、500、750ms、或约1s秒或更长。

激光可以具有与金属表面不为0度的的入射角(即，在垂直于激光处理位置处的金属表面的线与激光束之间形成的角度)。激光可以具有0度的与金属表面入射角。激光可以具有大于0度至小于90度、大于0度至约60度、或约0度、或者小于、等于、或大于0.1、0.2、0.5、1、2、3、4、5、6、8、10、12、14、16、18、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、89.1、89.5、或约89.9或更大的与金属表面的入射角。例如，5至80度，或5至45度，或5至35度，或1至10度。除了以与金属表面不为0度的入射角激光处理金属模板表面之外，方法可以进一步包括使用相同或不同的激光以与金属表面为约0度的入射角激光处理金属模板的表面。

孔隙可以具有任何合适的直径，其中对于非圆形孔隙，直径可以认为是大致平行于金属表面的孔隙的开口的最大尺寸。凹槽可以具有任何合适的宽度。例如，孔隙可以具有以下直径，并且凹槽可以具有以下宽度：约1nm至约1mm，约1nm至约1,000nm，约1微米至约1,000微米或小于、等于、或大于约1nm、2、3、4、5、10、15、20、25、50、75、100、150、200、250、500、750nm、1微米、2、3、4、5、15、20、25、50、75、100、150、200、250、500、750微米、或约1mm或更大。孔隙或凹槽可以具有任何合适的深度，如约1nm至约1mm、约1nm至约1000nm、约1微米至约1000微米、或小于、等于、或大于约1nm、2、3、4、5、10、15、20、25、50、75、100、150、200、250、500、750nm、1微米、2、3、4、5、15、20、25、50、75、100、150、200、250、500、750微米，或约1毫米。孔隙或凹槽的密度可以是任何合适的密度，如，每平方mm约1个孔隙或凹槽至约1,000,000,000,000个孔隙或凹槽，或每平方mm约10个孔隙或凹槽至约1,000,000,000个孔隙或凹槽，或每平方mm约100个孔隙或凹槽至约1,000,000个孔隙或凹槽，或每平方mm约1个孔隙或凹槽、或小于、等于、或大于约2、3、4、5、10、20、50、100、150、200、250、500、750、1,000、2,000、5,000、10,000、20,000、50,000、100,000、500,000、1,000,000、2,000,000、5,000,000、10,000,000、100,000,000、1,000,000,000、或约500,000,000,000个或更多个孔隙或凹槽。凹槽可以具有任何合适的长度，如约1nm至约1μm，或约1nm至约100mm、或小于、等于、或大于约1nm、2、3、4、5、10、15、20、30、40、50、75、100、150、200、250、500、750、1微米、2、3、4、5、10、15、20、30、40、50、75、100、150、200、250、500、750微米、1mm、2、3、4、5、10、15、20、30、40、50、75、100、150、200、250、500、750mm、或约1米。

孔隙或凹槽的侧面的至少一部分可以具有相对于垂直于孔隙或凹槽位置处的金属表面的线不为0度的角度，如大于0度且小于约180度、或小于、等于、或大于约0.1、0.2、0.5、1、2、3、4、5、6、8、10、12、14、16、18、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150、155、160、165、170、172、174、176、178、或约179度或更大。图3A示出了孔隙的图形的实例。图3B示出了孔隙或凹槽的侧面轮廓的实例。图3C示出了其中具有可流动树脂组合物的孔隙或凹槽的侧面轮廓的实例，其中可流动树脂组合物基本填满孔隙或凹槽。图4A至C示出了使用具有相对于金属表面的不同入射角的激光处理金属表面，以及由其形成的孔隙或凹槽。

激光处理金属模板表面而在表面上产生多个孔隙可以包括采用激光选择性地处理金属表面的预定区域。金属模板的表面的预定区域包括一定图形。图形可以包括任何合适的图形，如点，线，交叉线，网格，或它们的组合。点或线之间的距离可以变化，使得可以形成期望的塑料-金属接合。图5A示出了具有线条图形的凹槽的激光处理。图5B示出了具有交叉线图形的凹槽的激光处理。图5C示出了包括点图形的孔隙的激光处理。

本发明提供了形成金属模板和固体塑料之间的接合的方法。方法可以包括机械加工金属模板。方法可以包括激光处理金属模板的表面而在金属表面上产生多个孔隙、凹槽或其组合，其中机械加工和激光蚀刻至少部分同时进行。方法可以包括使包括特征的金属表面与可流动树脂组合物接触。方法可以包括固化可流动树脂组合物而形成固体塑料，以提供金属模板和固体塑料之间的接合。方法可以包括在接触之前或期间加热金属表面。在接触之前的一些或全部加热可以通过金属模板的激光处理提供。

金属模板的机械加工和金属模板表面的激光处理至少部分同时或完全同时进行。如果金属模板的机械加工和金属模板表面的激光处理同时进行，则可以在金属模板的不同部分上进行(例如，可以机械加工金属模板的一部分，而可以激光处理金属模板的另一可选的已经机械加工的部分)。激光处理可以在包括切削液的金属的区域或基本上不含切削液的金属的区域上进行。激光器可以包括包含与机械加工产生的切割粉尘基本上隔离的透镜和反射镜的光学系统。

激光可以具有与金属表面的任何合适的入射角。激光可以具有与金属表面0度的入射角。激光可以具有与表面不为0度的入射角。

图6示出了插入注射模制的方法，包括对金属插入件至少部分同时进行机械加工和激光处理。

各个实施方式提供了金属模板和固体塑料之间的接合。金属模板与固体塑料之间的接合可以是由本文描述的用于在金属模板与固体塑料之间形成接合的方法的任何实施方式形成的任何合适的接合。

实施例

参考以下通过举例说明的方式提供的实施例可以更好地理解本发明的各个实施方式。本发明不限于本文中提供的实施例

实施例1.样品的形成。

使用铝A5052制备的两个样品用于测试(尺寸45mm×18mm×1.5mm)。使用KEYENCEMD-X1500激光器(波长1064nm，YVO₄激光，25W)制备具有条纹图形(例如，凹槽)的平板1和具有点图形(例如，孔隙)的平板2。使用连续波激光用于制作条纹图形。使用脉冲激光用于制作点图形。图7A示出了平板1的扫描电子显微镜(SEM)图像，而图2B示出了平板2的SEM图像。

将蚀刻的金属板1和2以及LEXANTM8010S(尺寸50mm×10mm×1.5mm)板重叠。将重叠的金属和塑料放入热压机中。如图8和9所示，将重叠的金属和塑料部件在120℃，140℃，160℃，170℃下以2.5吨压力压制，而形成样品1(来自平板1)和样品2(来自平板2)。

实施例2.粘结强度。

如图9中所示，使样品经受拉伸剪切粘结强度测试，通过Shimadzu AG-IS，基于ISO19095，采用10kN测力传感器，10mm/min的拉伸速度，23℃的温度，50％的相对湿度测量。结果如表1所示。

表1.样品1和2的拉伸粘结强度。

样品	金属	蚀刻图形	激光入射角度	热压制温度	粘结强度
						1	铝(A5052)	条纹	0°	120℃	0MPa
1	铝(A5052)	条纹	0°	140℃	0MPa
						1	铝(A5052)	条纹	0°	160℃	14MPa
1	铝(A5052)	条纹	0°	170℃	15MPa
						2	铝(A5052)	点	0°	120℃	0MPa
2	铝(A5052)	点	0°	140℃	0MPa
						2	铝(A5052)	点	0°	160℃	13MPa
2	铝(A5052)	点	0°	170℃	13MPa

采用的术语和表达要用作描述而不是限制的术语，并且在使用这样的术语和表达时不旨在排除所示出和描述的特征或其部分的任何等同物，而是应该认识到，在本发明的实施方式的范围内可以进行各种修改。因此，应该理解的是，虽然本发明已经通过具体实施方式和可选的特征进行专门公开，但本领域普通技术人员可以付诸于本文公开的概念的修改和变化，并且这种修改和变化应该认为是在本发明的实施方式的范围内。

以下提供了示例性实施方式，其编号不应解释为指定重要性等级：

实施方式1提供了形成金属模板和固体塑料之间的接合的方法，方法包括：

激光处理金属模板的表面而在金属表面上产生特征，其中特征包括多个孔隙和凹槽中的至少一种(例如包括多个孔隙、凹槽、或其组合)，并且其中激光具有不为0度的与金属表面的入射角；

使包含该特征的金属表面与可流动树脂组合物接触；和

固化可流动树脂组合物而形成固体塑料，以提供金属模板和固体塑料之间的接合。

实施方式2提供了实施方式1的方法，进一步包括机械加工金属模板。

实施方式3提供了实施方式2的方法，其中金属模板的机械加工和金属模板的表面的激光处理至少部分同时进行；优选地其中金属模板的机械加工和金属模板表面的激光处理同时进行。

实施方式4提供了实施方式1-3中任一项的方法，进一步包括将金属模板加热至等于或高于可流动树脂组合物的玻璃化转变温度的温度。

实施方式5提供了实施方式1-4中任一项的方法，其中使金属模板和可流动树脂接触包括在固化之前用可流动树脂组合物渗透特征。

实施方式6提供了实施方式1-5中任一项的方法，其中特征直接处于金属模板的表面上，其中接触包括金属模板和可流动树脂组合物之间的直接接触。

实施方式7提供了实施方式1-6中任一项的方法，其中特征位于金属模板上的多孔粘附膜或涂层中，其中使金属模板和可流动树脂组合物接触包括使可流动树脂组合物与金属模板上的多孔粘附膜或涂层接触。

实施方式8提供了实施方式1-7中任一项的方法，其中包含特征的金属表面与可流动树脂组合物的接触包括注射模制、层压、挤出涂层、挤出层压、热层压、热层压、热压制、热成型、导热连接、或它们的组合。

实施方式9提供了实施方式1-8中任一项的方法，其中包含特征的金属表面与可流动树脂组合物的接触包括层压。

实施方式10提供了实施方式1-9中任一项的方法，其中包含特征的金属表面与可流动树脂组合物的接触包括注射模制。

实施方式11提供了根据实施方式1-10中任一项的方法，其中包含特征的金属表面与可流动树脂组合物的接触包括插入注射模制。

实施方式12提供了实施方式1-11中任一项的方法，其中金属模板包括铝、钢、不锈钢、铜、镁、钛、它们的合金、或它们的组合。

实施方式13提供了实施方式1-12中任一项的方法，其中可流动树脂组合物包含丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)聚合物、丙烯酸聚合物、赛璐珞聚合物、乙酸纤维素聚合物、环烯烃共聚物(COC)、乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)聚合物、乙烯-乙烯醇(EVOH)聚合物、含氟塑料、离聚物、丙烯酸/PVC合金、液晶聚合物(LCP)、聚缩醛聚合物(POM或缩醛)、聚丙烯酸酯聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯聚合物(PMMA)、聚丙烯腈聚合物(PAN或丙烯腈)、聚酰胺聚合物(PA)、聚酰胺酰亚胺聚合物(PAI)、聚芳醚酮聚合物(PAEK)、聚丁二烯聚合物(PBD)、聚丁烯聚合物(PB)、聚对苯二甲酸丁二醇酯聚合物(PBT)、聚己内酯聚合物(PCL)、聚氯三氟乙烯聚合物(PCTFE)、聚四氟乙烯聚合物(PTFE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯聚合物(PET)、聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯聚合物(PCT)、聚碳酸酯聚合物(PC)、聚羟基链烷酸酯聚合物(PHA)、聚酮聚合物(PK)、聚酯聚合物、聚乙烯聚合物(PE)、聚醚醚酮聚合物(PEEK)、聚醚酮酮聚合物(PEKK)、聚醚酮聚合物(PEK)、聚醚酰亚胺聚合物(PEI)、聚醚砜聚合物(PES)、氯化聚乙烯聚合物(PEC)、聚酰亚胺聚合物(PI)、聚乳酸聚合物(PLA)、聚甲基戊烯聚合物(PMP)、聚苯醚聚合物(PPO)、聚苯硫醚聚合物(PPS)、聚邻苯二甲酰胺聚合物(PPA)、聚丙烯聚合物、聚苯乙烯聚合物(PS)、聚砜聚合物(PSU)、聚对苯二甲酸丙二酯聚合物(PTT)、聚氨酯聚合物(PU)、聚乙酸乙烯酯聚合物(PVA)、聚氯乙烯聚合物(PVC)、聚偏二氯乙烯聚合物(PVDC)、聚酰胺酰亚胺聚合物(PAI)、多芳基化物聚合物、聚甲醛聚合物(POM)和苯乙烯-丙烯腈聚合物(SAN)、或它们的组合。

实施方式14提供了实施方式1-13中任一项的方法，其中可流动树脂组合物包含在标准温度和压力下为无定形的聚合物，在标准温度和压力下为晶体的聚合物，或其组合。

实施方式15提供了实施方式1-14中任一项的方法，其中可流动树脂组合物包括聚碳酸酯(PC)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚(氧化亚苯基)(PPO)、聚酰胺(PA)、聚苯硫醚(PPS)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、或它们的组合。

实施方式16提供了实施方式1-15中任一项的方法，其中可流动树脂组合物包含填料。

实施方式17提供了实施方式1-16中任一项的方法，其中激光处理包括使用包括脉冲激光、连续激光、气体激光、化学激光、染料激光、金属气体激光、固体激光、半导体激光、自由电子激光、气动激光、拉曼激光、核泵浦激光、或它们的组合的激光处理。

实施方式18提供了实施方式1-17中任一项的方法，其中激光处理包括使用包括脉冲激光的激光处理。

实施方式19提供了实施方式1-18中任一项的方法，其中激光处理包括使用包括多轴激光的激光处理。

实施方式20提供了根据实施方式1-19中任一项的方法，其中用于进行激光处理的激光与用于进行接触或固化的机器集成。

实施方式21提供了实施方式1-20中任一项的方法，其中激光处理包括至少部分同时使用多于一个激光处理。

实施方式22提供了实施方式1-21中任一项的方法，其中激光具有大于0度到小于90度的与金属表面的入射角。

实施方式23提供了实施方式1-22中任一项的方法，其中激光具有大于0度至约60度的与金属表面的入射角。

实施方式24提供了实施方式1-23中任一项的方法，其中除了以与金属表面部位0度的入射角度对金属模板表面激光处理之外，方法进一步包括使用相同或不同的激光以约0度的与金属表面的入射角对金属表面激光处理。

实施方式25提供了实施方式1-24中任一项的方法，其中孔隙具有约1nm至约1mm的直径，或凹槽具有约1nm至约1mm的宽度。

实施方式26提供了根据实施方式1-25中任一项的方法，其中特征的侧面的至少一部分具有相对于垂直于金属模板表面的线不为0度的角度。

实施方式27提供了实施方式1-26中任一项的方法，其中激光处理金属模板的表面而在表面中产生特征包括用激光选择性地处理金属模板表面的预定区域。

实施方式28提供了实施方式27的方法，其中金属模板的表面的预定区域包括一定图形。

实施方式29提供了实施方式28的方法，其中图形包括点，线，交叉线，网格，或它们的组合。

实施方式30提供了实施方式1-29中任一项的方法，其中塑料-金属接合具有约1MPa至约100MPa的粘结强度。

实施方式31提供了通过实施方式1-30中任一项的方法形成的金属模板与固体塑料之间的接合。

实施方式32提供了形成金属模板和固体塑料之间的接合的方法，方法包括：

机械加工金属模板；

激光处理金属模板的表面而在金属的表面上产生特征，其中特征包括其中特征包括多个孔隙和凹槽中的至少一种(例如，包括多个孔隙、凹槽或其组合)，其中机械加工和激光蚀刻至少部分同时进行；

使包含该特征的金属表面与可流动树脂组合物接触；和

实施方式33提供了实施方式32的方法，其中激光具有不为约0度的与金属表面的入射角。

实施方式34提供了实施方式32-33中任一项的方法，其中激光具有约0度的与金属表面的入射角。

实施方式35提供了实施方式32-34中任一项的方法，其中机械加工使用多轴机械加工中心进行。

实施方式36提供了实施方式32-35中任一项的方法，其中激光处理在基本上无切削液的金属表面上的区域内进行。

实施方式37提供了实施方式32-36中任一项的方法，其中激光具有包括基本上与机械加工产生的切割灰尘隔离的透镜和反射镜的光学系统。

实施方式38提供了实施方式32-37中任一项的方法，其中激光与用于进行机械加工的机器集成。

实施方式39提供了由实施方式32-38中任一项的方法形成的金属模板和固体塑料之间的接合。

实施方式40提供了实施方式1-39中任一项或任何组合的方法或接合，可选地配置为使得列举的所有元件或选项可以使用或从中选择。

在整个文件中，以范围格式表示的值应该以灵活的方式进行解释，而不仅包括作为范围的界限明确列举的数值，而且包括包含于范围内的所有各个数值或子范围，如同每个数值和子范围都明确列举一样。例如，“约0.1％至约5％”或“约0.1％至5％”的范围应解释为不仅包括约0.1％至约5％，而且进一步包括在所示范围内的单个值(例如，1％，2％，3％和4％)和子范围(例如，0.1％至0.5％，1.1％至2.2％，3.3％至4.4％)。除非另有说明，“约X至Y”的说法与“约X至约Y”的含义相同。同样，除非另有说明，“约X，Y，或约Z”的表述与“约X，约Y，或约Z”具有相同的含义。

在该文件中，除非上下文另有明确规定，否则术语“一个”，“一种”或“该”用于包括一个或多于一个。除非另有说明，术语“或”用于指非排他性的“或”。表述“A和B中的至少一种”具有与“A，B或A和B”相同的含义。另外，应当理解的是，本文中使用的并且未另外定义的措辞或术语用于只是描述的目的而不是限制。任何对章节标题的使用都是为了帮助阅读文档，而不应该解释为限制；与章节标题相关的信息可能发生于具体章节之内或之外。

在本文描述的方法中，除了明确叙述时间或操作序列时之外，可以以任何顺序执行动作而不脱离本发明的原理。此外，指定的动作可以同时进行，除非明确的声明语言记载它们是分开执行的。例如，进行X的声称的动作和进行Y的声称的动作可以在单个操作中同时进行，并且所得到的方法将落入要求保护的方法的字面范围内。

如本文所使用的术语“约”可以允许数值或范围内的可变的程度，例如，在陈诉的值或陈述的范围的界限的10％，5％或1％内，并包括精确陈述的值或范围。正如本文所用，术语“基本上”是指大部分或，主要地，如在至少约50％，60％，70％，80％，90％，95％，96％，97％，98％，99％，99.5％，99.9％，99.99％或至少约99.999％或更多，或100％内。

如本文所使用的术语“辐射”是指穿过介质或空间行进的高能粒子。辐射的实例有可见光，红外光，微波，无线电波，甚低频波，极低频波，热辐射(热)和黑体辐射。本文中使用的术语“UV光”是指紫外光，其是波长约10nm至约400nm的电磁辐射。

如本文所用的术语“固化”是指暴露于任何形式的辐射，加热或使得经历导致硬化或粘度增加的物理或化学反应。

如本文所用的术语“孔隙”是指在固体物体中的任何尺寸或形状的凹陷，狭缝或孔洞。孔隙可以贯穿物体或部分穿过物体。孔隙可以与其他孔隙相交。孔隙可以由脉冲激光源产生。

如本文所用的术语“凹槽”是指在固体物体中具有比宽度更大的长度的凹陷、狭缝或孔隙。凹槽可以与其他凹槽相交。凹槽可以由连续激光源产生。

如本文所用的术语“室温”是指约15至28℃的温度。

如本文所用的术语“涂层”是指涂覆的表面上的连续或不连续的材料层，其中材料层可以渗透表面并且可以填充区域如特征(例如，孔隙和凹槽)，其中材料层可以具有任何三维形状，包括平面或曲面。在一个实例中，可以通过浸入涂料的浴中在一个或多个表面(其中任何一个可以是多孔的或无孔的)上形成涂层。

如本文所用的术语“表面”是指物体的边界或侧面，其中边界或侧面可以具有任何周边形状并可以具有任何三维形状，包括平面，弯曲或有角度，其中边界或侧边可以是连续的或不连续的。

如本文所用的术语“聚合物”是指具有至少一个重复单元并且可以包括共聚物的分子。

如本文所用的术语“注射模制”是指通过将包含为热塑性、热固性或其组合的一种或多种聚合物的组合物注入模腔中而生产模制部件或模板的方法，其中组合物冷却并硬化为模腔的构型。注射模制可以包括使用通过如蒸汽，感应或激光处理的源的加热而在注射之前加热模具，并且使用如水的冷却源在注射之后冷却模具，允许更快的模具循环和更高的质量的模制部件或模板。用于注射模制模具的插入件可以在模具内形成任何合适的表面，如与注射模制的材料的至少一部分接触的表面，如模具的一部分外壁，或如在其周围模制注射模制材料的模具的内部部分的至少一部分。用于注射模制模具的插入件可以是设计为在注射模制过程结束时与注射模制材料分离的插入件。用于注射模制模具的插入件可以是设计为注射模制产品的一部分的插入件(例如，包括粘结至注射模制材料的插入件的非均质注射模制产品)，其中注射模制产品包括注射模制材料和插入件之间的接合。

Claims

1.一种形成金属模板与固体塑料之间的接合的方法，所述方法包括：

激光处理所述金属模板的表面以在金属的表面中产生特征，其中所述特征是多个孔隙、凹槽或其组合，并且其中激光与金属的表面具有不为0度的入射角；

使包含所述特征的金属表面与可流动树脂组合物接触；和

固化所述可流动树脂组合物以形成所述固体塑料，以提供所述金属模板与所述固体塑料之间的接合。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括机械加工所述金属模板，其中所述金属模板的所述机械加工和所述金属模板的表面的所述激光处理至少部分同时进行。

3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括将所述金属模板加热至处于或高于所述可流动树脂组合物的玻璃化转变温度的温度。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，使所述金属模板与所述可流动树脂接触包括在所述固化之前使用所述可流动树脂组合物渗透所述特征。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述特征直接处于所述金属模板的表面中，其中所述接触包括所述金属模板和所述可流动树脂组合物之间的直接接触。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述激光处理包括使用多于一个激光处理。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，包含所述特征的金属表面与所述可流动树脂组合物的接触包括注射模制、层压、挤出涂覆、挤出层压、热层压、热层压、热压制、热成形、热传导连接、或它们的组合。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述金属模板包括铝、钢、不锈钢、铜、镁、钛、它们的合金、或它们的组合。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述可流动树脂组合物包括丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)聚合物、丙烯酸类聚合物、赛璐珞聚合物、乙酸纤维素聚合物、环烯烃共聚物(COC)、乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)聚合物、乙烯乙烯醇(EVOH)聚合物、含氟塑料、离聚物、丙烯酸类/PVC合金、液晶聚合物(LCP)、聚缩醛聚合物(POM或缩醛)、聚丙烯酸酯聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯聚合物(PMMA)、聚丙烯腈聚合物(PAN或丙烯腈)、聚酰胺聚合物(PA)、聚酰胺-酰亚胺聚合物(PAI)、聚芳醚酮聚合物(PAEK)、聚丁二烯聚合物(PBD)、聚丁烯聚合物(PB)、聚对苯二甲酸丁二醇酯聚合物(PBT)、聚己内酯聚合物(PCL)、聚氯三氟乙烯聚合物(PCTFE)、聚四氟乙烯聚合物(PTFE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯聚合物(PET)、聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯聚合物(PCT)、聚碳酸酯聚合物(PC)、聚羟基烷酸酯聚合物(PHA)、聚酮聚合物(PK)、聚酯聚合物、聚乙烯聚合物(PE)、聚醚醚酮聚合物(PEEK)、聚醚酮酮聚合物(PEKK)、聚醚酮聚合物(PEK)、聚醚酰亚胺聚合物(PEI)、聚醚砜聚合物(PES)、氯化聚乙烯聚合物(PEC)、聚酰亚胺聚合物(PI)、聚乳酸聚合物(PLA)、聚甲基戊烯聚合物(PMP)、聚苯醚聚合物(PPO)、聚苯硫醚聚合物(PPS)、聚邻苯二甲酰胺聚合物(PPA)、聚丙烯聚合物、聚苯乙烯聚合物(PS)、聚砜聚合物(PSU)、聚对苯二甲酸丙二醇酯聚合物(PTT)、聚氨酯聚合物(PU)、聚乙酸乙烯酯聚合物(PVA)、聚氯乙烯聚合物(PVC)、聚偏二氯乙烯聚合物(PVDC)、聚酰胺酰亚胺聚合物(PAI)、多芳基化物聚合物、聚甲醛聚合物(POM)、苯乙烯-丙烯腈聚合物(SAN)、或它们的组合。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述可流动树脂组合物包含填料。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述激光处理包括使用包括脉冲激光、连续激光、气体激光、化学激光、染料激光、金属蒸气激光、固态激光、半导体激光、自由电子激光、气动激光、拉曼激光、核泵浦激光或它们的组合的激光处理。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，用于进行所述激光处理的激光与用于进行所述接触或所述固化的机器集成。

13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述激光与金属的表面具有大于0度至小于90度的入射角。

14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述激光与金属的表面具有大于0度至60度的入射角。

15.根据权利要求1所述的方法，其中，所述特征的侧面的至少一部分相对于垂直于金属表面的表面的线具有不为0度的角度。

16.根据权利要求1所述的方法，其中，所述激光处理所述金属模板的表面以在所述表面中产生特征包括用所述激光选择性地处理所述金属模板的表面的预定区域。

17.一种形成金属模板和固体塑料之间的接合的方法，所述方法包括：

机械加工所述金属模板；

激光处理所述金属模板的表面而在金属的表面上产生特征，其中所述特征是多个孔隙、凹槽或其组合，并且其中所述机械加工和激光蚀刻至少部分同时进行；

使包含所述特征的金属表面与可流动树脂组合物接触；和

固化所述可流动树脂组合物以形成所述固体塑料，以提供所述金属模板和固体塑料之间的接合。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述激光与金属的表面具有不为0度的入射角。

19.根据权利要求17所述的方法，其中，所述激光与金属的表面具有0度的入射角。

20.根据权利要求17所述的方法，其中，所述激光与用于进行所述机械加工的机器集成。