CN108527764A

CN108527764A - 用于生产复合部件的方法

Info

Publication number: CN108527764A
Application number: CN201810175774.6A
Authority: CN
Inventors: 鲍里斯·科克
Original assignee: Lanxess Deutschland GmbH
Current assignee: Lanxess Deutschland GmbH
Priority date: 2017-03-03
Filing date: 2018-03-02
Publication date: 2018-09-14
Anticipated expiration: 2038-03-02
Also published as: EP3369544B1; EP3369544A1; CN108527764B; US10773432B2; US20180250855A1; KR102413622B1; KR20180101203A; ES2826437T3

Abstract

本发明涉及一种用于从至少一个空心型材基础元件和放置在该至少一个空心型材基础元件的内部中的至少一个支撑元件生产复合部件的方法。

Description

用于生产复合部件的方法

技术领域

背景技术

在许多情况下，复合部件现今已在机动车辆构造中使用。它们大多由金属管状型材或与至少一个单独生产的塑料元件连接的金属封闭空心型材生产。两个单独部件的生产以及最后这些至少两个部件的连接导致生产和组装的成本增加。为了将管状型材或空心型材连接到一个或多个塑料元件上，还需要以螺钉、螺母、铆钉等形式的附加连接装置，其进而通常需要更大的尺寸并导致更高的复合部件重量。

仅由塑料构成的可比较的复合部件-即，空心型材和由塑料构成的元件二者-在其截面的尺寸适当时示出了较低的强度和刚度，但与类似的金属材料的部件相比，也具有在施加突然应力时在能量吸收方面的缺点。

DE 10 2014 019 724 A1描述了一种用于由功能元件和纤维-塑料复合空心型材生产结构元件的方法，其中在限定轮廓的元件的底切区域中对该纤维-塑料复合空心型材进行局部加热通过任选地选择该限定轮廓的元件的插入和半成品结构元件的插入的顺序来进行。

US 2012/0189403 A1涉及一种通过插入模制生产的带螺纹的插入件，该插入件包括柄部，在该柄部的轴向端部提供凸缘，这些凸缘限定了两个彼此相对设置的头部。将用于在插入模制之后轴向地阻挡插入件旋转的装置和用于在插入模制之后轴向地阻挡插入件平移的装置安排在该柄部的外侧上。该柄部具有至少一个具有较大轴向可变形性的可熔区域，该可熔区域被安排在轴向螺纹区段与轴向端面之一之间。该可熔区域被配置成使得施加在螺纹插入件的轴向端面上的轴向压制力将所述区域压成相对较小的轴向纵向尺寸而不引起轴向螺纹区段的变形。

WO 2009/077026 A1描述了一种用于由空心型材和注射模制元件生产复合部件的方法，其中该注射模制元件被模制到型材上，使得型材在纵向方向上被受约束地包围，并且其中至少一个强制锁定(positive-locking)元件被构造在型材上并且在注射模制应用中接合，因为位于型材的端部之间的强制锁定元件在周向方向和纵向方向上被模制在内或外。

在WO 2009/077026 A1中提出的解决方案的缺点是一方面涉及非常复杂和昂贵的方法，以及另一方面由于与工艺有关的考虑因素，注射模制的塑料部件与型材之间的机械连接的设计可能性受到严重限制。

根据WO 2009/077026 A1，在使用注射模制方法来施加注射模制的元件之前，首先在组合工具中使用内部高压成形方法。由于这两种方法的连续组合，首先内部压力以及然后注射模制，在同一工具中，这限制了型材的壁厚的最小尺寸，这防止了现代轻型构造意义上的重量减轻。此外，两个部件之间的连接部位的配置存在限制，这最终导致注射模制的部件与型材的连接的剪切阻力和剪切刚度的急剧下降。由于WO 2009/077026 A1中的连接基于两个部件之间的强制锁定连接，所以所述连接可以仅通过周向模制呈环形式的型材来进行-参见WO 2009/077026 A1中作为外围刀片。然而，这种外围刀片的宽度是有限的，并且可能只有几毫米，因为这否则在内部高压成形过程期间可能导致型材壁的不希望的高变形并且甚至导致型材壁的破裂。根据WO 2009/077026 A1，因此仅通过沿着型材安排多个这种外围刀片就可以实现型材和注射模制的部件的连接刚度或连接强度的增加。在这种情况下，在两个外围刀片之间必须保持几毫米的最小距离。这个距离是通过芯在工具中产生的。然而，如果这些芯的宽度太小，则存在芯失效和型材破裂的风险，因为在管的内部高压成形期间，管壁径向扩张并且在腔体上轴向移动，并且型材因此必须在最大的可能区域上被支撑。根据WO 2009/077026 A1，仅至多50％的平均量可以被模制到100％的型材区域X上。

因此，本发明的目的是提供一种用于生产复合部件的方法，其中公差敏感的薄壁空心型材基础元件以足够的间隙和无阻力引入到注射模制或压制工具中，并且其中然而至少一个腔体的密封被实现用于将塑料熔体施加到该空心型材基础元件上，并且任选地将其分布在该空心型材基础元件周围，其中所施加的塑料部件也连接到该空心型材基础元件的外部而不会使其整个外部形状变形，从而产生轴向强制锁定复合部件，该轴向强制锁定复合部件比现有技术的那些在机械上更加刚性并且更耐受应力。

在本发明含义内的薄壁优选表示根据本发明使用的空心型材的直径与其壁厚的比率在5:1至300:1的范围内。

在本发明含义内的间隙是指垂直于工具的闭合方向观察的注射模制或压制工具腔体的最小尺寸总是大于或在边界情况下等于该空心型材基础元件截面的公差敏感的外部尺寸-同样垂直于工具的闭合方向观察。

此外，根据本发明生产的复合部件不应该表现出上述生产中的缺点或在其耐受性和刚性特性方面以及因此在其能量吸收特性方面的缺点，并且应当允许在系统或模块形成的意义上高的功能集成度，同时允许经济生产。

发明内容

该目的通过以下实现：一种用于通过以下方式生产复合部件的方法：

a)提供具有至少一个待打开的腔体以及在闭合方向上的工具尺寸A和垂直于闭合方向上的工具尺寸B的压制或铸造工具，

b)提供至少一个空心型材基础元件，其直径与壁厚的比率在5:1至300:1的范围内，其外部尺寸C比工具尺寸A大0.1％至5％的范围并且其外部尺寸D比工具尺寸B小0.1％至5％的范围，其中关于C和D的数据与在该空心型材基础元件的纵轴方向上观察的90°有关，

c)提供至少一个支撑元件，其外部尺寸或外部截面形状一致地对应于该空心型材基础元件的内部尺寸或内部截面形状，

d)将该至少一个支撑元件引入并且放置在该至少一个空心型材基础元件内的其中塑料的施加将在该空心型材基础元件外部发生的部位并且将其固定，

e)将含有至少一个支撑元件的该空心型材基础元件插入该注射模制或压制工具的该至少一个腔体中，

f)闭合该注射模制或压制工具的该至少一个腔体并在该至少一个腔体的闭合方向上压制该空心型材基础元件，

g)将塑料以熔体的形式外部施加到该空心型材基础元件上并且使该空心型材基础元件变形，

h)冷却在g)中施加到该空心型材基础元件上的该塑料熔体(凝固)，并且

i)从该注射模制工具中取出该成品复合部件。

出人意料地，根据本发明的方法允许在注射模制或压制工具中由空心型材基础元件与外部施加的塑料部件生产复合部件，而不使用工具技术相关的操作或使用内部压力以便实现在根据本发明使用的公差敏感的空心型材基础元件与注射模制或压制工具之间的密封，而且还同时提供足够的支撑，使得将外部施加的塑料部件以强制锁定的抗剪切和剪切刚度的方式连接到空心型材基础元件上，因为X＝100％、超过50％、优选75％至100％、并且特别优选90％至100％的空心型材基础元件的外表面区段优选通过施加注射模制、周向模制、包覆模制、在上面压制或在周围压制而与塑料粘合。

因此，本发明还涉及一种复合部件，其含有至少一个具有空心型材截面的基础元件-以下称为空心型材基础元件-和至少一个塑料元件，该至少一个塑料元件在离散的连接部位处以强制锁定的方式连接到空心型材基础元件，以及在至少一个外部施加的塑料元件的离散的连接部位处放置在空心型材基础元件内部的至少一个支撑元件，其中空心型材基础元件具有在5:1至300:1的范围内的直径/壁厚比率。

在一个实施例中，本发明涉及一种通过以下方式可获得的复合部件：

g)将塑料以熔体的形式外部施加到该空心型材基础元件上并且通过注射压力或压制力使该空心型材基础元件变形，

i)从该注射模制工具中取出该成品复合部件。

尽管根据本发明的支撑元件必须在之前的步骤中生产，这些不需要任何附加的构造空间-因为它们被放置在该至少一个空心型材基础元件内部。这个或这些支撑元件保留在所述基础元件内部的事实可以初始地导致最终产品-复合部件-的附加重量，但是这在过程结束时导致更轻的重量，更具体地，如果因此可以使用具有较低壁厚的空心型材基础元件，或者，然而，如果一个或多个支撑元件随后可以从空心型材基础元件中取出，更具体地通过熔化出。

根据本发明，由本发明的方法产生的空心型材基础元件的壁的形状或结构以及由此复合部件的两个部件的连接表面的壁可以通过至少一个支撑元件的配置来限定或控制。空心型材基础元件和模制在上面的塑料的强制锁定连接/互连此外通过在X、Y和Z方向上平移并围绕X、Y和Z轴旋转的所有自由度的阻挡来支撑，从而相对于空心型材基础元件至少在轴向方向上并且优选地在轴向和径向方向上提供抗剪切和剪切刚性连接。

在方法步骤i)之后，如果人们在附加的方法步骤j)中从空心型材基础元件的内部移除至少一个支撑元件，则人们在本发明的实施例中获得没有一个或多个支撑元件的复合部件。

应该注意的是，为了清楚的目的，一般或优选范围中提到的所有定义和参数都包括在任何期望的组合中。在本申请的框架内引用的标准适用于在申请日有效的相应版本。

根据方法步骤d)、e)和f)的压制是指其中不产生周向膨胀，而仅产生形状变化的变形。在型材的周长的公差相关的过量尺寸的情况下，也主要产生形状变化，但是在朝向工具的最终移动结束时，周长会略微减小。

剪切阻力是材料常数，其描述了材料对剪切的抵抗力，即通过倾向于纵向移动彼此接触的两个表面的力分离。剪切阻力由剪切模量(也称为刚性模量)确定。在本发明的含义内，抗剪切连接是指在空心型材基础元件的轴向方向上，优选地在轴向和径向方向上与施加到空心型材基础元件的至少一个塑料元件的剪切刚度强制锁定连接。

剪切刚度是材料的剪切模量G和截面积A的乘积。以下适用：

剪切刚度＝G·A·κ(＝G·A_s)

这里，截面相关校正因子κ考虑了截面上剪切应力的非均匀分布。剪切刚度通常也通过剪切面积A_s表示。参见：https://de.wikipedia.org/wiki/Steifigkeit。

在本发明的含义内的强制锁定连接通过至少两个连接配合件的接合发生，该至少两个连接配合件成为彼此不可拆卸的连接并且仅能够通过破坏彼此分离。参见：https://de.wikipedia.org/wiki/Verbindungstechnik。

附图说明

以下参照图1至图10说明本发明：

图1示出了在注射模制或压制过程之前为根据本发明生产的复合部件提供的基本部件，其中1代表空心型材基础元件，在此实施例中为具有椭圆形截面形状的管，以及2根据内管直径适配的支撑元件的实例。4示出了空心型材基础元件1的纵向轴线，5支撑元件2的外部截面形状以及6空心型材基础元件的内部截面形状。外部截面形状5与内部截面形状6一致。

图2示出了在注射模制或压制过程之后根据本发明生产的复合部件，其中1代表空心型材基础元件，在此实施例中为具有圆形截面形状的管，以及3以强制锁定方式连接到空心型材基础元件的塑料元件。4示出了空心型材基础元件的纵向轴线以及6空心型材基础元件的内部截面形状。

图3示出了根据本发明使用的注射或压制工具在闭合状态下在根据本发明使用的支撑元件的轴向端部的区域(具有打开和闭合方向8)中的截面7。9示出了在闭合方向上观察的支撑元件的轴向端部区域中的工具腔体的工具尺寸A。10示出了垂直于闭合方向观察的支撑元件的轴向端部区域中的工具腔体的工具尺寸B。

图4示出了根据本发明使用的注射或压制工具在支撑元件2的轴向端部的区域中的截面7，其中工具打开并且空心型材基础元件1插入并且支撑元件2放置在其中。11示出了在闭合方向上观察的空心型材基础元件1的外部尺寸C。12示出了垂直于闭合方向观察的支撑元件的轴向端部区域中的工具腔体的空心型材基础元件1的外部尺寸D。

图5示出了根据本发明使用的注射或压制工具(在此具有两个工具半部)在闭合状态下在支撑元件2的轴向端部区域中的截面7，并且其中支撑元件2含有空心型材基础元件1。13代表在闭合方向上观察的支撑元件2的轴向端部区域中的压缩的空心型材基础元件1的外部尺寸C。在压制之后，空心型材基础元件外部尺寸C等于工具尺寸A。14代表垂直于闭合方向的支撑元件的轴向端部区域中的压缩的空心型材基础元件1的外部尺寸C。在压制之后，工具尺寸B等于空心型材基础元件外部尺寸D。

图6示出了放置在呈管形式的空心型材基础元件内部的呈椭圆形圆柱形式的根据本发明使用的支撑元件2的变型。在此示出的支撑元件具有从顶部到底部的贯通开口，其中这些支撑元件允许流体在任选地使用的附加的IHPF方法中流动通过支撑元件。

图7示出了放置在空心型材基础元件内部的呈椭圆形圆柱形式的塑料-金属混合支撑元件15的变型。在一个实施例中，在此示出的支撑元件具有带有模制在上面的塑料肋状物17的圆柱形金属管16，并且在可替代的实施例中，多个金属盘18在中心具有圆柱形塑料管19，该圆柱形塑料管将金属盘连接到统一的支撑元件。

图8在左图中示出了根据上述实施例1的本发明的复合部件，其中空心型材基础元件1的壁示出了由支撑元件2皱褶20的结构预先确定的结构化，并且其中塑料元件3已被移除。在完成该方法之后，空心型材基础元件的原始椭圆形状呈圆形形状。右图示出了沿其纵向轴线以剖切形式的根据本发明的复合部件，即使在机械移除塑料元件3之后，内部支撑元件2仍保留在空心型材基础元件1中。

图9示出了呈具有多个孔21的管形式的空心型材基础元件1的图8的替代实施例，并且以剖视图示出了通过塑料施加3固定到空心型材基础元件的外壁上的支撑元件2。在此，塑料穿过孔进入支撑元件2的预定区域并在其中硬化或凝固。图9因此构成了根据上述实施例2的复合部件。

图10示出了根据上述实施例3的根据本发明的复合部件，其中具有内部支撑元件2和施加的塑料元件3的空心型材基础元件1具有多个皱褶20和多个孔21二者。

具体实施方式

在优选的或替代的实施例中，在方法步骤d)期间或之后，在该至少一个支撑元件的区域中，优选在该至少一个支撑元件的确切位置处在该空心型材基础元件的壁中制造至少一个皱褶(crimp)、并且优选多个皱褶。

在优选的或替代的实施例中，在方法步骤b)之前、期间或之后，在该至少一个支撑元件的区域中，优选在该至少一个支撑元件的确切位置处在该空心型材基础元件的壁中制造至少一个孔或一个洞、优选多个孔或洞。

在优选的或替代的实施例中，在方法步骤d)期间或之后，在该至少一个支撑元件的区域中，优选在该至少一个支撑元件的确切位置处在该空心型材基础元件中制造至少一个孔或洞、优选多个孔或洞。

在三个后面的实施例中，不再需要如方法步骤g)中描述通过注射模制来使空心型材基础元件的壁变形，以便在空心型材基础元件的至少轴向方向上，优选在空心型材基础元件的轴向和径向方向上，在空心型材基础元件与塑料施加(优选塑料模制或压制施加)之间产生强制锁定的抗剪切和剪切刚性连接。

根据本发明使用的空心型材基础元件因此可以具有多个皱褶以及多个孔或洞二者。

在进一步优选的或替代的实施例中，在方法步骤d)之后并且在方法步骤e)之前，将至少一个塑料熔体体积沉积在该注射模制工具或压制工具中为此目的提供的至少一个腔体中，并且在方法步骤f)中，通过闭合该注射模制或压制工具，将该塑料熔体体积局部压缩并且从外部压靠在该空心型材基础元件的壁上并且同时压靠在位于该空心型材基础元件中的该至少一个支撑元件上，或者围绕该空心型材基础元件压制。

在进一步优选的或替代的实施例中，在方法步骤h)之后，在金属空心型材基础元件的情况下，在没有支撑元件并且没有塑料涂层的部位使用用于改变该空心型材基础元件的形状的附加的内部高压成形(IHPF)方法。参见：https://de.wikipedia.org/wiki/Innenhochdruckumformen。

在进一步优选的或替代的实施例中，在方法步骤i)之后，在塑料的空心型材基础元件的情况下，在没有支撑元件并且没有塑料涂层的部位使用用于改变该空心型材基础元件的形状的附加的吹塑模制方法。

在进一步优选的或替代的实施例中，在方法步骤i)之后，在没有支撑元件并且没有塑料涂层的部位通过施加附加的弯曲力使该空心型材基础元件在至少一个部位处变形。优选地，如果该最终部件形状偏离直的空心型材基础元件的形状，则施加附加的弯曲力。

在进一步优选的或替代的实施例中，在方法步骤d)之后并且在方法步骤e)之前，通过施加附加的弯曲力使该空心型材基础元件在至少一个位置处变形。该变形可以在工具外部在该空心型材基础元件的任何期望部位进行。优选地，如果该最终部件形状偏离直的空心型材基础元件的形状，则施加附加的弯曲力。该变形可以在其中支撑元件位于该空心型材基础元件内部的部位以及在其中该空心型材基础元件的内部没有支撑元件的部位二者进行。如果在支撑元件部位的区域中进行弯曲，则支撑元件可以支撑空心型材壁并且保持该部位处的截面形状仅稍微变形。

在进一步优选的或替代的实施例中，该空心型材基础元件和该模制在上面的塑料的连接此外通过借助于表面处理该空心型材基础元件的外壁在X、Y和Z方向上平移并且围绕X、Y和Z轴旋转的所有自由度的阻挡来支撑。该表面处理优选在方法步骤b)、c)、d)或e)中的至少一个之前进行。

该表面处理的优选形式是施加至少一种结合剂、等离子体表面活化、激光结构化、化学预处理或添加剂施加方法。

优选的化学预处理手段是使用酸或碱。优选的添加剂施加方法是热金属注射模制施加方法。参见：https://de.wikipedia.org/wiki/Thermisches_Spritzen。

方法步骤a)

方法步骤a)涉及制备具有至少一个待打开的腔体以及在闭合方向上的工具尺寸A和垂直于工具的闭合方向的工具尺寸B的压制或铸造工具。闭合方向根据本发明是指使用的压制或注射模制工具。优选地，根据本发明使用的模制或压制工具具有两个工具半部。然而，取决于待生产的复合部件的构造，工具半部也可以由多个区段组成。本领域技术人员将根据待生产的复合部件来适配使用的注射模制或压制工具的设计。除其他来源外，根据本发明使用的注射模制或压制工具及其制造商的概述可以在W.Michaeli,G.Menges,P.Mohren,Anleitung zum Bau von Spritzgieβwerkzeugen[Guide to the Constructionof Injection Moulding Tools[注射模制工具构造指南]，第5次全面修订版，汗瑟出版社慕尼黑维也纳1999(英文版2001)中找到。

优选地，根据本发明使用的注射模制或压制工具具有以下特征，使得它可以用来在没有力的情况下将具有所有其尺寸和形状公差的空心型材基础元件插入压制或注射模制工具中：

I.注射模制或压制工具必须配置成使得在闭合工具时，其密封来自空心型材基础元件的区域(其中在方法步骤g)中不发生塑料施加)的注射模制或压制腔体。为此目的，在注射模制或压制工具中的接触表面需要在注射模制或压制腔体的轴向端部处，该注射模制或压制腔体在将工具从其空心型材基础元件的外部尺寸C闭合到工具尺寸A期间压制空心型材基础元件，同时致使空心型材基础元件的外部尺寸D改变为工具尺寸B。

II.在一个实施例中，至少两个工具半部与空心型材基础元件在注射模制或压制工具中的接触表面被配置成使得空心型材基础元件此外超过I.中所述的程度以工具尺寸A和工具尺寸B的-0.01％至-1％的范围被压制到模具中。

III.I.和II.中提到的注射模制或压制工具中的至少两个工具半部的接触表面包括当工具在其整个周长上闭合时的空心型材基础元件，并且优选地具有在1.0至10.0mm的范围内的宽度，即在空心型材基础元件的轴向方向上观察到的延伸。

IV.在一个实施例中，注射模制或压制工具中的至少两个工具半部与空心型材基础元件的接触表面被配置成使得工具中的这些区域构成硬化的插入件。优选地，硬化的插入件具有在50至62的范围内的洛氏硬度。因此该硬度位于常规弯曲和冲压工具的范围内。

参见：https://de.wikipedia.org/wiki/Rockwell_(Einheit)。

V.注射模制或压制工具在其注射模制或压制腔体外部的接触表面之间必须具有空心型材基础元件周围的间隙。该间隙优选地是或在1.0至10.0mm的范围内。

方法步骤b)

在方法步骤b)中，提供了至少一个空心型材基础元件，其直径与壁厚的比率在5:1至300:1的范围内，其空心型材基础元件外部尺寸C比腔体的工具尺寸A大0.1％至5％的范围，并且其空心型材基础元件外部尺寸D比腔体的工具尺寸B小0.1％至5％的范围。根据本发明，关于在b)中提供的空心型材基础元件的空心型材基础元件外部尺寸C和D的数据与在空心型材基础元件的纵向轴线的方向上观察的90°有关。

优选地，关于空心型材基础元件外部尺寸C和D的数据与在方法步骤b)中提供的空心型材基础元件上的在f)中提及的局部压制的一个或多个部位有关，在方法步骤c)中提供的和插入并放置在方法步骤d)中的空心型材基础元件中的至少一个支撑元件的轴向端部位于该一个或多个部位处。

根据本发明使用的空心型材基础元件可以根据各种方法生产，具有各种截面形状并且由各种材料构成。优选地，挤出模制、拉伸、挤出、吹塑模制、注射模制、无缝拉伸、纵向焊接、螺旋焊接、卷绕和拉挤成型的技术中的至少一种用于其生产。在这种情况下，根据本发明使用的薄壁空心型材基础元件可以具有圆形、椭圆形或多边形截面-三角形、四边形、五边形等-直至具有多个角的截面。

优选地，在方法步骤b)中提供的空心型材基础元件具有在0.1至10.0mm的范围内的壁厚。根据本发明使用的空心型材基础元件优选具有至少两个开口，每个端面上有一个开口。

优选地，为了生产根据本发明使用的空心型材基础元件，使用来自金属、合金、热塑性塑料和硬塑料的组中的至少一种材料。

优选的金属是钢、铝、镁、钛、锡、锌、铅、银、金、黄铜或合金。优选的热塑性塑料是聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)。特别优选地，作为根据本发明使用的空心型材基础元件的热塑性塑料，使用聚酰胺或聚对苯二甲酸亚烷基酯。作为聚酰胺，优选使用聚酰胺6。作为聚对苯二甲酸亚烷基酯，优选使用聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)或聚对苯二甲酸乙二醇酯，更特别是PBT。优选的硬塑料是环氧树脂、可交联聚氨酯或不饱和聚酯树脂。

特别优选地，在方法步骤b)中制备的空心型材基础元件由具有至少一种填料或增强材料的热塑性塑料生产。玻璃纤维优选用作填料或增强材料。特别优选地，填料或增强材料以每100质量份的热塑性塑料0.1至85质量份范围内的量使用。

特别优选地，在塑料基空心型材基础元件的情况下，优选在注射模制方法中生产由具相对于每100质量份的聚酰胺15至60质量份的玻璃纤维的玻璃纤维增强的聚酰胺6构成的那些。

特别优选地，在金属基空心型材基础元件的情况下，使用由铝或钢(更特别是钢)构成的那些。

根据本发明，呈空心圆柱形式的金属管优选用作空心型材基础元件。

用于空心型材基础元件壁的聚酰胺(PA)可以由各种结构单元合成并通过各种方法生产。在特殊应用的情况下，用于该目的的聚酰胺可以单独使用或者可以以本领域技术人员已知的方式配备有具有特定确定的特性组合的材料。同样合适的是与其他聚合物部分(优选聚乙烯、聚丙烯或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)部分)的PA共混物，其中任选地可以使用一种或多种相容剂来补偿在此类共混物中发生的相不均匀性。聚酰胺的特性可以根据需要通过加入弹性体改进。

用于生产聚酰胺的多种方法是已知的，其中取决于期望的最终产物，可以使用各种单体结构单元或各种链调节剂来调节期望的分子量，或者具有反应性基团的单体也可以用于随后的计划后处理。

优选使用的聚酰胺通过熔体中的缩聚生产，其中在本发明的上下文中，内酰胺的水解聚合也被理解为是缩聚。

根据本发明优选用于空心型材基础元件壁的聚酰胺的范围从具有至少5个环成员或相应氨基酸的二胺和二羧酸和/或内酰胺。合适的优选反应物包括脂肪族和/或芳香族二羧酸(特别优选己二酸、2,2,4-三甲基己二酸、2,4,4-三甲基己二酸、壬二酸、癸二酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸)、脂肪族和/或芳香族二胺(特别优选四亚甲基二胺、六亚甲基二胺、1,9-壬烷二胺、2,2,4-和2,4,4-三甲基六亚甲基二胺)、同分异构体二氨基二环己基甲烷、二氨基二环己基丙烷、双-氨基乙基-环己烷、苯二胺、苯二甲基二胺、氨基羧酸(更具体地氨基己酸)、或对应的内酰胺。包括多种所引用的单体的共聚酰胺。

特别优选地，由内酰胺构成的聚酰胺用于空心型材基础元件壁，其中己内酰胺特别优选用于该目的，最特别优选ε-己内酰胺。

根据本发明，也可以使用通过活化阴离子聚合生产的聚酰胺或通过用聚己内酰胺作为主要组分的活化阴离子聚合生产的共聚酰胺。内酰胺到聚酰胺的活化阴离子聚合在工业规模上以这样的方式进行，使得一方面人们可以产生催化剂在内酰胺中的溶液，任选地具有抗冲击改性剂，以及在另一方面活化剂在内酰胺中的溶液，其中两种溶液通常都是这样构成的，使得它们以相同的比率添加在一起产生所希望的总配制品。另外的添加剂可任选地添加至内酰胺熔体中。聚合通过在80℃至200℃的范围内的温度下，优选在100℃至140℃的范围内的温度下将单独的溶液混合到总配制品中来进行。合适的内酰胺包括具有6至12个碳原子的环内酰胺、优选是月桂内酰胺或ε-己内酰胺、特别优选是ε-己内酰胺。该催化剂是碱金属或碱土金属内酰胺，优选作为在内酰胺中的溶液，特别优选在ε-己内酰胺中的己内酰胺钠。在本发明的含义内使用的合适的活化剂的实例可以是N-酰基内酰胺或酰基氯或优选地，脂肪族异氰酸酯、特别优选二异氰酸六亚甲基酯的低聚物。作为活化剂，人们可以使用纯物质，或者更优选溶液，优选在N-甲基吡咯烷酮中。

特别适合于空心型材基础元件壁的是具有在2.0至4.0的范围内、优选在2.2至3.5的范围内并且最优选在2.4至3.1的范围内的在间甲苯酚中的相对溶液粘度的聚酰胺。根据EN ISO 307在本发明的上下文中给出了相对溶液粘度η_rel的指示。根据公式η_rel＝t/t(0)，在25℃下，溶解在间甲苯酚中的聚酰胺的流出时间t与溶剂间甲苯酚的流出时间t(0)的比率产生了相对溶液粘度。

具有在25至90mmol/kg的范围内、优选在30至70mmol/kg的范围内、并且特别优选在35至60mmol/kg的范围内的氨端基数的聚酰胺也特别好地适合于空心型材基础元件。氨基端基的测定可以通过电导测定法进行。参见：Materialprüfungs-andVersuchsanstalt for Industrie,Bauwesen and Gewerbe[Swiss Federal MaterialsTesting and Experimental Institute for Industry,Civil Engineering,and Trade[工业、土木工程和贸易的瑞士联邦材料测试和实验研究所]],Zürich/St.Gallen,Dr.W.Schefer，报告编号157，1954。

甚至更优选地，部分结晶的聚酰胺或基于其该部分结晶的聚酰胺的作为基质聚合物的化合物用于空心型材基础元件。根据DE 10 2011 084 519 A1，部分结晶的聚酰胺具有通过DSC方法根据ISO 11357,2测量的在4至25J/g的范围内的熔融焓。加热和熔融峰的积分。与此相反，无定形聚酰胺具有通过DSC方法根据ISO 11357,2测量的小于4J/g的熔融焓。加热和熔融峰的积分。

根据本发明，用于空心型材基础元件壁的聚酰胺从科隆的朗盛德国有限公司(Lanxess Deutschland GmbH)在商品名下以PA6[CAS号25038-54-4]或以PA66[CAS号32131-17-2]可获得。

在一个实施例中，至少PE用于空心型材基础元件壁作为热塑性塑料。聚乙烯[CAS号9002-88-4]是部分结晶的和非极性的热塑性塑料。基于所选择的聚合条件，可以调节分子量、分子量分布、平均链长度和支化度。根据密度的不同，在四种主要类型之间作了区分，其缩写并不总是无变化地使用：

·高密度聚乙烯，PE-HD或HDPE

·中密度聚乙烯，PE-MD或MDPE

·低密度聚乙烯，PE-LD或LDPE

·线性低密度聚乙烯，PE-LLD或LLDPE。

根据本发明，HDPE或LDPE是最特别优选的。

在一个实施例中，至少PP用于空心型材基础元件壁作为热塑性塑料。PP[CAS号9003-07-0]是部分结晶的热塑性塑料并且属于聚烯烃组。聚丙烯通过使用催化剂聚合单体丙烯获得。

在一个实施例中，至少PC用于空心型材基础元件壁作为热塑性塑料。特别优选地，使用基于2,2-双(4-羟基苯基)-丙烷(双酚A)、双(4-羟基苯基)砜(双酚S)、二羟基二苯硫醚、四甲基双酚A、1,1-双(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷(BPTMC)或1,1,1-三(4-羟基苯基)-乙烷(THPE)的聚碳酸酯。特别优选地，使用基于双酚A的PC。根据本发明，使用的PC例如从勒沃库森的科思创公司(Covestro AG)在商品名下可获得。

在一个实施例中，至少PBT用于空心型材基础元件壁作为热塑性塑料[CAS号24968-12-5]。PBT是通过中间产物双(4-羟基丁基)对苯二甲酸酯的缩聚生产的。后一种物质可以通过1,4-丁二醇和对苯二甲酸的酯化或通过在酯交换催化剂如四异丙基钛酸酯的存在下对苯二甲酸二甲酯与1,4-丁二醇的催化酯交换来生产。特别优选使用的PBT含有相对于二羧酸至少80mol.％、优选至少90mol.％的对苯二甲酸基团和相对于二醇组分至少80mol.％、优选至少一种90mol.％的丁二醇-1,4-二醇基团。根据本发明使用的PBT例如从科隆的朗盛德国有限公司在商品名下可获得。

在一个实施例中，至少PET用于空心型材基础元件壁作为热塑性塑料。PET[CAS号25038-59-9]是通过基于单体乙二醇和对苯二甲酸的聚酯家族的缩聚生产的热塑性聚合物。特别优选使用的PET含有相对于二羧酸至少80mol.％、优选至少90mol.％的对苯二甲酸基团和相对于二醇组分至少80mol.％、优选至少90mol.％的乙二醇基团。PET例如从祖尔茨巴赫65843的泰科纳公司(Ticona GmbH,65843 Sulzbach)可获得。

在一个实施例中，PVC用于空心型材基础元件壁作为热塑性塑料[CAS号9002-86-2]。作为无定形热塑性塑料，PVC硬且脆，并且只能制成软的，可模制的，并且通过添加软化剂和稳定剂适合于技术应用。PVC通过其用于流覆盖物、窗户型材、管、电缆绝缘层和套管以及唱片中而已知。根据本发明，优选使用硬PVC(PVC-U)，例如通常用于管和型材的类型。作为空心型材基础元件的硬PVC管例如从德国科隆的蒂森克虏伯塑料公司可获得。

方法步骤c)

方法步骤c)涉及制备至少一个支撑元件，其外部尺寸或外部截面形状一致地对应于该空心型材基础元件的内部尺寸或内部截面形状。更优选地，进行方法步骤c)，前提是空心型材基础元件的周长不经历任何膨胀。

在方法步骤c)中，一致地表示支撑元件的面向外部的表面的形状和尺寸尽可能地与根据本发明使用的面向内部的空心型材基础元件的表面的形状和尺寸相对应。以这种方式，根据本发明使用的空心型材基础元件的内表面和根据本发明使用的支撑元件的外表面沿着它们的一个或多个整个接触表面彼此处于相等距离处。优选的是支撑元件尽可能地在所有侧面上与根据本发明使用的空心型材基础元件的内部形状相对应，并且示出与空心型材基础元件的内壁近似一致的结构。

优选地，一致性涉及b)中提供的至少一个空心型材基础元件的内部尺寸或内部截面形状。

大致相等的距离是指在支撑元件的外部尺寸或外部截面形状与根据本发明使用的空心型材基础元件的内部尺寸或内部截面形状之间在-1.5％至+3％的范围内的在一致性上的生产公差相关偏差。

支撑元件的特殊形状或构造对于在薄壁空心型材基础元件与塑料部件之间生产复合材料是极重要的，该塑料部件优选地在方法步骤g)中通过注射模制或压制来施加。根据本发明使用的支撑元件主要用于薄的空心型材基础元件壁的内部支撑。

在不使用至少一个支撑元件的情况下，根据本发明使用的薄壁空心型材基础元件将受方法步骤g)中使用的注射模制方法或压制方法的注射压力或压制力压缩。根据本发明使用的支撑元件必须以适配于如方法步骤c)中所述待使用的空心型材基础元件的内部截面的形状或构造存在。由于本领域技术人员熟悉基于复合部件的后续目的在方法步骤b)中提供的空心型材基础元件的形状和构造，因此所述人员将在方法步骤c)中提供相应适合的支撑元件。

关于在方法步骤c)中提供的分离元件的设计、材料和其他构造特征，本领域技术人员将基于支撑元件的三个目的定向自己：

1.待使用的支撑元件支撑空心型材基础元件壁以防止在方法步骤g)中的塑料施加期间和在待施加的塑料区域中的空心型材截面的塌陷；

2.在某种意义上使用的支撑元件构成在方法步骤g)中待施加的塑料区域中的空心型材基础元件壁的形成区域的负形状；

3.任选地，支撑元件在其中放置在空心型材基础元件中的支撑元件的轴向端部所位于的一个或多个部位处用作空心型材基础元件壁的表面的支撑物，并且用于密封待施加的塑料的腔体。然而，取决于空心型材基础元件壁的材料，由这些支撑元件提供的固有支撑可能已经足够。

然而，在方法步骤c)中提供的支撑元件也用作空心型材基础元件的由塑料部件的注射压力或压制力产生的结构化壁的反向支承。

根据本发明使用的支撑元件优选准确地定位在空心型材基础元件内部的部位出，在该部位处，进行在方法步骤g)中的塑料部件施加到空心型材基础元件的外壁上。优选地，该施加通过注射模制、周向模制、包覆模制、在上面压制或在周围压制来进行。

根据本发明使用的支撑元件优选配置如下：

1.该支撑元件允许在方法步骤d)中通过压制工具或注射模制工具的局部外部施加力，优选对于空心型材基础元件外壁来固定空心型材基础元件，和/或弯曲空心型材基础元件并且以这样的方式支撑空心型材基础元件，使得其在弯曲期间不弄弯；

2.该支撑元件在注射模制工具或压制工具闭合过程中建立足够的反压力并确保注射模制腔体的密封；

任选地在此情况下，该支撑元件在放置在空心型材基础元件中的至少一个支撑元件的轴向端部所位于的位置或部位处支撑空心型材基础元件壁的表面，并且这些位置或部位用于密封施加的塑料的腔体，前提是该支撑元件自身的空心型材基础元件壁的固有支撑作用不足够；

3.该支撑元件确保在热塑性塑料的注射模制过程期间薄壁空心型材基础元件的足够的稳定性并且防止空心型材基础元件的截面(优选空心型材基础元件的管状截面)的压缩(主要功能)；

4.该支撑元件具有这样的结构，使得薄壁空心型材基础元件的局部变形可以通过热塑性熔体的注射压力或压制力实现，或通过使用固体印模的先前的压制步骤实现；

5.该支撑元件以这样的方式产生如4.所述的变形，使得最终在将塑料部件施加到空心型材基础元件的外壁之后，优选以注射模制施加、周向模制、在上面压制或在周围压制的形式，通过所述塑料部件，产生在空心型材基础元件与塑料部件之间的刚性的、高强度且持久的强制锁定连接；并且

6.该支撑元件具有在1至1000g的范围内的尽可能低的重量，并且对于其中在方法步骤i)之后支撑元件保留在空心型材中的情况而言是经济的。

在优选情况下，其中空心型材基础元件具有拥有椭圆形截面的管或管状形状的形状，截面具有小的空心型材基础元件外部尺寸D和大的空心型材基础元件外部尺寸C，至少一个具有相等椭圆形截面的圆柱形支撑元件优选放置在空心型材基础元件的内部。

在根据本发明的方法与IHPF方法组合的情况下，优选在方法步骤c)中使用具有通孔的支撑元件，该通孔允许通过支撑元件使用的流体在IHPF方法中流动。在管状空心型材基础元件的情况下，优选使用具有沿其轴线的孔的圆柱形支撑元件，所谓的空心圆柱体。

根据本发明使用的支撑元件可以通过各种方法生产并且由各种材料组成。用于生产根据本发明使用的支撑元件的优选技术是冲压、深拉、互连、焊接、钎焊、铆接、铸造、压铸或注射模制。

为了生产根据本发明使用的支撑元件，优选使用来自金属、热塑性塑料、硬塑料和陶瓷的组中的至少一种材料。优选的金属是钢、铝、镁、钛、锡、铋、黄铜或其他合金。

特别优选地，在方法步骤c)中提供的支撑元件由热塑性塑料生产。特别优选地，使用聚酰胺或聚酯作为热塑性塑料。聚酰胺6优选用作聚酰胺。聚对苯二甲酸亚烷基酯优选用作聚酯，特别优选聚对苯二甲酸丁二醇酯。

甚至更优选地，在方法步骤c)中提供的支撑元件由具有至少一种填料或增强材料的热塑性塑料生产。玻璃纤维优选用作填料或增强材料。特别优选地，每100质量份的热塑性塑料使用0.1至85质量份的填料或增强材料。根据本发明，基于待使用的热塑性塑料的支撑元件优选在根据本发明的方法之前的步骤中通过注射模制来生产。

特别优选地，在方法步骤c)中提供的支撑元件在注射模制过程中由基于100质量份的聚酰胺具有15至60质量份的玻璃纤维的玻璃纤维增强的聚酰胺6生产。

在其中在方法步骤c)中提供的支撑元件要在其生产后从组合部件中移除的情况下，在方法步骤i)完成之后，在进一步的方法步骤j)中将这些支撑元件熔融出。在这种情况下，优选使用低熔点金属或合金来生产承受根据本发明的方法的合适的支撑元件，但随后通过较高温度液化，优选通过在80℃至220℃范围内的温度的作用，并且然后可以从空心型材基础元件中移除。用于此目的的支撑元件由金属或合金构成，其熔点低于在方法步骤g)中施加或使用的塑料的熔点。锡-铋合金是优选使用的。DE 4124021 C2披露了具有138℃的熔点的锡-铋合金。

根据本发明使用的基于热塑性塑料的支撑元件在根据本发明的方法之前的步骤中通过注射模制来生产。

在一个实施例中，至少一个支撑元件可以是塑料-金属混合物，优选是具有喷射在塑料肋状物上的圆柱形金属管。塑料-金属混合物技术对于本领域技术人员是已知的，例如从EP 0 370 342 A1。

方法步骤d)

在方法步骤d)中，在方法步骤c)中提供的支撑元件的引入和精确放置在至少一个空心型材基础元件内部在其中方法步骤g)中塑料的施加将发生的部位处进行。

在这种情况下，各种引入支撑元件的方法是可想到的。在使用多个支撑元件的情况下，优选将这些滑动或压制在一起或依次进入在方法步骤b中制备的空心型材基础元件，优选金属管中。

在一个实施例中，支撑元件的固定以及因此后续塑料/空心型材连接的固定通过附加的局部成形来进行，优选地通过一个或多个皱褶来进行。

方法步骤e)

在方法步骤e)中，进行将含有(a)一个或多个支撑元件的空心型材基础元件插入到注射模制或压制工具的至少一个腔体中。

除了在方法步骤b)中提供的空心型材基础元件的构造之外并且除了在方法步骤c)中提供的支撑元件的构造和其相应的一个或多个截面形状之外，在方法步骤a)中提供的注射模制或压制工具的构造因此是同样重要的，使得根据本发明的方法，更特别是注射模制或压制腔体的插入和密封将是没有问题的。

与现有技术相比，将空心型材基础元件插入腔体中因此在没有其伴随的膨胀的情况下进行。空心型材基础元件和模制工具的腔体(其连接到提供有施加的塑料的空心型材基础元件区段)之间的接缝的密封仅通过空心型材基础元件的周长的形状改变发生，其中周长本身保持不变。

在使用具有圆形周长的空心型材基础元件的情况下，这些优选变成椭圆形状。在使用具有椭圆形周长的空心型材基础元件的情况下，其形状优选被修改以形成圆形周长。

空心型材基础元件的周长与模制工具的工具腔体的内部周长的比率优选在1:1至1,1:1的范围内。对于本领域技术人员异常出人意料的是，即使在空心型材基础元件的周长相对于工具腔体的内部周长的公差相关过量的情况下，间隙或接缝仍然牢固地闭合并且因此被密封用于注射模制过程，并且由该公差相关过量产生的过量材料不被压制到注射模制工具的分离水平。根据本发明的方法的这种特性，在闭合模制工具时空心型材基础元件的形状改变，以及因此同时相对于空心型材基础元件的外表面密封工具腔体允许直接跟随并将塑料局部受限施加到空心型材上，这里作为方法步骤g)提出，并因此与现有技术相比没有任何额外需要的方法步骤，从而导致显著更短的循环时间。

优选地，根据本发明使用的注射模制或压制工具以及根据本发明使用的空心型材基础元件具有以下特征，使得后者可以用来在没有力的情况下将具有所有其尺寸和形状公差的空心型材基础元件插入在方法步骤a)中制备的压制或注射模制工具中：

I.注射模制或压制工具必须配置成使得在闭合工具时，其密封来自空心型材基础元件的区域的注射模制或压制腔体，其中不发生塑料施加。为此目的，在注射模制或压制工具中的接触表面需要在注射模制或压制腔体的轴向端部处，该注射模制或压制腔体在将工具从其空心型材基础元件的外部尺寸C闭合到工具尺寸A期间压制空心型材基础元件，同时致使空心型材基础元件的外部尺寸D改变为工具尺寸B。

IV.在一个实施例中，注射模制或压制工具中的至少两个工具半部与空心型材基础元件的接触表面被配置成使得工具中的这些区域构成硬化的插入件。

V.优选地，注射模制或压制工具在其注射模制或压制腔体外部的接触表面之间必须具有空心型材基础元件周围的间隙。该间隙优选地是或在1.0至10.0mm的范围内。

优选地，IV.中使用的硬化的插入件具有在50至62HRC的范围内的洛氏硬度。因此该硬度位于常规弯曲和冲压工具的范围内。

参见：https://de.wikipedia.org/wiki/Rockwell_(Einheit)。

方法步骤f)

在方法步骤f)中，闭合注射模制或压制工具并在至少一个腔体的闭合方向上压制空心型材基础元件进行。在至少一个腔体的闭合方向上压制优选地局部地发生在其中至少一个支撑元件的轴向端部所位于的一个或多个部位处。特别优选地，压制也发生在方法步骤e)中描述的一个或多个注射模制或压制腔体的侧面的接触表面处，因此密封一个或多个注射模制或压制腔体。

在注射模制或压制工具闭合期间，空心型材基础元件轻轻地压靠在至少一个支撑元件上，并且空心型材基础元件被制成由注射模制或压制工具预先确定的形状。

借助在方法步骤e)中描述的注射模制或压制工具中的接触表面，在方法步骤f)中，将空心型材基础元件明确地保持在其腔体中的适当位置，并且将在空心型材上提供用于注射模制或压制的腔体密封。

为了闭合注射模制或压制工具，需要将空心型材基础元件压制成由注射模制或压制工具的腔体的构造限定的新形状的压制力，正如要求闭合力用于注射模制过程以便密封至少一个腔体。压制力的量取决于方法步骤b)中制备的空心型材基础元件的形状和方法步骤c)中制备的一个或多个支撑元件的形状。此外，空心型材基础元件和一个或多个支撑元件的构造、尺寸和材料特性对于预先计算待施加的压制力具有决定性的重要性，这在设计根据本发明的方法中必须由本领域技术人员考虑到。

注射模制或压制工具的闭合力的强度取决于在施加塑料时所需的预期的塑料包覆模制或塑料压制的投影面积，以便在方法步骤g)中注射模制或压制相应的塑料。

在一个实施例中，待施加的压制力小于注射模制方法的闭合力。

根据本发明，在方法步骤f)中的压制优选地继续直到以下适用：空心型材基础元件外部尺寸C＝工具尺寸A。当工具完全闭合时，该尺寸总是适用的。在这种情况下不会产生任何公差。

特别优选地，在方法步骤f)中的压制继续直到以下适用：空心型材基础元件外部尺寸C＝工具尺寸A并且空心型材基础元件外部尺寸D＝工具尺寸B。在这种情况下，腔体在周向上相对于空心型材基础元件密封。

在空心型材基础元件外部尺寸C或D太小并且借助于该工具的变形不足以实现空心型材基础元件外部尺寸D＝工具尺寸B的结果的情况下，会留下间隙。在这种情况下，必须选择空心型材基础元件的公差，使得这种情况不会发生。

如果空心型材基础元件外部尺寸A设定得太大，则空心型材基础元件外部尺寸D将在工具完全闭合之前达到工具尺寸B，这导致空心型材基础元件壁的切向压缩。同样在这种情况下，空心型材基础元件的公差应该选择为使得压缩发生最多直到将压缩应变施加在材料上，但是没有发生空心型材基础元件壁偏转到注射模制或压制工具的分离表面之间的空心空间中。

方法步骤g)

在方法步骤g)中，将塑料以熔体的形式施加到空心型材基础元件的外壁上并且由于注射压力或压制力发生空心型材基础元件的变形。优选地，塑料施加在放置在该空心型材基础元件中的该至少一个支撑元件的区域中(即局部地)进行，并且通过注射压力或压制力使该空心型材基础元件变形仅在放置在该空心型材基础元件中的该至少一个支撑元件的区域中发生。优选地，支撑元件的面积除了超过它们的最高达1cm的面积之外还由其尺寸确定。变形是用于塑料施加的注射或压制力的直接结果。变形的程度取决于压力量和壁厚以及空心型材基础元件的壁材料以及放置在空心型材基础元件内部的支撑元件的构造或者未被支撑元件支撑的壁表面的范围和尺寸。在多个相似的支撑元件的情况下，并且前提是沿空心型材基础元件的压力足够高并且实际上相同，可以总是沿着空心型材基础元件发生相同的成形。成形的形状限制由一个或多个支撑元件确定。

此外，在方法步骤g)中使用的塑料施加的压力、温度和体积也取决于待使用的塑料材料以及待用塑料填充的一个或多个腔体的几何形状，其必须在设计根据本发明的方法中由本领域技术人员预先考虑到。

通过在f)中压制空心型材基础元件，更具体地通过在方法步骤e)中描述的工具接触表面，在注射模制或压制工具闭合期间实现密封以防止在g)中施加的塑料泄漏在具有和不具有施加的塑料的工具腔体内部的空心型材基础元件的区域之间。在一个实施例中，工具接触表面被配置成使得工具中的这些区域构成硬化的插入件。

在部分IV中在方法步骤e)中描述的硬化的工具插入件的实施例在方法步骤f)和方法步骤g)中用于减小工具接触表面上的磨损，因为这些是注射模制或压制工具的唯一接触部位，并且空心型材基础元件和硬化的工具插入件优选地比空心型材基础元件的材料显著更硬。

在方法步骤g)中将塑料局部施加到空心型材基础元件时，空心型材基础元件内的至少一个支撑元件对由空心型材基础元件的外壁上的工具接触表面施加的压力建立足够的反压力，并且从而密封工具接触表面或腔体以防止可能泄漏任何塑料材料。

优选在方法步骤g)中通过注射模制或压缩成型，更特别是通过注射模制进行将塑料施加到至少一个空心型材基础元件上。

注射模制

根据DIN 8580，将用于生产几何实体的生产方法分为6个主要组。注射模制为主要组2，在初级成形下分类。它特别好地适合批量生产的物品。注射模制所需的返工很少或不需要返工，并且甚至可以在一次操作中产生复杂的形状和轮廓。作为塑料加工中的生产方法的注射模制原则上对于本领域技术人员是已知的；

参见：https://de.wikipedia.org/wiki/Spritzgie％C3％9Fen.

在注射模制中，使用注射模制机来液化或塑化待加工的塑料并且然后在压力下将其注入模具(注射模制工具)中。在该工具中，材料由于冷却或交联反应而返回到固态，并且在打开工具之后作为成品部件被取出。工具的空心空间或腔体决定了最终产品(在本发明中是复合部件)中固化的施加塑料的形状和表面结构。现今注射模制可用于生产重量从十分之几克到约150kg范围内的产品。

注射模制，特别是扩展的特殊方法，允许实际上自由选择形状和表面结构，更特别是光滑表面，用于接触友好区域的纹理，图案，雕刻和颜色效果。连同经济效益，这使得注射模制是世界上用于几乎所有领域的塑料部件的大量生产的最普遍的方法。

注射模制机至少包括以下部件：1.螺杆 2.填充料斗 3.粒料 4.塑化圆筒 5.加热元件 6.工具。

在注射模制机内进行的步骤是1.塑化和定量给料，2.注射，3.再压制和冷却，和4.脱模。

1.塑化和定量给料

热塑性塑料以粒料形式滴入旋转螺杆中。粒料在螺杆尖端的方向上传送并通过圆筒的热量和由切割和剪切材料产生的摩擦热量加热和熔融。由于出口喷嘴初始关闭，熔体在螺杆尖端之前积聚。由于螺杆是轴向可移动的，它在压力下向后移动，并像螺丝锥一样将自身从主体中拧出。向后移动由液压缸或电动制动，使得建立背压力。这种背压力与螺杆旋转相结合使有待作为注射模制材料注射的塑料冷凝并均匀化。

测量螺杆位置，并且一旦已经积聚足够量的用于工件体积的注射模制材料，完成定量给料过程并停止螺杆旋转。螺杆上的压力也被主动或被动地释放，使得熔体被减压。

2.注射

在注射阶段，注射单元朝向闭合单元移动，压靠在出口喷嘴上，并且螺杆受到来自后部的压力。在此过程中，将熔体在高压下，优选在500至2000巴范围内的压力下强制通过打开的出口喷嘴，并且将注射模制工具的浇口(sprue)或浇口系统压入形状确定的空心空间中。止回阀防止熔体在填充料斗的方向上回流。

在注射期间，尝试实现熔体的最可能的层流行为。换句话说，熔体立即在注射模制工具中在其中其与冷却的工具壁接触的部位冷却，凝固并保持“粘合”在那里。将涌入的熔体以甚至更大的速率和甚至更多的剪切变形压制通过由此变窄的熔体通道，并且在熔体前沿处其伸长并朝向边缘变形。由于剪切加热经由工具壁以及热量供应而存在重叠的热量排放。高注射速度在熔体中产生使熔体更容易流动的剪切速率。不希望快速注射，因为高剪切速率可能导致分子降解增加。注射模制产品的表面、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.后续压制和冷却

由于该工具比塑料主体更冷，该工具优选具有在20℃至120℃范围内的温度，塑性主体优选具有在200℃至300℃范围内的温度，并且熔体在模具中冷却并且在达到各自使用的塑料(优选热塑性塑料或基于热塑性塑料的化合物)的凝固点时凝固。

配料是塑料技术中的术语，它被视为塑料配制的同义词，并描述了通过混入聚集体(填料，添加剂等)来进行塑料的精炼过程以用于特性分布的目标优化。配料优选在挤出机中进行并且包括进料、熔融、分散、混合、脱气和压力积聚的过程操作。参见：https://de.wikipedia.org/wiki/Compoundierung。因此，化合物是指与填料或添加剂混合的热塑性塑料或硬塑料。

在达到凝固点时分别使用的塑料的冷却伴随着体积的减小，这不利地影响在本发明中待生产的产品的尺寸稳定性和表面品质，该产品即以强制锁定方式连接到空心型材基础元件的外部的在方法步骤g)中生产的塑料元件。为了部分地补偿这种下降，即使在填充模具之后仍保持减压，使得塑料材料可以流入并补偿下降。塑料材料的这种补充添加可以继续直到浇口已经凝固。

在塑料材料的后续压制完成之后，可以关闭出口喷嘴，并且可以开始下一个模制零件的塑化和定量给料过程。在剩余的冷却周期期间，模具中的塑料材料冷却回来，直到施加塑料的内部区域液体芯凝固，并且已经获得足够的脱模刚度。该过程也被称为凝固并且在方法步骤h)中根据本发明发生用于塑料施加。

注射单元然后可以通过闭合单元移回原位，因为不再有塑料可以从浇口排出。这防止了从较热的出口喷嘴到较冷的浇口的任何热量转换。

4.脱模

为了使注射模制产品或塑料已经在根据本发明的方法步骤i)中施加到其上的空心型材基础元件脱模，打开腔体，并且产品通过渗透入腔体中的销射出并且向下掉落(本体材料)或通过处理装置从注射模制工具移除并以有序方式沉积或直接传送以进行进一步加工。为此目的，注射模制或压制工具优选提供有喷射器侧。

浇口必须通过单独的加工去除，或者在脱模过程中自动分离。无浇口(sprueless)注射模制采用热流道系统也是可能的，其中浇口系统始终保持处于高于使用的塑料(优选热塑性塑料、硬塑料或化合物)的凝固温度的温度，并且因此可以使用所获得的材料用于下一注料量。

压缩模制

压缩模制属于成形过程的家族。压缩模制是塑料的生产方法，适用于轻微弯曲或扁平的部件。该方法的主要应用领域是汽车工业，其中它用于生产具有二维或简单三维结构的较大部件，更特别是发动机罩、挡泥板、扰流板或尾板。可以加工硬塑料和热塑性塑料二者。

在压缩模制方法开始时，将待加工的模制组合物引入到提供的加热腔体中。接下来，使用压力活塞关闭腔体。压力导致模制组合物呈现由工具预先确定的形状。在硬塑料的情况下，温度用于影响硬化过程，并且在热塑性塑料的情况下，它用于使塑料熔融。冷却后，可以将成品产品从模制工具中取出并且任选地进行后加工或进一步加工。

压缩模制方法主要适用于中等工件量，因为在这种情况下，工具成本通常低于例如注射模制。压缩模制也可用于生产纤维复合材料，尤其用于生产纤维增强塑料。

参见：https://de.wikipedia.org/wiki/Formpressen

已知的用于热塑性塑料的压缩模制方法主要是D-LFT(直接长纤维热塑性塑料模制)方法。在DE-A 43 30 860中描述了特别有利的D-LFT方法。

已知的用于硬塑料的压缩模制方法主要是SMC(片状模塑料)方法和BMC(批量传递模塑料)方法。例如在EP 1386721 A1中描述了SMC方法。关于BMC方法，参见：HandbuchSpritzgieβen[Injection Moulding Handbook[注射模制手册]],ISBN 978 3 446 156326，第1版，2001，第1022-1024页，卡尔汉泽尔出版社(Carl Hanser Verlag)。

塑料

在方法步骤g)中用于塑料施加的根据本发明的注射模制或挤出模制方法中，待使用的塑料优选为热塑性塑料或硬塑料，特别优选热塑性塑料。

优选的热塑性塑料是聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)。特别优选地，聚酰胺或聚酯被用作根据本发明使用的空心型材基础元件。聚酰胺6优选用作聚酰胺。聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)或聚对苯二甲酸乙二醇酯，更特别是PBT优选用作聚酯。优选的硬塑料是环氧树脂、可交联聚氨酯或不饱和聚酯树脂。

热塑性塑料或硬塑料优选以化合物的形式使用。

特别优选地，在方法步骤g)中施加的塑料由具有至少一种填料或增强材料的热塑性塑料生产。玻璃纤维优选用作填料或增强材料。特别优选地，填料或增强材料以基于100质量份的热塑性塑料0.1至85质量份范围内的量使用。甚至更优选地，使用玻璃纤维作为填料或增强材料。特别优选地，填料或增强材料以每100质量份的热塑性塑料15至60质量份范围内的量使用。

特别优选地，在注射模制过程中使用由具有基于100质量份的聚酰胺15至60质量份的玻璃纤维的玻璃纤维增强的聚酰胺6构成的施加塑料。此类化合物从科隆朗盛德国有限公司在商品名下可获得。

可替代地，在方法步骤g)中施加的塑料的熔体也可以由硬塑料生产。在这种情况下优选使用环氧树脂、可交联聚氨酯和不饱和聚酯树脂。

特别优选地，在方法步骤g)中的塑料的施加使用具有至少一种填料或增强材料的硬塑料进行。在这种情况下，优选使用玻璃纤维或碳纤维作为填料或增强材料。

特别优选地，使用基于100质量份的硬塑料10至50质量份的玻璃纤维或碳纤维作为填料或增强材料。

取决于放置在至少一个空心型材基础元件内的支撑单元的空间构造、空心型材基础元件的壁厚尺寸和空心型材基础元件的材料的截面，在本发明的实施例中在方法步骤g)中，由于注射模制过程的注射压力或挤出模制过程的压制力在空心型材基础元件的薄壁中可以形成局部变形，优选皱褶。这些变形或皱褶可以对空心型材基础元件与待从外部施加到空心型材基础元件的塑料元件的连接强度具有附加的积极影响。

在本发明的实施例中，在方法步骤g)中在空心型材基础元件壁中产生的变形程度在局部变形的情况下，优选呈皱褶的形式受到空心型材基础元件的相应材料的断裂伸长率的限制。如果超过这种变形程度，则这可能导致空心型材基础元件壁的撕裂。然而，通过在塑料施加期间控制注射力或压制力，或者然而，通过支撑元件的负模的配置，通过防止或限制(即材料的)过度变形，在路径/变形的限制的意义上，可以限制伸长率。变形同样取决于空心型材基础元件壁的材料组成和厚度。

空心型材基础元件壁的变形越明显，两个连接配对物-空心型材基础元件和所施加的塑料部件-彼此接合得越多，并且它们形成不可拆卸的强制锁定连接越多并且只能通过破坏它们相互分离。因此，除了施加塑料之外，方法步骤g)的目的还应该是最大限度地利用空心型材基础元件壁的相应材料的延展性，但不超过断裂伸长率。

在热塑性材料作为空心型材基础元件或空心型材基础元件壁的材料的情况下，空心型材基础元件的局部加热可以至少精确地在其中将塑料以熔体形式局部施加到空心型材基础元件仅出现在放置在空心型材基础元件中的至少一个支撑元件的区域中的位置或部位处发生。这种措施允许增加材料的断裂伸长率。

方法步骤h)

在方法步骤h)中，进行塑料施加或塑料包覆模制的冷却(也称为凝固)。术语凝固描述了通过冷却或化学交联固体元件在方法步骤g)中施加的熔融塑料的凝固。在同时成型的情况下，以这种方式，可以将功能元件、结构和表面直接施加到空心型材基础元件上。

在本发明的实施例中以及在方法步骤g)中描述的皱褶的情况下，在塑料熔体在空心型材基础元件(优选金属管)的外表面上凝固之后，塑料施加以具有结构化的内表面的闭合塑料环的形式发生，该结构化的内表面精确地构成空心型材基础元件(优选金属管)的外壁的皱褶结构的正像。

现在围绕空心型材基础元件的外壁，优选围绕呈金属管形式的空心型材基础元件的外壁，实现了根据本发明的剪切刚性、抗剪切、抗应力且强制锁定的连接。

关于方法步骤h)的更多细节在上文“后续压制和冷却”部分中描述。

方法步骤i)

在方法步骤i)中，由于塑料熔体的凝固，在所施加的塑料中的压力不再存在并且已经通过闭合工具减小压制和闭合力之后，将成品复合部件从注射模制或压制工具中取出。更多细节已在上文“脱模”部分中描述。

复合部件

根据本发明，待生产的复合部件优选用于机动车辆构造、更具体地汽车构造中的相应配置中。在此，部件优选为车身零件，更具体地为所谓的横向车梁(CCB)，也称为横向车结构梁。例如从US 5934744 A或US 8534739 B已知横向车结构梁。

在根据本发明的复合部件中，在方法步骤g)中通过塑料熔体施加的空心型材基础元件和塑料元件相互加固和加强。此外，在方法步骤g)中施加到空心型材基础元件的外壁上的塑料元件还用于实现用于连接塑料结构或塑料表面的系统或模块构造意义上的功能集成。

根据本发明生产的复合部件的优选实施例在空心型材基础元件中表现出皱褶或类似的变形和/或孔或类似的开口。

因此，本发明优选涉及一种复合部件，其中空心型材基础元件的壁在至少一个支撑元件和至少一个塑料元件的区域中具有皱褶或类似的变形。

本发明还优选涉及一种复合部件，其中空心型材基础元件的壁在至少一个支撑元件和至少一个塑料元件的区域中具有孔或类似的开口。

本发明还优选涉及一种复合部件，其中空心型材基础元件的壁在至少一个支撑元件和至少一个塑料元件的区域中具有皱褶或类似的变形以及孔或类似的开口。

以下描述了特别优选的实施例：

实施例1

空心型材基础元件和至少一个塑料元件的复合部件，其中该空心型材基础元件在该空心型材基础元件内部具有至少一个支撑元件，该至少一个支撑元件位于其中该塑料元件完全或部分地包括空心型材基础元件的部位并且该空心型材基础元件在该至少一个支撑元件与该至少一个塑料元件之间具有皱褶或类似的变形。

实施例2

空心型材基础元件和至少一个塑料元件的复合部件，其中该空心型材基础元件在该空心型材基础元件内部具有至少一个支撑元件，该至少一个支撑元件位于其中该塑料元件完全或部分地包括空心型材基础元件的部位并且该空心型材基础元件在该至少一个支撑元件与该至少一个塑料元件之间具有孔或类似的开口，其中塑料注射穿过其中。

实施例3

空心型材基础元件和至少一个塑料元件的复合部件，其中该空心型材基础元件在该空心型材基础元件内部具有至少一个支撑元件，该至少一个支撑元件位于其中该塑料元件完全或部分地包括空心型材基础元件的部位并且该空心型材基础元件在该至少一个支撑元件与该至少一个塑料元件之间具有皱褶或类似的变形以及孔或类似的开口。

如果在随后的方法步骤j)中将至少一个支撑元件从空心型材基础元件的内部移除，则人们从空心型材基础元件获得相应的复合部件和根据上述实施例1至3中的至少一个的以抗剪切、剪切刚性和强制锁定方式连接到其上的至少一个塑料部件，但不具有一个或多个支撑元件。

Claims

1.一种用于生产复合部件的方法，包括：

步骤a，提供注射模制或压制工具，所述注射模制或压制工具具有至少一个待打开的腔体以及在闭合方向上的第一工具尺寸和垂直于所述闭合方向的第二工具尺寸，

步骤b，提供至少一个空心型材基础元件，所述空心型材基础元件的直径与壁厚的比率在5:1至300:1的范围内，所述空心型材基础元件的第一外部尺寸比所述第一工具尺寸大0.1％至5％的范围并且所述空心型材基础元件的的第二外部尺寸比所述第二工具尺寸小0.1％至5％的范围，其中，关于所述第一外部尺寸和所述第二外部尺寸的数据与在所述空心型材基础元件的纵轴方向上观察的90°有关，

步骤c，提供至少一个支撑元件，所述支撑元件的外部尺寸或外部截面形状一致地对应于所述空心型材基础元件的内部尺寸或内部截面形状，

步骤d，将至少一个所述支撑元件引入并且放置在至少一个所述空心型材基础元件内部的塑料的施加将在所述空心型材基础元件外部发生的部位处并且将至少一个所述支撑元件固定，

步骤e，将含有至少一个所述支撑元件的所述空心型材基础元件插入所述注射模制或压制工具的至少一个所述腔体中，

步骤f，闭合所述注射模制或压制工具的至少一个所述腔体并在至少一个所述腔体的所述闭合方向上压制所述空心型材基础元件，

步骤g，将塑料以熔体的形式外部施加到所述空心型材基础元件上并且通过注射压力或压制力使所述空心型材基础元件变形，

步骤h，冷却在步骤f中施加到所述空心型材基础元件上的塑料熔体，以及

步骤i，从所述注射模制或压制工具中取出成品复合部件。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述方法的步骤d期间或之后，在至少一个所述支撑元件的区域中将至少一个皱褶从外部引入到所述空心型材基础元件的壁中。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述方法的步骤b之前、期间或之后，在至少一个所述支撑元件的区域中将至少一个孔从外部引入到所述空心型材基础元件的壁中。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述方法的步骤d期间或之后，在至少一个所述支撑元件的区域中将至少一个孔引入到所述空心型材基础元件的壁中。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述方法的步骤d之后并且在所述方法的步骤e之前，将至少一个塑料熔体体积沉积在所述注射模制或压制工具中为此目的提供的至少一个所述腔体中，并且在所述方法的步骤f中，通过闭合所述注射模制或压制工具，将所述塑料熔体体积局部压缩并且从外部压靠在所述空心型材基础元件的壁上并且同时压靠在位于所述空心型材基础元件中的至少一个所述支撑元件上，或者围绕空心型材基础元件压制。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述方法的步骤h之后，在金属的空心型材基础元件的情况下，在没有支撑元件并且没有塑料施加的部位处使用用于改变该空心型材基础元件的形状的附加的内部高压方法。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在方法步骤i)之后，在塑料的空心型材基础元件的情况下，在没有支撑元件并且没有塑料施加的部位处使用用于改变该空心型材基础元件的形状的附加的吹塑模制方法。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述方法的步骤i之后，在没有支撑元件并且没有塑料施加的部位处通过附加的弯曲力的作用使所述空心型材基础元件在至少一个位置处变形。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述方法的步骤d之后并且在所述方法的步骤e之前，通过附加的弯曲力的作用使所述空心型材基础元件在至少一个位置处变形。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，如果最终部件形状偏离直的空心型材基础元件的形状，则施加附加的弯曲力。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在支撑元件位于所述空心型材基础元件内部的部位处以及在没有支撑元件位于所述空心型材基础元件内部的部位处进行变形。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述空心型材基础元件和模制在上面的塑料的连接此外通过借助于所述空心型材基础元件的外壁的表面处理阻挡在X、Y和Z轴的方向上平移和围绕X、Y和Z轴旋转的所有自由度来支撑。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述表面处理在所述方法的步骤b、步骤c、步骤d或步骤e中的至少一个之前进行。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述表面处理通过施加至少一种结合剂、等离子体表面活化、激光结构化、化学预处理或添加剂施加过程来进行。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述化学预处理通过使用酸或碱来进行，并且所述化学预处理借助于添加剂施加方法借助于热金属注射模制施加过程来进行。

16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述方法的步骤f中压制所述空心型材基础元件局部地在至少一个所述腔体的所述闭合方向上在放置在所述空心型材基础元件中的至少一个所述支撑元件的轴向端部所位于的位置或部位处发生。

17.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述方法的步骤g中的塑料的外部施加以局部受限的方式在放置在所述空心型材基础元件中的至少一个所述支撑元件的区域中进行，并且通过注射压力或压制力使所述空心型材基础元件的变形仅在放置在所述空心型材基础元件中的至少一个所述支撑元件的区域中发生。

18.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在至少一个所述支撑元件的确切位置处将所述至少一个孔引入到所述空心型材基础元件的壁中。

19.根据权利要求4或18所述的方法，其特征在于，所述至少一个孔为多个孔。