DE102009052088A1 - Verbundbauteil aus einem Metallbauteil und einem Kunststoff und Herstellungsverfahren zur Herstellung desselben - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt ein Verbundbauteil und ein Herstellungsverfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils aus einem Metallbauteil (M) und einem Kunststoff bereit. Dabei wird eine stoffschlüssige Verbundhaftung zwischen der Metallbauteil-Oberfläche (MO) und dem Kunststoff geschaffen. Das Verfahren umfasst das Reinigen zumindest einer Teilfläche der Metallbauteil-Oberfläche (MO) mittels eines Atmosphärendruck-Plasmaverfahrens, wobei eine korrosionsfeste, haftungsfördernde Schicht (KS) ausgebildet wird. Das Reinigen wird vom Anspritzen einer Polyamidschicht (P) auf die vorbehandelte Metallbauteil-Oberfläche (MO) gefolgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren zur Fertigung eines Verbundbauteils aus einem Metallbauteil und einem Kunststoff, wobei eine stoffschlüssige Verbundhaftung zwischen der Metallbauteil-Oberfläche und dem Kunststoff geschaffen wird, und das Verbundbauteil selbst.
  • Aufgrund ökonomischer Faktoren und Aspekten des Umweltschutzes ist es ein Ziel im Fahrzeugbau das Gewicht und so den Treibstoffverbrauch der Fahrzeuge zu senken. Hierzu werden Bauteile benötigt, die eine hohe Festigkeit bei nur einem geringen Eigengewicht aufweisen. Bauteile aus Stahl oder Leichtmetall, wie Aluminiumblech, Aluminium-Druckguss oder Aluminiumrohre, die mit Hilfe des IHU-Verfahrens hergestellt wurden, erfüllen diese Anforderungen.
  • Ist es allerdings gewünscht, Verbundwerkstoffe aus den vorgenannten Leichtbaumetallen und Kunststoffen herzustellen, treten Probleme auf, da diese Metalle, abgesehen von den Edelmetallen, auf ihrer Oberfläche Oxid- und/oder Hydroxidschichten ausbilden können. Diese Schichten variierender Dicke bilden Poren aus, in die sich Flüssigkeiten, respektive Wasser einlagern kann. Verbunden mit dieser Oberflächenhydratisierung ergibt sich eine schlechte Anbindung bzw. Haftung von Kunststoffen, die auf diese Bauteile zu Schaffung von Verbundstrukturteilen aufgebracht werden sollen. Gerade bei den vorteilhaft leichten Bauteilen aus Aluminium können Belastungen zu unvorhersehbaren Ablöseerscheinungen der zweiten Verbundkomponente oder zu Brüchen innerhalb dieser Oxid- und/oder Hydroxidschicht führen.
  • Darüber hinaus führt die vorgenannte Oberflächenstruktur dazu, dass sich diese Werkstoffe auch schlecht verkleben lassen, da die poröse Oberfläche schlecht mit dem Klebstoff vollständig benetzt werden kann, was häufig zum vorzeitigen Versagen einer Verklebung dieser Bauteile führt.
  • Diese Problematik wird auch in der DE 10 2004 033 728 A1 adressiert, die ein Verfahren zum Bearbeiten und Verkleben von Werkstücken aus einem Metall oder einer Metall-Legierung mit einer hydratisierten Oxid- und/oder Hydroxidschicht beschreibt. Die Werkstoffoberfläche wird dort durch Reinigungsverfahren auch unter Anwendung von Atmosphärendruck-Plasmaverfahren, Aktivierungs- und Beschichtungsprozesse so behandelt, dass die Verbindung von zwei Werkstücken, davon zumindest eines aus Metall, verbessert wird.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es wünschenswert, ein vereinfachtes, verbessertes Herstellungsverfahren zur Herstellung eines qualitativ hochwertigeres Verbundbauteils aus einem Metallbauteil und aus Polyamid zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst; ein entsprechend verbessertes Verbundbauteil wird durch das Verbundbauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 7 bereitgestellt.
  • Weiterbildungen des Verfahrens und der Vorrichtung sind in den jeweiligen Unteransprüchen ausgeführt.
  • Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens zur Herstellung eines Verbundbauteils aus einem Metallbauteil und einem Kunststoff, das eine stoffschlüssige Verbundhaftung zwischen der Metallbauteil-Oberfläche und dem Kunststoff bereitstellt, sieht zunächst das Reinigen der Metallbauteil-Oberfläche oder zumindest das Reinigen zumindest einer Teilfläche der Oberfläche des Metallbauteils vor, das mit Kunststoff beschichtet werden soll. Dabei wird auf dieser Fläche mittels eines Atmosphärendruck-Plasmaverfahrens eine korrosionsfeste, haftungsfördernde Schicht (KS) ausgebildet. Anschließend wird beispielsweise mit einem Spritzgussverfahren eine Polyamidschicht (P) auf die vorbehandelte Metalibauteiloberfläche (MO) aufgespritzt, was ohne die Reinigung nur mit unzulänglicher Qualität gelingt.
  • Im Atmosphärendruck-Plasmaverfahren wird unter Anlegen einer hochfrequenten Hochspannung in einem Düsenrohr zwischen zwei Elektroden mittels einer nicht-thermischen Entladung aus einem durch das Rohr strömenden Arbeitsgases ein Plasmastrahl erzeugt, der aus der Düsenöffnung heraustritt. Dabei steht das Arbeitsgas unter Atmosphärendruck. Mit diesem Plasmastrahl kann die Metallbauteil-Oberfläche nun modifiziert werden, indem nicht zum Profilmaterial gehörende Teilchen herausgeschossen oder verdampft werden. So entsteht bei nur geringer Erwärmung des Rohres und unter Formerhalt eine besonders saubere Oberfläche.
  • Dabei kann natürlich die ganze Oberfläche des Werkstückes behandelt werden, es ist aber auch angedacht, lediglich Teile der Fläche, abhängig von der vorgesehenen Kunststoffschicht, zu bearbeiten.
  • Um die stoffschlüssige Verbundhaftung zwischen der Metallbauteil-Oberfläche und dem Kunststoff noch zu verbessern, kann eine Schicht eines polyurethanbasierten Haftvermittlers mindestens auf eine Teilfläche der korrosionsfesten, haftungsfördernden Schicht auf der Metallbauteil-Oberfläche aufgebracht werden. Anschließend wird dann die Polyamidschicht auf die so vorbehandelte Metallbauteiloberfläche aufgespritzt.
  • Es ist möglich, den Haftvermittler mit herkömmlichen Streich- oder Wischverfahren aufzubringen. Ein besonders geeignetes Verfahren zur Auftragung des Haftvermittlers besteht allerdings aus einem Sprüh- oder Druck- insbesondere einem Piezodruckverfahren, das die Realisierung einer sehr präzise abgegrenzten Haftvermittlerbeschichtung ermöglicht.
  • Eine besonders geeignete Haftvermittlerschicht hat eine Schichtdicke in einem Bereich von 1 bis 100 μm, bevorzugt 20 bis 90 μm, am stärksten bevorzugt von 60 bis 80 μm.
  • Damit können einfache Metallbauteile wie Blechbauteile mit Polyamid beschichtet werden, aber auch komplexere Verbundwerkstoffe lassen sich in einem erfindungsgemäßen kombinierten Herstellungsverfahren schaffen, das neben den vorgenannten Schritten noch das Innenhochdruckumformen des Metallbauteils umfasst. Die Behandlung der Metallbauteiloberfläche muss vor dem Innenhochdruckumformen erfolgen.
  • Der Vorgang des Reinigens der Metallbauteil-Oberfläche mit dem Atmosphären-Plasmaverfahren bewirkt eine Dehydratisierung der Oxid- und/oder Hydroxidschicht auf der Metallbauteil-Oberfläche, wobei unter Ausbildung einer korrosionsfesten, haftungsfördernden Schicht eine Konsolodierung und Härtung der Metallbauteil-Oberfläche erreicht wird.
  • Durch die Wahl des Arbeitsgases oder Arbeitsgasgemisches, das aus Luft bzw. Stickstoff-Sauerstoffgemischen bestehen kann, und das eine Beimischung von zusätzlichen Substanzen wie Prekursoren enthalten kann, können die Eigenschaften der Metallbauteil-Oberfläche durch die dadurch bedingte Schichtabscheidung auf der Oberfläche zusätzlich verbessert werden. Prekursoren, wie siliciumorganische Verbindungen, bewirken beispielsweise eine deutliche Erhöhung der Benetzbarkeit und dadurch eine erheblich verbesserte Haftung nachfolgender organischer Beschichtungen.
  • Geeignete Metallbauteile für den Leichtbau gerade im Automobilbereich können daher aus Aluminiumblech, Aluminium-Druckguss oder aus Aluminium-Strangprofilen sein, sie lassen sich erfindungsgemäß mit einem Kunststoff zu einem leichten und stabilen Verbundwerkstoff verbinden, wobei eine stoffschlüssige Verbundhaftung zwischen der Metallbauteil-Oberfläche und dem Kunststoff, hier dem Polyamid, geschaffen wird, wenn die offenbarte Reinigung zumindest des Flächenteils, an dem die stoffschlüssige Verbundhaftung bestehen soll, und der Polyamidschicht (P) durchgeführt wird.
  • Eine weiter verbesserte und noch dauerhaftere stoffschlüssige Verbundhaftung zwischen der Metallbauteil-Oberfläche und dem Polyamid lässt sich erreichen, wenn zusätzlich noch ein Haftvermittler zwischen zumindest dem Flächenteil, an dem die stoffschlüssige Verbundhaftung bestehen soll, und der Polyamidschicht (P) aufgetragen wird. Der Haftvermittler, mit oder ohne Rußpartikel, etwa Terostat 8522®, erhältlich über Henkel AG & Co. KGaA, Düsseldorf, Deutschland, enthält dabei wenigstens eine Polyurethanverbindung. Er wird gleichmäßig auf die Metallbauteil-Oberfläche, beziehungsweise auf zumindest einen Teil der Metallbauteil-Oberfläche aufgebracht, was mittels der genannten Sprüh-, Druck-, insbesondere Piezodruck-, Pinsel- oder Wischverfahren geschieht.
  • Diese und weitere Vorteile werden durch die nachfolgende Beschreibung unter Bezug auf die begleitenden Figuren dargelegt.
  • Der Bezug auf die Figuren in der Beschreibung dient der Unterstützung der Beschreibung und dem erleichterten Verständnis des Gegenstands. Gegenstände oder Teile von Gegenständen, die im Wesentlichen gleich oder ähnlich sind, können mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die Figuren sind lediglich eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung.
  • Dabei zeigt:
  • 1 eine Schnittansicht durch einen Querträger,
  • 2 ein Schema des Schichtaufbaus der Verbundbauteile.
  • 1 zeigt eine Schnittdarstellung durch ein erfindungsgemäßes Verbundbauteil, hier einen Querträger. Das Metallbauteil M, hier ein Aluminiumrohr, wurde durch Innenhochdruckumformung geformt. Auf diesem Metallbauteil M ist eine korrosionsfeste, haftungsfördernde Schicht KS und eine Haftvermittlerschicht H zu erkennen. Dieser Haftvermittler H wird direkt nach der Reinigung und Ausbilden der korrosionsfesten, haftungsfördernden Schicht KS auf zumindest einer Teilfläche der Metallbauteil-Oberfläche MO aufgebracht. Auf diese Haftvermittlerschicht H ist eine Polyamidschicht P angespritzt worden.
  • Der erfindungsgemäße Schichtaufbau ist in 2 verdeutlicht; er ermöglicht die Herstellbarkeit von leichten, kostengünstigen und hochfesten stoffschlüssig verbundenen Metallkunststoffbauteilen. Dabei wird die Oberfläche des Metallbauteils M, das ein Aluminiumblech, ein Druckgussteil aus Aluminium oder ein Strangpressprofil sein kann, durch Reinigen mittels eines Atmosphärendruck-Plasmaverfahrens vorbereitet. Es entsteht eine korrosionsfeste, haftungsfördernde Schicht KS. Auf diese Schicht KS wird der Haftvermittler H aufgebracht, bei dem es sich um eine Substanz auf Polyurethanbasis handelt.
  • In der Grenzschicht GS, die dabei entsteht, kommt es zu einer Wechselwirkung mit der korrosionsfesten, haftungsfördernden Schicht KS, die durch die Reinigung geschaffen wurde. Diese Wechselwirkung schafft den stoffschlüssigen, qualitativ hochwertigen Verbund zu der nun zuoberst auftragenen Kunststoff-respektive Polyamidschicht. Als Polyamidverbindung kommen auch Durethan®, erhältlich über Lanxess Deutschland GmbH, Leverkusen, Deutschland oder andere PA6-Materialien in Frage. Das Polyamid kann auf einfache Weise mittels Spritzgusstechnik angespritzt werden. Dieser vorteilhafte Schichtaufbau bewirkt eine hochbelastbare Verbindung zwischen Metall und Kunststoff.
  • Durch das Reinigen unter Ausbildung einer korrosionsfesten, haftungsfördernden Schicht und der optionalen Verwendung eines Haftvermittlers mit den Eigenschaften des vorgenannten Haftvermittlers, der nicht den Einsatz eines üblichen Haftvermittlers und eines zusätzlichen Klebstoffs oder eines Haftvermittlers, der noch durch beispielsweise UV-Licht aktiviert werden muss, erfordert, ist das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren einfacher durchzuführen. Ferner ermöglicht es erstmals die Verbindung von Metallbauteilen, insbesondere Aluminiumbauteilen, mit Polyamidkunststoffen mit einer qualitativ hochwertigen stoffschlüssigen Verbindung.
  • Die erfindungsgemäßen Verbund- oder Hybridbauteile aus Metall und Kunststoff sind daher sehr gut für den Fahrzeugbau geeignet. Ihr geringes Gewicht und die hochfeste stoffschlüssige Verbindung machen sie sehr belastbar bei einer hohen Eigenfrequenzfestigkeit, so dass sie den hohen Anforderungen in Bezug auf NVH (Noise, Vibration and Harshness) genügen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102004033728 A1 [0005]

Claims (7)

  1. Herstellungsverfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils aus einem Metallbauteil und einem Kunststoff, wobei eine stoffschlüssige Verbundhaftung zwischen der Metallbauteil-Oberfläche (MO) und dem Kunststoff bereitgestellt wird, umfassend die Schritte: – Reinigen zumindest einer Teilfläche der Metallbauteil-Oberfläche (MO) mittels eines Atmosphärendruck-Plasmaverfahrens und Ausbilden einer korrosionsfesten, haftungsfördernden Schicht (KS), – Anspritzen einer Polyamidschicht (P) auf die gereinigte Metallbauteil-Oberfläche (MO).
  2. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1. umfassend den Schritt: – Aufbringen einer Schicht (H) eines polyurethanbasierten Haftvermittlers auf die mittels eines Atmosphärendruck-Plasmaverfahrens gereinigte korrosionsfeste, haftungsfördernde Schicht (KS) mittels eines Sprüh-, Druck-, oder insbesondere eines Piezodruckverfahrens.
  3. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Herstellungsverfahren ein kombiniertes Herstellungsverfahren zur Herstellung des Verbundbauteils ist, umfassend den Schritt – Innenhochdruckumformen des Metallbauteils (M) vor dem Anspritzen einer Polyamidschicht (P).
  4. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Haftvermittler (H) einen Rußanteil aufweist.
  5. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Atmosphärendruck-Plasmaverfahren unter Beimischung von haftungsfördernden Substanzen im Arbeitsgas durchgeführt wird.
  6. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallbauteil (MO) ein Leichtbauteil aus einem Aluminiumblech, einem Aluminium-Druckguss oder ein Aluminium-Strangprofil ist.
  7. Verbundbauteil aus einem Metallbauteil und einem Kunststoff, wobei eine stoffschlüssige Verbundhaftung zwischen der Metallbauteil-Oberfläche (MO) und dem Kunststoff besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff ein Polyamid (P) ist und dass eine korrosionsfeste, haftungsfördernde Schicht (KS) und eine Haftvermittlerschicht (H) auf der zwischen zumindest dem Flächenteil, an dem die stoffschlüssige Verbundhaftung besteht, und der Polyamidschicht (P) vorliegt, wobei der Haftvermittler (H) eine Substanz aus der Gruppe der Polyurethane enthält.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013018452A1 (de) 2013-11-02 2015-05-07 Vereinigung zur Förderung des Instituts für Kunststoffverarbeitung in Industrie und Handwerk an der Rhein.-Westf. Technischen Hochschule Aachen e.V. Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines aus mindestens einer Kunststoffkomponente und mindestens einer Metallkomponente bestehenden Verbundbauteils
US9486957B2 (en) 2014-03-21 2016-11-08 Ford Global Technologies, Llc Assembly and method of pretreating localized areas of parts for joining
EP3489500A1 (de) * 2017-11-27 2019-05-29 AVIO S.p.A. Verfahren zum herstellen eines domelements mit thermischer schutzbeschichtung für eine feststoffrakete

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004033728A1 (de) 2004-07-13 2006-02-09 Plasmatreat Gmbh Verfahren zum Bearbeiten und Verkleben von Werkstücken aus einem Metall oder einer Metalllegierung mit einer hydratisierten Oxid- und/oder Hydroxidschicht

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004033728A1 (de) 2004-07-13 2006-02-09 Plasmatreat Gmbh Verfahren zum Bearbeiten und Verkleben von Werkstücken aus einem Metall oder einer Metalllegierung mit einer hydratisierten Oxid- und/oder Hydroxidschicht

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013018452A1 (de) 2013-11-02 2015-05-07 Vereinigung zur Förderung des Instituts für Kunststoffverarbeitung in Industrie und Handwerk an der Rhein.-Westf. Technischen Hochschule Aachen e.V. Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines aus mindestens einer Kunststoffkomponente und mindestens einer Metallkomponente bestehenden Verbundbauteils
DE102013018452B4 (de) * 2013-11-02 2020-09-10 Vereinigung zur Förderung des Instituts für Kunststoffverarbeitung in Industrie und Handwerk an der Rhein.-Westf. Technischen Hochschule Aachen e.V. Verfahren zur Herstellung eines aus mindestens einer Kunststoffkomponente und mindestens einer Metallkomponente bestehenden Verbundbauteils
US9486957B2 (en) 2014-03-21 2016-11-08 Ford Global Technologies, Llc Assembly and method of pretreating localized areas of parts for joining
US10293371B2 (en) 2014-03-21 2019-05-21 Ford Global Technologies, Llc Assembly and method of pretreating localized areas of parts for joining
EP3489500A1 (de) * 2017-11-27 2019-05-29 AVIO S.p.A. Verfahren zum herstellen eines domelements mit thermischer schutzbeschichtung für eine feststoffrakete
US10821655B2 (en) 2017-11-27 2020-11-03 Avio S.P.A. Manufacturing process for making a dome element provided with thermal protection for a solid propellant rocket engine

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