DE102013211139A1 - Verfahren zum Herstellen eines Bauteileverbunds sowie Bauteileverbund - Google Patents

Verfahren zum Herstellen eines Bauteileverbunds sowie Bauteileverbund Download PDF

Info

Publication number
DE102013211139A1
DE102013211139A1 DE201310211139 DE102013211139A DE102013211139A1 DE 102013211139 A1 DE102013211139 A1 DE 102013211139A1 DE 201310211139 DE201310211139 DE 201310211139 DE 102013211139 A DE102013211139 A DE 102013211139A DE 102013211139 A1 DE102013211139 A1 DE 102013211139A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
component
contact surface
laser beam
electromagnetic radiation
depressions
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE201310211139
Other languages
English (en)
Inventor
Rainer Heinrich Hoerlein
Mario Matic
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE201310211139 priority Critical patent/DE102013211139A1/de
Publication of DE102013211139A1 publication Critical patent/DE102013211139A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B29C45/14311—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles using means for bonding the coating to the articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/352—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment
    • B23K26/3568—Modifying rugosity
    • B23K26/3584—Increasing rugosity, e.g. roughening
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B29C45/14311—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles using means for bonding the coating to the articles
    • B29C2045/14327—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles using means for bonding the coating to the articles anchoring by forcing the material to pass through a hole in the article
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/02—Preparation of the material, in the area to be joined, prior to joining or welding
    • B29C66/024—Thermal pre-treatments
    • B29C66/0246—Cutting or perforating, e.g. burning away by using a laser or using hot air
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/02—Preparation of the material, in the area to be joined, prior to joining or welding
    • B29C66/026—Chemical pre-treatments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/303—Particular design of joint configurations the joint involving an anchoring effect
    • B29C66/3032—Particular design of joint configurations the joint involving an anchoring effect making use of protrusions or cavities belonging to at least one of the parts to be joined
    • B29C66/30321—Particular design of joint configurations the joint involving an anchoring effect making use of protrusions or cavities belonging to at least one of the parts to be joined making use of protrusions belonging to at least one of the parts to be joined
    • B29C66/30322—Particular design of joint configurations the joint involving an anchoring effect making use of protrusions or cavities belonging to at least one of the parts to be joined making use of protrusions belonging to at least one of the parts to be joined in the form of rugosity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/303—Particular design of joint configurations the joint involving an anchoring effect
    • B29C66/3032—Particular design of joint configurations the joint involving an anchoring effect making use of protrusions or cavities belonging to at least one of the parts to be joined
    • B29C66/30325—Particular design of joint configurations the joint involving an anchoring effect making use of protrusions or cavities belonging to at least one of the parts to be joined making use of cavities belonging to at least one of the parts to be joined
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/74—Joining plastics material to non-plastics material
    • B29C66/742—Joining plastics material to non-plastics material to metals or their alloys

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteileverbunds (10), bei dem in eine erste Kontaktoberfläche (14) eines aus Metall bestehenden ersten Bauteils (11) mittels einer elektromagnetischen Strahlung, insbesondere mittels wenigstens eines Laserstrahls (16), eine Oberflächenstrukturierung mit Vertiefungen (20) ausgebildet wird, und dass anschließend die erste Kontaktoberfläche (14) mit dem aus Kunststoff bestehenden Material eines zweiten Bauteils (22) verbunden wird, wobei das Material des zweiten Bauteils (22) die Vertiefungen (20) ausfüllt. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass das Material des ersten Bauteils (11) derart ausgewählt ist, dass es bei der Einwirkung der elektromagnetischen Strahlung durch Ausgasungseffekte in der ersten Kontaktoberfläche (14) die Bildung der Vertiefungen (20) unterstützt.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteileverbunds sowie einen Bauteileverbund nach den Oberbegriffen der beiden unabhängigen Ansprüche.
  • Ein derartiges Verfahren bzw. ein derartiger Bauteileverbund sind aus der DE 10 2008 040 782 A1 der Anmelderin bekannt. Das bekannte Verfahren dient der Ausbildung eines festen und mediendichten Bauteileverbunds zwischen wenigstens zwei Bauteilen. Hierzu wird an einer ersten Kontaktoberfläche des ersten Bauteils mittels elektromagnetischer Strahlung, insbesondere mittels eines Laserstrahls, eine von einer Nanostruktur überlagerte Mikrostruktur ausgebildet. Die so ausgebildete Oberflächenstrukturierung bildet feinste Vertiefungen aus, die anschließend von dem Material des zweiten Bauteils, insbesondere Kunststoff, ausgefüllt werden, so dass die angesprochene Haftung zwischen den beiden Bauteilen verbessert wird. Dadurch kann insbesondere auf die üblicherweise zwischen den beiden Bauteilen verwendete Haftvermittlerschicht verzichtet werden. Die Herstellung einer derartigen Oberflächenstrukturierung an der ersten Kontaktoberfläche des ersten Bauteils benötigt an den jeweiligen Anwendungsfall genau angepasste Parameter, d.h., eine optimierte Oberflächenstrukturierung hinsichtlich der Größe der Nano- und Mikrostruktur. Üblicherweise wird dabei, bei der Verwendung von Laserstrahlen, eine Laserstrahleinrichtung verwendet, die ultrakurze Laserimpulse (von wenigen Pikosekunden) erzeugt. Typische Bearbeitungsleistungen bzw. Bearbeitungsgeschwindigkeiten liegen dabei im Bereich bis zu 10mm2/s. Das bekannte Verfahren bzw. ein nach dem bekannten Verfahren hergestellter Bauteileverbund weist zwar hinsichtlich der Haftung und der Dichtigkeit zufriedenstellende Ergebnisse auf, eine wirtschaftliche Fertigung von Oberflächenstrukturierungen an der ersten Kontaktoberfläche ist jedoch durch die relativ geringe Bearbeitungsleistung bzw. Bearbeitungsgeschwindigkeit sowie den Einsatz der relativ teuren Laserstrahleinrichtung zur Erzeugung der Laserstrahlen mit den ultrakurzen Laserimpulsen eingeschränkt.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteileverbunds sowie einen Bauteileverbund nach den Oberbegriffen der beiden unabhängigen Ansprüche derart weiterzubilden, dass eine im industriellen Einsatz verbesserte Wirtschaftlichkeit ermöglicht wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren zum Herstellen eines Bauteileverbunds mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs dadurch gelöst, dass das Material des ersten Bauteils derart ausgewählt ist, dass es bei der Einwirkung der elektromagnetischen Strahlung durch Ausgasungs- und/oder Verdampfungseffekte in der ersten Kontaktoberfläche die Bildung der Vertiefungen unterstützt. Bei Versuchen hat es sich herausgestellt, dass derartige Materialien eine wirtschaftlichere Herstellung gegenüber dem Stand der Technik insofern unterstützen, als durch die Ausgasungseffekte die Bildung der Vertiefungen beschleunigt und verstärkt wird, so dass zum einen pro Zeiteinheit gegenüber dem Stand der Technik eine vergrößerte Fläche bearbeitet werden kann, und zum anderen eine Laserstrahleinrichtung verwendet werden kann, die beispielsweise als kontinuierliche Laserstrahleinrichtung oder aber als Laserstrahleinrichtung mit Nanosekunden-Laserimpulsen arbeitet, wobei die genannten Laserstrahleinrichtungen in der Praxis wirtschaftlicher sind als solche, die zur Erzeugung von Laserimpulsen im Pikosekundenbereich ausgebildet sind. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit eine Erweiterung des Einsatzbereichs der Grundidee der Verwendung von Oberflächenstrukturierungen auch bei solchen Bauteilen, die beispielsweise relativ große Kontaktoberflächen aufweisen, bei denen das eingangs erwähnte Verfahren aus der DE 10 2008 040 738 A1 wirtschaftlich nicht einsetzbar wäre, so dass üblicherweise die Verwendung einer Haftvermittlerschicht vorgesehen werden würde.
  • Hinsichtlich des Bauteileverbunds wird die eingangs gestellte Aufgabe erfindungsgemäß bei einem Bauteileverbund mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs dadurch gelöst, dass das Material des ersten Bauteils bei Einwirkung einer elektromagnetischen Strahlung Ausgasungseffekte aufweist.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines Bauteileverbunds sowie des Bauteileverbunds sind in den jeweiligen Unteransprüchen aufgeführt.
  • Hinsichtlich der Wahl des entsprechenden ersten Bauteils, welches die angesprochenen Ausgasungs- bzw. Verdampfungseffekte aufweist, bestehen unterschiedliche Möglichkeiten. In einer ersten Variante wird vorgeschlagen, dass das erste Bauteil zumindest an der ersten Kontaktoberfläche thermochemisch vorbehandelt ist, wobei die Vorbehandlung insbesondere ein Stickstoff- oder Stickstoff/Kohlenstoffbasiertes Verfahren umfasst. Bei derartigen Wärmebehandlungsverfahren wird beispielsweise Stickstoff in die Randschicht des ersten Bauteils eingebracht, um eine Aufhärtung der Randschicht zu erzielen. Bei der Einwirkung der elektromagnetischen Strahlung (Laserstrahl) findet ein Umschmelzen dieser äußeren Randschicht statt, so dass der Stickstoff zu N2 rekombiniert und starke Ausgasungseffekte erzeugt. Diese führt zur Porenbildung im umgeschmolzenen Bereich der ersten Kontaktoberfläche. Die Porenbildung ist gleichbedeutend mit einer unregelmäßigen Struktur der ersten Kontaktoberfläche auf der der zweiten Kontaktoberfläche zugewandten Seite bis hin zu Hinterschnitten und erhöht in signifikanter Weise die gewünschte Haftung zwischen den beiden Bauteilen.
  • Als thermochemische Vorbehandlungsverfahren für das erste Bauteil bzw. die erste Kontaktoberfläche kommen insbesondere Gasnitrieren, Plasmanitrieren, Gasoxynitrieren, Solution Nitriding, Carbonitrieren oder Nitrocarbonieren zur Anwendung. Es können jedoch auch grundsätzlich andere Vorbehandlungsverfahren zur Anwendung kommen.
  • Alternativ zu einer thermochemischen Vorbehandlung der ersten Kontaktoberfläche ist es auch möglich, dass das erste Bauteil zumindest an der ersten Kontaktoberfläche mit einer Beschichtung versehen ist, die bei einer anschließenden Wärmebehandlung (Einwirkung der Laserstrahlung) Poren, Risse oder ähnliche Effekte in der ersten Kontaktoberfläche erzeugt.
  • Ein typischer Anwendungsfall des zuletzt genannten Verfahrens sieht vor, dass das erste Bauteil ein verzinktes Stahlblech ist.
  • Wie bereits eingangs erwähnt, ist das erfindungsgemäße Verfahren hinsichtlich der verwendeten Laserstrahleinrichtung (für den Fall, dass die elektromagnetische Strahlung ein Laserstrahl ist) relativ unkritisch. Im Sinne einer möglichst hohen Leistung bzw. hohen Bearbeitungsgeschwindigkeit bei relativ geringen Investitionskosten wird daher vorgeschlagen, dass die Laserstrahlquelle einen kontinuierlichen oder einen gepulsten Laserstrahl im Nanometer-Wellenlängenbereich erzeugt, insbesondere im Wellenlängenbereich zwischen 100nm und 10.000nm, vorzugsweise im Wellenlängenbereich zwischen 400nm und 3000nm.
  • Hinsichtlich des Bauteileverbunds ist es in einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Bauteileverbund wenigstens ein drittes Bauteil umfasst, das insbesondere mit dem ersten Bauteil mittels einer Laserstrahlverschweißung verbunden ist. Insbesondere ist es dabei möglich, dass die zur Verbindung des dritten Bauteils verwendete Laserstrahleinrichtung dieselbe Laserstrahleinrichtung ist, die die Oberflächenstruktur an der ersten Kontaktoberfläche ausbildet. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass die Laserstrahleinrichtung sowohl zur Erzeugung der (aufgerauten) Oberfläche an dem ersten Bauteil, als auch zur Verbindung des dritten Bauteils, insbesondere mit dem ersten Bauteil, eingesetzt wird. Dadurch wird eine besonders wirtschaftliche Herstellung eines derartigen Bauteileverbunds ermöglicht.
  • Zuletzt umfasst die Erfindung auch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei die Verwendung die Herstellung von mediendichten Komponenten bei Kraftfahrzeuganwendungen wie Einspritzventilen oder Steuergeräten vorsieht.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
  • Diese zeigt in:
  • 1 einen Teilbereich eines ersten Bauteils während der Herstellung einer Vertiefung mittels einer Laserstrahlquelle im Längsschnitt und
  • 2 einen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Bauteileverbund, der aus drei Bauteilen besteht, ebenfalls im Längsschnitt.
  • Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
  • In der 1 ist ein Teilbereich eines ersten Bauteils 11 dargestellt, das Bestandteil eines in der 2 erkennbaren Bauteileverbunds 10 ist. Bei dem ersten Bauteil 11 handelt es sich um ein metallisches Bauteil, das aus einem Trägerbauteil 12 besteht, welches an einer Oberfläche mit einer Beschichtung 13 oder thermotechnisch eingebrachten Schicht versehen ist. Beispielhaft kann es sich bei dem ersten Bauteil 11 um ein verzinktes Stahlblech handeln. Die Dicke der Beschichtung 13 ist gegebenenfalls dem jeweiligen Anwendungsfall anzupassen.
  • Das erste Bauteil 11 bildet auf der dem Trägerbauteil 12 abgewandten Seite der Beschichtung 13 eine erste Kontaktoberfläche 14 aus. Die erste Kontaktoberfläche 14 wird beispielhaft mittels eines Laserstrahls 16 bearbeitet, der mittels einer stark vereinfacht dargestellten Laserstrahleinrichtung 17 erzeugt wird, und der beispielhaft senkrecht auf die Bauteiloberfläche des ersten Bauteils 11 auftrifft. Die Laserstrahleinrichtung 17 kann derart ausgebildet sein, dass der Laserstrahl 16 als kontinuierlicher Laserstrahl 16 ausgebildet ist oder aber als gepulster Laserstrahl 16, wobei die Pulslänge des Laserstrahls 16 im Femto-, Piko- oder Nanosekundenbereich liegt.
  • Bei der Einwirkung des Laserstrahls 16 auf die erste Kontaktoberfläche 14 wird das Material des ersten Bauteils 11 im Bereich der Beschichtung 13 sowie in einem Teilbereich des Trägerbauteils 12 aufgeschmolzen, wobei Vertiefungen 20 ausgebildet werden. Wesentlich ist, dass durch die spezielle Wahl des Materials bzw. des Aufbaus des ersten Bauteils 11 die innere Kontur 21 der Vertiefung 20 im Querschnitt unregelmäßig geformt ist. Diese unregelmäßige Kontur geht hin bis zur Ausbildung von Hinterschnitten.
  • In der 2 ist der Bauteileverbund 10 dargestellt, nach dem das erste Bauteil 11 im Bereich der ersten Kontaktoberfläche 14 mit dem Material eines zweiten Bauteils 22 verbunden wurde. Bei dem zweiten Bauteil 22 handelt es sich um ein Kunststoffmaterial, insbesondere ein Duroplast, ein Thermoplast oder ein Elastomer, das an das erste Bauteil 11 im Bereich der ersten Kontaktoberfläche 14 mit seiner zweiten Kontaktoberfläche 23 angespritzt oder auf sonstige, aus dem Stand der Technik an sich bekannte Art und Weise aufgebracht wurde. Dazu war es erforderlich, das Material des zweiten Bauteils 22 bis über dessen Schmelztemperatur zu erhitzen, so dass das Material des zweiten Bauteils 22 im Bereich der ersten Kontaktoberfläche 14 in die Vertiefungen 20 eindringt und diese ausfüllt.
  • Wesentlich dabei ist, dass die Vertiefungen 20 sowohl beispielsweise eine geschlossene, grabenförmige Kontur aufweisen können, als auch als punktuelle, d.h. voneinander getrennt ausgebildete Vertiefungen 20 vorhanden sein können. Darüber hinaus ist die Geometrie der Vertiefung 20, d.h. dessen (mittlere) Breite b sowie dessen (mittlere) Tiefe t abhängig von den Parametern des Laserstrahls 16 (insbesondere Laserleistung, Strahldurchmesser und Vorschubgeschwindigkeit) und dem jeweiligen Anwendungsfall anzupassen. Nach dem Erstarren bzw. Aushärten des Materials des zweiten Bauteils 22 ist zwischen den beiden Kontaktoberflächen 14, 23 der beiden Bauteile 11, 22 eine dichte und/oder feste Verbindung hergestellt. Darüber hinaus ist in der 2 erkennbar, dass das erste Bauteil 11, im Ausführungsbeispiel im Bereich der ersten Kontaktoberfläche 14, mit einem dritten Bauteil 25 verbunden ist, das vorzugsweise ebenfalls mittels der Laserstrahleinrichtung 17 mit der ersten Kontaktoberfläche 14 verbunden ist. Hierzu ist im Übergangsbereich zwischen dem dritten Bauteil 25 und der ersten Kontaktoberfläche 14 beispielsweise eine streifenförmige Schweißnaht 26 erkennbar, die durch Aufschmelzen des Materials des ersten Bauteils 11 und des dritten Bauteils 25 im Verbindungsbereich ausgebildet wurde. Das Material des zweiten Bauteils 22 umgibt dabei das dritte Bauteil 25 beispielhaft zumindest nahezu vollständig und schützt dieses beispielsweise vor dem Zutritt von Medien.
  • Der soweit beschriebene Bauteileverbund 10 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.
  • 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 102008040782 A1 [0002]
    • DE 102008040738 A1 [0003]

Claims (9)

  1. Verfahren zum Herstellen eines Bauteileverbunds (10), bei dem in eine erste Kontaktoberfläche (14) eines aus Metall bestehenden ersten Bauteils (11) mittels einer elektromagnetischen Strahlung, insbesondere mittels wenigstens eines Laserstrahls (16), eine Oberflächenstrukturierung mit Vertiefungen (20) ausgebildet wird, und dass anschließend die erste Kontaktoberfläche (14) mit dem aus Kunststoff bestehenden Material eines zweiten Bauteils (22) verbunden wird, wobei das Material des zweiten Bauteils (22) die Vertiefungen (20) ausfüllt, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des ersten Bauteils (11) derart ausgewählt ist, dass es bei der Einwirkung der elektromagnetischen Strahlung durch Ausgasungseffekte und/oder Verdampfungseffekte in der ersten Kontaktoberfläche (14) die Bildung der Vertiefungen (20) unterstützt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (11) zumindest an der ersten Kontaktoberfläche (14) thermochemisch vorbehandelt ist, wobei die Vorbehandlung insbesondere ein Stickstoff- oder Stickstoff/Kohlenstoff basiertes Verfahren umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die thermochemische Vorbehandlung Gasnitrieren, Plasmanitrieren, Gasoxynitrieren, Solution Nitriding, Carbonitrieren oder Nitrocarbonieren umfasst.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (11) zumindest an der ersten Kontaktoberfläche (14) mit einer Beschichtung (13) versehen ist, die bei einer anschließenden Wärmebehandlung Poren, Risse oder ähnliche Defekte in der ersten Kontaktoberfläche (14) erzeugt.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (11) ein verzinktes Stahlblech ist.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als elektromagnetische Strahlungsquelle eine Laserstrahlquelle (17) verwendet wird, wobei die Laserstrahlquelle (17) einen kontinuierlichen oder einen gepulsten Laserstrahl (16) im Nanometer-Wellenlängenbereich erzeugt.
  7. Bauteileverbund (10), hergestellt insbesondere nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bestehend aus einem aus Metall bestehenden ersten Bauteil (11), das an einer ersten Kontaktoberfläche (14) eine Oberflächenstrukturierung mit Vertiefungen (20) aufweist, wobei die erste Kontaktoberfläche (14) mit dem aus Kunststoff bestehenden Material eines zweiten Bauteils (22) verbunden ist, und wobei das Material des zweiten Bauteils (22) die Vertiefungen (20) ausfüllt, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des ersten Bauteils (11) bei Einwirkung einer elektromagnetischen Strahlung Ausgasungseffekte und/oder Verdampfungseffekte aufweist.
  8. Bauteileverbund nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Bauteileverbund (10) wenigstens ein drittes Bauteil (25) umfasst, das insbesondere mit dem ersten Bauteil (11) mittels einer Laserstrahlverschweißung (26) verbunden ist.
  9. Verwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Herstellung von mediendichten Komponenten bei Kraftfahrzeuganwendungen wie Einspritzventilen oder Steuergeräten.
DE201310211139 2013-06-14 2013-06-14 Verfahren zum Herstellen eines Bauteileverbunds sowie Bauteileverbund Withdrawn DE102013211139A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201310211139 DE102013211139A1 (de) 2013-06-14 2013-06-14 Verfahren zum Herstellen eines Bauteileverbunds sowie Bauteileverbund

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201310211139 DE102013211139A1 (de) 2013-06-14 2013-06-14 Verfahren zum Herstellen eines Bauteileverbunds sowie Bauteileverbund

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102013211139A1 true DE102013211139A1 (de) 2014-12-18

Family

ID=52009735

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201310211139 Withdrawn DE102013211139A1 (de) 2013-06-14 2013-06-14 Verfahren zum Herstellen eines Bauteileverbunds sowie Bauteileverbund

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102013211139A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015226742A1 (de) 2015-12-28 2017-06-29 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Bauteileverbunds und Bauteileverbund
DE102016215493A1 (de) * 2016-08-18 2018-02-22 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Hybrider Werkstoffverbund zwischen einer Metalloberfläche und einer polymeren Materialoberfläche sowie Verfahren zur Herstellung des hybriden Werkstoffverbundes

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008040738A1 (de) 2008-07-25 2010-01-28 Hilti Aktiengesellschaft Foliengebinde
DE102008040782A1 (de) 2008-07-28 2010-02-04 Robert Bosch Gmbh Bauteilverbund sowie Verfahren zum Herstellen eines Bauteilverbundes

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008040738A1 (de) 2008-07-25 2010-01-28 Hilti Aktiengesellschaft Foliengebinde
DE102008040782A1 (de) 2008-07-28 2010-02-04 Robert Bosch Gmbh Bauteilverbund sowie Verfahren zum Herstellen eines Bauteilverbundes

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015226742A1 (de) 2015-12-28 2017-06-29 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Bauteileverbunds und Bauteileverbund
DE102016215493A1 (de) * 2016-08-18 2018-02-22 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Hybrider Werkstoffverbund zwischen einer Metalloberfläche und einer polymeren Materialoberfläche sowie Verfahren zur Herstellung des hybriden Werkstoffverbundes
WO2018033625A1 (de) * 2016-08-18 2018-02-22 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V. Hybrider werkstoffverbund zwischen einer metalloberfläche und einer polymeren materialoberfläche sowie verfahren zur herstellung des hybriden werkstoffverbundes

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2307187B1 (de) Bauteilverbund sowie verfahren zum herstellen eines bauteilverbundes
EP2467256B1 (de) Bauteilverbund sowie verfahren zum herstellen eines bauteilverbundes
DE102008044451A1 (de) Konduktives Bolzenschweißen
WO2018033625A1 (de) Hybrider werkstoffverbund zwischen einer metalloberfläche und einer polymeren materialoberfläche sowie verfahren zur herstellung des hybriden werkstoffverbundes
DE102016115674A1 (de) Additive Fertigung
EP2735432B1 (de) Verfahren zum Verbinden zweier Bauteile und Bauteilverbund
EP3389916B1 (de) Verfahren zum herstellen eines kunststoff-metall-hybridbauteils
DE102016115676A1 (de) Additive Fertigung
DE102008022225A1 (de) Verfahren zum Behandeln einer Oberfläche
EP3081669B1 (de) Verfahren zur herstellung von gedeckelten laufrädern
DE102014207263A1 (de) Bifokal-Optik zur Strukturierung von Zylinderkurbelgehäusen
DE102013211139A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Bauteileverbunds sowie Bauteileverbund
DE102006029070B3 (de) Verfahren zum Beschichten eines Bauteils, in dessen Oberfläche Löcher vorgesehen sind
DE102021006069A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Hybrid-Bauteils durch ein additives Verfahren sowie Schmelzvorrichtung
DE102016209948A1 (de) Verfahren zum Verbinden zweier Bauteile und Bauteileverbund
DE102015012543A1 (de) Verfahren zum thermischen Fügen von zumindest zwei Aluminiumbauteilen
DE102015217224A1 (de) Verfahren zum Ausbilden eines Bauteileverbunds
DE102019213396A1 (de) Verfahren zum Verbinden zweier Bauteile, Bauteileverbund und Werkzeug zum Durchführen des Verfahrens
DE102015217232A1 (de) Verfahren zum Ausbilden eines Bauteileverbunds
DE102016201951A1 (de) Hybridbauteil und Verfahren zur Herstellung eines Hybridbauteils
DE102015209203A1 (de) Verfahren und Schweißvorrichtung zum Hubzündungsschweißen
WO2020025248A1 (de) VERFAHREN ZUM SCHWEIßEN EINES VERZINKTEN KRAFTFAHRZEUGBAUTEILS
EP2743053A2 (de) Bauteilverbund und dessen Verwendung
DE102019213399A1 (de) Verfahren zum Verbinden zweier Bauteile und Bauteileverbund
DE102016206005A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Drähten

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: F16B0011000000

Ipc: B29C0065400000

R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee