DE102020204360A1 - Method for producing a composite component, an assembly comprising the composite component and a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils (10), bei dem eine Platine (1) aus einem metallischen Werkstoff zur Verfügung gestellt wird und zumindest eine Seite der Platine (1) wenigstens bereichsweise in einem Urformverfahren mit Kunststoff (3) beschichtet wird, sodass ein zumindest die Platine (1) und eine Kunststoffschicht (6) aufweisender Schichtverbund (5) erzeugt wird.Ferner betrifft die Erfindung eine Baugruppe umfassend ein mittels des Verfahrens zur Herstellung eines Verbundbauteils (10) hergestelltes Verbundbauteil (10), sowie ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a method for producing a composite component (10), in which a plate (1) made of a metallic material is made available and at least one side of the plate (1) is coated with plastic (3) at least in some areas in a primary molding process, so that at least the circuit board (1) and a plastic layer (6) are produced.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils, sowie eine mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestelltes Verbundbauteil umfassende Baugruppe und ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a method for producing a composite component, as well as an assembly comprising a composite component produced by means of the method according to the invention, and a motor vehicle.
Die Erfüllung gesetzlich verankerter Standards in Bezug auf die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) von Geräten erfordert Bauteile und Baugruppen, die derart gestaltet sind, dass diese unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störungen aus der Umgebung sind und selbst hinreichend wenig elektromagnetische Störungen emittieren. Der Nachweis der Störunempfindlichkeit ist in entsprechenden Normen geregelt. Derartige Standards gelten auch für Kraftfahrzeuge.The fulfillment of legally anchored standards with regard to the electromagnetic compatibility (EMC) of devices requires components and assemblies that are designed in such a way that they are insensitive to electromagnetic interference from the environment and themselves emit sufficiently little electromagnetic interference. Proof of immunity to interference is regulated in the relevant standards. Such standards also apply to motor vehicles.
Eine Möglichkeit zur Umsetzung der in den einschlägigen Normen festgeschriebenen Anforderungen besteht darin, Bauteile und Baugruppen so zu gestalten, dass diese elektrisch leitfähig sind. In der Automobilindustrie ist es dazu gängige Praxis, Bauteile mit einer elektrisch leitfähigen Schicht, zum Beispiel in Form einer leitfähigen Folie, auszustatten. Dazu wird typischerweise eine Metallfolie auf das im Wesentlichen vollständig ausgeformte Bauteil aufgebracht. Der mit dem nachträglichen Aufbringen einer Metallfolie einhergehende, oftmals händische, Beschichtungsvorgang dreidimensional ausgeformter Bauteile beschränkt dabei die konstruktiven Freiheiten bei der Formgebung der Bauteile.One way of implementing the requirements stipulated in the relevant standards is to design components and assemblies in such a way that they are electrically conductive. In the automotive industry, it is common practice to equip components with an electrically conductive layer, for example in the form of a conductive film. For this purpose, a metal foil is typically applied to the essentially completely shaped component. The often manual coating process for three-dimensional components that is associated with the subsequent application of a metal foil restricts the structural freedom when shaping the components.
Auch die Weiterverarbeitungsmöglichkeiten entsprechender Bauteile sind aufgrund der metallischen Oberfläche typischerweise stark beschränkt. So ist es beispielsweise nicht ohne Weiteres kostengünstig und prozesssicher möglich, an einem mit einer metallischen Oberfläche versehenen Bauteil Verbindungs- und/oder Versteifungselemente anzubringen.The further processing possibilities of corresponding components are typically severely limited due to the metallic surface. For example, it is not easily possible in a cost-effective and process-reliable manner to attach connecting and / or stiffening elements to a component provided with a metallic surface.
Eine alternative Vorgehensweise zur metallischen Beschichtung besteht darin, entsprechende Bauteile vollständig aus einem metallischen Werkstoff auszubilden.An alternative procedure to the metallic coating consists in forming the corresponding components completely from a metallic material.
Verbundbauteile, die eine elektrisch leifähige Schicht umfassen, sind grundsätzlich bekannt.Composite components that include an electrically conductive layer are known in principle.
Die
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches auf einfache und kostengünstige Weise die Herstellung eines Verbundbauteilen ermöglicht, sowie eine Baugruppe und ein Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, welche ein derartiges Verbundbauteil umfassen.The present invention is based on the object of providing a method which enables the production of a composite component in a simple and inexpensive manner, as well as providing an assembly and a motor vehicle which comprise such a composite component.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils gemäß Anspruch 1, sowie durch eine Baugruppe gemäß Anspruch 9 und ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 10. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Verfahrens werden in den Unteransprüchen 2-8 aufgezeigt.The object is achieved according to the invention by a method for producing a composite component according to
Ein erster Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils, bei dem eine Platine aus einem metallischen Werkstoff zur Verfügung gestellt wird und zumindest eine Seite der Platine wenigstens bereichsweise in einem Urformverfahren mit Kunststoff beschichtet wird, sodass ein zumindest die Platine und eine Kunststoffschicht aufweisender Schichtverbund erzeugt wird.A first aspect of the invention is a method for producing a composite component, in which a circuit board made of a metallic material is provided and at least one side of the circuit board is coated with plastic at least in some areas in a primary molding process, so that one having at least the circuit board and a plastic layer Layer composite is generated.
Im Sinne der Erfindung ist unter einer Platine ein im Wesentlichen zweidimensionales flächiges Bauteil, wie beispielsweise ein Blech oder eine Folie, zu verstehen. Typischerweise handelt es sich dabei um eine Abwicklung und/oder einen Zuschnitt eines auf Rollen bereitgestellten metallischen Materials.In the context of the invention, a circuit board is to be understood as an essentially two-dimensional flat component, such as a sheet metal or a film, for example. Typically, this is a development and / or cutting of a metallic material provided on rolls.
Unter einem metallischen Werkstoff ist ein Metall oder eine Metalllegierung zu verstehen.A metallic material is to be understood as a metal or a metal alloy.
Insbesondere zeichnet sich der metallische Werkstoff durch eine hohe Plastizität und/oder eine hohe Duktilität aus, die es ermöglicht, die Platine, insbesondere im losen oder festen Verbund mit einem anderen Bauteil, in einem Umformprozess zu verformen, ohne dass es zum Bruch oder Riss der Platine kommt.In particular, the metallic material is characterized by high plasticity and / or high ductility, which makes it possible to deform the board, in particular in a loose or solid bond with another component, in a forming process without breaking or cracking the Board comes.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist der metallische Werkstoff ein Aluminium bzw. eine Aluminiumlegierung und/oder ein Kupfer bzw. eine Kupferlegierung.In one embodiment of the method, the metallic material is an aluminum or an aluminum alloy and / or a copper or a copper alloy.
Erfindungsgemäß wird zumindest eine Seite der Platine mit einem Kunststoff beschichtet. Dabei wird wenigstens eine Kunststoffschicht aufgebracht.According to the invention, at least one side of the circuit board is coated with a plastic. At least one plastic layer is applied here.
In einer spezifischen Ausgestaltungsform des Verfahrens wird wenigstens eine Seite der Platine im Wesentlichen vollständig mit Kunststoff beschichtet. Dies hat den Vorteil, dass die Platine zumindest auf der mit Kunststoff beschichteten Seite gegenüber Beschädigungen von außen wenigstens teilweise geschützt ist.In a specific embodiment of the method, at least one side of the circuit board is essentially completely coated with plastic. This has the advantage that the circuit board is at least partially protected against damage from the outside, at least on the side coated with plastic.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird eine erste Seite der Platine und eine der ersten Seite gegenüberliegende zweite Seite der Platine mit Kunststoff beschichtet, so dass die Platine im Wesentlichen vollständig in den Kunststoff eingebettet wird.In a further embodiment of the method, a first side of the circuit board and a second side of the circuit board opposite the first side are coated with plastic, so that the circuit board is essentially completely embedded in the plastic.
Bei der Durchführung des Urformverfahrens werden die Platine und der Kunststoff mechanisch miteinander verbunden, wobei in Sinne der Erfindung auch eine stoffschlüssige und/oder adhäsive Verbindung eine mechanische Verbindung ist.When the primary molding process is carried out, the blank and the plastic are mechanically connected to one another, with a cohesive and / or adhesive connection also being a mechanical connection within the meaning of the invention.
Bei dem Kunststoff handelt es sich beispielhaft um Polyolefine, wie Polypropylen (PP) oder Polycarbonat (PC). Weiterhin sind auch Polyamide möglich.The plastic is, for example, polyolefins such as polypropylene (PP) or polycarbonate (PC). Polyamides are also possible.
Die Dichte der Kunststoffschicht beträgt wenigstens 0,7 kg/m3.The density of the plastic layer is at least 0.7 kg / m 3 .
Der Kunststoff wird bei der Durchführung des Urformverfahrens insbesondere mittels eines im Wesentlichen zur Oberfläche der Platine senkrechten Materialstroms auf eine Seite der Platine aufgebracht.When the primary molding process is carried out, the plastic is applied to one side of the board, in particular by means of a material flow that is essentially perpendicular to the surface of the board.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist auf einfache Weise ein Verbundbauteil herstellbar, welches dazu geeignet ist, ein in der näheren Umgebung des Verbundbauteils, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, angeordnetes elektrotechnisches Gerät oder eine elektrotechnische Einrichtung in Hinblick auf elektrische und/oder magnetische Felder abzuschirmen.By means of the method according to the invention, a composite component can be produced in a simple manner, which is suitable for shielding an electrical and / or magnetic field arranged in the vicinity of the composite component, in particular in a motor vehicle, or an electrical engineering device.
In einer Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Urformverfahren ein Spritzgussverfahren.In one embodiment of the method according to the invention, the primary molding method is an injection molding method.
Der Kunststoff wird als im Wesentlichen flüssige Kunststoffschmelze auf die Seite der Platine aufgebracht. Das heißt, dass der Kunststoff verflüssigt wird und in flüssiger Phase mit der Platine in mechanischen Kontakt gebracht wird.The plastic is applied to the side of the circuit board as an essentially liquid plastic melt. This means that the plastic is liquefied and brought into mechanical contact with the circuit board in the liquid phase.
Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass große Gestaltungsspielräume im Hinblick auf die konstruktive Ausgestaltung des Verbundbauteils bestehen.The advantage of this configuration is that there is great design leeway with regard to the structural configuration of the composite component.
Grundsätzlich sind auch andere Urformverfahren im Rahmen des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens für ein Verbundbauteil möglich, um den Kunststoff auf die Platine aufzubringen und diese zu beschichten. So ist eine Ausgestaltungsform des Verfahrens unter Verwendung eines 3D-Druckverfahrens als Urformverfahren nicht ausgeschlossen. Ebenfalls beispielhaft nicht ausgeschlossen ist ein druck- und/oder formloses Gussverfahren.In principle, other primary molding processes are also possible within the scope of the production process according to the invention for a composite component in order to apply the plastic to the circuit board and to coat it. Thus, an embodiment of the method using a 3D printing method as the original molding method is not ruled out. A pressure and / or shapeless casting process is also not excluded by way of example.
In einer Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Urformverfahren derart durchgeführt, dass der Kunststoff eine sich von der Seite der Platine weg erstreckende dreidimensionale Struktur ausbildet.In one embodiment of the method according to the invention, the primary molding method is carried out in such a way that the plastic forms a three-dimensional structure extending away from the side of the circuit board.
Das bedeutet, dass die dreidimensionale Struktur eines mittels des Kunststoffs ausgebildeten Körpers bzw. Profils deutlich abweicht von einem sich lediglich im Wesentlichen zweidimensional erstreckenden Gebilde.This means that the three-dimensional structure of a body or profile formed by means of the plastic deviates significantly from a structure that only essentially extends two-dimensionally.
In einer spezifischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei der Durchführung des Urformverfahrens wenigstens ein Gewindeverbindungselement form- und/oder stoffschlüssig mit der Kunststoffschicht verbunden. Ferner kann das Gewindeverbindungselement durch die Kunststoffschicht ausgebildet werden. Das heißt insbesondere, dass an der an die Platine aufgebrachten Kunststoffschicht eine dreidimensionale Struktur ausgebildet und/oder angebracht wird, die dazu eingerichtet ist, ein Element einer Gewindeverbindung, beispielsweise ein Schraubdom, zu sein. Dabei wird das Gewindeverbindungselement in einer Ausgestaltungsform an der Kunststoffschicht beispielsweise mittels Spritzgießens urgeformt, wobei während des Spritzgießens eine form- und/oder stoffschlüssige Verbindung zur Kunststoffschicht ausgebildet wird. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, ein metallisches Gewindeelement während des Urformens mit Kunststoff zu umspritzen, wobei das metallische Gewindeelement form- und/oder stoffschlüssig mit der Kunststoffschicht verbunden wird. Unter einem Umspritzen ist dabei zu verstehen, dass das metallische Gewindeelement wenigstens teilweise in den Kunststoff eingebettet wird.In a specific embodiment of the method according to the invention, at least one threaded connection element is connected to the plastic layer in a form-fitting and / or material-locking manner when the primary molding process is carried out. Furthermore, the threaded connection element can be formed by the plastic layer. This means in particular that a three-dimensional structure is formed and / or attached to the plastic layer applied to the circuit board, which structure is set up to be an element of a threaded connection, for example a screw dome. In one embodiment, the threaded connection element is initially formed on the plastic layer, for example by means of injection molding, a form-fitting and / or material-locking connection to the plastic layer being formed during the injection molding. Alternatively or additionally, a metallic thread element can be overmolded with plastic during the primary molding, the metallic thread element being positively and / or cohesively connected to the plastic layer. In this context, encapsulation is to be understood as meaning that the metallic threaded element is at least partially embedded in the plastic.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass alternativ oder zusätzlich bei der Durchführung des Urformverfahrens wenigstens ein Versteifungselement form- und/oder stoffschlüssig mit der Kunststoffschicht verbunden wird. Es ist ebenso möglich, dass ein Versteifungselement durch die Kunststoffschicht ausgebildet wird. Unter einem Versteifungselement ist ein Formelement zu verstehen, welches die Biege-, Knick- und/oder Torsionssteifigkeit des Verbundbauteils erhöht.Furthermore, it can be provided that, as an alternative or in addition, at least one stiffening element is connected to the plastic layer in a form-fitting and / or material-locking manner when the primary shaping process is carried out. It is also possible for a stiffening element to be formed by the plastic layer. A stiffening element is to be understood as a shaped element which increases the flexural, buckling and / or torsional rigidity of the composite component.
In einer spezifischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die dreidimensionale Struktur als Gusskörper mittels einer Negativform ausgebildet, die während des Urformens wenigstens teilweise mit dem Kunststoff aufgefüllt wird, und die nach Abschluss des Urformens und wenigstens teilweisem Erstarren des flüssigen Kunststoffs vom Verbundbauteil entfernt wird.In a specific embodiment of the method according to the invention, the three-dimensional structure is formed as a cast body by means of a negative mold which is at least partially filled with the plastic during the primary molding and which is removed from the composite component after the primary molding and at least partial solidification of the liquid plastic.
In einer weiteren spezifischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die dreidimensionale Struktur schichtweise, das heißt in nacheinander aufeinander aufbauenden und miteinander verbundenen Schichten, ausgebildet.In a further specific embodiment of the method according to the invention, the three-dimensional structure is formed in layers, that is to say in layers which are successively built up on one another and connected to one another.
Eine Kombination mehrerer Urformverfahren, die zwecks Ausbildung der dreidimensionalen Struktur gleichzeitig oder zeitlich nacheinander durchgeführt werden, ist erfindungsgemäß nicht ausgeschlossen.A combination of several primary shaping processes that are carried out simultaneously or one after the other for the purpose of forming the three-dimensional structure is not excluded according to the invention.
Damit ist ein Verbundbauteil herstellbar, das von einer im Wesentlichen zweidimensionalen flächigen Form abweicht und/oder beispielsweise zwecks Erhöhung der Steifigkeit und/oder der Bereitstellung von Verbindungselementen ausgebildete Formelemente umfasst.A composite component can thus be produced which deviates from an essentially two-dimensional flat shape and / or comprises shaped elements designed for the purpose of increasing the rigidity and / or providing connecting elements, for example.
In einer Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zwischen der Platine und dem Kunststoff eine erste Verbindungssubstanz angeordnet, welche dazu eingerichtet ist, mit der Platine eine stoffschlüssige, insbesondere auf kovalenten Bindungen beruhende, Verbindung auszubilden und mit dem Kunststoff eine stoffschlüssige Verbindung, insbesondere basierend auf einer chemischen Vernetzung, auszubilden.In one embodiment of the method according to the invention, a first connecting substance is arranged between the circuit board and the plastic, which is set up to form a cohesive connection, in particular based on covalent bonds, with the circuit board and a cohesive connection with the plastic, in particular based on a chemical one Networking, training.
Unter einer stoffschlüssigen Verbindung sind alle Verbindungen zu verstehen, bei denen die Verbindungpartner durch atomare oder molekulare Kräfte zusammengehalten werden. Typischerweise sind stoffschlüssige Verbindungen nicht lösbare Verbindungen. Im Sinne der Erfindung wird durch die stoffschlüssige Verbindung zwischen der Verbindungssubstanz und der Platine einerseits und der Verbindungssubstanz und dem Kunststoff andererseits eine mechanische Verbindung zwischen der Platine und dem Kunststoff realisiert, so dass diese fest miteinander verbunden sind.A material connection is understood to mean all connections in which the connection partners are held together by atomic or molecular forces. Cohesive connections are typically non-detachable connections. In the context of the invention, the material connection between the connecting substance and the circuit board on the one hand and the connecting substance and the plastic on the other hand realizes a mechanical connection between the circuit board and the plastic so that they are firmly connected to one another.
Die erste Verbindungssubstanz ist dazu eingerichtet, mit der Platine eine stoffschlüssige Verbindung beruhend auf kovalenten Bindungen zu realisieren. Zu diesem Zweck umfasst die erste Verbindungssubstanz funktionale Gruppen, die mit dem metallischen Werkstoff der Platine eine kovalente Bindung eingehen können. Dabei ist nicht ausgeschlossen, dass die funktionalen Gruppen in Abhängigkeit von dem metallischen Werkstoff, mit dem die stoffschlüssige Verbindung auszubilden ist, variieren können.The first connection substance is set up to realize a material connection with the board based on covalent bonds. For this purpose, the first connecting substance comprises functional groups that can form a covalent bond with the metallic material of the board. It is not excluded that the functional groups can vary depending on the metallic material with which the integral connection is to be formed.
Die erste Verbindungssubstanz ist ferner dazu eingerichtet, mit dem Kunststoff eine stoffschlüssige Verbindung beruhend auf chemischer Vernetzung zu realisieren. Eine chemische Vernetzung im Sinne der Erfindung bedeutet, dass Moleküle des Kunststoffs mit Molekülen der Verbindungssubstanz ein dreidimensionales Netzwerk ausbilden. Dabei ist es nicht ausgeschlossen, dass eine Vernetzungsreaktion stattfindet, das heißt, dass Moleküle des Kunststoffs mit Molekülen der Verbindungssubstanz chemisch reagieren.The first connection substance is also set up to realize a material connection with the plastic based on chemical crosslinking. Chemical crosslinking within the meaning of the invention means that molecules of the plastic form a three-dimensional network with molecules of the connecting substance. It is not excluded that a crosslinking reaction takes place, that is, that molecules of the plastic react chemically with molecules of the connecting substance.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst die erste Verbindungssubstanz ein Polyamid, insbesondere ein Copolyamid, welches funktionelle Gruppen zur Ausbildung insbesondere kovalenter Bindungen mit dem metallischen Werkstoff aufweist.In one embodiment of the method according to the invention, the first connecting substance comprises a polyamide, in particular a copolyamide, which has functional groups for forming, in particular, covalent bonds with the metallic material.
Des Weiteren liegt das Polyamid als Partikeln eingebettet in einer im Wesentlichen flüssigen oder verflüssigbaren Trägersubstanz vor, wobei die Partikelgröße der Partikeln des Polyamids im Wesentlichen kleiner als 80 µm ist.Furthermore, the polyamide is present as particles embedded in an essentially liquid or liquefiable carrier substance, the particle size of the particles of the polyamide being essentially less than 80 μm.
Die erste Verbindungsubstanz wird beispielsweise mittels einer elektrostatischen Sprühbeschichtung, wenigstens im Bereich der vorzunehmenden Beschichtung mit Kunststoff auf die Platine aufgebracht. Die erste Verbindungssubstanz wird zeitlich vor der Durchführung des Urformverfahrens auf die Platine aufgebracht.The first connection substance is applied to the circuit board, for example, by means of an electrostatic spray coating, at least in the area of the plastic coating to be carried out. The first connecting substance is applied to the circuit board before the primary molding process is carried out.
Es ist darüber hinaus auch möglich, dass die erste Verbindungssubstanz als Folie wenigstens im Bereich der vorzunehmenden Beschichtung mit Kunststoff auf die Platine aufgebracht wird.In addition, it is also possible for the first connecting substance to be applied to the circuit board as a film at least in the area of the plastic coating to be carried out.
Mit anderen Worten dient die erste Verbindungssubstanz in dieser Ausführungsform des Verfahrens dazu, eine mechanische Verbindung zwischen der Platine und dem Kunststoff durch eine stoffschlüssige Verbindung zwischen der ersten Verbindungssubstanz und der Platine einerseits und dem Kunststoff andererseits zu vermitteln. Die erste Verbindungssubstanz kann in diesem Sinne auch als Haftvermittler zwischen der Platine und dem Kunststoff bezeichnet werden.In other words, the first connecting substance in this embodiment of the method is used to provide a mechanical connection between the circuit board and the plastic by means of an integral connection between the first connecting substance and the circuit board on the one hand and the plastic on the other hand. In this sense, the first connecting substance can also be referred to as an adhesion promoter between the circuit board and the plastic.
In einer Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei der Durchführung des Urformverfahrens wenigstens die erste Verbindungssubstanz in dem Bereich, in dem die Platine mit Kunststoff beschichtet wird, auf eine Temperatur von wenigstens 100°C, insbesondere von wenigstens 150 °C, erwärmt, zwecks Ausbildung einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem Kunststoff und der ersten Verbindungssubstanz.In one embodiment of the method according to the invention, at least the first connecting substance in the area in which the board is coated with plastic is heated to a temperature of at least 100 ° C, in particular of at least 150 ° C, for the purpose of forming a integral connection between the plastic and the first connecting substance.
Dabei wird durch die Temperatur wenigstens die chemische Vernetzung bzw. die Vernetzungsreaktion zwischen der ersten Verbindungssubstanz und dem Kunststoff aktiviert. Mit anderen Worten wird durch die Temperatur Energie in Form von Wärme in die erste Verbindungssubstanz eingebracht, die die Vernetzung bzw. die Vernetzungsreaktion auslöst und/oder beschleunigt.At least the chemical crosslinking or the crosslinking reaction between the first connecting substance and the plastic is activated by the temperature. In other words, the temperature introduces energy in the form of heat into the first connecting substance, which triggers and / or accelerates the crosslinking or the crosslinking reaction.
Typischerweise wird die erste Verbindungssubstanz dadurch erwärmt, dass der durch Wärmezufuhr beim Urformverfahren verflüssigte Kunststoff beim Beschichten der Platine eine Temperatur von wenigstens 100°C, insbesondere von wenigstens 150 °C aufweist, wobei beim Kontakt zwischen dem Kunststoff und der ersten Verbindungssubstanz Wärme vom Kunststoff an die erste Verbindungssubstanz übertragen wird, wodurch die erste Verbindungssubstanz erwärmt wird.Typically, the first connecting substance is heated by the fact that the plastic, which is liquefied by the supply of heat in the primary molding process, has a temperature of at least 100 ° C, in particular at least 150 ° C, when the board is coated, with heat from the plastic on contact between the plastic and the first connecting substance the first connecting substance is transferred, whereby the first connecting substance is heated.
Es ist nicht ausgeschlossen, dass der Bereich, in dem die Platine mit Kunststoff beschichtet wird, durch eine andere Energie- bzw. Wärmequelle, wie beispielsweise mittels einer Wärmestrahlungsquelle, deren Wärmestrahlung auf den zu beschichtenden Bereich gerichtet ist, alternativ oder zusätzlich erwärmt wird.It is not excluded that the area in which the circuit board is coated with plastic is alternatively or additionally heated by another energy or heat source, for example by means of a heat radiation source whose heat radiation is directed at the area to be coated.
Typischerweise wird auch die Platine im Bereich, in dem die Platine mit Kunststoff beschichtet wird, auf eine Temperatur von wenigstens 100°C, insbesondere von wenigstens 150 °C, erwärmt.Typically, the circuit board is also heated to a temperature of at least 100 ° C., in particular of at least 150 ° C., in the area in which the circuit board is coated with plastic.
Durch die zugeführte Wärme wird die erste Verbindungssubstanz aktiviert und somit die stoffschlüssige Verbindung zwischen der Platine und dem Kunststoff ausgebildet.The first connecting substance is activated by the supplied heat and thus the material connection between the circuit board and the plastic is formed.
Des Weiteren weist die Platine eine Dicke dP auf, die zur Dicke einer Schicht dV,1 der ersten Verbindungssubstanz zwischen der Platine und dem Kunststoff in einem Verhältnis dP/dV,1 steht, wobei im Wesentlichen gilt: dP/dV,1 > 1, insbesondere dP/dV,1 > 2.Furthermore, the board has a thickness d P , which is in a ratio of d P / d V, 1 to the thickness of a layer d V, 1 of the first connecting substance between the board and the plastic, where essentially the following applies: d P / d V, 1 > 1, especially d P / d V, 1 > 2.
Prozessbedingte punktuelle Abweichungen von diesem Verhältnis sind dabei unbeachtlich.Process-related punctual deviations from this ratio are irrelevant.
Mit anderen Worten ist die Schichtdicke der ersten Verbindungssubstanz geringer als die Dicke der Platine.In other words, the layer thickness of the first connecting substance is less than the thickness of the circuit board.
Insbesondere weist die Platine eine Dicke dP von wenigstens 0,01 mm und höchstens 1 mm auf.In particular, the board has a thickness d P of at least 0.01 mm and at most 1 mm.
Mit anderen Worten kann die Platine als Folie mit einer Foliendicke bzw. -stärke von wenigstens 0,01 mm und höchstens 1 mm ausgeführt sein.In other words, the circuit board can be designed as a film with a film thickness or thickness of at least 0.01 mm and at most 1 mm.
Die Dicke der Platine ist so bemessen, dass das herzustellende Verbundbauteil gegenüber elektromagnetischer Strahlungen abschirmende Eigenschaften aufweist, so dass das Verbundbauteil den gängigen EMV-Richtlinien entspricht, und gleichzeitig eine leichte Umformbarkeit der Platine in einem Umformvorgang gegeben ist, insbesondere wenn die Platine im Verbund mit einem weiteren Element umzuformen ist.The thickness of the board is dimensioned so that the composite component to be produced has properties that shield against electromagnetic radiation, so that the composite component complies with current EMC guidelines, and at the same time the board can be easily deformed in a forming process, especially if the board is combined with another element is to be reshaped.
In einer Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Beschichtung mit dem Kunststoff im Urformverfahren auf einer ersten Seite der Platine durchgeführt und die Platine wird auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite fest mit einem Kunststoffelement, insbesondere mit einem ein Organoblech umfassenden Kunststoffelement, verbunden.In one embodiment of the method according to the invention, the coating with the plastic is carried out in the original molding process on a first side of the board and the board is firmly connected to a plastic element, in particular to a plastic element comprising an organic sheet, on a second side opposite the first side.
Die Verbindung zwischen der Platine und dem Kunststoffelement kann dabei zeitlich vor oder zeitlich nach der Beschichtung der ersten Seite der Platine mit dem Kunststoff erfolgen.The connection between the circuit board and the plastic element can take place before or after the first side of the circuit board is coated with the plastic.
Das Kunststoffelement kann insbesondere ein flächig ausgeführtes Bauteil sein.The plastic element can in particular be a flat component.
Das Kunststoffelement kann ein Organoblech umfassen bzw. aus einem solchen ausgebildet sein. Unter einem Organoblech ist ein Faserverbundwerkstoff zu verstehen, welcher ein Fasergewebe oder ein Fasergelege umfasst, dass in eine typischerweise thermoplastische Kunststoffmatrix eingebunden ist. Die Fasern des Fasergewebes oder Fasergeleges sind typischer- aber nicht notwendigerweise aus Glas, Aramid oder Carbon ausgebildet. Mit anderen Worten sind Organobleche Kunststoffelemente, die mit einem ggf. mehrlagigen Gewebe oder Gelege verstärkt sind.The plastic element can comprise an organic sheet or be formed from such. An organic sheet is to be understood as a fiber composite material which comprises a fiber fabric or a fiber scrim that is incorporated into a typically thermoplastic plastic matrix. The fibers of the fiber fabric or fiber structure are typically, but not necessarily, made of glass, aramid or carbon. In other words, organic sheets are plastic elements that are reinforced with an optionally multi-layer fabric or scrim.
Die Verbindung zwischen der zweiten Seite der Platine und dem Kunststoffelement kann dabei in analoger Weise zu der Verbindung zwischen der ersten Seite der Platine und dem Kunststoff ausgebildet sein. Das bedeutet, dass zwischen der Platine und dem Kunststoffelement eine zweite Verbindungssubstanz angeordnet wird, welche dazu eingerichtet ist, mit der Platine eine stoffschlüssige, insbesondere auf kovalenten Bindungen beruhende, Verbindung auszubilden und mit dem Kunststoffelement eine stoffschlüssige Verbindung, insbesondere basierend auf einer chemischen Vernetzung, auszubilden.The connection between the second side of the circuit board and the plastic element can be formed in a manner analogous to the connection between the first side of the circuit board and the plastic. This means that a second connecting substance is arranged between the circuit board and the plastic element, which is set up to form a cohesive connection with the circuit board, in particular based on covalent bonds, and to form a cohesive connection with the plastic element, in particular based on chemical crosslinking, to train.
Typischer- aber nicht notwendigerweise entspricht die erste Verbindungssubstanz der zweiten Verbindungssubstanz hinsichtlich ihrer chemischen Zusammensetzung. Es ist jedoch möglich, dass zwecks Ausbildung der Verbindung zwischen der Platine und dem Kunststoffelement eine von der Zusammensetzung der ersten Verbindungssubstanz abweichende chemische Zusammensetzung vorteilhaft ist. Dies kann insbesondere dann der Fall sein, wenn das Material der Kunststoffschicht und das Material des Kunststoffelements voneinander abweichen.Typically, but not necessarily, the first connecting substance corresponds to the second connecting substance in terms of its chemical composition. However, it is possible that, for the purpose of forming the connection between the circuit board and the plastic element, one of the composition of the first connection substance different chemical composition is advantageous. This can be the case in particular if the material of the plastic layer and the material of the plastic element differ from one another.
Analog zur Ausbildung der mechanischen Verbindung zwischen der Platine und dem Kunststoff wird die zweite Verbindungssubstanz wenigstes bereichsweise auf eine Temperatur von wenigstens 100°C, insbesondere von wenigstens 150 °C erwärmt, zwecks Ausbildung einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem Kunststoffelement und der zweiten Verbindungssubstanz.Analogous to the formation of the mechanical connection between the circuit board and the plastic, the second connecting substance is heated in at least some areas to a temperature of at least 100 ° C, in particular at least 150 ° C, in order to form a material connection between the plastic element and the second connecting substance.
In einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechend dieser Ausführungsform sind das Kunststoffelement und die Platine vor der Durchführung des Urformverfahrens miteinander mechanisch verbunden.In a variant of the method according to the invention in accordance with this embodiment, the plastic element and the circuit board are mechanically connected to one another before the primary molding process is carried out.
In einer anderen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechend dieser Ausführungsform werden das Kunststoffelement und die Platine während der Durchführung des Urformverfahrens mechanisch miteinander verbunden.In another variant of the method according to the invention according to this embodiment, the plastic element and the circuit board are mechanically connected to one another while the primary molding process is being carried out.
Insbesondere erstreckt sich das Kunststoffbauteil im Wesentlichen über die gesamte zweite Seite der Platine. Mit anderen Worten ist das Kunststoffelement im Wesentlichen vollständig und im Wesentlichen unterbrechungsfrei von der Platine bedeckt.In particular, the plastic component extends essentially over the entire second side of the circuit board. In other words, the plastic element is covered by the circuit board essentially completely and essentially without interruption.
Des Weiteren weist die Platine eine Dicke dP auf, die zur Dicke einer Schicht dV,2 der zweiten Verbindungssubstanz zwischen der Platine und dem Kunststoff in einem Verhältnis dP/dV,2 steht, wobei im Wesentlichen gilt: dP/dV,2 > 1, insbesondere dP/dV,2 > 2.Furthermore, the board has a thickness d P , which is in a ratio d P / d V, 2 to the thickness of a layer d V, 2 of the second connecting substance between the board and the plastic, where essentially : d P / d V, 2 > 1, especially d P / d V, 2 > 2.
In einer Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens steht die Dicke dp der Platine zur Dicke dK des Kunststoffelements in einem Verhältnis dP/dK, wobei im Wesentlichen gilt: dP/dK < 2, insbesondere dP/dK < 1.In one embodiment of the method according to the invention, the thickness dp of the board to the thickness d K of the plastic element is in a ratio d P / d K , where essentially: d P / d K <2, in particular d P / d K <1.
In einer besonderen Ausführungsform ist dP/dK < 0,5.In a particular embodiment, d P / d K <0.5.
Prozessbedingte punktuelle Abweichungen von dem Verhältnis sind dabei unbeachtlich.Process-related punctual deviations from the ratio are irrelevant.
In einer Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zeitlich vor der Durchführung des Urformverfahrens das Kunststoffelement zusammen mit der Platine mittels eines Umformverfahrens wenigstens bereichsweise umgeformt.In one embodiment of the method according to the invention, the plastic element is reshaped at least in certain areas together with the blank by means of a reshaping process before the primary shaping process is carried out.
Dies bedeutet, dass das Kunststoffelement und die Platine gemeinsam in ein Umformwerkzeug eingelegt werden und zeitgleich umgeformt werden, so dass bei der Durchführung des Umformverfahrens das Kunststoffelement und die Platine zueinander komplementäre insbesondere dreidimensionale Formen erhalten.This means that the plastic element and the circuit board are placed together in a forming tool and are formed at the same time, so that when the forming process is carried out, the plastic element and the circuit board are given complementary, in particular three-dimensional, shapes.
Ein beispielhafter Umformprozess im Sinne der Erfindung ist ein Formpressen.An exemplary forming process within the meaning of the invention is compression molding.
Dabei sind bzw. werden die Platine und das Kunststoffelement in einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zeitlich vor der Durchführung des Urformverfahrens stoffschlüssig miteinander verbunden.In this case, in a variant of the method according to the invention, the circuit board and the plastic element are or will be materially connected to one another before the primary shaping method is carried out.
In einer zweiten Variante des Verfahrens gehen das Kunststoffelement und die Platine stoffschlüssig unverbunden aus dem Umformprozess hervor.In a second variant of the method, the plastic element and the board emerge from the forming process in a materially unconnected manner.
In keiner der Verfahrensvarianten dieser Ausgestaltungsform des Verfahrens ist es ausgeschlossen, dass während des Umformvorgangs alternativ oder zusätzlich eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Kunststoffelement und der Platine ausgebildet wird.In none of the method variants of this embodiment of the method, it is impossible that during the forming process, alternatively or additionally, a form-fitting connection is formed between the plastic element and the circuit board.
Durch das gemeinsame Umformen von dem Kunststoffelement und der Platine in einem Verfahrensschritt geht eine entsprechende Zeitersparnis bei der Herstellung des Verbundbauteils einher.The joint reshaping of the plastic element and the circuit board in one process step results in a corresponding saving of time in the manufacture of the composite component.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung ist eine Baugruppe, insbesondere eine Gehäusebaugruppe für ein Batteriesystem eines zumindest teilweise elektromotorisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, umfassend wenigstens ein mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestelltes Verbundbauteil sowie wenigstens ein weiteres, wenigstens bereichsweise elektrisch leitfähiges Bauteil, wobei das Verbundbauteil und das weitere Bauteil elektrisch leitfähig miteinander verbunden sind.A second aspect of the invention is an assembly, in particular a housing assembly for a battery system of an at least partially electric motor-driven motor vehicle, comprising at least one composite component produced by the method according to the invention and at least one further, at least partially electrically conductive component, the composite component and the further component being electrically are conductively connected to each other.
Insbesondere ist die Platine mit dem weiteren Bauteil elektrisch leitfähig verbunden.In particular, the circuit board is connected to the further component in an electrically conductive manner.
Dass bedeutet, dass die Baugruppe eine gegenüber elektromagnetischer Strahlung abschirmende Funktion aufweist.This means that the assembly has a function that shields against electromagnetic radiation.
Außerdem sind das Verbundbauteil und das weitere Bauteil mechanisch miteinander verbunden. Die mechanische Verbindung kann beispielsweise als Schraubverbindung ausgeführt sein.In addition, the composite component and the further component are mechanically connected to one another. The mechanical connection can be designed as a screw connection, for example.
Beispielhaft handelt es sich bei der Baugruppe um eine Gehäusebaugruppe eines Batteriesystems eines elektromotorisch angetriebenen Kraftfahrzeugs.By way of example, the assembly is a housing assembly of a battery system of a motor vehicle driven by an electric motor.
Bei dem weiteren Bauteil kann es sich um ein zweites gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Verbundbauteil handeln.The further component can be a second composite component produced according to the method according to the invention.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Kraftfahrzeug, umfassend wenigstens ein mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestelltes Verbundbauteil und/oder wenigstens eine erfindungsgemäße Baugruppe.Another aspect of the invention is a motor vehicle comprising at least one composite component produced by means of the method according to the invention and / or at least one assembly according to the invention.
Das Kraftfahrzeug ist insbesondere ein wenigstens teilweise elektromotorisch angetriebenes Kraftfahrzeug.The motor vehicle is in particular a motor vehicle driven at least partially by an electric motor.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.The invention is explained below with reference to the exemplary embodiments shown in the accompanying drawings.
Es zeigen
-
1 : einen Ausschnitt einer ersten Ausgestaltungsform des mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Verbundbauteils; -
2 : eine zweite Ausgestaltungsform eines mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Verbundbauteils mit Versteifungselementen; sowie -
3 : eine dritte Ausgestaltungsform eines mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Verbundbauteils mit einem Gewindeverbindungselement.
-
1 : a section of a first embodiment of the composite component produced by means of the method according to the invention; -
2 : a second embodiment of a composite component with stiffening elements produced by means of the method according to the invention; as -
3 : a third embodiment of a composite component produced by means of the method according to the invention with a threaded connection element.
Gemäß einer Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei der Herstellung des Schichtverbunds
Die Verbindungssubstanzen
Zwischen dem Kunststoffelement
Typischer- aber nicht notwendigerweise handelt es sich bei der ersten Verbindungssubstanz
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Platinecircuit board
- 33
- Kunststoffplastic
- 44th
- KunststoffelementPlastic element
- 55
- SchichtverbundLayer composite
- 66th
- KunststoffschichtPlastic layer
- 1010
- VerbundbauteilComposite component
- 1111
- erste Seitefirst page
- 1212th
- zweite Seitesecond page
- 1313th
- VersteifungselementStiffening element
- 1414th
- GewindeverbindungselementThreaded fastener
- 2121
- erste Verbindungssubstanzfirst compound substance
- 2222nd
- zweite Verbindungssubstanzsecond compound substance
- 5151
- VerbundComposite
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102014016329 A1 [0007]DE 102014016329 A1 [0007]
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022223401A1 (en) * | 2021-04-21 | 2022-10-27 | Elringklinger Ag | Component and method for producing a component |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0370342A2 (en) | 1988-11-25 | 1990-05-30 | Bayer Ag | Light weight constructional element |
EP2759580A1 (en) | 2013-01-29 | 2014-07-30 | Evonik Industries AG | Hybrid fibre composite material components |
DE102013109616A1 (en) | 2013-09-03 | 2015-03-05 | Thyssenkrupp Steel Europe Ag | Semi-finished product and method for producing a three-dimensionally shaped hybrid component in the metal / plastic composite and use of such a semi-finished product |
DE102014016329A1 (en) | 2014-11-05 | 2016-05-12 | Audi Ag | Composite component and method for its production |
DE102018207205A1 (en) | 2018-05-09 | 2019-11-14 | Thyssenkrupp Ag | Hybrid steel-plastic housing for power electronics |
-
2020
- 2020-04-03 DE DE102020204360.4A patent/DE102020204360A1/en active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0370342A2 (en) | 1988-11-25 | 1990-05-30 | Bayer Ag | Light weight constructional element |
EP2759580A1 (en) | 2013-01-29 | 2014-07-30 | Evonik Industries AG | Hybrid fibre composite material components |
DE102013109616A1 (en) | 2013-09-03 | 2015-03-05 | Thyssenkrupp Steel Europe Ag | Semi-finished product and method for producing a three-dimensionally shaped hybrid component in the metal / plastic composite and use of such a semi-finished product |
DE102014016329A1 (en) | 2014-11-05 | 2016-05-12 | Audi Ag | Composite component and method for its production |
DE102018207205A1 (en) | 2018-05-09 | 2019-11-14 | Thyssenkrupp Ag | Hybrid steel-plastic housing for power electronics |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022223401A1 (en) * | 2021-04-21 | 2022-10-27 | Elringklinger Ag | Component and method for producing a component |
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