DE102020213303A1 - Process for treating surfaces - Google Patents

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DE102020213303A1
DE102020213303A1 DE102020213303.4A DE102020213303A DE102020213303A1 DE 102020213303 A1 DE102020213303 A1 DE 102020213303A1 DE 102020213303 A DE102020213303 A DE 102020213303A DE 102020213303 A1 DE102020213303 A1 DE 102020213303A1
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extruded profile
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Inventor
Michael Roderus
Dominic Woitun
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P9/00Treating or finishing surfaces mechanically, with or without calibrating, primarily to resist wear or impact, e.g. smoothing or roughening turbine blades or bearings; Features of such surfaces not otherwise provided for, their treatment being unspecified
    • B23P9/02Treating or finishing by applying pressure, e.g. knurling
    • B23P9/025Treating or finishing by applying pressure, e.g. knurling to inner walls of holes by using axially moving tools
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P11/00Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for 

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Behandlung von Oberflächen (12) von Metallteilen (34) oder von Strangprofilen (10), wobei die Oberflächen (10) in einem nachgeordneten Prozessschritt als Fügezone (24) für eine Metall-Kunststoffverbindung (30) dienen. Auf der die Fügezone (24) bildenden Oberfläche (12) werden a) gezielte Oberflächendefekte erzeugt und/oder b) es wird eine Strukturierung der Oberfläche (12) des Strangprofils (10) vorgenommen und/oder c) es werden makroskopische Strukturen (36) in die Oberfläche (12) eingebracht. Dies bewirkt eine Verbesserung der Ausbildung der Metall-Kunststoff-Verbindung (30) zwischen einem Kunststoffteil (32) und einem Metallteil (34) oder einem Strangprofil (10). Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auf eine Metall-Kunststoff-Verbindung (30) zwischen einem Kunststoffteil (32) und einem Strangprofil (10), dessen die Fügezone (24) bildende Oberfläche (12) gemäß dem Verfahren bei der Herstellung des Strangprofils (10) vorbehandelt wird.The invention relates to a method for treating surfaces (12) of metal parts (34) or of extruded profiles (10), the surfaces (10) serving as a joining zone (24) for a metal-plastic connection (30) in a subsequent process step . On the surface (12) forming the joining zone (24), a) targeted surface defects are produced and/or b) the surface (12) of the extruded profile (10) is structured and/or c) macroscopic structures (36) are formed introduced into the surface (12). This improves the formation of the metal-plastic connection (30) between a plastic part (32) and a metal part (34) or an extruded profile (10). The invention also relates to a metal-plastic connection (30) between a plastic part (32) and an extruded profile (10), the surface (12) of which forming the joining zone (24) is produced according to the method used in the production of the extruded profile (10 ) is pretreated.

Description

Technisches Gebiettechnical field

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Behandlung von Oberflächen von Metallteilen oder Strangprofilen, wobei die Oberflächen in einem nachgeordneten Prozessschritt als Fügezonen für eine Metall-Kunststoff-Verbindung dienen. Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf eine Metall-Kunststoff-Verbindung zwischen einem Kunststoffteil und einem Strangprofil, dessen die Fügezone bildende Oberfläche gemäß dem Verfahren bei der Herstellung des Strangprofils vorbehandelt wird.The invention relates to a method for treating the surfaces of metal parts or extruded profiles, with the surfaces serving as joining zones for a metal-plastic connection in a subsequent process step. Furthermore, the invention relates to a metal-plastic connection between a plastic part and an extruded profile, whose surface forming the joining zone is pretreated according to the method during the production of the extruded profile.

Stand der TechnikState of the art

DE 10 2010 005 489 A1 hat ein Strangbauteil und ein Verfahren zu dessen Herstellung zum Gegenstand. Das Strangbauteil wird insbesondere durch Strangpressen, Stranggießen, Walzprofilieren oder dergleichen hergestellt, wobei mittels eines Formwerkzeugs ein Querschnittsprofil des Strangbauteils geformt und während des Formens wenigstens ein Konturelement in einer Außenwand des Strangbauteils erzeugt wird. Das Konturelement wird lediglich über Teillängen des Strangbauteils in dessen Außenwand erzeugt. Um einen Mikroformschluss zu erzielen kann die Oberfläche durch Sandstrahlen oder dergleichen aufgeraut werden. DE 10 2010 005 489 A1 relates to a strand component and a method for its manufacture. The extruded component is produced in particular by extrusion, continuous casting, roll forming or the like, a cross-sectional profile of the extruded component being formed using a shaping tool and at least one contour element being produced in an outer wall of the extruded component during shaping. The contour element is only produced over partial lengths of the strand component in its outer wall. In order to achieve a micro form fit, the surface can be roughened by sandblasting or the like.

DE 10 2013 020 527 A1 hat ein Hybridbauteil und ein Verfahren zu dessen Herstellung zum Gegenstand. Es wird ein Hybridbauteil offenbart, insbesondere ein Instrumentenquerträger für einen Kraftwagen mit einem Metallprofilteil, welches zumindest bereichsweise eine Oberflächenstruktur aufweist. In deren Bereich ist das Metallprofil zumindest partiell mit Kunststoff versehen, wobei die Oberflächenstruktur des Metallprofils durch eine in Erstreckungsrichtung verlaufende Längsprofilierung gebildet ist, welche mit einer Querprofilierung versehen ist. Die Längsprofilierung kann eine Mehrzahl von Längsnuten aufweisen, welche jeweils Hinterschnitte ausbilden. DE 10 2013 020 527 A1 has a hybrid component and a method for its production as its subject. A hybrid component is disclosed, in particular an instrument cross member for a motor vehicle with a metal profile part which has a surface structure at least in regions. In its area, the metal profile is at least partially provided with plastic, the surface structure of the metal profile being formed by a longitudinal profile running in the direction of extent, which is provided with a transverse profile. The longitudinal profiling can have a plurality of longitudinal grooves, which each form undercuts.

DE 10 2016 120 355 A1 hat ein Verbundbauteil für ein Kraftfahrzeug zum Gegenstand. Das Verbundteil umfasst einen ersten Abschnitt und einen mit diesem verbundenen zweiten Abschnitt. Der erste Abschnitt hat einen metallischen Werkstoff, der zweite Abschnitt einen Kunststoff. Der erste Abschnitt weist einen ersten Basisbereich und am ersten Basisbereich vorgesehene Vorsprünge auf, welche sich vom ersten Basisbereich zum zweiten Abschnitt hin erstrecken. Hinterschneidungen sind im zweiten Abschnitt verankert, um die Verbindung zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt zu bewirken. DE 10 2016 120 355 A1 relates to a composite component for a motor vehicle. The composite part comprises a first section and a second section connected thereto. The first section has a metallic material, the second section a plastic. The first portion has a first base portion and protrusions provided on the first base portion and extending from the first base portion toward the second portion. Undercuts are anchored in the second section to effect the connection between the first section and the second section.

US 2015/0328815 A1 hat ein Verfahren zum Extrudieren einer Mikrostruktur zum Gegenstand. US 2015/0328815 A1 relates to a method for extruding a microstructure.

Direktverbindungen zwischen Metall- und Kunststoffbauteilen basieren meist auf einer Modifikation der Grenzfläche der Komponenten, mit der die Verbindungseigenschaften definiert werden. Gängige Methoden sind chemische Vorbehandlungsverfahren, wie beispielsweise Ätzen oder das Aufbringen einer Haftvermittlerschicht. Mechanische Verfahren beinhalten beispielsweise Prägen oder Strahlen mit Abrasivmedien, alternativ sind ebenfalls spanende Verfahren denkbar. Ein weiteres Werkzeug zur Oberflächenmodifikation stellt der Laser dar, mit dem verschiedene Oberflächenstrukturen erzeugt werden können. Im Anschluss an die Oberflächenvorbehandlung steht der Fügeprozess. Dabei wird die schmelzflüssige Kunststoffkomponente derart mit dem Metall in Verbindung gebracht, dass die Oberflächenstruktur des metallischen Fügepartners vollständig ausgefüllt wird. Sobald der flüssige Kunststoff am Metallbauteil erstarrt oder im Fall von Duroplasten vernetzt, ist die Verbindungsbildung abgeschlossen.Direct connections between metal and plastic components are mostly based on a modification of the interface of the components, with which the connection properties are defined. Common methods are chemical pre-treatment processes such as etching or the application of an adhesion promoter layer. Mechanical processes include, for example, embossing or blasting with abrasive media, alternatively, machining processes are also conceivable. Another tool for surface modification is the laser, which can be used to create different surface structures. The joining process follows the surface pre-treatment. The molten plastic component is brought into contact with the metal in such a way that the surface structure of the metallic joining partner is completely filled. As soon as the liquid plastic solidifies on the metal component or, in the case of duroplastics, crosslinks, the connection is complete.

Das Verfahren des Strangpressens stellt ein wirtschaftliches Fertigungsverfahren zur Herstellung von Profilstrukturen dar. Grundsätzlich lassen sich alle Metalle strangpressen, den Hauptanteil bilden jedoch Aluminiumlegierungen. Anwendungsgebiete von Strangpressprofilteilen reichen von Strukturbauteilen für Fahrzeugkarosserien über Konstruktionsprofile und Kühlkörper bis hin zu Fensterrahmen. Beim Strangpressverfahren wird in der Regel versucht, eine möglichst gute Oberflächenqualität zu erzielen.The extrusion process is an economical manufacturing process for the manufacture of profile structures. In principle, all metals can be extruded, but aluminum alloys make up the majority. Areas of application for extruded profile parts range from structural components for vehicle bodies to construction profiles and heat sinks to window frames. In the extrusion process, attempts are usually made to achieve the best possible surface quality.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Behandlung von Oberflächen von Metallteilen oder Strangprofilen vorgeschlagen, wobei die Oberflächen in einem nachgeordneten Prozessschritt als Fügezonen für eine Metall-Kunststoff-Verbindung dienen und auf der die Fügezone bildenden Oberfläche

  1. a) gezielt Oberflächendefekte erzeugt werden und/oder
  2. b) eine Strukturierung der Oberfläche des Strangprofils erfolgt und/oder
  3. c) makroskopische Strukturen in die Oberfläche eingebracht werden,
die eine Verbesserung der Ausbildung der Metall-Kunststoffverbindung zwischen einem Kunststoffteil und einem Metallteil oder einem Strangprofil bewirken.According to the invention, a method for treating the surfaces of metal parts or extruded profiles is proposed, with the surfaces serving as joining zones for a metal-plastic connection in a subsequent process step and on the surface forming the joining zone
  1. a) targeted surface defects are generated and / or
  2. b) the surface of the extruded profile is structured and/or
  3. c) macroscopic structures are introduced into the surface,
which bring about an improvement in the formation of the metal-plastic connection between a plastic part and a metal part or an extruded profile.

Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung kann erreicht werden, dass bereits bei der Herstellung, insbesondere von Strangprofilen, die Oberfläche so konfektioniert wird, dass abweichend von einer sonst erzielbaren hohen Oberflächengüte, gezielt mikroskopische Rauigkeiten oder makroskopische Strukturen in die Oberfläche eingebracht werden, die eine spezifische Oberflächenvergrößerung bewirken, die die Ausbildung einer Metall-Kunststoff-Verbindung zwischen einem Polymerteil und einem metallischen Bauteil, insbesondere einem Strangprofil, begünstigen.The solution proposed according to the invention makes it possible for the surface to be finished during production, in particular of extruded profiles, in such a way that, in contrast to a high surface quality that can otherwise be achieved, microscopic roughness or macroscopic structures are introduced into the surface in a targeted manner, which result in a specific surface enlargement effect that promote the formation of a metal-plastic connection between a polymer part and a metallic component, in particular an extruded profile.

Der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung folgend werden gemäß a) und/oder b) mikroskopische Rauigkeiten auf oder in der Oberfläche erzeugt. Die Rauigkeiten liegen im Bereich zwischen 1 µm und 500 µm (Rautiefe). Besonders vorteilhaft ist die Überlagerung größerer Strukturen (1 µm bis 1 mm) mit feinen Strukturen (1 µm bis 100 µm).According to the solution proposed according to the invention, microscopic roughnesses are produced on or in the surface according to a) and/or b). The roughness is in the range between 1 µm and 500 µm (roughness depth). The superimposition of larger structures (1 µm to 1 mm) with fine structures (1 µm to 100 µm) is particularly advantageous.

In Weiterbildung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens werden die makroskopischen Strukturen gemäß c) als Hinterschneidungen, Vertiefungen oder Aufwürfe in die Oberfläche eingebracht. Makroskopische Strukturen können zum Beispiel durch die Matrize beim Strangpressen erzeugt werden, zum Beispiel eine Schwalbenschwanzstruktur mit Hinterschneidungen.In a development of the method proposed according to the invention, the macroscopic structures according to c) are introduced into the surface as undercuts, depressions or bulges. For example, macroscopic structures can be created by the die during extrusion, for example a dovetail structure with undercuts.

Beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren können die makroskopischen Strukturen in der Oberfläche in einer regelmäßigen Orientierung oder in einer stochastischen Verteilung eingebracht werden.In the method proposed according to the invention, the macroscopic structures can be introduced into the surface in a regular orientation or in a stochastic distribution.

In Weiterbildung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens werden die Oberflächendefekte in der Oberfläche des Strangprofils oder des Metallteils gemäß a) als

  • - tropfenförmige Aufwürfe,
  • - offen Poren,
  • - Risse in der Oberfläche,
  • - Riefen oder Werkzeuglinien,
  • - Säume rekristallisierte Körner auf einer Profilaußenseite oder
  • - Orangenhauteffekte
ausgeführt.In a further development of the method proposed according to the invention, the surface defects in the surface of the extruded profile or the metal part according to a) are
  • - teardrop-shaped mounds,
  • - open pores,
  • - cracks in the surface,
  • - Scratches or tool lines,
  • - Rims recrystallized grains on a profile outside or
  • - Orange peel effects
executed.

In Weiterbildung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens erfolgt die Strukturierung der Oberfläche gemäß b) mittels eines Lasers, insbesondere mittels eines Ultrakurzpuls-Lasers.In a further development of the method proposed according to the invention, the surface is structured according to b) by means of a laser, in particular by means of an ultra-short pulse laser.

Alternativ kann beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren eine Strukturierung der Oberfläche des Strangprofils gemäß b) durch Prägen, Schleifen, Fräsen, durch eine Beschichtung oder durch additive oder chemische Verfahren erreicht werden.Alternatively, in the method proposed according to the invention, structuring of the surface of the extruded profile according to b) can be achieved by embossing, grinding, milling, by a coating or by additive or chemical methods.

In einer Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens erfolgt die Erzeugung chaotischer Strukturen gemäß b) auf der Oberfläche durch ein Aufbrechen der Oberfläche im knetförmigen Zustand des erkaltenden Materials des Strangprofils oder des metallischen Bauteils mit einer eine Rotationsbewegung und/oder eine Transversalbewegung ausführenden Nagelplatte. Durch ein derartiges an die vorzubehandelnde Oberfläche angestelltes Werkzeug lassen sich Hinterschneidungen im Mikrobereich erzeugen, die in einem willkürlichen, d. h. unregelmäßigen stochastischen Muster ausgeführt werden können und die die auf diese Weise vorbehandelte Oberfläche erheblich vergrößern.In one embodiment of the method proposed according to the invention, chaotic structures according to b) are produced on the surface by breaking up the surface in the kneaded state of the cooling material of the extruded profile or the metallic component with a nail plate performing a rotational movement and/or a transverse movement. With such a tool placed on the surface to be pre-treated, undercuts can be produced in the micro range, which are in an arbitrary, d. H. irregular stochastic patterns can be executed and which significantly increase the surface area pretreated in this way.

Beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren erfolgen die Transversalbewegung und/oder die Rotationsbewegung der Nagelplatte relativ zur Förderung des Strangprofils oder des metallischen Bauteils in Förderrrichtung.In the method proposed according to the invention, the transverse movement and/or the rotational movement of the nail plate take place relative to the conveying of the extruded profile or the metal component in the conveying direction.

In einer Abwandlung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens können gemäß b) auf der Oberfläche chaotische Strukturen durch Aufbrechen der Oberfläche in knetförmigem Zustand des erkaltenden Materials des Strangprofils oder des Metallteils mittels eines an die Oberfläche anstellbaren und von dieser abstellbaren Pfluges erzeugt werden.In a modification of the method proposed according to the invention, chaotic structures can be produced on the surface according to b) by breaking up the surface in the kneaded state of the cooling material of the extruded profile or the metal part using a plow that can be placed on the surface and removed from it.

Beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren kann des Weiteren bei kontinuierlicher Bewegung des Strangprofils in Förderrichtung eine fortlaufende Struktur mittels einer eine Profilierung am Umfang aufweisenden Rolle erzeugt werden, die bei der Förderung des Strangprofils in Förderrichtung an die vorzubehandelnde Oberfläche angestellt wird.In the method proposed according to the invention, with continuous movement of the extruded profile in the conveying direction, a continuous structure can be produced by means of a roller having a profile on the circumference, which is placed on the surface to be pretreated when the extruded profile is conveyed in the conveying direction.

Durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren lassen sich makroskopische Strukturen, so zum Beispiel in Parallelanordnung angeordnete Schwalbenschwanzgeometrien, Zahnprofilierungen oder Pingeometrien ausführen. Denkbar sind zudem Grabengeometrien (U-Form, V-Form), tropfenförmige Grabenstrukturen oder T-Nutenform oder weitere Querschnittsgestaltungen.The method proposed according to the invention makes it possible to produce macroscopic structures, for example dovetail geometries arranged in parallel, tooth profiles or pin geometries. Trench geometries (U-shape, V-shape), teardrop-shaped trench structures or T-groove shape or other cross-sectional configurations are also conceivable.

Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auf eine Metall-Kunststoff-Verbindung zwischen einem Kunststoffteil und einem Strangprofil, dessen die Fügezone bildende Oberfläche gemäß dem Verfahren bei der Herstellung des Strangprofils zur spezifischen Vergrößerung der Oberfläche vorbehandelt wird.In addition, the invention relates to a metal-plastic connection between a plastic part and an extruded profile, the surface forming the joining zone according to the method in the production of the extruded profile for spe cific enlargement of the surface is pretreated.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the Invention

Mittels der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung kann eine gezielte Beeinflussung der Oberfläche, insbesondere beim Strangpressen von Strangprofilen dahingehend erfolgen, dass Bereiche der Oberfläche, die in nachfolgenden Verfahrensschritten als Fügezonen für Metall-Kunststoff-Verbindungen dienen, direkt im Pressprozess des Strangprofils erzeugt werden können. Dies bedeutet, dass die Oberfläche der Strangprofile gezielt mit einer Struktur versehen wird, die sich eignet, um eine dauerhafte Verbindung mit dem Kunststoff einzugehen. Dafür benötigte Strukturen können einerseits eine mikroskopische Rauigkeit aufweisen; alternativ besteht auch die Möglichkeit der Ausbildung makroskopischer Strukturen, beispielsweise Hinterschnitte, Vertiefungen oder Aufwürfe. Beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren kann durch geeignete Werkzeugmodifikationen und/oder Pressprozessmodifikationen die Oberfläche des Strangprofils vorbehandelt werden. Im klassischen Strangpressverfahren wird normalerweise eine Vermeidung von Oberflächenfehlern angestrebt. Bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung werden jedoch gezielt Oberflächendefekte erzeugt, so zum Beispiel Pickups, offene Poren, Oberflächenrisse, Riefen, Werkzeuglinien im mikro- und makroskopischen Größenbereich, ferner PCG-Defekte oder ein Orangenhauteffekt.The solution proposed according to the invention can be used to specifically influence the surface, in particular during the extrusion of extruded profiles, such that areas of the surface that serve as joining zones for metal-plastic connections in subsequent process steps can be produced directly in the extrusion process of the extruded profile. This means that the surface of the extruded profiles is specifically provided with a structure that is suitable for entering into a permanent bond with the plastic. Structures required for this can, on the one hand, have a microscopic roughness; alternatively, there is also the possibility of forming macroscopic structures, for example undercuts, depressions or bulges. In the method proposed according to the invention, the surface of the extruded profile can be pretreated by suitable tool modifications and/or modifications to the pressing process. In the classic extrusion process, the aim is usually to avoid surface defects. However, in the solution proposed according to the invention, surface defects are produced in a targeted manner, for example pickups, open pores, surface cracks, grooves, tool lines in the microscopic and macroscopic size range, as well as PCG defects or an orange peel effect.

Sowohl durch eine gezielte Erzeugung von Oberflächendefekten als auch durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Strukturierung der Oberflächen wie auch durch das Einbringen makroskopischer Strukturen in die Oberfläche wird die spezifische Oberfläche des metallischen Fügepartners der Metall-Kunststoff-Verbindung vergrößert, was die Ausbildung der Festigkeit einer Hybridverbindung in Gestalt einer Kunststoff-Metall-Verbindung erheblich verbessert. Über eine Steigerung der Temperatur und dem vollständigen Eindringen des angeschmolzenen Kunststoffs in die Oberflächendefekte, strukturierten Bereiche oder makroskopischen Strukturen kann durch die Vergrößerung der Oberfläche und vollständiges Ausfüllen mit dem Kunststoffmaterial eine hervorragende Festigkeit einer Metall-Kunststoff-Verbindung erreicht werden.The specific surface area of the metallic joining partner of the metal-plastic connection is increased both through the targeted generation of surface defects and through the structuring of the surfaces proposed according to the invention, as well as through the introduction of macroscopic structures into the surface, which increases the strength of a hybrid connection in shape a plastic-metal connection. By increasing the temperature and the complete penetration of the melted plastic into the surface defects, structured areas or macroscopic structures, an excellent strength of a metal-plastic connection can be achieved by enlarging the surface and completely filling it with the plastic material.

Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung können sowohl regelmäßig orientierte Strukturierungen erzeugt werden also auch solche, die chaotische Strukturen mit vielen Hinterschneidungen umfassen. Es lässt sich durch geeignete, modifizierte Werkzeuge, beispielsweise rotierende Plattenkörper mit einer Dornanordnung, ein Aufbrechen der Oberfläche im noch knetförmigen Zustand des erkaltenden Strangprofils erreichen. Die Regelmäßigkeit der in der zu behandelnden Oberfläche erzeugten Strukturen kann dadurch erhöht werden, dass das Werkzeug, in Gestalt einer rotierenden Nagelplatte oder eines Pflugs oder dergleichen, zusätzliche, einander überlagernde Bewegungen ausführt. Bei der Verwendung eines Werkzeugs, wie beispielsweise einer Nagelplatte, kann dessen Rotationsbewegung durch eine Transversalbewegung überlagert werden. Dadurch werden im am Werkzeug in Förderrichtung vorbeitransportierten Strangprofil Strukturen erzeugt, die eine erhebliche Vergrößerung der Oberfläche im Bereich der Fügezone der Metall-Kunststoff-Verbindung ermöglichen.With the solution proposed according to the invention, both regularly oriented structurings can be produced, as well as structurings that include chaotic structures with many undercuts. Suitable, modified tools, for example rotating plate bodies with a mandrel arrangement, can be used to break up the surface while the cooling extruded profile is still in the kneadable state. The regularity of the structures produced in the surface to be treated can be increased by the tool, in the form of a rotating nail plate or a plow or the like, carrying out additional, overlapping movements. When using a tool, such as a nail plate, its rotational movement can be superimposed by a transverse movement. As a result, structures are produced in the extruded profile transported past the tool in the direction of conveyance, which enable a considerable increase in the surface area in the area of the joining zone of the metal-plastic connection.

Durch den in den Strangpressprozess integrierten Strukturierungsprozess kann der ansonsten nachgelagerte Strukturierungsprozess entfallen, des Weiteren alle damit verbundenen Handhabungs-, Lagerungs- und Reinigungsschritte. Somit ist ein schnellerer und kostengünstigerer Verfahrensablauf möglich. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung lassen sich makroskopische Strukturen (über eine Matrize) mit mikroskopischen Strukturen (beispielsweise Oberflächendefekte) vergleichsweise einfach und in einem Arbeitsschritt realisieren.Due to the structuring process integrated into the extrusion process, the otherwise downstream structuring process can be omitted, as well as all the associated handling, storage and cleaning steps. A faster and more cost-effective process sequence is thus possible. With the solution proposed according to the invention, macroscopic structures (via a matrix) with microscopic structures (for example surface defects) can be realized comparatively easily and in one work step.

Figurenlistecharacter list

Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawings and the following description.

Es zeigen:

  • 1 eine perspektivische Ansicht eines Strangprofils mit einer makroskopischen Struktur,
  • 2 eine Metall-Kunststoff-Verbindung zwischen einem Kunststoffteil und einem metallischen Teil mit einer makroskopischen Struktur,
  • 3 eine Draufsicht auf einen strukturierten Bereich eines Strangprofils,
  • 4 eine Seitenansicht des Strangprofils gemäß 3,
  • 5 eine schematische Darstellung eines Werkzeugs in Gestalt einer Nagelplatte zur Erzeugung chaotischer Strukturen auf der Oberfläche des Strangprofils und
  • 6 die Darstellung eines Pflugs zum Aufbrechen der Oberfläche des erkaltenden Materials eines Strangprofils sowie eine Darstellung einer eine Profilierung am Umfang aufweisenden Rolle.
Show it:
  • 1 a perspective view of an extruded profile with a macroscopic structure,
  • 2 a metal-plastic connection between a plastic part and a metallic part with a macroscopic structure,
  • 3 a plan view of a structured area of an extruded profile,
  • 4 a side view of the extruded profile according to FIG 3 ,
  • 5 a schematic representation of a tool in the form of a nail plate for generating chaotic structures on the surface of the extruded profile and
  • 6 the representation of a plow for breaking up the surface of the cooling material of an extruded profile and a representation of a roller having a profile on the circumference.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.In the following description of the embodiments of the invention, the same or similar elements are denoted by the same reference symbols, with a repeated description of these elements being dispensed with in individual cases. The figures represent the subject matter of the invention only schematically.

1 zeigt eine makroskopische Struktur eines Strangprofils mit hier schwalbenschwanzförmig ausgebildeten Hinterschneidungen. 1 shows a macroscopic structure of an extruded profile with dovetail-shaped undercuts.

1 ist ein Strangprofil 10 in perspektivischer Ansicht zu entnehmen, dessen Oberfläche 12 eine Strukturierung 14 aufweist. Die der Oberfläche 12 gegenüberliegende Unterseite des Strangprofils 10 ist mit Bezugszeichen 13 gekennzeichnet. Die Strukturierung 14 der Oberfläche 12 des Strangprofils 10 gemäß der Darstellung in 1 umfasst eine Parallelanordnung 22 mehrerer nutförmiger Vertiefungen, die in Schwalbenschwanzgeometrie 90 ausgeführt sind und Hinterschneidungen 16 aufweisen. Die Hinterschneidungen 16 sind bei der Herstellung des Strangprofils 10 gemäß der Darstellung in 1 bereits in die Oberfläche 12 eingearbeitet, während die Unterseite 13 des Strangprofils 10 im Wesentlichen unbearbeitet ist. Bei dem Strangprofil 10 handelt es sich um ein Metallteil 34. Das Strangprofil 10 wird in eine Förderrichtung 60 (vgl. Darstellung der 5 und 6) gefördert. 1 an extruded profile 10 can be seen in a perspective view, the surface 12 of which has a structuring 14 . The underside of the extruded profile 10 opposite the surface 12 is identified by reference number 13 . The structuring 14 of the surface 12 of the extruded profile 10 as shown in 1 comprises a parallel arrangement 22 of a plurality of groove-shaped depressions which are designed in dovetail geometry 90 and have undercuts 16 . The undercuts 16 are in the production of the extruded profile 10 according to the illustration in 1 already incorporated into the surface 12, while the underside 13 of the extruded profile 10 is essentially unprocessed. The extruded profile 10 is a metal part 34. The extruded profile 10 is conveyed in a conveying direction 60 (cf. representation of 5 and 6 ) promoted.

Aus der perspektivischen Ansicht gemäß 1 geht hervor, dass eine Längsrichtung des Strangprofils 10 mit Bezugszeichen 18 identifiziert ist und eine dazu senkrecht verlaufende Querrichtung Bezugszeichen 20 trägt. Die Oberfläche 12, welche die in Parallelanordnung 22 verlaufenden nutförmigen Hinterschneidungen 16 umfasst, bildet eine Fügezone 24 einer in 2 dargestellten Metall-Kunststoff-Verbindung 30.From the perspective view according to 1 shows that a longitudinal direction of the extruded profile 10 is identified by reference number 18 and a transverse direction running perpendicular thereto bears reference number 20 . The surface 12, which includes the groove-shaped undercuts 16 running in a parallel arrangement 22, forms a joining zone 24 of a 2 shown metal-plastic compound 30.

Aus der erwähnten 2 geht eine solche Metall-Kunststoff-Verbindung 30 näher hervor. Die Metall-Kunststoff-Verbindung 30 umfasst ein Kunststoffteil 32, welches mit einem Metallteil 34 in Gestalt eines Strangprofils 10 gefügt ist. Aus der Darstellung gemäß 2 ergibt sich, dass die Oberfläche 12 des dort dargestellten Strangprofils 10, d. h. des Metallteils 34 eine makroskopische Struktur 36 hat. Die makroskopische Struktur 36 gemäß der Darstellung in 2 ist als Zahnprofil 38 ausgebildet, welches eine Anzahl von Einzelzähnen 40 umfasst. Die Einzelzähne 40 sind hier in einer regelmäßigen Orientierung 46 dargestellt, jeweils mit einer Zahnflanke 42, die in Bezug auf die Oberfläche 12 des Strangprofils 10 um einen Zahnwinkel 44, der beispielsweise 90° betragen kann, orientiert ist.From the one mentioned 2 shows such a metal-plastic compound 30 in more detail. The metal-plastic connection 30 includes a plastic part 32 which is joined to a metal part 34 in the form of an extruded profile 10 . According to the illustration 2 It follows that the surface 12 of the extruded profile 10 shown there, ie of the metal part 34, has a macroscopic structure 36. The macroscopic structure 36 as shown in 2 is designed as a tooth profile 38 which includes a number of individual teeth 40 . The individual teeth 40 are shown here in a regular orientation 46, each with a tooth flank 42 which is oriented in relation to the surface 12 of the extruded profile 10 at a tooth angle 44, which can be 90°, for example.

Aus der Darstellung gemäß 2 ergibt sich, dass die dort dargestellte Metall-Kunststoff-Verbindung 30 aus dem Kunststoffteil 32 und dem Metallteil 34 einer Lasteinleitung 50 unterworfen ist, angegeben durch die eine Zugkraft andeutenden Pfeile.According to the illustration 2 It follows that the metal-plastic connection 30 shown there, made up of the plastic part 32 and the metal part 34, is subjected to a load introduction 50, indicated by the arrows indicating a tensile force.

Anstelle des in 2 dargestellten Zahnprofils 38 als makroskopische Struktur 36 können auch beliebige andere, eine Stoffschlussverbindung begünstigende Geometrien als makroskopische Strukturen 36 ausgeführt sein. Wird das Kunststoffteil 32 beim Fügen mit der Fügezone 24 des Metallteils 34, d. h. des Strangprofils 10, erwärmt, so wird durch die erhöhte Viskosität eine Verbesserung der Metall-Kunststoffverbindung 30 im Bereich der Fügezone 24 erreicht.Instead of the in 2 Tooth profile 38 shown as macroscopic structure 36 can also be designed as macroscopic structures 36 with any other geometries that promote a material connection. If the plastic part 32 is heated during joining with the joining zone 24 of the metal part 34, ie the extruded profile 10, an improvement in the metal-plastic connection 30 in the area of the joining zone 24 is achieved as a result of the increased viscosity.

Den Darstellungen gemäß den 3 und 4 sind laschenartige Metallteile 34 zu entnehmen, die jeweils strukturierte Bereiche 52 aufweisen.The representations according to 3 and 4 tab-like metal parts 34 can be seen, each having structured areas 52 .

Bei den in den 3 und 4 in Draufsicht und in Seitenansicht dargestellten Metallteilen 34 handelt es sich um Flachbänder. Die strukturierten Bereiche 52 können beispielsweise über Ätzverfahren oder über eine Behandlung mit einem Laser, insbesondere einem Ultrakurzpuls-Laser hergestellt werden. Die strukturierten Bereiche 52 können auch über Riefen 56, d. h. Werkzeuglinien, erzeugt werden oder als Risse 58 in einer regelmäßigen Orientierung 46 oder in einer stochastischen Verteilung 48 innerhalb der strukturierten Bereiche 52 auf beiden Seiten, entweder versetzt zueinander oder einander gegenüberliegend (wie in 4 dargestellt) ausgebildet werden. Durch die strukturierten Bereiche 52 kann eine Erhöhung der spezifischen Oberfläche des als Flachband ausgebildeten Metallteils 34 erreicht werden. Wie aus den Darstellungen gemäß den 3 und 4 hervorgeht, liegen neben den strukturierten Bereichen 52 entweder auf der Oberseite 12 oder auf der Ober- und Unterseite 12, 13 des Metallteils 34 nicht-strukturierte Bereiche 54. Je nach Erfordernis beziehungsweise Platzbedarf für die Ausbildung einer Metall-Kunststoff-Verbindung 30, wie sie in 2 dargestellt ist, kann die Größe der strukturierten Bereiche 52 ausgelegt werden.At the in the 3 and 4 Metal parts 34 shown in top view and in side view are flat strips. The structured areas 52 can be produced, for example, using etching methods or using a treatment with a laser, in particular an ultra-short-pulse laser. The structured areas 52 can also be produced via grooves 56, i.e. tool lines, or as cracks 58 in a regular orientation 46 or in a stochastic distribution 48 within the structured areas 52 on both sides, either offset from one another or opposite one another (as in 4 shown) are formed. The structured areas 52 can increase the specific surface area of the metal part 34 embodied as a flat strip. As can be seen from the representations according to the 3 and 4 shows, there are non-structured areas 54 next to the structured areas 52 either on the top 12 or on the top and bottom 12, 13 of the metal part 34. Depending on the requirement or space required for the formation of a metal-plastic connection 30, as in 2 As shown, the size of the structured areas 52 can be designed.

Der 5 ist beispielhaft und schematisch eine Nagelplatte 64 zu entnehmen. Neben einer gezielten Provokation und Ausnutzung von Oberflächendefekten beziehungsweise Oberflächenfehlern für die Vorbehandlung der Fügezone 24 kann auch eine In-line-Strukturierung durch zusätzliche Werkzeugkomponenten erfolgen, wie zum Beispiel eine in 5 schematisch dargestellte Nagelplatte 64 sowie eine in 6 dargestellte Pfluganordnung beziehungsweise eine profilierte Rolle. Durch derartige Werkzeuge können fortlaufende Strukturen in die Oberfläche 12 der Strangprofile 10 eingeprägt werden. Eine weitere Möglichkeit, um besonders chaotische Strukturen mit vielen Hinterschneidungen 16 zu erzeugen, ist beispielsweise das Aufbrechen der Oberfläche 12 im noch knetförmigen Zustand des erkaltenden metallischen Materials, beispielsweise unter Zuhilfenahme einer in 5 schematisch angedeuteten Nagelplatte 64 oder eines in 6 dargestellten Pflugs 76 beziehungsweise einer in 6 dargestellten, mit einer Profilierung 82 versehenen, drehbaren Rolle 80.Of the 5 a nail plate 64 can be seen as an example and diagrammatically. In addition to a targeted provocation and exploitation of surface defects or surface defects for the pre-treatment of the joining zone 24, in-line structuring can also be carried out using additional tool components, such as an in 5 schematically illustrated nail plate 64 and an in 6 illustrated plow assembly or a profiled role. Continuous structures can be embossed into the surface 12 of the extruded profiles 10 by such tools. Another way to be special Creating chaotic structures with many undercuts 16 is, for example, breaking up the surface 12 while the cooling metallic material is still in the kneadable state, for example with the aid of an in 5 schematically indicated nail plate 64 or an in 6 illustrated plow 76 or one in 6 shown, provided with a profile 82, rotatable roller 80.

Die schematisch in 5 dargestellte Nagelplatte 64 umfasst einen Plattenkörper 66, an dessen Unterseite 13 sich eine Dornanordnung 68 befindet. Wird die Nagelplatte 64, deren Antrieb hier nicht näher dargestellt ist, im Rahmen einer Schwenkbewegung, nach Vollzug einer Anstellbewegung 74 an die Oberfläche 12 des Strangprofils 10 in eine Rotationsbewegung 72 versetzt und wird dieser Rotationsbewegung 72 eine Transversalbewegung 70 des Plattenkörpers 66 der Nagelplatte 64 überlagert, so kann auf der Oberfläche 12 in stochastischer Verteilung 48 eine Strukturierung 14 erzeugt werden. Die Strukturierung 14 der Oberfläche 12, welche die spätere Fügezone 24 bildet, in der die Metall-Kunststoff-Verbindung 30 ausgeführt wird, weist eine stochastische Verteilung 48 der Hinterschneidungen 16 auf, die dadurch noch unterstützt wird, dass sich das Strangprofil 10 in Förderrichtung 60 auf einer nur schematisch angedeuteten Fördereinrichtung 62 innerhalb der Zeichenebene bewegt. Dies bedeutet, dass sich bei einer Anstellung der rotierenden Dornanordnung 68 an die Oberfläche 12 des Strangprofils 10 eine chaotische Anordnung von Hinterschneidungen 16 und demnach eine spezifisch vergrößerte Oberfläche 12 am Strangprofil 10 erzeugen lässt.The schematic in 5 Nail plate 64 shown comprises a plate body 66, on the underside 13 of which a mandrel assembly 68 is located. If the nail plate 64, the drive of which is not shown here in detail, is set in a rotary movement 72 as part of a pivoting movement after completing a contact movement 74 on the surface 12 of the extruded profile 10, and a transverse movement 70 of the plate body 66 of the nail plate 64 is superimposed on this rotary movement 72 , a structuring 14 can be produced on the surface 12 in a stochastic distribution 48 . The structuring 14 of the surface 12, which forms the later joining zone 24 in which the metal-plastic connection 30 is made, has a stochastic distribution 48 of the undercuts 16, which is further supported by the fact that the extruded profile 10 moves in the conveying direction 60 moved on a conveying device 62, only indicated schematically, within the plane of the drawing. This means that when the rotating mandrel arrangement 68 is placed on the surface 12 of the extruded profile 10, a chaotic arrangement of undercuts 16 and accordingly a specifically enlarged surface 12 on the extruded profile 10 can be produced.

Wie in 5 angedeutet, kann der Plattenkörper 66 der Nagelplatte 64 mit Dornanordnung 68 entsprechend der An-/Abstellbewegung 74 auch von der zu behandelnden Oberfläche 12 um beispielsweise 90° abgestellt werden.As in 5 indicated, the plate body 66 of the nail plate 64 with the mandrel arrangement 68 can also be turned off from the surface 12 to be treated by, for example, 90° in accordance with the on/off movement 74 .

Eine weitere Möglichkeit, die Oberfläche 12 des erkaltenden Materials des Strangprofils 10 aufzubrechen und eine Strukturierung 14 zu erzeugen, ist die Behandlung der Oberfläche 12 mit einem Pflug 76 beziehungsweise einer Pflugschar 78, über welche bei Anstellung an die Oberfläche 12, welche die spätere Fügezone 24 bildet, Werkzeuglinien erzeugt werden. Ist der Pflug 76 beziehungsweise die Pflugschar 78 stationär angeordnet, so werden die Werkzeuglinien beziehungsweise die Riefen 56 durch die Förderbewegung des Strangprofils 10 in Förderrichtung 60 durch die Fördereinrichtung 62 erzeugt.Another way of breaking up the surface 12 of the cooling material of the extruded profile 10 and creating a structure 14 is to treat the surface 12 with a plow 76 or a plow share 78, which, when applied to the surface 12, which will later become the joining zone 24 forms, tool lines are generated. If the plow 76 or the ploughshare 78 is arranged in a stationary manner, the tool lines or the grooves 56 are generated by the conveying movement of the extruded profile 10 in the conveying direction 60 by the conveying device 62 .

Alternativ besteht die Möglichkeit, eine Strukturierung 14 auf der Oberfläche 12, d. h. der späteren Fügezone 24, durch eine Rolle 80 aufzubringen. Die Rolle 80 ist in der Lage, eine An-/Abstellbewegung 74 an der Oberfläche 12 des Strangprofils 10 auszuführen, und umfasst an ihrem Umfang 84 eine Profilierung 82. Auch durch das Anstellen der Rolle 80 entsprechend der An-/und Abstellbewegung 74 kann eine Strukturierung der Oberfläche 12, d. h. deren spezifische Oberflächenvergrößerung erfolgen.Alternatively, there is the possibility of a structure 14 on the surface 12, d. H. the subsequent joining zone 24, applied by a roller 80. The roller 80 is able to perform an on/off movement 74 on the surface 12 of the extruded profile 10 and includes a profiling 82 on its circumference 84 structuring of the surface 12, d. H. their specific surface area increase.

Neben den Vorgehensweisen zur Erzeugung mikroskopischer Rauigkeiten können die makroskopischen Strukturen 36 in der Oberfläche 12 erzeugt werden, wobei beispielsweise die in 1 angedeutete Schwalbenschwanzgeometrie 90 unmittelbar bei der Herstellung des Strangprofils 10 in der Oberfläche 12 ausgebildet werden kann. Des Weiteren können Strukturierungen 14 in der Oberfläche 12 des Strangprofils 10 erzeugt werden, welche sich die Schwindung des Kunststoffs (vgl. Kunststoffteil 32 gemäß 2) zunutze machen, und dadurch besonders innige Metall-Kunststoff-Verbindungen 30 entstehen.In addition to the procedures for generating microscopic roughness, the macroscopic structures 36 can be generated in the surface 12, for example in 1 indicated dovetail geometry 90 can be formed directly in the production of the extruded profile 10 in the surface 12. Furthermore, structuring 14 can be produced in the surface 12 of the extruded profile 10, which reduces the shrinkage of the plastic (cf. plastic part 32 according to 2 ) make use of, and thereby particularly intimate metal-plastic connections 30 arise.

Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung kann die Fügezone 24 für später auszubildende Metall-Kunststoff-Verbindungen 30 direkt im Pressprozess des Strangprofils 10 vorbereitet werden. Dies bedeutet, dass die Oberfläche 12 der Strangprofile 10 gezielt mit einer Strukturierung 14 versehen werden kann. Die dafür benötigten Strukturen zeichnen sich einerseits durch eine mikroskopische Rauigkeit und andererseits durch die Ausbildung makroskopischer Strukturen 36 aus.Due to the solution proposed according to the invention, the joining zone 24 can be prepared directly in the pressing process of the extruded profile 10 for metal-plastic connections 30 to be formed later. This means that the surface 12 of the extruded profiles 10 can be provided with a structuring 14 in a targeted manner. The structures required for this are distinguished on the one hand by a microscopic roughness and on the other hand by the formation of macroscopic structures 36 .

Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren zielt entgegen der üblichen Vorgehensweise, möglichst glatte Oberflächen 12 zu erreichen, auf das Gegenteil und provoziert Oberflächenfehler, die normalerweise bei der Herstellung von klassischen Strangprofilen vermieden werden sollen. Derartige Oberflächendefekte sind beispielsweise Pickups, offene Poren, Risse 58, Werkzeuglinien/Riefen 56, PCG-Defekte oder Orangenhauteffekte.Contrary to the usual procedure of achieving surfaces 12 that are as smooth as possible, the method proposed according to the invention aims at the opposite and provokes surface defects which are normally to be avoided in the production of classic extruded profiles. Such surface defects are, for example, pickups, open pores, cracks 58, tool lines/grooves 56, PCG defects or orange peel effects.

Durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren kann die Oberflächenstrukturierung im mikroskopischen und makroskopischen Bereich zur spezifischen Oberflächenvergrößerung genutzt werden, die die Qualität einer Metall-Kunststoff-Verbindung erheblich verbessert.With the method proposed according to the invention, the surface structuring in the microscopic and macroscopic range can be used to increase the specific surface area, which considerably improves the quality of a metal-plastic connection.

Während beispielsweise mikroskopische Strukturen in der Größenordnung von Rauigkeiten zwischen 1 µm bis 500 µm (gemessene Rautiefe) ausgebildet sein können, können beispielsweise gröbere Strukturen in einer Rauigkeit zwischen 100 µm und 1 mm ausgeführt werden. Besonders günstige Effekte lassen sich dadurch erreichen, dass gröbere Strukturen in einer Größenordnung zwischen 100 µm und 1 mm mit feineren Strukturen (1 µm bis 100 µm) überlagert werden. Neben den obenstehend für makroskopische Strukturen bereits erwähnten Schwalbenschwanzgeometrien 90 und Zahnprofilierungen sind Pingeometrien denkbar, ebenso wie Grabengeometrien in U- oder V-Form, tropfenförmig ausgeführte Grabenstrukturen oder T-Nutformen.For example, while microscopic structures can be formed in the order of magnitude of roughness between 1 μm and 500 μm (measured surface roughness), coarser structures can be designed with a roughness between 100 μm and 1 mm. Particularly favorable effects can be achieved by superimposing finer structures (1 µm to 100 µm) on coarser structures of a size between 100 µm and 1 mm. In addition to the above for macroscopic structures already In addition to the above-mentioned dovetail geometries 90 and tooth profiles, pin geometries are conceivable, as are trench geometries in a U or V shape, teardrop-shaped trench structures or T-groove shapes.

Bei den Oberflächendefekten, die in der Oberfläche 12 des Strangprofils 10 vorhanden sind oder erzeugt werden, kann es sich um tropfenförmige Aufwürfe (pick-ups) handeln, die parallel zur Extraktionsrichtung verlaufen. Im Allgemeinen variiert die Länge eines derartigen tropfenförmigen Aufwurfs zwischen 0,5 µm bis 3 mm und ist überall auf der Oberfläche zu finden. Die Ausbildungsgröße dieser tropfenförmigen Aufwürfe hängt von den Prozessparametern ab. Als weiterer Oberflächendefekt neben offenen Poren, Rissen 58 in der Oberfläche 12, Riefen 56 oder Werkzeuglinien sind Säume rekristallisierter Körner auf der Außenseite von Profilen zu nennen, die auch als PCG-Defekte (peripheral coarse grain defect) bezeichnet werden. Es kommt zu einer Ausbildung eines Saumes rekristallisierter Körner auf der Außenseite von Profilen, da hier die Verformungsgeschwindigkeit und die lokalen Umformgrade höher sind als im Zentrum des entsprechenden Profils.The surface defects that are present or are created in the surface 12 of the extruded profile 10 can be drop-shaped bulges (pick-ups) that run parallel to the extraction direction. In general, the length of such a droplet-shaped bulge varies from 0.5 µm to 3 mm and can be found anywhere on the surface. The size of these drop-shaped bulges depends on the process parameters. Another surface defect, in addition to open pores, cracks 58 in the surface 12, grooves 56 or tool lines, are seams of recrystallized grains on the outside of profiles, which are also referred to as PCG defects (peripheral coarse grain defect). A fringe of recrystallized grains forms on the outside of profiles, since the deformation speed and the local degrees of deformation are higher here than in the center of the corresponding profile.

Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.The invention is not limited to the exemplary embodiments described here and the aspects highlighted therein. Rather, within the range specified by the claims, a large number of modifications are possible, which are within the scope of expert action.

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Claims (13)

Verfahren zur Behandlung von Oberflächen (12) von Metallteilen (34) oder von Strangprofilen (10), wobei die Oberflächen (12) in einem nachgeordneten Prozessschritt als Fügezone (24) für eine Metall-Kunststoff-Verbindung (30) dienen, dadurch gekennzeichnet, dass auf der die Fügezone (24) bildenden Oberfläche (12) a) gezielt Oberflächendefekte erzeugt werden und /oder b) eine Strukturierung der Oberfläche (12) des Strangprofils (10) erfolgt und/oder c) makroskopische Strukturen (36) in die Oberfläche (12) eingebracht werden, derart, dass eine Verbesserung der Ausbildung der Metall-Kunststoff-Verbindung (30) zwischen einem Kunststoffteil (32) und einem Metallteil (34) oder einem Strangprofil (10) bewirkt wird.Method for treating surfaces (12) of metal parts (34) or of extruded profiles (10), the surfaces (12) serving as a joining zone (24) for a metal-plastic connection (30) in a subsequent process step, characterized in that that on the surface (12) forming the joining zone (24) a) surface defects are produced in a targeted manner and/or b) structuring of the surface (12) of the extruded profile (10) takes place and/or c) macroscopic structures (36) in the surface (12) are introduced in such a way that the formation of the metal-plastic connection (30) between a plastic part (32) and a metal part (34) or an extruded profile (10) is improved. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass gemäß a) und/oder b) mikroskopische Rauigkeiten oder Strukturen auf der/in der Oberfläche (12) erzeugt werden, bevorzugt in der Größenordnung zwischen 1 µm bis 500 µm.procedure according to claim 1 , characterized in that according to a) and / or b) microscopic roughness or structures are produced on / in the surface (12), preferably in the order of between 1 micron to 500 microns. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die makroskopischen Strukturen (36) gemäß c) als Hinterschneidungen, Vertiefungen oder Aufwürfe in die Oberfläche (12) eingebracht werden.procedure according to claim 1 , characterized in that the macroscopic structures (36) according to c) are introduced into the surface (12) as undercuts, depressions or bulges. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die makroskopischen Strukturen (36) in der Oberfläche (12) in einer regelmäßigen Orientierung (46) oder in einer stochastischen Verteilung (48) eingebracht werden.procedure according to claim 3 , characterized in that the macroscopic structures (36) in the surface (12) are introduced in a regular orientation (46) or in a stochastic distribution (48). Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächendefekte in der Oberfläche (12) des Strangprofils (10) oder des Metallteils (34) gemäß a) als - tropfenförmige Aufwürfe - offene Poren - Risse (58) in der Oberfläche (12) - Riefen (56) oder Werkzeuglinien, - Säume rekristallisierter Körner auf einer Profilaußenseite (PCG-Defekte) oder als - Orangenhauteffekte ausgeführt werden.procedure according to claim 1 , characterized in that the surface defects in the surface (12) of the extruded profile (10) or the metal part (34) according to a) as - drop-shaped bulges - open pores - cracks (58) in the surface (12) - grooves (56) or tool lines, - fringes of recrystallized grains on a profile outside (PCG defects) or as - orange peel effects. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Strukturierung der Oberfläche (12) gemäß b) mittels eines Lasers, insbesondere mittels eines Ultrakurzpuls-Lasers ausgeführt wird.procedure according to claim 1 , characterized in that a structuring of the surface (12) according to b) is carried out by means of a laser, in particular by means of an ultra-short pulse laser. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Strukturierung der Oberfläche (12) gemäß b) durch Prägen, Schleifen, Fräsen, Beschichten oder additive oder chemische Verfahren vorgenommen wird.procedure according to claim 1 , characterized in that a structuring of the surface (12) according to b) is carried out by embossing, grinding, milling, coating or additive or chemical processes. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung chaotischer Strukturen gemäß b) auf der Oberfläche (12) ein Aufbrechen der Oberfläche (12) im knetförmigen Zustand des Materials des Strangprofils (10) oder des metallischen Bauteils (34) mit einer eine Rotationsbewegung (72) und/oder eine Transversalbewegung (70) ausführenden Nagelplatte (64) erfolgt.procedure according to claim 1 , characterized in that to produce chaotic structures according to b) on the surface (12), breaking up the surface (12) in the kneaded state of the material of the extruded profile (10) or the metallic component (34) with a rotational movement (72) and /or a transverse movement (70) executing nail plate (64). Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Transversalbewegung (70) und/oder die Rotationsbewegung (72) der Nagelplatte (64) relativ zur Förderung des Strangprofils (10) oder des metallischen Bauteils (34) in Förderrichtung (60) erfolgt.procedure according to claim 8 , characterized in that the transverse movement (70) and/or the rotational movement (72) of the nail plate (64) takes place relative to the conveying of the extruded profile (10) or the metallic component (34) in the conveying direction (60). Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass gemäß b) auf der Oberfläche (12) chaotische Strukturen durch Aufbrechen der Oberfläche (12) in knetförmigem Zustand des erkaltenden Materials des Strangprofils (10) oder des Metallteils (34) mittels eines an die Oberfläche (12) anstellbaren und von dieser abstellbaren Pfluges (76, 78) erfolgt.procedure according to claim 1 , characterized in that according to b) chaotic structures are created on the surface (12) by breaking up the surface (12) in the kneaded state of the cooling material of the extruded profile (10) or the metal part (34) by means of a carried out by this detachable plow (76, 78). Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass gemäß b) bei kontinuierlicher Bewegung des Strangprofils (10) in Förderrichtung (60) eine fortlaufende Struktur mittels einer eine Profilierung (82) am Umfang (84) aufweisenden Rolle (80) erzeugt wird.procedure according to claim 1 , characterized in that according to b) with continuous movement of the extruded profile (10) in the conveying direction (60), a continuous structure is produced by means of a profiling (82) on the circumference (84) having roller (80). Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass gemäß c) die makroskopischen Strukturen (36) als in Parallelanordnung (22) angeordnete Schwalbenschwanzgeometrien (90), als Zahnprofil (38) oder Grabengeometrien in U-Form, V-Form, tropfenförmigen Grabenstrukturen, T-Nutformen ausgeführt werden.procedure according to claim 1 , characterized in that according to c) the macroscopic structures (36) are designed as dovetail geometries (90) arranged in a parallel arrangement (22), as a tooth profile (38) or trench geometries in a U shape, V shape, drop-shaped trench structures, T-slot shapes . Metall-Kunststoff-Verbindungen (30) zwischen einem Kunststoffteil (32) und einem Strangprofil (10), dessen die Fügezone (24) bildende Oberfläche (12) gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 bei der Herstellung des Strangprofils (10) vorbehandelt wird.Metal-plastic connections (30) between a plastic part (32) and an extruded profile (10), whose surface (12) forming the joining zone (24) according to the method according to one of Claims 1 until 12 is pretreated in the production of the extruded profile (10).
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