KR102204776B1 - 플라스틱-금속 복합 부품의 제조 방법 - Google Patents

플라스틱-금속 복합 부품의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 금속 및 하나 이상의 플라스틱 성분(14)으로 이루어지고 부식 방지층(2)이 제공된 기본 몸체(4)의 금속 표면(3)의 접착 개선을 위해, 기본 몸체(4)의 금속 표면(3)의 부식 방지층(2)에 언더컷(12)을 갖는 표면 구조물(13)이 제공되는, 플라스틱-금속 복합 부품(1)을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 부식 방지층(2)의 손상을 피하기 위해, 부식 방지층(2)과 우수하게 결합할 수 있는 충진 재료(filler material)가 의도한 바대로 그리고 제한된 방식으로, 기하학적으로 결정된 그리고/또는 기하학적으로 결정되지 않은 형상을 갖는 연속적인, 바람직하게는 금속 요소(9)의 형태로, 부식 방지층에 대해 상대적으로 움직일 때 부식 방지층(2) 상에 도포된다. 부식 방지층(2) 상에 도포된 충진 재료의 요소(9)는 각각 예컨대 레이저(10)에 의해서 용융되어 부식 방지층(2) 상에 용접되며, 이때 언더컷(12)을 갖는, 기본 몸체(4)의 금속 표면(3)의 부식 방지층(2)의 표면 구조물(13)이 제조된다. 후속하는 직접 스프레잉 공정에서, 표면 구조물(13)의 언더컷(12)이 열가소성 플라스틱 성분(14)으로 적어도 부분적으로 충진 됨으로써, 열가소성 플라스틱 성분(14)이 언더컷(12) 내에 결합되며, 이때 플라스틱-금속 복합 부품(1)이 형성된다.

Description

플라스틱-금속 복합 부품의 제조 방법
본 발명은, 금속 및 하나 이상의 플라스틱 성분으로 이루어지고 부식 방지층이 제공된 기본 몸체의 금속 표면의 접착 개선을 위해, 금속 표면의 부식 방지층에 언더컷을 갖는 표면 구조물이 제공되고, 언더컷(undercut)이 각각 직접 스프레잉 공정(direct spraying process)에서 하나 이상의 플라스틱 성분으로 적어도 부분적으로 충진 됨으로써, 열가소성 플라스틱 성분이 부식 방지층의 표면 구조물의 언더컷 내에 결합되며, 이때 플라스틱-금속 복합 부품이 형성되는, 플라스틱-금속 복합 부품을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
복합 구조로 형성된 경량 부품은, 대부분 금속으로 이루어진 기본 몸체와 이 기본 몸체 내에 삽입되었거나 부착된 플라스틱 부분의 형상 결합을 특징으로 한다. 이와 같은 경량 부품은 예컨대 승용차 또는 화물 자동차의 부품과 같은 차량 부품을 위해 상응하는 형상으로 사용된다.
열적인 스프레이 층이 금속 기판상에 증착되면, 일반적으로는 스프레이 층과 기판 간의 높은 온도 차이로 인해, 층 접착에 부정적으로 작용하는 높은 기계적인 응력이 발생한다. 예컨대 플라즈마 스프레잉(plasma spraying), 플레임 스프레잉(flame spraying), 고속 플레임 스프레잉 또는 아크 와이어 스프레잉(arc wire spraying)과 같은 통상적인 열적인 스프레잉 방법에서는, 스프레이 입자가 용융 액체 상태로 차가운 기판상에 증착되고, 높은 냉각 속도로 급랭된다. 그와 마찬가지로, 층 및 기판의 상이한 기계적인 특성 및 열적인 특성도 특히 높은 기계적인 부하 또는 온도 교체 부하 하에서는 층 접착에 부정적인 영향을 미친다.
매끄럽고 가공되지 않은 기판 표면에서의 접착은 일반적으로 불만족스럽다. 열적인 스프레이 층의 접착을 개선하기 위해서는, 일반적으로 열 코팅 전에 기판 표면을 거칠게 만드는 공정이 필요하다.
이로써, 기판 재료와 층 재료 간의 접촉 면적이 증가하게 되고, 기계적인 고정에 소정의 영향이 미치게 된다. 상기와 같은 거칠게 만드는 공정은 예를 들어 샌드 블라스팅(sand blasting), 그라인딩(grinding) 또는 정밀 회전(fine turning) 혹은 절삭에 의해서 이루어질 수 있다.
JP 2014-051041 A호에 공지된 방법에서는, 금속 표면 및 하나 이상의 플라스틱 성분의 접착 개선을 위하여, 제1 처리 단계에서 금속 표면을 거칠게 만들기 위해, 쇼트 펄스 레이저 방사를 이용해서 금속 표면 내부에 언더컷 형태의 거시적인 그리고/또는 미시적인 슬롯이 형성되며, 이 슬롯의 오목한 형태의 개구 영역은 평면도 및 종단면도에서 각각 기하학적으로 정확하게 규정된 반복되는 형상을 가져야만 한다. 이 간행물에서는, 금속 표면 내부에 형성될 슬롯의 개구 영역을 위해, 이 개구 영역의 평면도 상으로 볼 때는 원형, 은행 나뭇잎 형상, 부메랑 형상, 타원형, 정방형, 다각형 등과 같이 계속 반복되는 규정된 형상이 사전에 결정되고, 슬롯의 종단면도 상으로 볼 때는 삼각형, 사각형 또는 사다리 형상이 사전에 결정된다. 그 다음의 제2 처리 단계에서는, 직접 스프레잉 공정에서 금속 표면 내에 정확하게 형성된 슬롯이 하나 이상의 플라스틱 성분으로 적어도 부분적으로 충진 됨으로써, 플라스틱 성분과 금속 표면 내 슬롯 간의 접착이 개선된다.
DE 10 2007 023 418 B4호에는 또한, 특히 금속, 플라스틱 또는 세라믹으로 이루어진 부품 표면상에 열적으로 적층될 열적인 스프레이 층의 접착 개선을 위해, 미시적인 언더컷을 형성하여 표면을 거칠게 함으로써, 상기와 같은 부품 표면을 거칠게 만드는 방법이 기술되어 있으며, 이 경우 표면은 펄스형 레이저 빔에 의해서 20° 내지 80°의 범위 안에 있는 경사각으로 비스듬하게 진행하는 성형 포켓(shape pocket)이 형성되고, 이 성형 포켓은 자신의 하나 이상의 에지가 금속 표면에 대하여 언더컷을 형성하도록 치수 설계되어 있으며, 이 경우 표면은 다른 방향 각, 경사각 및/또는 다른 레이저 에너지를 갖는 펄스형 레이저 빔에 의해서 적어도 부분적으로 여러 번 가공된다. 이 간행물에서는, 성형 포켓과 동일한 기울기를 갖는 스프레이 젯이 표면 위로 안내되는 것이 코팅 품질을 위해 바람직한 것으로서 기술된다. 이 목적을 위해, 성형 포켓은 표면에 대하여 언더컷 처리된 단 하나의 에지와 동일한 방향으로 동시에 형성되어야만 한다. 그렇기 때문에, 스프레이 젯의 알맞은 적합한 각도는, 성형 포켓의 깊이가 깊을수록 그만큼 더 정확하게 규정되어야 한다. 각도 설정의 공차는 상응하게 감소한다. 그렇기 때문에, 적합하지 않게 선택된 스프레이 젯은 성형 포켓의 불완전한 충진을 야기할 수 있으며, 이와 같은 상황은 스프레이 층의 접착 강도에 부정적인 영향을 미치거나 접착 강도를 감소시킨다.
DE 10 2006 004 769 A1호에서는 또한, 금속 표면상에 열적으로 분무되는 층의 접착 개선을 위해 금속 표면을 거칠게 만드는 방법이 공지된 것으로서 개시된다. 이 간행물에서는, 제1 처리 단계에서 재료를 제거하거나 재료를 식각하는 가공 공정에서 표면 내부에 리세스 또는 홈이 형성됨으로써, 결과적으로 표면 위에 있는 금속 위로 상승된 마이크로 구조물, 특히 돌출부, 그루브, 융기부 또는 팽창부가 형성되며, 이 경우 이들 마이크로 구조물은 하나 이상의 제2 처리 단계에서, 이들 구조물의 주요 부분이 표면에 대하여 언더컷을 형성하도록 변형 및/또는 굴절 방식으로 마무리 가공된다.
DE 10 2008 040 782 A1호에서는 또한, 제1 접촉 표면을 갖는 하나 이상의 제1 부품 및 제1 접촉 표면에 인접하는 제2 접촉 표면을 갖는 하나 이상의 제2 부품을 포함하는, 특히 자동차에 적용하기 위한 부품 결합체를 제조하기 위한 방법이 개시되며, 이 경우 제1 부품의 제1 접촉 표면상에서는 레이저에 의해서, 나노 구조물에 의해 중첩된 마이크로 구조물을 갖는 표면 구조물이 발생한다. 제1 부품의 제1 접촉 표면의 표면 구조화 후에는, 제1 부품을 적어도 섹션 방식으로 압출 성형함으로써, 제1 부품이 플라스틱 재료, 특히 열가소성 재료로부터 형성된 제2 부품과 형상 결합 방식으로 결합된다.
마지막으로, DE 202008058225 A1호에는, 열가소성 플라스틱에 의해서 보강되고 기계적인 고부하를 전달하기에 적합한 아연 도금된 강철- 또는 철-기본 몸체로부터 복합 구조 방식으로 형성되는 경량 부품이 공지되어 있다. 아연 도금된 강철- 또는 철-기본 몸체는, 기본 몸체와 열가소성 플라스틱 간에 견고한 형상 결합에 도달하기 위하여, 표면 가공 과정을 거친다. 아연 도금된 강철- 또는 철-기본 몸체의 예비 가공은 다양한 방법에 의해서 이루어질 수 있는데, 예를 들면 펄스형 Nd:YAG 레이저 빔을 이용해서 아연 표면의 레이저 가공이 이루어질 수 있다. 이로써, 상이한 구조물이 아연 표면에 적층될 수 있다. 바람직한 구조물은 점 구조물, 선 구조물 또는 십자형 구조물이다. 열가소성 플라스틱의 스프레잉은 바람직하게 하나의 작업 공정에서 이루어진다.
금속 및 플라스틱으로 이루어진 경량 부품 또는 복합 부품을 제조하기 위해 공지된 지금까지의 방법에서는, 제1 부품의 표면 구조화가 식각 방법에 의해서, 예컨대 식각 레이저 방법에 의해서 이루어진다. 이 방법에서의 단점은, 박판금 또는 기판이 부식 방지된 경우에는 부식 방지층이 손상되거나 파괴된다는 것이다. 더 나아가, 구조화 구역에서는 레이저 식각(천공)에 의해서 기판 횡단면이 축소된다. 또 다른 한 가지 단점은, 열 영향 구역에서 발생하는 구조 변경이다.
본 발명의 목적은, 금속으로 이루어진 기본 몸체의 부식 방지된 금속 표면의, 언더컷을 갖는 표면 구조물을 제조할 때 부식 방지층의 손상 및 전술된 단점들을 피할 수 있는, 서문에 언급된 유형의 방법을 제시하는 것이다.
상기 목적은 본 발명에 따라, 금속으로 이루어진 기본 몸체의 금속 표면의 부식 방지층과 우수하게 결합할 수 있고 전기 화학적으로 화합할 수 있는 충진 재료(filler material)가 의도한 바대로 그리고 제한된 방식으로, 기하학적으로 결정된 그리고/또는 기하학적으로 결정되지 않은 형상을 갖는 연속적인, 바람직하게는 금속 요소의 형태로, 부식 방지층에 대해 상대적으로 이동할 때 금속으로 이루어진 기본 몸체의 금속 표면의 부식 방지층(2) 상에 도포되고, 부식 방지층 상에 도포된 충진 재료의 금속 요소들이 각각 용융되어 부식 방지층 상에 용접됨으로써 달성된다.
바람직하게, 예컨대 강철로 이루어진 기본 몸체의 금속 표면의, 예컨대 아연으로 이루어진 부식 방지층과 우수하게 결합할 수 있고 전기 화학적으로 화합할 수 있는 충진 재료로서는, 밴드 형태의 금속-울이 사용되며, 이 경우 밴드 형태의 금속-울은 기하학적으로 결정된 그리고/또는 기하학적으로 결정되지 않은 형상을 갖는 상호 결합된 금속 요소로서, 금속 표면의 부식 방지층 상에 연속해서 섹션 방식으로 도포되고, 도포된 금속 요소들은 각각 레이저 또는 대안적인 집중형 열원에 의해서 용융되어 부식 방지층 상에 용접된다.
또한, 강철로 이루어진 기본 몸체의 금속 표면의, 아연으로 이루어진 부식 방지층과 우수하게 결합할 수 있고 전기 화학적으로 화합할 수 있는 금속 충진 재료로서는, 와이어 롤러로부터 풀리는 와이어가 사용될 수 있으며, 이 와이어는 부식 방지층 위에 위치 정해져 있고 부식 방지층에 대해 상대적으로 이동하는 와이어 변형기에 의해서, 풀린 와이어 단부로부터, 기하학적으로 결정된 그리고/또는 기하학적으로 결정되지 않은 형상을 갖는 상호 결합된 금속 요소들로 연속해서 섹션 방식으로 변형되며, 이들 금속 요소는 풀린 와이어 단부로부터 연속으로 각각 부식 방지층 상에 도포되고, 레이저 또는 대안적인 집중형 열원에 의해서 부식 방지층 상에 용접된다.
바람직하게는, 수십 분의 1밀리미터 내지 수십 밀리미터의 직경을 갖는 구조 와이어 및 밴드 형태의 와이어 울(wire wool)이 선택된다.
바람직하게는, 강철로 이루어진 기본 몸체의 금속 표면의, 아연으로 이루어진 부식 방지층과 우수하게 결합할 수 있는 금속 충진 재료의 금속 요소로서 입자들이 사용되며, 이들 입자는 기하학적으로 결정된 그리고/또는 기하학적으로 결정되지 않은 형상으로 연속해서 개별적으로 부식 방지층 상에 도포되고, 그 후에 각각 레이저 또는 대안적인 집중형 열원에 의해서 용융되어 부식 방지층 상에 용접된다.
바람직하게, 입자들은, 아연으로 이루어진 부식 방지층 위에 위치 정해져 있고 부식 방지층에 대해 상대적으로 이동하는, 금속 분말로 충진된 깔때기 형상의 도포 장치에 의해서, 부식 방지층과 우수하게 결합할 수 있고 기하학적으로 결정된 그리고/또는 기하학적으로 결정되지 않은 형상을 갖는 금속 충진 재료의 금속 요소로서 부식 방지층 상에 도포되고, 그 후에 각각 레이저 또는 대안적인 집중형 열원에 의해서 용융되어 부식 방지층 상에 용접된다.
바람직하게는, 입자의 크기도 마찬가지로 수십 분의 1밀리미터 내지 수십 밀리미터의 범위 안에서 선택됨으로써, 결과적으로 직접 스프레잉 된 플라스틱 물질의 표면에서는 구조화를 확인할 수 없게 된다.
또한, 입자를 표면에 적재하기 위해서는, 플라스틱 용융물에 대한 기본 몸체의 표면의 접근 용이성이 보장되어야 한다.
강철로 이루어진 기본 몸체의 금속 표면의, 아연으로 이루어진 부식 방지층과 우수하게 결합할 수 있는 금속 충진 재료의 금속 요소들은 또한 부식 방지층 위에 위치 정해져 있고 부식 방지층에 대해 상대적으로 이동하는 와이어 절단기에 의해서, 롤러로부터 풀린 와이어로부터, 기하학적으로 결정된 그리고/또는 기하학적으로 결정되지 않은 형상으로 개별적으로 분리되고, 와이어 절단기로부터 아래로 떨어져서 부식 방지층 상에 서로에 대해 간격을 두고 연속으로 도포되며, 레이저 또는 대안적인 집중형 열원에 의해서 각각 용융되어 부식 방지층 상에 용접된다.
바람직하게, 수십 분의 1밀리미터 내지 수십 밀리미터의 범위 안에서 선택되는 직경을 갖는 구조 와이어의 섹션들은, 풀린 구조 와이어로부터 와이어 절단기에 의해서 1 미만의 직경/길이 비율로 개별적으로 분리된다.
본 발명에 따른 방법은 특히, 언더컷을 갖는 표면 구조물이 부식 방지층의 손상 없이 부식 방지층 상에 제조됨으로써 바람직한 것으로서 증명된다. 추가적인 재료 도포로 인해, 금속 표면의 부식 방지 효과는 그대로 유지된다. 또한, 기판 횡단면의 약화도 전혀 이루어지지 않는다. 이로써, 기판 기하학적인 구조의 치수 설계가 상당히 용이해진다. 그밖에, 레이저 가공 동안 기판 재료 내에서 구조 변경도 전혀 이루어지지 않는다. 이 방법은 의도한 바대로의 국부적인 구조화 및 주문 제작된 금속 구배 층(metal gradient layer)을 가능하게 한다. 또한, 접착의 경우에 결합 특성의 최적화도 이루어질 수 있다.
본 발명은 이제 도면부의 도면들을 참조해서 설명된다. 도면부에서:
도 1은 구조 와이어 롤러로부터 풀린 구조 와이어를 부식 방지층과 우수하게 결합할 수 있는 충진 재료로서 사용하는 경우에, 강철로 이루어지고 언터컷을 갖는 기본 몸체의 금속 표면의 부식 방지층을 제조하기 위한 개략도를 도시하고,
도 2는 본 발명에 따른 방법으로 제조된 플라스틱-금속 복합 부품의 자유 단면도를 도시하며, 이 경우에는 부식 방지층 상에서 도 1에 따른 구조 와이어의 도포 용접이 이루어져 있으며,
도 3은 도 1에 상응하는 개략도이지만, 밴드 형태의 와이어 울을 부식 방지층과 우수하게 결합할 수 있는 충진 재료로서 사용하는 경우의 개략도를 도시하고,
도 4는 분말 입자를 부식 방지층과 우수하게 결합할 수 있는 충진 재료로서 사용하는 경우의 도 1에 상응하는 개략도를 도시하며,
도 5는 본 발명에 따른 방법으로 제조된 플라스틱-금속 복합 부품의 자유 단면도를 도시하고, 이 경우에는 부식 방지층 상에서 도 4에 따른 분말 입자의 레이저 도포 용접 또는 플레임 스프레잉이 이루어져 있으며,
도 6은 도 4에 상응하는 개략도이지만, 구조 와이어 롤러로부터 풀린 구조 와이어의 분리된 섹션을 부식 방지층과 우수하게 결합할 수 있는 충진 재료로서 사용하는 경우의 개략도를 도시하며, 그리고
도 7은 본 발명에 따른 방법으로 제조된 플라스틱-금속 복합 부품의 자유 단면도를 도시하고, 이 경우에는 와이어 절단기에 의해 구조 와이어로부터 분리되어서 부식 방지층 상으로 떨어진 구조 와이어의 섹션들의 도 6에 따른 레이저 도포 용접이 이루어져 있다.
도 1이 보여주는 바와 같이, 도 2에 자유 단면도로 개략적으로 도시되어 있는 플라스틱-금속 복합 부품(1)을 제조하기 위한 방법의 일 실시예에서는, 강철로 이루어진 기본 몸체(4)의 금속 표면(3)의, 아연으로 이루어진 부식 방지층(2)과 우수하게 결합할 수 있는 충진 재료로서, 구조 와이어 롤러(5)로부터 풀린 구조 와이어(6)가 사용된다. 구조 와이어(6)는, 부식 방지층(2) 위에 위치 정해져 있고 이 부식 방지층에 대해 상대적으로 이동하는 와이어 변형기(7)에 의해서, 구조 와이어(6)의 풀린 단부(8)로부터, 기하학적으로 결정된 그리고/또는 기하학적으로 결정되지 않은 형상을 갖는 상호 결합된 금속 요소(9)로 연속해서 섹션 방식으로 변형된다. 이때, 변형된 구조 와이어(6)의 상호 결합된 요소(9)는 각각 도 2가 보여주는 바와 같이, 구조 와이어(6)의 풀린 단부(8)로부터 연속으로 부식 방지층(2) 상에 도포되고, 레이저(10) 또는 대안적인 집중형 열원에 의해서 부식 방지층(2) 상의 용접점(11)에 용접된다. 이때, 기본 몸체(4)의 금속 표면(3)의 부식 방지층(2)의, 언더컷(12)을 갖는 표면 구조물(13)이 제조된다.
도 2로부터 더 나타나는 바와 같이, 상호 연결되어 있고 레이저(10)에 의해서 부식 방지층(2) 상의 용접점(11)에 용접된, 변형된 구조 와이어(6)의 요소(9)는 직접 스프레잉 공정에서 열가소성 플라스틱 성분(14)의 용융물에 의해 둘러싸여 있으며, 이 경우에는 부식 방지층(2)의 표면 구조물(13)의 언더컷(12)이 플라스틱 성분(14)에 의해 적어도 부분적으로 충진 됨으로써, 열가소성 플라스틱 성분(14)이 부식 방지층(2)의 표면 구조물(13)의 언더컷(12) 내에 결합되며, 이때 플라스틱-금속 복합 부품(1)이 형성된다.
도 3이 보여주는 바와 같이, 본 발명에 따른 방법의 대안적인 일 실시예에 따라, 밴드 형태의 와이어 울(15)도 부식 방지층(2)과 우수하게 결합할 수 있는 충진 재료로서 사용될 수 있다. 이 목적을 위해, 와이어 울(15)은, 예컨대 강철로 이루어진 기본 몸체(4)의 금속 표면(3)의, 예컨대 아연으로 이루어진 부식 방지층(2) 위에 위치 정해져 있고 부식 방지층(2)에 대해 상대적으로 이동하는, 와이어 울(15)로 충진된 저장기(17)의 채널 형태의 안내부(16)로부터 밴드 형태로 인출되고, 인출된 단부(18)로부터, 기하학적으로 결정된 그리고/또는 기하학적으로 결정되지 않은 형상을 갖는 상호 결합된 금속 요소(9)의 형태로, 부식 방지층(2)과 우수하게 결합할 수 있는 충진 재료로서 부식 방지층(2) 상에 연속해서 섹션 방식으로 도포된다. 그 다음에, 부식 방지층(2) 상에 도포된 밴드 형태 와이어 울(15)의 요소(9)가 각각 레이저(10) 또는 대안적인 집중형 열원에 의해서 용융되어 부식 방지층(2) 상에 용접되며, 이때 언더컷(12)을 갖는, 기본 몸체(4)의 금속 표면(3)의 부식 방지층(2)의 표면 구조물(13)이 제조된다. 그 다음에, 후속하는 직접 스프레잉 공정에서는, 위에서 도 2와 관련하여 기술된 바에 상응하게, 플라스틱-금속 복합 부품(1)의 제조가 이루어진다.
도 4로부터 나타나는 바와 같이, 본 발명에 따른 방법의 또 다른 대안적인 일 실시예에 따라, 입자(19)가 강철로 이루어진 기본 몸체(4)의 금속 표면(3)의, 아연으로 이루어진 부식 방지층(2)과 우수하게 결합할 수 있는 충진 재료의 금속 요소로서 사용될 수 있다. 이 목적을 위해, 입자(19)는, 부식 방지층(2) 위에 위치 정해져 있고 부식 방지층(2)에 대해 상대적으로 이동하며 분말(20)로 충진된 깔때기 형상의 도포 장치(21)에 의해서, 기본 몸체(4)의 금속 표면(3)의 부식 방지층(2) 상에 기하학적으로 결정된 그리고/또는 기하학적으로 결정되지 않은 형상으로 도포되고, 그 다음에 각각 레이저(10) 또는 대안적인 집중형 열원에 의해서 용융되어 부식 방지층(2) 상에 용접된다. 이때, 언더컷(10)을 갖는, 기본 몸체(6)의 금속 표면(5)의 부식 방지층(4)의 표면 구조물(13)이 제조된다.
도 5가 명확하게 보여주는 바와 같이, 그 다음에 이어지는 직접 스프레잉 공정에서 부식 방지층(2) 상의 일 용접점(11)에 각각 용접되는 입자(19)가 열가소성 플라스틱 성분(14)의 용융물에 의해 둘러싸인다. 이 경우에는 부식 방지층(2)의 표면 구조물(13)의 언더컷(12)이 각각 플라스틱 성분(14)에 의해 적어도 부분적으로 충진 됨으로써, 열가소성 플라스틱 성분(14)이 강철로 이루어진 기본 몸체(4)의 금속 표면(3)의 부식 방지층(2)의 표면 구조물(13)의 언더컷(12) 내에 결합되며, 이때 플라스틱-금속 복합 부품(1)이 형성된다.
도 6은, 본 발명에 따른 방법의 도 4에 대해 대안적인 일 실시예를 보여주며, 본 실시예에서는, 강철로 이루어진 기본 몸체(4)의 금속 표면(3)의, 아연으로 이루어진 부식 방지층(2)과 우수하게 결합할 수 있는 충진 재료의 요소들이, 구조 와이어(6)의 기하학적으로 결정된 그리고/또는 기하학적으로 결정되지 않은 형상의 섹션(22)에 의해서 형성된다. 이 목적을 위해, 구조 와이어 롤러(5)로부터 풀린 구조 와이어(6)의 섹션(22)이, 부식 방지층(2) 위에 위치 정해져 있고 부식 방지층(2)에 대해 상대적으로 이동하는 와이어 절단기(23)에 의해서, 기하학적으로 결정된 그리고/또는 기하학적으로 결정되지 않은 형상으로 개별적으로 분리되고, 와이어 절단기(23)로부터 아래로 떨어져서 부식 방지층(2) 상에 서로에 대해 간격을 두고 연속으로 도포되며, 레이저(10) 또는 대안적인 집중형 열원에 의해서 각각 용융되어 부식 방지층(2) 상에 용접되며, 이때 언더컷(12)을 갖는, 기본 몸체(4)의 금속 표면(3)의 부식 방지층(2)의 표면 구조물(13)이 제조된다.
도 7로부터 알 수 있는 바와 같이, 그 다음에 이어지는 직접 스프레잉 공정에서 부식 방지층(2) 상의 일 용접점(11)에 각각 용접되는 구조 와이어(6)의 섹션(22)이 열가소성 플라스틱 성분(14)의 용융물에 의해 둘러싸인다. 이 경우에는 부식 방지층(2)의 표면 구조물(13)의 언더컷(12)이 각각 플라스틱 성분(14)에 의해 적어도 부분적으로 충진 됨으로써, 열가소성 플라스틱 성분(14)이 강철로 이루어진 기본 몸체(4)의 금속 표면(3)의 부식 방지층(2)의 표면 구조물(13)의 언더컷(12) 내에 결합되며, 이때 플라스틱-금속 복합 부품(1)이 형성된다.
본 발명의 실시예들이 본원에 개시되어 있는 특별한 구조, 방법 단계 또는 재료에 한정되지 않고, 오히려 관련 분야의 당업자가 인정할 수 있는 등가의 구조, 방법 단계 또는 재료로 확장될 수 있음은 자명하다. 본원에서 이용되는 전문 용어가 다만 특정 실시예들을 기술하기 위해서만 사용될 뿐, 한정하는 것으로서 해석되어서는 안 된다는 것도 자명하다. 기술된 특징들, 구조들 또는 특성들은 하나 또는 복수의 실시예들 안에서 적합한 방식으로 조합될 수 있다.
1: 플라스틱-금속 복합 부품
2: 부식 방지층
3: 금속 표면
4: 기본 몸체
5: 구조 와이어 롤러
6: 구조 와이어
7: 와이어 변형기
8: 구조 와이어의 풀린 단부
9: 금속 요소
10: 레이저
11: 용접점
12: 언더컷
13: 표면 구조물
14: 열가소성 플라스틱 성분
15: 와이어 울
16: 채널 형태의 안내부
17: 저장기
18: 밴드 형태 와이어 롤러의 단부
19: 입자
20: 분말
21: 깔때기 형상의 도포 장치
22: 구조 와이어의 분리된 섹션
23: 와이어 절단기

Claims (10)

  1. 금속 및 하나 이상의 플라스틱 성분으로 이루어지고 부식 방지층이 제공된 기본 몸체의 금속 표면의 접착 개선을 위해, 기본 몸체의 금속 표면의 부식 방지층에 언더컷들을 갖는 표면 구조물이 제공되며, 상기 언더컷들이 각각 직접 스프레잉 공정에서 하나 이상의 플라스틱 성분으로 적어도 부분적으로 충진 됨으로써, 상기 플라스틱 성분이 기본 몸체의 금속 표면의 부식 방지층의 표면 구조물의 언더컷 내에 결합되며, 이때 플라스틱-금속 복합 부품이 형성되는, 플라스틱-금속 복합 부품을 제조하기 위한 방법에 있어서,
    상기 기본 몸체의 금속 표면의 부식 방지층과 결합할 수 있고 전기 화학적으로 화합할 수 있는 충진 재료가 의도한 바대로 그리고 제한된 방식으로, 기하학적으로 결정된 그리고/또는 기하학적으로 결정되지 않은 형상을 갖는 연속적인 요소의 형태로, 부식 방지층에 대해 상대적으로 움직일 때 기본 몸체의 금속 표면의 부식 방지층 상에 도포되며, 상기 부식 방지층 상에 도포된 충진 재료의 요소들이 각각 용융되어 부식 방지층 상에 용접되는 것을 특징으로 하는, 플라스틱-금속 복합 부품을 제조하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서, 강철로 이루어진 기본 몸체의 금속 표면의, 아연으로 이루어진 부식 방지층과 결합할 수 있는 충진 재료로서 밴드 형태의 와이어 울이 사용되며, 상기 밴드 형태의 와이어 울은 기하학적으로 결정된 그리고/또는 기하학적으로 결정되지 않은 형상을 갖는 상호 결합된 금속 요소로서, 부식 방지층 상에 연속해서 섹션 방식으로 도포되고, 상기 도포된 금속 요소들은 각각 레이저 또는 대안적인 집중형 열원에 의해서 용융되어 부식 방지층 상에 용접되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  3. 제2항에 있어서, 수십 분의 1밀리미터 내지 수십 밀리미터의 직경을 갖는 밴드 형태의 와이어 울이 선택되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  4. 제1항에 있어서, 강철로 이루어진 기본 몸체의 금속 표면의, 아연으로 이루어진 부식 방지층과 결합할 수 있는 충진 재료로서, 와이어 롤러로부터 풀리는 구조 와이어가 사용되며, 상기 구조 와이어는, 부식 방지층 위에 위치 정해져 있고 상기 부식 방지층에 대해 상대적으로 이동하는 와이어 변형에 의해서, 구조 와이어의 풀린 단부로부터, 기하학적으로 결정된 그리고/또는 기하학적으로 결정되지 않은 형상을 갖는 상호 결합된 금속 요소로 연속해서 섹션 방식으로 변형되며, 상기 금속 요소들은 각각 구조 와이어의 풀린 단부로부터 연속으로 부식 방지층 상에 도포되고, 레이저 또는 대안적인 집중형 열원에 의해서 부식 방지층 상에 용접되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  5. 제1항에 있어서, 강철로 이루어진 기본 몸체의 금속 표면의, 아연으로 이루어진 부식 방지층과 결합할 수 있는 충진 재료의 요소들이, 롤러로부터 풀린 구조 와이어의 기하학적으로 결정된 그리고/또는 기하학적으로 결정되지 않은 형상을 갖는 섹션들에 의해서 형성되고, 상기 섹션들이 부식 방지층 위에 위치 정해져 있고 부식 방지층에 대해 상대적으로 이동하는 와이어 절단기에 의해서 구조 와이어의 풀린 단부로부터 개별적으로 분리되며, 와이어 절단기로부터 아래로 떨어져서 부식 방지층 상에 서로에 대해 간격을 두고 연속으로 도포되며, 레이저 또는 대안적인 집중형 열원에 의해서 각각 용융되어 부식 방지층 상에 용접되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  6. 제5항에 있어서, 수십 분의 1밀리미터 내지 수십 밀리미터의 범위 안에서 선택되는 직경을 갖는 구조 와이어의 섹션들이, 풀린 구조 와이어로부터 와이어 절단기에 의해서 1 미만의 직경/길이 비율로 개별적으로 분리되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 수십 분의 1밀리미터 내지 수십 밀리미터의 직경을 갖는 구조 와이어 및 밴드 형태 와이어 울이 선택되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  8. 제1항에 있어서, 강철로 이루어진 기본 몸체의 금속 표면의, 아연으로 이루어진 부식 방지층과 결합할 수 있는 충진 재료의 금속 요소로서 입자가 사용되며, 상기 입자는 기하학적으로 결정된 그리고/또는 기하학적으로 결정되지 않은 형상으로 연속해서 개별적으로 부식 방지층 상에 도포되고, 그 후에 각각 레이저 또는 대안적인 집중형 열원에 의해서 용융되어 부식 방지층 상에 용접되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 입자는, 부식 방지층 위에 위치 정해져 있고 부식 방지층에 대해 상대적으로 이동하는, 분말로 충진된 깔때기 형상의 도포 장치에 의해, 기하학적으로 결정된 그리고/또는 기하학적으로 결정되지 않은 형상을 갖는 금속 요소로서 금속 표면의 부식 방지층 상에 도포되고, 그 후에 각각 레이저 또는 대안적인 집중형 열원에 의해서 용융되어 부식 방지층 상에 용접되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 입자의 크기가 수십 분의 1밀리미터 내지 수십 밀리미터의 범위 안에서 선택됨으로써, 결과적으로 직접 스프레잉 된 플라스틱 물질의 표면에서는 구조화를 확인할 수 없게 되는 것을 특징으로 하는, 방법.
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