KR20180101203A - 중공 프로파일 복합체 기술 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 중공 프로파일 기본 요소와 상기 적어도 하나의 중공 프로파일 기본 요소의 내부에 위치된 적어도 하나의 지지 요소로부터의 복합 부품의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

중공 프로파일 복합체 기술 {HOLLOW PROFILE COMPOSITE TECHNOLOGY}
본 발명은 적어도 하나의 중공 프로파일 기본 요소와 상기 적어도 하나의 중공 프로파일 기본 요소의 내부에 위치된 적어도 하나의 지지 요소로부터의 복합 부품의 제조 방법에 관한 것이다.
많은 경우에, 복합 부품은 오늘날 이미 동력 차량 제조에 사용되고 있다. 그것은 대부분 적어도 하나의 개별적으로 제조된 플라스틱 요소에 연결된 금속성 관형 프로파일 또는 폐쇄된 금속성 중공 프로파일로부터 제조된다. 두 개의 개별 부품의 제조 및 최종적으로 이들 적어도 두 개의 부품의 연결로 인해 제조 및 조립 비용의 증가가 야기된다. 관형 프로파일 또는 중공 프로파일을 플라스틱 요소(들)에 연결하기 위해, 스크류, 너트, 리벳 등의 형태의 추가적 연결 수단이 또한 요구되며, 이로 인해 또한 일반적으로 더 큰 치수가 요구되고 더 무거운 중량의 복합 부품이 야기된다.
플라스틱으로만 구성된 필적할 만한 복합 부품, 즉 둘 다 플라스틱으로 구성된 중공 프로파일 및 요소는, 그것의 단면이 적합한 치수를 갖는 경우, 더 낮은 강도 및 강성을 나타낼 뿐 아니라 갑작스러운 응력이 적용되는 경우 에너지 흡수에 있어서 유사한 금속성 물질로 이루어진 유사한 부품에 비해 단점을 갖는다.
DE 10 2014 019 724 A1에는 윤곽-형성 요소의 삽입 및 반가공된 구조적 요소의 삽입의 순서를 임의로 선택함으로써 윤곽-형성 요소의 언더컷 영역에서 섬유-플라스틱 복합 중공 프로파일의 국부적 가열을 수행하는 것인, 기능적 요소 및 섬유-플라스틱 복합 중공 프로파일로부터 구조적 요소를 제조하기 위한 방법이 기술되어 있다.
US 2012/0189403 A1은 서로 반대쪽에 위치한 두 개의 헤드를 경계 짓는 플랜지를 축방향 단부에 구비한 생크를 포함하는, 삽입 성형에 의해 제조되는 탭핑된 삽입물에 관한 것이다. 삽입 성형 후에 삽입물의 회전의 축방향 차단을 위한 수단 및 삽입 성형 후에 삽입물의 병진의 축방향 차단을 위한 수단이 생크의 외부 면 상에 배열된다. 생크는 축방향 나사산 구역과 축방향 단부 면 중 하나 사이에 배열된 더 큰 축방향 변형성을 갖는 적어도 하나의 가용성 영역을 갖는다. 가용성 영역은 나사산 삽입물의 축방향 단부 면 상에 적용된 축방향 가압력이 축방향 나사산 구역의 변형을 초래하지 않고서 상기 영역을 비교적 작은 축방향 종방향 치수로 가압하도록 설계된다.
WO 2009/077026 A1에는 중공 프로파일 및 사출-성형된 요소로부터 복합 부품을 제조하기 위한 방법이 기술되어 있고, 여기서 사출-성형된 요소는 프로파일이 종방향으로 움직이지 못 하게 둘러싸이도록 프로파일 상에 성형되고, 여기서 적어도 하나의 포지티브-잠금(positive-locking) 요소가 프로파일 상에 설계되어 있고 이는 프로파일의 단부들 사이에 놓인 포지티브-잠금 요소가 원주 방향 및 종방향에서 안으로 및 밖으로 성형되도록 사출 성형 적용된다.
WO 2009/077026 A1에 제시된 해결책의 단점은 한편으로는 극도로 복잡하고 비용이 많이 드는 방법이라는 점이며, 다른 한편으로는 공정-관련된 이유로 인한 사출-성형된 플라스틱 부품과 프로파일 사이의 기계적 연결부의 심하게 제한된 디자인 가능성이다.
WO 2009/077026 A1에 따르면, 사출 성형 방법을 사용하여 사출-성형된 요소를 적용하기 전에 먼저 내부 고압 형성 방법이 조합 도구에서 사용된다. 이들 두 방법, 즉 첫 번째로 내부 압력 및 이어서 사출 성형을 동일한 도구에서 연속적으로 조합하기 때문에, 프로파일의 벽 두께의 최소 치수가 제한되고, 이로 인해 최신 경량 제조라는 측면에서 중량 감소가 방해된다. 더욱이, 두 개의 부품들 사이의 연결 부위의 설계가 제한됨으로써, 최종적으로 프로파일에의 사출-성형된 부품의 연결부의 전단 저항성 및 전단 강성의 급격한 감소가 초래된다. WO 2009/077026 A1에서 연결부는 두 개의 부품들 사이의 포지티브-잠금 연결에 기초하기 때문에, 상기 연결부는 WO 2009/077026 A1에서 주변 블레이드라고 지칭된 고리 형태의 프로파일의 원주 방향 성형물에 의해서만 수행될 수 있다. 그러나, 이러한 주변 블레이드의 너비는 제한되고, 단지 수 밀리미터일 수 있는데, 왜냐하면 그렇지 않으면 이는 내부 고압 형성 공정 동안에 프로파일 벽의 바람직하지 못하게 큰 변형 및 심지어는 프로파일 벽의 파단을 초래할 수 있기 때문이다. 그러므로, WO 2009/077026 A1에 따르면, 프로파일과 사출-성형된 부품의 연결 강성 또는 연결 강도의 증가는 프로파일을 따라 존재하는 복수의 이러한 주변 블레이드의 배열에 의해서만 달성될 수 있다. 이러한 경우에, 두 개의 주변 블레이드들 사이에서 수 밀리미터의 최소 거리가 유지되어야 한다. 이러한 거리는 도구에서 코어에 의해 형성된다. 그러나, 이들 코어의 너비가 너무 작으면, 코어 이상 및 프로파일 파단의 위험이 있는데, 왜냐하면 관의 내부 고압 형성 동안에, 관 벽은 공동 상에서 반경 방향으로 확대될 뿐만 아니라 축방향으로 이동하므로 프로파일은 가능한 가장 큰 영역에 걸쳐 지지되어야 하기 때문이다. WO 2009/077026 A1에 따르면, 기껏해야 50%의 평균 양만이 100%의 프로파일 영역 X 상에 성형될 수 있다.
그러므로 본 발명의 목적은 공차-감수성의 얇은 벽 중공 프로파일 기본 요소가 충분한 간극을 갖고서 저항 없이 사출 성형 또는 가압 도구 내에 도입되고, 그럼에도 불구하고 적어도 하나의 공동의 밀봉이, 중공 프로파일 기본 요소에 적용되는 플라스틱 용융물 및 임의로 중공 프로파일 기본 요소 주위에서의 그의 분포를 위해 달성되고, 이때 적용되는 플라스틱 부품은 또한 중공 프로파일 기본 요소의 외부에 그의 전체 외부 형상의 변형 없이 연결됨으로써, 종래 기술의 복합 부품보다 기계적으로 더 강성이고 응력에 대해 더 저항성인 축방향 포지티브-잠금 복합 부품이 제조되는 것인, 복합 부품의 제조 방법을 제공하는 것이었다.
본 발명의 의미 내에서 얇은 벽은 바람직하게는 본 발명에 따라 사용되는 중공 프로파일의 직경 대 그것의 벽 두께의 비가 5:1 내지 300:1의 범위라는 것을 나타낸다.
본 발명의 의미 내에서 간극은 사출 성형 또는 가압 도구의 폐쇄 방향에 수직으로 보이는, 상기 도구의 공동의 최소 치수가 마찬가지로 상기 도구의 폐쇄 방향에 수직으로 보이는, 중공 프로파일 기본 요소 단면의 공차-감수성 외부 치수보다 항상 더 크거나, 경계값의 경우에는, 동일하다는 것을 의미한다.
추가적으로, 본 발명에 따라 제조되는 복합 부품은 상기에 언급된 제조상 단점, 또는 그것의 저항성 및 강성 특성에 있어서의, 따라서 그것의 에너지 흡수 특성에 있어서의 단점을 나타내지 않아야 하며, 경제적인 제조를 허용하면서도 시스템 또는 모듈 형성이라는 측면에서 높은 정도의 기능적 통합을 허용해야 한다.
상기 목적은
a) 개방되는 적어도 하나의 공동, 및 폐쇄 방향으로의 도구 치수(A) 및 폐쇄 방향에 수직한 도구 치수(B)를 갖는 가압 또는 주조 도구를 제공하는 단계,
b) 5:1 내지 300:1 범위의 직경 대 벽 두께 비를 가지며, 도구 치수(A)보다 0.1 내지 5% 범위만큼 더 큰 외부 치수(C) 및 도구 치수(B)보다 0.1 내지 5% 범위만큼 더 작은 외부 치수(D)를 갖는 적어도 하나의 중공 프로파일 기본 요소를 제공하는 단계로서, 이때 C 및 D에 대한 데이터는 중공 프로파일 기본 요소의 종축 방향에 대한 90° 뷰에 대한 것인, 단계,
c) 중공 프로파일 기본 요소의 내부 치수 또는 내부 단면 형상과 합동이도록 상응하는 외부 치수 또는 외부 단면 형상을 갖는 적어도 하나의 지지 요소를 제공하는 단계,
d) 적어도 하나의 지지 요소를, 적어도 하나의 중공 프로파일 기본 요소 내에, 중공 프로파일 기본 요소의 외부에서 플라스틱의 적용이 수행될 부위에 도입 및 위치시키고, 그것을 고정하는 단계,
e) 적어도 하나의 지지 요소를 포함하는 중공 프로파일 기본 요소를 사출 성형 또는 가압 도구의 적어도 하나의 공동 내에 삽입하는 단계,
f) 사출 성형 또는 가압 도구의 적어도 하나의 공동을 폐쇄하고 중공 프로파일 기본 요소를 적어도 하나의 공동의 폐쇄 방향으로 가압하는 단계,
g) 용융물 형태의 플라스틱을 중공 프로파일 기본 요소에 외부적으로 적용하고 중공 프로파일 기본 요소를 변형시키는 단계,
h) 단계 g)에서 중공 프로파일 기본 요소에 적용된 플라스틱 용융물을 냉각 (응고)시키는 단계,
i) 완성된 복합 부품을 사출 성형 도구로부터 회수하는 단계
에 의한, 복합 부품의 제조 방법에 의해 달성된다.
놀랍게도, 본 발명에 따른 방법은 본 발명에 따라 사용되는 공차-감수성 중공 프로파일 기본 요소와 사출 성형 또는 가압 도구 사이에 밀봉을 달성하기 위해 도구-기술-관련된 작업 또는 내부 압력을 사용하지 않고서 X = 100%, 50% 초과, 바람직하게는 75 내지 100%, 특히 바람직하게는 90 내지 100%의 중공 프로파일 기본 요소의 외부 표면 구역이 바람직하게는 사출 성형, 원주 방향 성형, 오버몰딩, 프레싱 온(pressing on) 또는 프레싱 어라운드(pressing around)에 의한 적용을 통해 플라스틱과 결합된다는 점에서 외부적으로 적용된 플라스틱 부품이 중공 프로파일 기본 요소에 포지티브-잠금, 전단-저항성 및 전단-강성 방식으로 연결되도록 하는 충분한 지지를 제공하는, 사출 성형 또는 가압 도구에서 외부적으로 적용된 플라스틱 부품을 갖는 중공 프로파일 기본 요소로부터의 복합 부품의 제조를 허용한다.
그러므로 본 발명은 또한 중공 프로파일 단면을 갖고 5:1 내지 300:1 범위의 직경/벽 두께 비를 갖는, 하기에 중공 프로파일 기본 요소라고 지칭되는 적어도 하나의 기본 요소 및 불연속적 연결 부위에서 포지티브-잠금 방식으로 중공 프로파일 기본 요소에 연결된 적어도 하나의 플라스틱 요소뿐만 아니라, 적어도 하나의 외부적으로 적용된 플라스틱 요소의 불연속적 연결 부위에서 중공 프로파일 기본 요소 내에 위치된 적어도 하나의 지지 요소를 포함하는 복합 부품에 관한 것이다.
한 실시양태에서, 본 발명은
a) 개방되는 적어도 하나의 공동, 및 폐쇄 방향으로의 도구 치수(A) 및 폐쇄 방향에 수직한 도구 치수(B)를 갖는 가압 또는 주조 도구를 제공하는 단계,
b) 5:1 내지 300:1 범위의 직경 대 벽 두께 비를 가지며, 도구 치수(A)보다 0.1 내지 5% 범위만큼 더 큰 외부 치수(C) 및 도구 치수(B)보다 0.1 내지 5% 범위만큼 더 작은 외부 치수(D)를 갖는 적어도 하나의 중공 프로파일 기본 요소를 제공하는 단계로서, 이때 C 및 D에 대한 데이터는 중공 프로파일 기본 요소의 종축 방향에 대한 90° 뷰에 대한 것인, 단계,
c) 중공 프로파일 기본 요소의 내부 치수 또는 내부 단면 형상과 합동이도록 상응하는 외부 치수 또는 외부 단면 형상을 갖는 적어도 하나의 지지 요소를 제공하는 단계,
d) 적어도 하나의 지지 요소를, 적어도 하나의 중공 프로파일 기본 요소 내에, 중공 프로파일 기본 요소의 외부에서 플라스틱의 적용이 수행될 부위에 도입 및 위치시키고, 그것을 고정하는 단계,
e) 적어도 하나의 지지 요소를 포함하는 중공 프로파일 기본 요소를 사출 성형 또는 가압 도구의 적어도 하나의 공동 내에 삽입하는 단계,
f) 사출 성형 또는 가압 도구의 적어도 하나의 공동을 폐쇄하고 중공 프로파일 기본 요소를 적어도 하나의 공동의 폐쇄 방향으로 가압하는 단계,
g) 용융물 형태의 플라스틱을 중공 프로파일 기본 요소에 외부적으로 적용하고 사출 압력 또는 가압력에 의해 중공 프로파일 기본 요소를 변형시키는 단계,
h) 단계 g)에서 중공 프로파일 기본 요소에 적용된 플라스틱 용융물을 냉각 (응고)시키는 단계,
i) 완성된 복합 부품을 사출 성형 도구로부터 회수하는 단계
으로써 수득 가능한 복합 부품에 관한 것이다.
본 발명에 따른 지지 요소는 선행 단계에서 제조되어야 하지만, 이것은 임의의 추가적인 제조 공간을 요구하지 않는데, 왜냐하면 그것은 적어도 하나의 중공 프로파일 기본 요소 내에 위치되기 때문이다. 지지 요소 또는 지지 요소들이 상기 기본 요소의 내부에 남아 있다는 사실로 인해 초기에는 최종 생성물인 복합 부품의 추가적인 중량이 초래될 수 있지만, 공정 말기에는, 더 특히 더 얇은 벽 두께를 갖는 중공 프로파일 기본 요소가 사용될 수 있다면, 또는 그러나, 지지 요소(들)가 후속적으로 중공 프로파일 기본 요소로부터, 더 특히 용융에 의해, 제거될 수 있다면, 더 가벼운 중량이 초래될 것이다.
본 발명에 따라, 본 발명의 방법에 의해 형성된 중공 프로파일 기본 요소의 벽의, 따라서 복합 부품의 두 개의 부품의 연결 표면의 벽의 형상 또는 구조화는 적어도 하나의 지지 요소의 설계에 의해 형성 또는 제어될 수 있다. 중공 프로파일 기본 요소와 성형된 플라스틱의 포지티브-잠금 연결/상호연결은, X, Y 및 Z 방향으로의 병진 및 X, Y, 및 Z 축을 중심으로 한 회전에 있어서의 모든 자유도의 차단에 의해 추가적으로 지원되어, 중공 프로파일 기본 요소에 대해 적어도 축방향으로의, 바람직하게는 축방향 및 반경 방향으로의 전단-저항성 및 전단-강성 연결이 제공된다.
방법 단계 i) 후에, 추가적인 방법 단계 j)에서 적어도 하나의 지지 요소를 중공 프로파일 기본 요소의 내부로부터 회수하면, 본 발명의 한 실시양태에서 지지 요소(들)를 갖지 않는 복합 부품을 수득하게 된다.
더욱 분명하게 하기 위해, 일반적인 또는 바람직한 범위로 언급된 모든 정의 및 매개변수는 임의의 요망되는 조합에 포함될 수 있다는 것을 유념해야 한다. 본 출원의 체계 내에서 언급된 표준은 출원일 당시에 유효한 각각의 버젼으로 적용될 것이다.
방법 단계 d), e) 및 f)에 따른 가압은 원주 방향 확대가 아닌 형상의 변화만을 일으키는 변형을 의미한다. 프로파일의 원주의 공차-관련된 과잉 치수의 경우에, 형상의 변화가 또한 주로 일어나지만, 도구의 최종 움직임이 끝날 즈음에는, 원주의 약간의 감소가 있을 것이다.
전단 저항성은 전단에 대한, 즉 서로 접촉하는 두 개의 표면을 종방향으로 이동시키는 경향이 있는 힘에 의한 분리에 대한 물질의 저항성을 기술하는 물질 상수이다. 전단 저항성은 강성 모듈러스라고도 지칭되는 전단 모듈러스에 의해 결정된다. 본 발명의 의미 내에서, 전단 저항성 연결은 중공 프로파일 기본 요소에 적용된 적어도 하나의 플라스틱 요소에 대한 중공 프로파일 기본 요소의 축방향으로의, 바람직하게는 축방향 및 반경 방향으로의 전단-강성 포지티브-잠금 연결을 의미한다.
전단 강성은 물질의 전단 모듈러스 G와 단면적 A의 곱이다. 하기 식이 적용된다:
전단 강성 = G·A·k (= G·As)
여기서, 단면에 따라 달라지는 보정 인자 k는 단면에 걸친 전단 응력 T의 불균일 분포를 고려한다. 전단 강성은 또한 종종 전단 면적 As에 의해 표현된다. https://de.wikipedia.org/wiki/Steifigkeit를 참조하도록 한다.
본 발명의 의미 내에서 포지티브-잠금 연결은, 서로 떨어지지 않는 연결을 이루고 파괴에 의해서만 서로 분리될 수 있는, 적어도 두 개의 연결 짝들의 맞물림에 의해 일어난다. https://de.wikipedia.org/wiki/Verbindungstechnik를 참조하도록 한다.
도 1은 사출 성형 또는 가압 공정 전의 본 발명에 따라 제조되는 복합 부품을 위해 제공되는 필수 부품을 도시한다.
도 2는 사출 성형 또는 가압 공정 후의 본 발명에 따라 제조되는 복합 부품을 도시한다.
도 3은 개방 및 폐쇄 방향을 갖는, 본 발명에 따라 사용되는 지지 요소의 축방향 단부 영역에서 폐쇄된 상태의, 본 발명에 따라 사용되는 사출 또는 가압 도구의 단면을 도시한다.
도 4는 지지 요소의 축방향 단부 영역에서의 본 발명에 따라 사용되는 사출 또는 가압 도구의 단면을 도시하며, 여기서 상기 도구는 개방되고 중공 프로파일 기본 요소가 삽입되고 지지 요소가 그것 내에 위치되어 있다.
도 5는 지지 요소를 포함하는 중공 프로파일 기본 요소를 갖는, 폐쇄된 상태의, 지지 요소의 축방향 단부 영역에서의 본 발명에 따라 사용되는 사출 또는 가압 도구의 단면을 도시한다.
도 6은 관 형태의 중공 프로파일 기본 요소의 내부에 위치되는 타원형 원통 형태의 본 발명에 따라 사용되는 지지 요소의 변형양태를 도시한다.
도 7은 중공 프로파일 기본 요소의 내부에 위치되는 타원형 원통 형태의 플라스틱-금속 하이브리드 지지 요소의 변형양태를 도시한다.
도 8은 왼쪽 그림에서는 실시양태 1에 따른 본 발명의 복합 부품을 도시하고, 오른쪽 그림에서는, 종축을 따라 단면도로서 나타내어진 본 발명에 따른 복합 부품을 도시한다.
도 9는 도 8에 대한 대안적 실시양태로서, 실시양태 2에 따른 복합 부품을 도시한다.
도 10은 실시양태 3에 따른 본 발명에 따른 복합 부품을 도시한다.
<발명의 바람직한 설명>
바람직한 또는 대안적인 실시양태에서, 방법 단계 d) 동안에 또는 후에, 적어도 하나의 크림프, 바람직하게는 복수의 크림프가 중공 프로파일 기본 요소의 벽 내에, 적어도 하나의 지지 요소의 영역에, 바람직하게는 적어도 하나의 지지 요소의 정확한 위치에 만들어진다.
바람직한 또는 대안적인 실시양태에서, 방법 단계 b) 전에, 동안에 또는 후에, 적어도 하나의 구멍 또는 하나의 보어, 바람직하게는 복수의 구멍 또는 보어가 중공 프로파일 기본 요소의 벽 내에, 적어도 하나의 지지 요소의 영역에, 바람직하게는 적어도 하나의 지지 요소의 정확한 위치에 만들어진다.
바람직한 또는 대안적인 실시양태에서, 방법 단계 d) 동안에 또는 후에, 적어도 하나의 구멍 또는 보어, 바람직하게는 복수의 구멍 또는 보어가 중공 프로파일 기본 요소 내에, 적어도 하나의 지지 요소의 영역에, 바람직하게는 적어도 하나의 지지 요소의 정확한 위치에 만들어진다.
세 개의 후자의 실시양태에서, 중공 프로파일 기본 요소와 플라스틱 적용물, 바람직하게는 플라스틱 성형 또는 가압 적용물 사이에서, 중공 프로파일 기본 요소의 적어도 축방향으로의, 바람직하게는 중공 프로파일 기본 요소의 축방향 및 반경 방향으로의 포지티브-잠금, 전단-저항성 및 전단-강성 연결을 형성하기 위해, 방법 단계 g)에서 기술된 바와 같은 사출 성형에 의한 중공 프로파일 기본 요소의 벽의 변형은 더 이상 필요하지 않다.
그러므로 본 발명에 따라 사용되는 중공 프로파일 기본 요소는 복수의 크림프 및 복수의 기공 또는 보어 둘 다를 가질 수 있다.
추가의 바람직한 또는 대안적인 실시양태에서, 방법 단계 d) 후에 및 방법 단계 e) 전에, 적어도 하나의 플라스틱 용융물 용적(volume)을 사출 성형 도구 또는 가압 도구 내에 이 목적으로 제공된 적어도 하나의 공동 내에 피착(deposit)시키고, 방법 단계 f)에서, 사출 성형 또는 가압 도구가 폐쇄됨으로써, 플라스틱 용융물 용적이 외부로부터 중공 프로파일 기본 요소의 벽에 대해 및 그와 동시에 중공 프로파일 기본 요소 내에 위치된 적어도 하나의 지지 요소에 대해 국부적으로 압축 및 가압되거나 중공 프로파일 기본 요소 주위에서 가압된다.
추가의 바람직한 또는 대안적인 실시양태에서, 방법 단계 h) 후에, 금속성 중공 프로파일 기본 요소의 경우, 중공 프로파일 기본 요소의 형상을 변화시키기 위한 추가적인 내부 고압 형성 (IHPF) 방법이 지지 요소 및 플라스틱 코팅이 존재하지 않는 부위에서 사용된다. https://de.wikipedia.org/wiki/Innenhochdruckumformen을 참조하도록 한다.
추가의 바람직한 또는 대안적인 실시양태에서, 방법 단계 i) 후에, 플라스틱 중공 프로파일 기본 요소의 경우, 중공 프로파일 기본 요소의 형상을 변화시키기 위한 추가적인 블로우-성형 공정이 지지 요소 및 플라스틱 코팅이 존재하지 않는 부위에서 사용된다.
추가의 바람직한 또는 대안적인 실시양태에서, 방법 단계 i) 후에, 중공 프로파일 기본 요소는, 지지 요소 및 플라스틱 코팅이 존재하지 않는 부위에서의 추가적인 굽힘력의 적용에 의해 적어도 하나의 부위에서 변형된다. 바람직하게는, 최종 부품의 형상이 곧은 중공 프로파일 기본 요소의 형상에서 벗어나는 경우에 추가적인 굽힘력이 적용된다.
추가의 바람직한 또는 대안적인 실시양태에서, 방법 단계 d) 후에 및 방법 단계 e) 전에, 중공 프로파일 기본 요소는 추가적인 굽힘력이 적용됨으로써 적어도 하나의 위치에서 변형된다. 이러한 변형은 도구의 외부에서 중공 프로파일 기본 요소의 임의의 요망되는 부위에서 수행될 수 있다. 바람직하게는, 최종 부품의 형상이 곧은 중공 프로파일 기본 요소의 형상에서 벗어나는 경우에 추가적인 굽힘력이 적용된다. 변형은 지지 요소가 중공 프로파일 기본 요소의 내부에 위치한 부위 및 지지 요소가 중공 프로파일 기본 요소의 내부에 존재하지 않는 부위 둘 다에서 수행될 수 있다. 굽힘이 지지 요소의 부위의 영역에서 수행되는 경우에, 지지 요소는 중공 프로파일 벽을 지지할 수 있고 단면 형상을 이러한 부위에서 약간 변형된 상태로 유지할 수 있다.
추가의 바람직한 또는 대안적인 실시양태에서, 중공 프로파일 기본 요소와 성형된 플라스틱의 연결은, 중공 프로파일 기본 요소의 외부 벽의 표면 처리에 의해, X, Y 및 Z 방향으로의 병진 및 X, Y, 및 Z 축을 중심으로 한 회전에 있어서의 모든 자유도의 차단에 의해 추가적으로 지원된다. 이러한 표면 처리는 바람직하게는 방법 단계 b), c), d) 또는 e) 중 적어도 하나 전에 수행된다.
표면 처리의 바람직한 형태는 적어도 하나의 결합제의 적용, 플라즈마 표면 활성화, 레이저 구조화, 화학적 전처리 또는 부가적 적용 방법(additive application method)이다.
바람직한 화학적 전처리 수단은 산 또는 염기의 사용이다. 바람직한 부가적 적용 방법은 열적 금속 사출 성형 적용 방법이다. https://de.wikipedia.org/wiki/Thermisches_Spritzen을 참조하도록 한다.
방법 단계 a)
방법 단계 a)는, 개방되는 적어도 하나의 공동을 가지며 폐쇄 방향으로의 도구 치수(A) 및 도구의 폐쇄 방향에 수직한 도구 치수(B)를 갖는 가압 또는 주조 도구의 제조에 관한 것이다. 폐쇄 방향은 본 발명에 따라 사용되는 가압 또는 사출 성형 도구에 관한 것이다. 바람직하게는, 본 발명에 따라 사용되는 성형 또는 가압 도구는 두 개의 도구 절반부를 갖는다. 그러나 제조되는 복합 부품의 설계에 따라서는, 도구 절반부는 또한 복수의 세그먼트로 이루어질 수 있다. 관련 기술분야의 통상의 기술자라면 사용되는 사출 성형 또는 가압 도구의 디자인을 제조되는 복합 부품에 맞춰 조정할 수 있을 것이다. 본 발명에 따라 사용되는 사출 성형 또는 가압 도구 및 그것의 제조사에 대한 요약을, 다른 출처들 중에서도, 문헌(W. Michaeli, G. Menges, P. Mohren, Anleitung zum Bau von Spritzgießwerkzeugen [Guide to the Construction of Injection Moulding Tools, 5th fully-revised edition, Carl Hanser Verlag Munich Vienna 1999 (English Edition 2001)에서 찾아볼 수 있다.
바람직하게는, 본 발명에 따라 사용되는 사출 성형 또는 가압 도구는 힘이 적용되지 않아도 그것이 중공 프로파일 기본 요소를 그것의 모든 치수 및 형상 공차를 갖고서 가압 또는 사출 성형 도구 내로 삽입하는 데 사용될 수 있도록 하기 특징을 갖는다.
I. 사출 성형 또는 가압 도구는, 도구의 폐쇄 시, 방법 단계 g)에서 플라스틱의 적용이 수행되지 않을 중공 프로파일 기본 요소의 영역으로부터 사출 성형 또는 가압 공동을 밀봉하도록 설계되어야 한다. 이러한 목적을 위해, 도구가 폐쇄되는 동안에 중공 프로파일 기본 요소를 그의 중공 프로파일 기본 요소 외부 치수(C)로부터 도구 치수(A)로 가압하고 그와 동시에 중공 프로파일 기본 요소 외부 치수(D)가 도구 치수(B)로 변화되게 하는, 사출 성형 또는 가압 도구 내의 접촉 표면이 사출 성형 또는 가압 공동의 축방향 단부에서 요구된다.
II. 한 실시양태에서, 사출 성형 또는 가압 도구 내의 적어도 두 개의 도구 절반부와 중공 프로파일 기본 요소의 접촉 표면은, 중공 프로파일 기본 요소가 I.에 기술된 정도를 넘어 도구 치수(A) 및 도구 치수(B)의 -0.01 내지 -1% 범위만큼 금형 내로 추가적으로 가압되도록 설계된다.
III. I. 및 II.에 언급된 사출 성형 또는 가압 도구 내의 적어도 두 개의 도구 절반부의 접촉 표면은, 도구가 그것의 전체 원주에 걸쳐 폐쇄되고 바람직하게는 1.0 내지 10.0 ㎜ 범위의 너비, 즉 중공 프로파일 기본 요소의 축방향으로 관찰되는 연장부를 갖는 경우에 중공 프로파일 기본 요소를 포함한다.
IV. 한 실시양태에서, 사출 성형 또는 가압 도구 내의 적어도 두 개의 도구 절반부와 중공 프로파일 기본 요소의 접촉 표면은 도구 내의 이들 영역이 경화된 삽입물을 포함하도록 설계된다. 바람직하게는, 경화된 삽입물은 50 내지 62 범위의 로크웰(Rockwell) 경도를 갖는다. 따라서 이러한 경도는 통상적인 굽힘 및 펀칭 도구의 범위에 있다.
https://de.wikipedia.org/wiki/Rockwell_(Einheit)를 참조하도록 한다.
V. 사출 성형 또는 가압 도구는 사출 성형 또는 가압 공동의 외부에서 중공 프로파일 기본 요소 주위에 그것의 접촉 표면들 사이에서 간극을 가져야 한다. 이러한 간극은 바람직하게는 1.0 내지 10.0 ㎜의 범위이거나 범위에 있다.
방법 단계 b)
방법 단계 b)에서, 5:1 내지 300:1 범위의 직경 대 벽 두께 비를 갖는 적어도 하나의 중공 프로파일 기본 요소가 제공되고, 여기서 중공 프로파일 기본 요소 외부 치수(C)는 공동의 도구 치수(A)보다 0.1 내지 5% 범위만큼 더 크고 중공 프로파일 기본 요소 외부 치수(D)는 공동의 도구 치수(B)보다 0.1 내지 5% 범위만큼 더 작다. 본 발명에 따라, b)에서 제공되는 중공 프로파일 기본 요소의 중공 프로파일 기본 요소 외부 치수(C) 및 (D)에 대한 데이터는 중공 프로파일 기본 요소의 종축 방향에 대한 90° 뷰에 대한 것이다.
바람직하게는, 중공 프로파일 기본 요소 외부 치수(C) 및 (D)에 대한 데이터는, 방법 단계 c)에서 제공되어 방법 단계 d)에서 중공 프로파일 기본 요소 내로 삽입되고 위치되는 적어도 하나의 지지 요소의 축방향 단부가 위치한, 방법 단계 b)에서 제공되는 중공 프로파일 기본 요소 상의 f)에서 언급된 국부적 가압 부위(들)에 관한 것이다.
본 발명에 따라 사용되는 중공 프로파일 기본 요소는 다양한 방법에 따라 제조될 수 있고, 다양한 단면 형상을 갖고, 다양한 물질로 이루어진다. 바람직하게는, 압출 성형, 드로잉, 압출, 블로우 성형, 사출 성형, 이음매 없는 드로잉, 종방향 용접, 나선형 용접, 와인딩, 및 인발성형 기술 중 적어도 하나가 그것의 제조를 위해 사용된다. 이러한 경우에, 본 발명에 따라 사용되는 얇은 벽 중공 프로파일 기본 요소는 원형, 타원형, 또는 다각형 단면, 즉 삼각형, 사각형, 오각형 단면 등 내지 다수의 각을 갖는 단면을 가질 수 있다.
바람직하게는, 방법 단계 b)에서 제공되는 중공 프로파일 기본 요소는 0.1 내지 10.0 ㎜ 범위의 벽 두께를 갖는다. 본 발명에 따라 사용되는 중공 프로파일 기본 요소는 바람직하게는 적어도 두 개의 개구를 각각의 단부 면에 하나씩 갖는다.
바람직하게는, 본 발명에 따라 사용되는 중공 프로파일 기본 요소의 제조를 위해, 금속, 합금, 열가소성 플라스틱 및 듀로플라스트(duroplast)의 군으로부터의 적어도 하나의 물질이 사용된다.
바람직한 금속은 강, 알루미늄, 마그네슘, 티타늄, 주석, 아연, 납, 은, 금, 황동 또는 합금이다. 바람직한 열가소성 플라스틱은 폴리아미드 (PA), 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 (PE), 폴리프로필렌 (PP) 및 폴리비닐클로라이드 (PVC)이다. 특히 바람직하게는, 본 발명에 따라 사용되는 중공 프로파일 기본 요소를 위한 열가소성 플라스틱으로서, 폴리아미드 또는 폴리알킬렌 테레프탈레이트가 사용된다. 폴리아미드로서, 폴리아미드 6이 바람직하게 사용된다. 폴리알킬렌 테레프탈레이트로서, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 (PBT) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 더 특히 PBT가 바람직하게 사용된다. 바람직한 듀로플라스트는 에폭시 수지, 가교성 폴리우레탄 또는 불포화 폴리에스테르 수지이다.
특히 바람직하게는, 방법 단계 b)에서 제조되는 중공 프로파일 기본 요소는 적어도 하나의 충전제 또는 보강 물질을 갖는 열가소성 플라스틱으로부터 제조된다. 유리 섬유가 바람직하게는 충전제 또는 보강 물질로서 사용된다. 특히 바람직하게는, 충전제 또는 보강 물질은 열가소성 플라스틱 100 질량부당 0.1 내지 85질량부 범위의 양으로 사용된다.
특히 바람직하게는, 플라스틱-기재의 중공 프로파일 기본 요소의 경우, 폴리아미드 100 질량부당 15 내지 60 질량부의 유리 섬유를 갖는 유리 섬유-보강된 폴리아미드 6으로 구성된 것이 사출 성형 공정에서 바람직하게 제조된다.
특히 바람직하게는, 금속-기재의 중공 프로파일 기본 요소의 경우, 알루미늄 또는 강, 더 특히 강으로 구성된 것이 사용된다.
본 발명에 따라, 중공 원통 형태의 금속 관이 바람직하게는 중공 프로파일 기본 요소로서 사용된다.
중공 프로파일 기본 요소 벽을 위해 사용되는 폴리아미드 (PA)는 다양한 구성 요소로부터 합성될 수 있고 다양한 방법에 의해 제조될 수 있다. 특수한 용도의 경우에, 이러한 목적을 위해 사용되는 폴리아미드는 단독으로 사용될 수 있거나 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 공지된 방식으로 특별하게 결정된 특성의 조합을 갖는 물질과 함께 사용될 수 있다. 다른 중합체 부분, 바람직하게는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 (ABS) 부분을 갖는 PA 블렌드가 또한 적합하고, 여기서 임의로 하나의 또는 복수의 상용화제가 이러한 블렌드에서 일어나는 상 불균질성을 보상하는 데 사용될 수 있다. 폴리아미드의 특성은 엘라스토머의 첨가에 의해 필요한 만큼 개선될 수 있다.
폴리아미드의 제조를 위한 복수의 공정이 공지되어 있고, 여기서 요망되는 최종 생성물에 따라, 다양한 단량체 구성 요소 또는 다양한 사슬 조절제가 요망되는 분자량을 조절하는 데 사용될 수 있거나, 반응성 기를 갖는 단량체가 또한 후속적으로 계획된 후처리를 위해 사용될 수 있다.
사용하기에 바람직한 폴리아미드는 용융물 상태에서의 중축합에 의해 제조되고, 여기서 본 발명의 문맥상, 락탐의 가수분해적 중합이 또한 중축합인 것으로 이해된다.
본 발명에 따라 중공 프로파일 기본 요소 벽을 위해 사용되기에 바람직한 폴리아미드는 디아민 및 디카르복실산 및/또는 적어도 5개의 고리 구성원을 갖는 락탐 또는 상응하는 아미노산으로부터 형성된다. 적합한 바람직한 반응물은 지방족 및/또는 방향족 디카르복실산, 특히 바람직하게는 아디프산, 2,2,4-트리메틸아디프산, 2,4,4-트리메틸아디프산, 아젤라산, 세바스산, 이소프탈산, 테레프탈산, 지방족 및/또는 방향족 디아민, 특히 바람직하게는 테트라메틸렌 디아민, 헥사메틸렌 디아민, 1,9-노난 디아민, 2,2,4- 및 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌 디아민, 이성질체 디아미노디시클로헥실메탄, 디아미노디시클로헥실프로판, 비스-아미노에틸-시클로헥산, 페닐렌 디아민, 크실릴렌 디아민, 아미노카르복실산, 더 특히 아미노카프로산, 또는 상응하는 락탐을 포함한다. 복수의 언급된 단량체의 코폴리아미드가 포함된다.
특히 바람직하게는, 락탐으로 구성된 폴리아미드가 중공 프로파일 기본 요소 벽을 위해 사용되는데, 이때 카프로락탐이 이러한 목적을 위해 특히 바람직하고, ε-카프로락탐이 가장 특히 바람직하다.
활성화된 음이온성 중합에 의해 제조된 폴리아미드 또는 주성분으로서의 폴리카프로락탐과의 활성화된 음이온성 중합에 의해 제조된 코폴리아미드가 또한 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 폴리아미드를 형성하는 락탐의 활성화된 음이온성 중합은, 한편으로는 임의로 충격 조절제를 갖는, 락탐 중 촉매의 용액, 및 다른 한편으로는 락탐 중 활성화제의 용액을 제조할 수 있도록, 산업적 규모로 수행되는데, 이때 두 용액은 통상적으로 그것을 함께 동일한 비로 첨가하여 요망되는 전체 배합물을 수득하도록 구성된다. 추가의 첨가제를 임의로 락탐 용융물에 첨가할 수 있다. 개별 용액을 80℃ 내지 200℃ 범위의 온도, 바람직하게는 100℃ 내지 140℃ 범위의 온도에서 전체 배합물에 혼합 첨가함으로써, 중합을 수행한다. 적합한 락탐은 6 내지 12개의 C 원자를 갖는 고리형 락탐, 바람직하게는 라우로락탐 또는 ε-카프로락탐, 특히 바람직하게는 ε-카프로락탐을 포함한다. 촉매는, 바람직하게는 락탐 중 용액으로서의, 알칼리 또는 알칼리토 금속 락탐, 특히 바람직하게는 ε-카프로락탐 중 소듐 카프로락탐이다. 본 발명의 의미 내에서 사용하기에 적합한 활성화제의 예는 N-아실락탐 또는 산 염화물, 또는 바람직하게는, 지방족 이소시아네이트, 특히 바람직하게는 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 올리고머일 수 있다. 활성화제로서, 순수한 물질, 또는 더 바람직하게는, 바람직하게는 N-메틸피롤리돈 중, 용액 둘 다를 사용할 수 있다.
2.0 내지 4.0의 범위, 바람직하게는 2.2 내지 3.5의 범위, 가장 바람직하게는 2.4 내지 3.1 범위의 m-크레졸에서의 상대 용액 점도를 갖는 폴리아미드가 중공 프로파일 기본 요소 벽을 위해 특히 적합하다. 상대 용액 점도 ηrel에 대한 설명은 본 발명의 문맥상 EN ISO 307에 따라 제공되어 있다. 25℃에서 m-크레졸에 용해된 폴리아미드의 유출 시간 t 대 용매 m-크레졸의 유출 시간 t (0)의 비는 식 ηrel = t/t(0)에 따른 상대 용액 점도를 제공한다.
25 내지 90 mmol/㎏의 범위, 바람직하게는 30 내지 70 mmol/㎏, 특히 바람직하게는 35 내지 60 mmol/㎏ 범위의 다수의 아미노 말단 기를 갖는 폴리아미드가 또한 중공 프로파일 기본 요소를 위해 특히 매우 적합하다. 아미노 말단 기의 결정은 전도도측정법에 의해 수행될 수 있다. 문헌(Eidgenoessische Materialpruefungs- and Versuchsanstalt for Industrie, Bauwesen and Gewerbe [Swiss Federal Materials Testing and Experimental Institute for Industry, Civil Engineering, and Trade], Zuerich/St. Gallen, Dr. W. Schefer, Report No. 157, 1954)을 참조하도록 한다.
더욱 더 바람직하게는, 부분 결정질 폴리아미드 또는 매트릭스 중합체로서 그것을 기재로 하는 화합물이 중공 프로파일 기본 요소를 위해 사용된다. DE 10 2011 084 519 A1에 따르면, 부분 결정질 폴리아미드는, 문헌(ISO 11357, 2. Heating and Integration of the Melting Peak)에 따른 DSC 방법에 의해 측정 시, 4 내지 25 J/g 범위의 용융 엔탈피를 갖는다. 이와 대조적으로, 무정형 폴리아미드는 문헌(ISO 11357, 2. Heating and Integration of the Melting Peak)에 따른 DSC 방법에 의해 측정 시, 4 J/g 미만의 용융 엔탈피를 갖는다.
본 발명에 따라, 중공 프로파일 기본 요소 벽을 위해 사용되는 폴리아미드는 쾰른 소재의 란세스 도이치란트 게엠베하(Lanxess Deutschland GmbH)로부터 상품명 두레탄(Durethan)® 하에 PA6 [CAS 번호 25038-54-4] 또는 PA66 [CAS 번호 32131-17-2]로서 입수 가능하다.
한 실시양태에서, 적어도 PE가 중공 프로파일 기본 요소 벽을 위해 열가소성 플라스틱으로서 사용된다. 폴리에틸렌 [CAS 번호 9002-88-4]은 부분 결정질 비-극성 열가소성 플라스틱이다. 선택된 중합 조건에 기초하여, 분자량, 분자량 분포, 평균 사슬 길이, 및 분지화도를 조절할 수 있다. 밀도의 차이에 따라, 네 개의 주요 유형으로 구분되며, 그것의 약어는 항상 일관되게 사용되는 것은 아니다:
* 고밀도 폴리에틸렌, PE-HD 또는 HDPE
* 중밀도 폴리에틸렌, PE-MD 또는 MDPE
* 저밀도 폴리에틸렌, PE-LD 또는 LDPE
* 선형 저밀도 폴리에틸렌, PE-LLD 또는 LLDPE.
본 발명에 따라, HDPE 또는 LDPE가 가장 특히 바람직하다.
한 실시양태에서, 적어도 PP가 중공 프로파일 기본 요소 벽을 위해 열가소성 플라스틱으로서 사용된다. PP [CAS 번호 9003-07-0]는 부분 결정질 열가소성 플라스틱이고 폴리올레핀의 군에 속한다. 폴리프로필렌은 촉매를 사용하는 단량체 프로펜의 중합에 의해 수득된다.
한 실시양태에서, 적어도 PC가 중공 프로파일 기본 요소 벽을 위해 열가소성 플라스틱으로서 사용된다. 특히 바람직하게는 2,2-비스(4-히드록시페닐)-프로판 (비스페놀 A), 비스(4-히드록시페닐)술폰 (비스페놀 S), 디히드록시디페닐술피드, 테트라메틸비스페놀 A, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산 (BPTMC) 또는 1,1,1-트리스(4-히드록시페닐)-에탄 (THPE)을 기재로 하는 폴리카르보네이트가 사용된다. 특히 바람직하게는, 비스페놀 A를 기재로 하는 PC가 사용된다. 본 발명에 따라, 사용되는 PC는 예를 들어 레버쿠젠 소재의 코베스트로 아게(Covestro AG)로부터 상품명 마크롤론(Makrolon)® 하에 입수 가능하다.
한 실시양태에서, 적어도 PBT가 중공 프로파일 기본 요소 벽을 위해 열가소성 플라스틱 [CAS 번호 24968-12-5]으로서 사용된다. PBT는 중간 생성물 비스(4-히드록시부틸)테레프탈산 에스테르의 중축합에 의해 제조된다. 후자의 물질은 1,4-부탄 디올과 테레프탈산의 에스테르화 또는 테트라이소프로필 티타네이트와 같은 에스테르교환 촉매의 존재 하에서의 디메틸 테레프탈레이트와 1,4-부탄 디올의 촉매작용적 에스테르교환에 의해 제조될 수 있다. 특히 바람직하게 사용되는 PBT는 디카르복실산에 대해 적어도 80 mol%, 바람직하게는 적어도 90　mol%의 테레프탈산 라디칼, 및 디올 성분에 대해 적어도 80　mol%, 바람직하게는 적어도 90　mol%의 부탄 디올-1,4-글리콜-라디칼을 함유한다. 본 발명에 따라 사용되는 PBT는 예를 들어 쾰른 소재의 란세스 도이치란트 게엠베하로부터 상품명 포칸(Pocan)® 하에 입수 가능하다.
한 실시양태에서, 적어도 PET가 중공 프로파일 기본 요소 벽을 위해 열가소성 플라스틱으로서 사용된다. PET [CAS 번호 25038-59-9]는 단량체 에틸렌 글리콜 및 테레프탈산을 기재로 하는 폴리에스테르 계열로부터 중축합에 의해 제조된 열가소성 중합체이다. 특히 바람직하게 사용되는 PET는 디카르복실산에 대해 적어도 80 mol%, 바람직하게는 적어도 90　mol%의 테레프탈산 라디칼, 및 디올 성분에 대해 적어도 80　mol%, 바람직하게는 적어도 90　mol%의 에틸렌 글리콜 라디칼을 함유한다. PET는 예를 들어 65843 슐츠바흐 소재의 티코나 게엠베하(Ticona GmbH)로부터 입수 가능하다.
한 실시양태에서, PVC가 중공 프로파일 기본 요소 벽을 위해 열가소성 플라스틱 [CAS 번호 9002-86-2]으로서 사용된다. 무정형 열가소성 플라스틱으로서, PVC는 경질 및 취성이고, 연화제 및 안정화제의 첨가에 의해 단지 연질이고 성형 가능하고 기술적 용도에 적합하도록 만들어질 수 있다. PVC는 플로우 커버링(flow covering), 창 프로파일, 관, 케이블 절연체 및 케이스, 및 레코드에서의 그것의 용도를 통해 공지되어 있다. 본 발명에 따라, 경질 PVC (PVC-U), 예컨대 관 및 프로파일을 위해 통상적으로 사용되는 유형이 바람직하게 사용된다. 중공 프로파일 기본 요소로서의 경질 PVC 관은 예를 들어 쾰른 소재의 티센크루프 플라스틱스 저머니(ThyssenKrupp Plastics Germany)로부터 입수 가능하다.
방법 단계 c)
방법 단계 c)는 중공 프로파일 기본 요소의 내부 치수 또는 내부 단면 형상과 합동이도록 상응하는 외부 치수 또는 외부 단면 형상을 갖는 적어도 하나의 지지 요소의 제조에 관한 것이다. 더 바람직하게는, 방법 단계 c)는 중공 프로파일 기본 요소의 원주가 임의의 확대를 겪지 않는다는 전제 하에 수행된다.
방법 단계 c)에서, 합동은 바깥쪽을 향하는 지지 요소의 표면의 형상 및 치수가 본 발명에 따라 사용되는 안쪽을 향하는 중공 프로파일 기본 요소의 표면의 형상 및 치수와 가능한 한 일치한다는 것을 의미한다. 이러한 방식으로, 본 발명에 따라 사용되는 중공 프로파일 기본 요소의 내부 표면과 본 발명에 따라 사용되는 지지 요소의 외부 표면은 그것의 전체 접촉 표면(들)을 따라 서로 동일한 거리만큼 떨어져 있다. 본 발명에 따라 사용되는 중공 프로파일 기본 요소의 내부 형상과 모든 면에 있어서 가능한 한 많이 일치하고 중공 프로파일 기본 요소의 내부 벽과 거의 합동인 구조를 나타내는 지지 요소가 바람직하다.
바람직하게는, 합동은 b)에서 제공된 적어도 하나의 중공 프로파일 기본 요소의 내부 치수 또는 내부 단면 형상에 관한 것이다.
거의 동일한 거리는 지지 요소의 외부 치수 또는 외부 단면 형상과 본 발명에 따라 사용되는 중공 프로파일 기본 요소의 내부 치수 또는 내부 단면 형상 사이의 -1.5 내지 +3% 범위의 합동에 있어서의 제조 공차-관련된 편차를 의미한다.
지지 요소의 특수한 형상 또는 설계는 얇은 벽 중공 프로파일 기본 요소와 바람직하게는 방법 단계 g)에서 사출 성형 또는 가압에 의해 적용되는 플라스틱 부품 사이에서의 복합체의 제조를 위해 매우 중요하다. 본 발명에 따라 사용되는 지지 요소는 주로 얇은 중공 프로파일 기본 요소 벽의 내부 지지를 위해 사용된다.
적어도 하나의 지지 요소가 사용되지 않고서도, 본 발명에 따라 사용되는 얇은 벽 중공 프로파일 기본 요소는 방법 단계 g)에서 사용되는 사출 성형 방법 또는 가압 방법의 사출 압력 또는 가압력에 의해 압축될 것이다. 본 발명에 따라 사용되는 지지 요소는 방법 단계 c)에서 기술되는 바와 같이 사용되는 중공 프로파일 기본 요소의 내부 단면에 맞게 조정된 형상 또는 설계로서 존재해야 한다. 관련 기술 분야의 통상의 기술자는 복합 부품의 후속적인 목적에 기초하여 방법 단계 b)에서 제공되는 중공 프로파일 기본 요소의 형상 및 설계에 대해 잘 알고 있기 때문에, 상기 기술자는 방법 단계 c)에서 상응하게 적합한 지지 요소를 제공할 것이다.
방법 단계 c)에서 제공되는 분리 요소의 디자인, 물질, 및 다른 설계 특징에 대해, 관련 기술분야의 통상의 기술자라면 지지 요소의 세 가지 목적에 기초하여 스스로 정할 수 있을 것이다:
1. 방법 단계 g)에서의 플라스틱 적용 동안에 중공 프로파일 단면의 붕괴를 방지하기 위해 적용되는 플라스틱의 영역에서의 중공 프로파일 기본 요소 벽을 지지하는 데 사용되는 지지 요소;
2. 방법 단계 g)에서 적용되는 플라스틱의 영역에서 중공 프로파일 기본 요소 벽의 형성 영역을 위한 네거티브 형상을 구성한다는 측면에서 사용되는 지지 요소;
3. 임의로, 지지 요소는 중공 프로파일 기본 요소 내에 위치된 지지 요소의 축방향 단부가 위치한 부위(들)에서 중공 프로파일 기본 요소 벽의 표면을 위한 지지체로서의 역할을 하고 적용되는 플라스틱의 공동을 밀봉하는 역할을 한다. 그러나, 중공 프로파일 기본 요소 벽의 물질에 따라, 이들 지지 요소에 의해 제공되는 고유한 지지는 이미 충분할 수 있다.
그러나, 방법 단계 c)에서 제공되는 지지 요소는 또한 플라스틱 부품의 사출 압력 또는 가압력에 의해 제조된 중공 프로파일 기본 요소의 구조화된 벽에 대한 카운터-베어링으로서의 역할을 한다.
본 발명에 따라 사용되는 지지 요소는 바람직하게는, 방법 단계 g)에서 중공 프로파일 기본 요소의 외부 벽에의 플라스틱 부품의 적용이 수행되는 중공 프로파일 기본 요소의 내부에 있는 부위에 정확히 위치되어야 한다. 바람직하게는, 이러한 적용은 사출 성형, 원주 방향 성형, 오버몰딩, 프레싱 온 또는 프레싱 어라운드에 의해 수행된다.
본 발명에 따라 사용되는 지지 요소는 바람직하게는 하기와 같이 설계된다:
1. 그것은 방법 단계 d)에서 가압 도구 또는 사출 성형 도구의 힘을 국부적으로 외부적으로 바람직하게는 중공 프로파일 기본 요소 외부 벽에 적용하고/거나 중공 프로파일 기본 요소를 굽힘으로써 중공 프로파일 기본 요소를 고정하는 것을 허용하고 중공 프로파일 기본 요소가 굽힘 동안에 휘어지지 않게 그것을 지지한다.
2. 그것은 사출 성형 도구 또는 가압 도구의 폐쇄 동안에 충분한 역압을 축적하여 사출 성형 공동의 밀봉을 보장한다.
임의로 이러한 경우에, 그것은 중공 프로파일 기본 요소 내에 위치된 적어도 하나의 지지 요소의 축방향 단부가 위치하는 위치 또는 부위에서 중공 프로파일 기본 요소 벽의 표면을 지지하고, 적용된 플라스틱의 공동을 밀봉하는 역할을 하는데, 단 중공 프로파일 기본 요소 벽의 그 자체의 고유한 지지 작용이 충분하지 않다는 것을 전제로 한다.
3. 그것은 열가소성 플라스틱의 사출 성형 공정 동안의 얇은 벽 중공 프로파일 기본 요소의 충분한 안정성을 보장하고, 중공 프로파일 기본 요소의 단면, 바람직하게는 중공 프로파일 기본 요소의 관형 단면의 압축을 방지한다 (주요 기능).
4. 그것은 얇은 벽 중공 프로파일 기본 요소의 국부적 변형이 열가소성 플라스틱 용융물의 사출 압력 또는 가압력에 의해, 또는 고체 스탬프를 사용하는 선행 가압 단계에 의해 달성될 수 있도록 하는 구조를 갖는다.
5. 그것은 궁극적으로, 플라스틱 부품이 바람직하게는 사출 성형 적용, 원주 방향 성형, 프레싱 온 또는 프레싱 어라운드의 형태로 중공 프로파일 기본 요소의 외부 벽에 적용된 후에, 상기 플라스틱 부품에 의해, 중공 프로파일 기본 요소와 플라스틱 부품 사이에 강성인, 고강도의, 장기간 지속되는, 포지티브-잠금 연결이 형성되도록, 4.에 기술된 바와 같은 변형을 형성한다.
6. 그것은 1 내지 1000 g 범위의 가능한 한 가벼운 중량을 가지며, 지지 요소가 방법 단계 i) 후에 중공 프로파일 내에 남아 있는 경우에 경제적이다.
중공 프로파일 기본 요소가 작은 중공 프로파일 기본 요소 외부 치수(D) 및 큰 중공 프로파일 기본 요소 외부 치수(C)를 갖는 타원형 단면을 갖는 관의 형상 또는 관형 형상을 갖는 것인 바람직한 경우에, 동일한 타원형 단면을 갖는 적어도 하나의 원통형 지지 요소는 바람직하게는 중공 프로파일 기본 요소의 내부에 위치된다.
본 발명에 따른 방법이 IHPF 방법과 조합되는 경우에, IHPF 방법에서 사용된 유체가 지지 요소를 통해 유동하는 것을 허용하는 관통 구멍을 갖는 지지 요소가 방법 단계 c)에서 바람직하게 사용된다. 관형 중공 프로파일 기본 요소의 경우, 축을 따라 보어를 갖는 원통형 지지 요소, 소위 중공 원통이 바람직하게 사용된다.
본 발명에 따라 사용되는 지지 요소는 다양한 방법에 의해 제조될 수 있고 다양한 물질로 이루어질 수 있다. 본 발명에 따라 사용되는 지지 요소의 제조를 위해 사용되기에 바람직한 기술은 펀칭, 딥 드로잉, 상호연결, 용접, 납땜, 리벳팅, 주조, 다이 주조 또는 사출 성형이다.
본 발명에 따라 사용되는 지지 요소의 제조를 위해, 금속, 열가소성 플라스틱, 듀로플라스트 및 세라믹의 군으로부터의 적어도 하나의 물질이 바람직하게 사용된다. 바람직한 금속은 강, 알루미늄, 마그네슘, 티타늄, 주석, 비스무트, 황동 또는 다른 합금이다.
특히 바람직하게는, 방법 단계 c)에서 제공되는 지지 요소는 열가소성 플라스틱으로부터 제조된다. 특히 바람직하게는, 폴리아미드 또는 폴리에스테르가 열가소성 플라스틱으로서 사용된다. 폴리아미드 6이 폴리아미드로서 바람직하게 사용된다. 폴리알킬렌 테레프탈레이트, 특히 바람직하게는 폴리부틸렌 테레프탈레이트가 폴리에스테르로서 바람직하게 사용된다.
더욱 더 바람직하게는, 방법 단계 c)에서 제공되는 지지 요소는 적어도 하나의 충전제 또는 보강 물질을 갖는 열가소성 플라스틱으로부터 제조된다. 유리 섬유가 바람직하게는 충전제 또는 보강 물질로서 사용된다. 특히 바람직하게는, 열가소성 플라스틱 100 질량부당 0.1 내지 85 질량부의 충전제 또는 보강 물질이 사용된다. 본 발명에 따라, 사용되는 열가소성 플라스틱을 기재로 하는 지지 요소는 바람직하게는 본 발명에 따른 방법에 선행하는 단계에서 사출 성형에 의해 제조된다.
특히 바람직하게는, 방법 단계 c)에서 제공되는 지지 요소는 사출 성형 공정에서 폴리아미드 100 질량부당 15 내지 60 질량부의 유리 섬유를 갖는 유리 섬유-보강된 폴리아미드 6으로부터 제조된다.
방법 단계 c)에서 제공되는 지지 요소가 그것이 제조된 후에 복합 부품으로부터 제거되는 경우에, 이러한 지지 요소는 방법 단계 i)의 완결 후에 추가의 방법 단계 j)에서 용융된다. 이러한 경우에, 저융점 금속 또는 합금이 본 발명에 따른 방법을 견디는 적합한 지지 요소의 제조를 위해 바람직하게 사용되지만, 후속적으로 더 높은 온도에 의해, 바람직하게는 80 내지 220℃ 범위의 온도의 작용에 의해 액화되고, 이어서 중공 프로파일 기본 요소로부터 제거될 수 있다. 이러한 목적을 위해 사용되는 지지 요소는 방법 단계 g)에서 적용되거나 사용되는 플라스틱의 융점보다 낮은 융점을 갖는 금속 또는 합금으로 구성된다. 주석-비스무트 합금이 바람직하게 사용된다. DE 4124021 C2에는 138℃의 융점을 갖는 주석-비스무트 합금이 개시되어 있다.
본 발명에 따라 사용되는 열가소성 플라스틱을 기재로 하는 지지 요소는 본 발명에 따른 방법 이전의 단계에서 사출 성형에 의해 제조된다.
한 실시양태에서, 적어도 하나의 지지 요소는 플라스틱-금속 하이브리드, 바람직하게는 분무된 플라스틱 리브(rib)를 갖는 원통형 금속 관일 수 있다. 플라스틱-금속 하이브리드 기술은, 예를 들어 EP 0 370 342 A1을 통해, 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 공지되어 있다.
방법 단계 d)
방법 단계 d)에서, 방법 단계 c)에서 제공된 지지 요소를 도입하고 정확히 위치시키는 것이, 적어도 하나의 중공 프로파일 기본 요소의 내부에서, 방법 단계 g)에서 플라스틱의 적용이 수행될 부위에서 수행된다.
이러한 경우에, 지지 요소의 다양한 도입 방법이 고려될 수 있다. 복수의 지지 요소를 사용하는 경우에, 이것들은 바람직하게는 방법 단계 b에서 제조된 중공 프로파일 기본 요소, 바람직하게는 금속 관 내로 함께 또는 연속적으로 미끄러지거나 가압된다.
한 실시양태에서, 지지 요소의 고정 및 따라서 후속적인 플라스틱/중공 프로파일 연결부의 고정은 추가적인 국부적 형성에 의해, 바람직하게는 하나 또는 복수의 크림프에 의해 수행된다.
방법 단계 e)
방법 단계 e)에서, (a) 지지 요소(들)를 포함하는 중공 프로파일 기본 요소가 사출 성형 또는 가압 도구의 적어도 하나의 공동 내에 삽입된다.
그러므로, 방법 단계 b)에서 제공되는 중공 프로파일 기본 요소의 설계 및 방법 단계 c)에서 제공되는 지지 요소의 설계 및 그것의 각각의 단면 형상(들) 외에도, 방법 단계 a)에서 제공되는 사출 성형 또는 가압 도구의 설계가, 본 발명에 따른 방법, 더 특히 사출 성형 또는 가압 공동의 삽입 및 밀봉이 별 문제가 없도록 하기 위해 동일하게 중요하다.
그러므로, 종래 기술과는 대조적으로, 공동 내로의 중공 프로파일 기본 요소의 삽입은 그것의 확대를 수반하지 않고서 수행된다. 중공 프로파일 기본 요소와, 플라스틱이 적용되어 있는 중공 프로파일 기본 요소 구역에 연결된 성형 도구의 공동 사이의 이음매의 밀봉은 중공 프로파일 기본 요소의 원주의 형상 변경에 의해서만 수행되고, 여기서 원주 그 자체는 변화하지 않는다.
원형 원주를 갖는 중공 프로파일 기본 요소를 사용하는 경우에, 이것은 바람직하게는 타원형 형상으로 변화된다. 타원형 원주를 갖는 중공 프로파일 기본 요소를 사용하는 경우에, 그것의 형상은 바람직하게는 원형 원주를 형성하도록 변경된다.
중공 프로파일 기본 요소의 원주 대 성형 도구의 도구 공동의 내부 원주의 비는 바람직하게는 1:1 내지 1.1:1의 범위이다. 심지어 도구 공동의 내부 원주에 비해 중공 프로파일 기본 요소의 원주가 공차와 관련하여 과잉인 경우에도, 틈새 또는 이음매가 단단히 폐쇄되고 따라서 사출 성형 공정을 위해 밀봉된다는 것, 및 이러한 공차-관련된 과잉으로부터 초래된 과잉의 물질이 사출 성형 도구의 분리 수준으로 가압되지 않는다는 것은 관련 기술분야의 통상의 기술자에게는 너무나 놀라운 일이다. 본 발명에 따른 방법의 이러한 특성, 성형 도구의 폐쇄 시에 중공 프로파일 기본 요소의 형상 변경, 및 따라서 그와 동시에 중공 프로파일 기본 요소의 외부 표면에 대한 도구 공동의 밀봉은, 여기서는 방법 단계 g)로서 제시된 바와 같이, 후속되는, 국부적으로 제한된 플라스틱의 중공 프로파일에의 적용을 허용하고, 따라서 종래 기술과는 대조적으로, 임의의 추가적으로 요구되는 방법 단계 없이도, 충분히 더 짧은 사이클 시간을 초래한다.
바람직하게는, 본 발명에 따라 사용되는 사출 성형 또는 가압 도구뿐만 아니라 본 발명에 따라 사용되는 중공 프로파일 기본 요소는, 힘이 적용되지 않아도 후자가 모든 그것의 치수 및 형상 공차를 갖고서 중공 프로파일 기본 요소를 방법 단계 a)에서 제조된 가압 또는 사출 성형 도구 내로 삽입하는 데 사용될 수 있도록 하기 특성을 갖는다:
I. 사출 성형 또는 가압 도구는, 도구의 폐쇄 시, 그것이 플라스틱의 적용이 수행되지 않을 중공 프로파일 기본 요소의 영역으로부터 사출 성형 또는 가압 공동을 밀봉하도록 설계되어야 한다. 이러한 목적을 위해, 도구가 폐쇄되는 동안에 중공 프로파일 기본 요소를 그의 중공 프로파일 기본 요소 외부 치수(C)로부터 도구 치수(A)로 가압하고 그와 동시에 중공 프로파일 기본 요소 치수(D)가 도구 치수(B)로 변화되게 하는, 사출 성형 또는 가압 도구 내의 접촉 표면이 사출 성형 또는 가압 공동의 축방향 단부에서 요구된다.
II. 한 실시양태에서, 사출 성형 또는 가압 도구 내의 적어도 두 개의 도구 절반부와 중공 프로파일 기본 요소의 접촉 표면은, 중공 프로파일 기본 요소가 I.에 기술된 정도를 넘어 도구 치수(A) 및 도구 치수(B)의 -0.01 내지 -1% 범위만큼 금형 내로 추가적으로 가압되도록 설계된다.
III. I. 및 II.에 언급된 사출 성형 또는 가압 도구 내의 적어도 두 개의 도구 절반부의 접촉 표면은, 도구가 그것의 전체 원주에 걸쳐 폐쇄되고 바람직하게는 1.0 내지 10.0 ㎜ 범위의 너비, 즉 중공 프로파일 기본 요소의 축방향으로 관찰되는 연장부를 갖는 경우에 중공 프로파일 기본 요소를 포함한다.
IV. 한 실시양태에서, 사출 성형 또는 가압 도구 내의 적어도 두 개의 도구 절반부와 중공 프로파일 기본 요소의 접촉 표면은 도구 내의 이들 영역이 경화된 삽입물을 구성하도록 설계된다.
V. 바람직하게는, 사출 성형 또는 가압 도구는 사출 성형 또는 가압 공동의 외부에서 중공 프로파일 기본 요소 주위에 그것의 접촉 표면들 사이에서 간극을 가져야 한다. 이러한 간극은 바람직하게는 1.0 내지 10.0 ㎜의 범위이거나 범위에 있다.
바람직하게는, IV.에서 사용되는 경화된 삽입물은 50 내지 62 HRC 범위의 로크웰 경도를 갖는다. 따라서 이러한 경도는 통상적인 굽힘 및 펀칭 도구 범위 내에 있다.
https://de.wikipedia.org/wiki/Rockwell_(Einheit)를 참조하도록 한다.
방법 단계 f)
방법 단계 f)에서, 사출 성형 또는 가압 도구의 폐쇄 및 적어도 하나의 공동의 폐쇄 방향으로의 중공 프로파일 기본 요소의 가압이 수행된다. 적어도 하나의 공동의 폐쇄 방향으로의 가압은 바람직하게는 적어도 하나의 지지 요소의 축방향 단부가 위치한 부위(들)에서 국부적으로 수행된다. 특히 바람직하게는, 가압은 또한 방법 단계 e) 하에 기술된 사출 성형 또는 가압 공동/공동들 옆의 접촉 표면에서 수행되어, 사출 성형 또는 가압 공동/공동들이 밀봉되게 한다.
사출 성형 또는 가압 도구의 폐쇄 동안에, 중공 프로파일 기본 요소는 적어도 하나의 지지 요소에 대해 약하게 가압되고 중공 프로파일 기본 요소는 사출 성형 또는 가압 도구에 의해 미리 결정된 형상으로 된다.
방법 단계 f)에서, 방법 단계 e) 하에 기술된 사출 성형 또는 가압 도구 내의 접촉 표면에 의해, 중공 프로파일 기본 요소는 공동 내에 확실히 제자리에 고정되고, 사출 성형 또는 가압을 위해 중공 프로파일 상에 제공된 공동은 밀봉된다.
사출 성형 공정에서 적어도 하나의 공동을 밀봉하기 위해 폐쇄력이 요구되듯이, 사출 성형 또는 가압 도구를 폐쇄하기 위해, 중공 프로파일 기본 요소를 가압하여 사출 성형 또는 가압 도구의 공동의 설계에 의해 형성된 새로운 형상으로 만드는 가압력이 요구된다. 가압력의 양은 방법 단계 b)에서 제조되는 중공 프로파일 기본 요소의 형상 및 방법 단계 c)에서 제조되는 지지 요소(들)의 형상에 따라 달라진다. 더욱이, 중공 프로파일 기본 요소 및 지지 요소(들)의 설계, 치수 및 물질 특성은 적용될 가압력을 미리 계산하는 데 있어서 결정적으로 중요하며, 이는 본 발명에 따른 공정을 디자인하는 데 있어서 관련 기술분야의 통상의 기술자에 의해 고려되어야 한다.
사출 성형 또는 가압 도구의 폐쇄력의 강도는, 방법 단계 g)에서 상응하는 플라스틱을 사출 성형 또는 가압하기 위해 요구될 플라스틱의 적용 시 의도된 플라스틱 오버몰딩 또는 플라스틱 가압의 계획된 영역에 따라 달라진다.
한 실시양태에서, 적용되는 가압력은 사출 성형 방법의 폐쇄력보다 더 작다.
본 발명에 따라, 방법 단계 f)에서의 가압은 바람직하게는 중공 프로파일 기본 요소 외부 치수(C) = 도구 치수(A)일 때까지 계속된다. 이러한 치수는 도구가 완전히 폐쇄될 때 항상 적용된다. 이러한 경우에 공차는 발생하지 않는다.
특히 바람직하게는, 방법 단계 f)에서의 가압은 중공 프로파일 기본 요소 외부 치수(C) = 도구 치수(A) 및 중공 프로파일 기본 요소 외부 치수(D) = 도구 치수(B)일 때까지 계속된다. 이러한 경우에, 공동은 중공 프로파일 기본 요소에 대해 원주 방향으로 밀봉된다.
중공 프로파일 기본 요소 외부 치수(C) 또는 D가 너무 작고 도구에 의한 변형이 중공 프로파일 기본 요소 외부 치수(D) = 도구 치수(B)의 결과를 달성하기에 충분하지 않은 경우에, 틈새가 남을 것이다. 이러한 경우에, 중공 프로파일 기본 요소의 공차는 이러한 경우가 일어나지 않도록 선택되어야 한다.
중공 프로파일 기본 요소 외부 치수(A)가 너무 크게 설정된 경우에, 중공 프로파일 기본 요소 외부 치수(D)는 도구가 완전히 폐쇄되기 전에 도구 치수(B)에 도달하고, 이로 인해 중공 프로파일 기본 요소 벽의 접선 방향(tangential) 압축이 야기된다. 이러한 경우에도 역시, 중공 프로파일 기본 요소의 공차는, 기껏해야 압축 변형이 물질에 대해 적용될 때까지 압축이 일어나지만 사출 성형 또는 가압 도구의 분리 표면들 사이의 중공 공간 내로의 중공 프로파일 기본 요소 벽의 왜곡이 일어나지 않도록 선택되어야 한다.
방법 단계 g)
방법 단계 g)에서, 플라스틱은 용융물의 형태로 중공 프로파일 기본 요소의 외부 벽에 적용되고, 사출 압력 또는 가압력으로 인해 중공 프로파일 기본 요소의 변형이 일어난다. 바람직하게는, 플라스틱 적용은 중공 프로파일 기본 요소 내에 위치된 적어도 하나의 지지 요소의 영역에서만, 즉 국부적으로 수행되고, 사출 압력 또는 가압력에 의한 중공 프로파일 기본 요소의 변형은 중공 프로파일 기본 요소 내에 위치된 적어도 하나의 지지 요소의 영역에서만 일어난다. 바람직하게는, 지지 요소의 영역은 그것의 치수 및 그것을 넘어 1 ㎝ 이하의 영역에 의해 결정된다. 변형은 플라스틱 적용을 위해 사용되는 사출력 또는 가압력의 직접적인 결과이다. 변형이 얼마나 현저한지는 압력의 양 및 벽 두께뿐만 아니라 중공 프로파일 기본 요소의 벽 물질, 및 중공 프로파일 기본 요소의 내부에 위치된 지지 요소의 설계 또는 지지 요소에 의해 지지되지 않은 벽 표면의 정도 및 크기에 따라 달라진다. 복수의 유사한 지지 요소의 경우, 중공 프로파일 기본 요소를 따라 존재하는 압력이 충분히 높고 사실상 동일하다는 전제 하에, 동일한 형성이 항상 중공 프로파일 기본 요소를 따라 수행될 수 있다. 형성의 형상 제한은 지지 요소(들)에 의해 결정된다.
추가적으로, 방법 단계 g)에서 사용되는 플라스틱 적용의 압력, 온도 및 부피는 또한 사용되는 플라스틱 물질 및 플라스틱으로 채워지는 공동/공동들의 기하구조에 따라 달라지며, 이는 본 발명에 따른 공정을 디자인하는 데 있어서 관련 기술분야의 통상의 기술자에 의해 미리 고려되어야 한다.
f)에서 중공 프로파일 기본 요소의 가압에 의해, 더 특히 방법 단계 e)에서 기술된 도구 접촉 표면에 의해, 적용된 플라스틱을 갖는 및 갖지 않는, 도구 공동의 내부에 있는 중공 프로파일 기본 요소의 영역들 사이에서의 g)에서 적용된 플라스틱의 누출을 방지하기 위해, 사출 성형 또는 가압 도구의 폐쇄 동안에 밀봉이 달성된다. 한 실시양태에서, 도구 접촉 표면은 도구 내의 이들 영역이 경화된 삽입물을 포함하도록 설계된다.
방법 단계 e)에서 섹션 IV 하에 기술된, 경화된 도구 삽입물의 실시양태는 방법 단계 f) 및 방법 단계 g)에서 도구 접촉 표면 상에서의 마모를 저감시키는 역할을 하는데, 왜냐하면 이것은 사출 성형 또는 가압 도구와 중공 프로파일 기본 요소 사이의 접촉 부위일 뿐이고 경화된 도구 삽입물은 바람직하게는 중공 프로파일 기본 요소의 물질보다 훨씬 더 경질이기 때문이다.
방법 단계 g)에서 플라스틱을 중공 프로파일 기본 요소에 국부적으로 적용하는 동안에, 중공 프로파일 기본 요소의 내부에 있는 적어도 하나의 지지 요소는 도구 접촉 표면에 의해 중공 프로파일 기본 요소의 외부 벽 상에 적용되는 압력에 대한 충분한 역압을 축적하여, 누출될 수 있는 임의의 플라스틱 물질에 대해 도구 접촉 표면 또는 공동을 밀봉한다.
적어도 하나의 중공 프로파일 기본 요소에의 플라스틱의 적용은 바람직하게는 방법 단계 g)에서 사출 성형 또는 압축 성형에 의해, 더 특히 사출 성형에 의해 수행된다.
사출 성형
DIN 8580에 따르면, 기하학적 고체 물체의 제조를 제조하기 위한 제조 방법은 6개의 주요 군으로 분류된다. 사출 성형은 1차 형성(primary forming)으로 분류된 주요 군 2이다. 그것은 대량으로 제조되는 물품에 특히 매우 적합하다. 사출 성형에서는 재가공이 거의 또는 전혀 요구되지 않고, 하나의 작업에 의해 심지어 복잡한 형상 및 윤곽이 제조될 수 있다. 플라스틱 가공에서 제조 방법으로서의 사출 성형은 원칙적으로 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 공지되어 있다.
https://de.wikipedia.org/wiki/Spritzgie%C3%9Fen을 참조하도록 한다.
사출 성형에 있어서, 사출 성형기는 가공될 플라스틱을 액화 또는 가소화시키고 이어서 그것을 압력 하에 금형인 사출 성형 도구 내에 사출시키는 데 사용된다. 도구 내에서, 물질은 냉각 또는 가교 반응으로 인해 고체 상태로 되돌아가고 도구의 개방 후에 완성된 부품으로서 회수된다. 도구의 중공 공간 또는 공동은 최종 생성물 내의, 즉 본 발명에서는 복합 부품 내의 응고 적용된 플라스틱의 형상 및 표면 구조를 결정한다. 사출 성형은 오늘날 중량이 수십 분의 1 그램 내지 약 150 ㎏인 생성물을 제조하는 데 사용될 수 있다.
사출 성형, 더 특히 확장된 특수한 방법은 형상 및 표면 구조, 더 특히 매끄러운 표면, 접촉-용이 영역을 위한 조직, 패턴, 조각, 및 색상 효과의 사실상 자유로운 선택을 허용한다. 이로 인해, 경제적 이익이 얻어질 뿐만 아니라, 사출 성형이 사실상 모든 분야에서 플라스틱 부품을 대량으로 제조하기 위해 전 세계에서 가장 널리 사용되는 방법이 되었다.
사출 성형기는 적어도 하기 부품을 포함한다: 1. 스크류 2. 충전 호퍼 3. 과립 4. 가소화 원통 5. 가열 요소 6. 도구
사출 성형기의 내부에서 수행되는 단계는 1. 가소화 및 정량 투입, 2. 사출, 3. 재가압 및 냉각, 및 4. 이형이다.
1. 가소화 및 정량 투입
열가소성 플라스틱은 과립 형태로 회전 스크류 내로 적하된다. 과립은 스크류 팁 방향으로 운반되고 원통의 열 및 물질의 절단 및 전단에 의해 형성된 마찰열에 의해 가열되고 용융된다. 출구 노즐이 초기에 폐쇄되기 때문에 용융물은 스크류 팁 앞에 쌓인다. 스크류는 축방향으로 움직일 수 있기 때문에, 그것은 압력 하에 뒤쪽으로 움직이고 코르크마개뽑이처럼 스스로 비틀어져서 상기 덩어리로부터 떨어진다. 뒤쪽으로의 움직임은 유압 원통에 의해 또는 전기적으로 중단되어, 배압이 축적된다. 이러한 배압은, 스크류 회전과 조합되어, 사출 성형 물질로서 사출될 플라스틱을 농축시키고 균질화시킨다.
스크류 위치가 측정되고, 작업편 부피에 대해 충분한 양의 사출 성형 물질이 쌓이자마자, 정량 투입 공정이 완결되고 스크류 회전이 중단된다. 스크류 상의 압력은 또한 용융물이 감압되도록 능동적으로 또는 수동적으로 이완된다.
2. 사출
사출 상에서는, 사출 유닛이 폐쇄 유닛 쪽으로 움직이고, 출구 노즐에 대해 가압되고, 스크류는 후방으로부터 압력을 받는다. 이러한 공정에서, 용융물은 높은 압력 하에, 바람직하게는 500 내지 2000 bar 범위의 압력으로 개방된 출구 노즐을 강제로 통과하고, 사출 성형 도구의 스프루 또는 스프루 시스템은 형상-결정 중공 공간 내로 밀어 넣어진다. 역류 방지 밸브는 용융물이 충전 호퍼의 방향으로 역류하는 것을 방지한다.
사출 동안에, 용융물의 가능한 가장 층류와 같은 거동을 달성하기 위한 시도가 이루어진다. 다시 말해서, 사출 성형 도구 내에서 용융물이 냉각된 도구 벽과 접촉하는 부위에서 용융물은 즉시 냉각되고, 응고되고, 거기에 "들러붙은" 채로 있게 된다. 돌진하는 용융물은 그렇게 좁아진 용융물 통로를 훨씬 더 빠른 속도로 훨씬 더 많이 전단 변형되면서 밀려 들어가고, 용융물 선단에서 그것은 가장자리 쪽으로 신장되고 변형된다. 도구 벽을 통한 중복 열 배출 및 전단 가열로 인한 열 공급이 있다. 높은 사출 속도는 용융물로 하여금 더 쉽게 유동하게 하는 용융물에서의 전단 속도를 유발한다. 빠른 사출은 요망되지 않는데, 왜냐하면 높은 전단 속도는 증가된 분자 열화를 야기할 수 있기 때문이다. 사출-성형된 생성물의 표면, 그것의 외관, 및 최종적으로 플라스틱 분자의 배향 상태는 또한 사출 상의 영향을 받는다.
3. 후속(follow-up) 가압 및 냉각
도구는 플라스틱 덩어리보다 더 차갑기 때문에, 도구는 바람직하게는 20 내지 120℃ 범위의 온도를 갖고, 플라스틱 덩어리는 바람직하게는 200 내지 300℃ 범위의 온도를 갖고, 용융물은 금형 내에서 냉각되고 각각 사용된 플라스틱, 바람직하게는 열가소성 플라스틱 또는 열가소성 플라스틱-기재의 화합물의 응고점에 도달 시 응고된다.
컴파운딩은 플라스틱 배합과 동의어로서 받아들여지며 목표로 하는 특성 프로파일의 최적화를 위한 응집체 (충전제, 첨가제 등)의 혼합 첨가에 의한 플라스틱의 정제 공정을 기술하는 플라스틱 기술 용어이다. 컴파운딩은 바람직하게는 압출기에서 수행되며, 공급, 용융, 분산, 혼합, 탈기, 및 압력 축적의 공정 작업을 포함한다. https://de.wikipedia.org/wiki/Compoundierung을 참조하도록 한다. 그러므로 화합물은 충전제 또는 첨가제와 혼합된 열가소성 또는 듀로플라스트를 지칭한다.
각각 사용된 플라스틱의 냉각은 응고점에 도달 시 부피의 감소를 수반하며, 이는 제조될 생성물, 즉 본 발명에서는 방법 단계 g)에서 제조될, 중공 프로파일 기본 요소의 외부에 포지티브-잠금 방식으로 연결되는 플라스틱 요소의 치수 안정성 및 표면 품질에 나쁜 영향을 미친다. 이러한 감소를 부분적으로 보상하기 위해, 심지어 금형의 충전 후에도 감압이 유지되면, 플라스틱 물질이 유입될 수 있고 상기 감소가 보상될 수 있다. 플라스틱의 이러한 보충적 첨가는 스프루가 응고될 때까지 계속될 수 있다.
플라스틱 물질의 후속 가압이 완결된 후에, 출구 노즐은 폐쇄될 수 있고, 그 다음의 성형 부분의 가소화 및 정량 투입 공정이 시작될 수 있다. 금형 내의 플라스틱 물질은 내부 영역인 적용된 플라스틱의 액체 코어가 응고될 때까지 잔여 냉각 기간 동안에 냉각되고, 이형을 위해 충분한 강성이 달성되었다. 이러한 공정은 응고라고도 지칭되며, 본 발명에 따라 플라스틱 적용을 위해 방법 단계 h)에서 수행된다.
이어서 더 이상의 플라스틱이 스프루로부터 배출되지 않음에 따라, 사출 유닛은 폐쇄 유닛에 의해 다시 제자리로 돌아갈 수 있다. 이는 더 따뜻한 출구 노즐로부터 더 차가운 스프루로의 임의의 열 전이를 방지한다.
4. 이형
사출-성형된 생성물, 또는 본 발명에 따른 방법 단계 i)에서 플라스틱이 적용된 중공 프로파일 기본 요소의 이형을 위해, 공동이 개방되고, 생성물은 공동 내로 침투한 핀을 통해 빼내어져서 낙하하거나 (벌크 물질), 조작 장치에 의해 사출 성형 도구로부터 회수되거나, 규칙적인 방식으로 피착되거나, 곧바로 추가의 가공을 위해 운반된다. 이러한 목적을 위해, 사출 성형 또는 가압 도구에는 바람직하게는 이젝터(ejector) 면이 제공되어 있다.
스프루는 별도의 가공에 의해 제거되어야 하거나 이형 동안에 자동적으로 분리된다. 스프루 시스템을 사용될 플라스틱, 바람직하게는 열가소성 플라스틱, 듀로플라스트, 또는 화합물의 응고 온도보다 높은 온도에서 일정하게 유지하고, 따라서 수득된 물질을 그 다음 샷을 위해 사용할 수 있게 하는 핫 러너(hot runner) 시스템을 사용하면, 스프루를 사용하지 않는 사출 성형이 또한 가능하다.
압축 성형
압축 성형은 형성 공정 계열에 속한다. 압축 성형은, 약간 굴곡이 있거나 평평한 부품에 적합한, 플라스틱을 위한 제조 방법이다. 이러한 방법의 주요 사용 분야는 자동차 산업이고, 여기서 그것은 2차원 또는 단순한 3차원 구조를 갖는 더 큰 부품, 더 특히 엔진 후드, 펜더, 스포일러 또는 테일게이트의 제조를 위해 사용된다. 듀로플라스트 및 열가소성 플라스틱 둘 다가 가공될 수 있다.
압축 성형 방법이 시작되면, 가공될 성형 조성물은 제공된 가열된 공동 내로 도입된다. 그 다음에, 공동은 가압 피스톤을 사용하여 폐쇄된다. 압력은 성형 조성물로 하여금 도구에 의해 미리 결정된 형상을 취하게 한다. 듀로플라스트의 경우에, 온도는 경화 공정에 영향을 미치는 역할을 하고, 열가소성 플라스틱의 경우에, 그것은 플라스틱을 용융시키는 역할을 한다. 냉각 후에, 완성된 생성물은 성형 도구로부터 회수될 수 있고 임의로 후-가공 또는 추가의 가공에 적용될 수 있다.
압축 성형 방법은 주로 중간 양에 적합한데, 왜냐하면 이러한 경우에 도구 비용이 예를 들어 사출 성형에서보다 일반적으로 더 저렴하기 때문이다. 압축 성형은 또한 섬유 복합 물질의 제조를 위해, 특히 섬유-보강된 플라스틱의 제조를 위해 사용될 수 있다.
https://de.wikipedia.org/wiki/Formpressen을 참조하도록 한다.
열가소성 플라스틱을 위한 공지된 압축 성형 방법은 주로 D-LFT (직접 장섬유 열가소성 플라스틱 성형) 방법이다. 특히 뛰어난 D-LFT 방법은 DE-A 43 30 860에 기술되어 있다.
듀로플라스트를 위한 공지된 압축 성형 방법은 주로 SMC (시트 성형 화합물) 방법 및 BMC (벌크 이송 성형 화합물) 방법이다. SMC 방법은 예를 들어 EP 1386721 A1에 기술되어 있다. BMC 방법에 대해서라면, 문헌(Handbuch Spritzgießen [Injection Moulding Handbook], ISBN 978 3 446 15632 6, 1st Edition, 2001, pp. 1022-1024, Carl Hanser Verlag)을 참조하도록 한다.
플라스틱
방법 단계 g)에서의 플라스틱 적용을 위한 본 발명에 따른 사출 성형 또는 압출 성형 방법에 있어서, 사용되는 플라스틱은 바람직하게는 열가소성 플라스틱 또는 듀로플라스트이고, 특히 바람직하게는 열가소성 플라스틱이다.
바람직한 열가소성 플라스틱은 폴리아미드 (PA), 폴리부틸렌 테레프탈레이트 (PBT), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리에틸렌 (PE), 폴리프로필렌 (PP) 및 폴리비닐클로라이드 (PVC)이다. 특히 바람직하게는, 폴리아미드 또는 폴리에스테르는 본 발명에 따라 사용되는 중공 프로파일 기본 요소로서 사용된다. 폴리아미드 6이 폴리아미드로서 바람직하게 사용된다. 폴리부틸렌 테레프탈레이트 (PBT) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 더 특히 PBT가 폴리에스테르로서 바람직하게 사용된다. 바람직한 듀로플라스트는 에폭시 수지, 가교성 폴리우레탄 또는 불포화 폴리에스테르 수지이다.
열가소성 플라스틱 또는 듀로플라스트는 바람직하게는 화합물의 형태로 사용된다.
특히 바람직하게는, 방법 단계 g)에서 적용되는 플라스틱은 적어도 하나의 충전제 또는 보강 물질을 갖는 열가소성 플라스틱으로부터 제조된다. 유리 섬유가 충전제 또는 보강 물질로서 바람직하게 사용된다. 특히 바람직하게는, 충전제 또는 보강 물질은 열가소성 플라스틱 100 질량부당 0.1 내지 85 질량부 범위의 양으로 사용된다. 더욱 더 바람직하게는, 유리 섬유가 충전제 또는 보강 물질로서 사용된다. 특히 바람직하게는, 충전제 또는 보강 물질은 열가소성 플라스틱 100 질량부당 15 내지 60 질량부 범위의 양으로 사용된다.
특히 바람직하게는, 폴리아미드 100 질량부당 15 내지 60 질량부의 유리 섬유를 갖는 유리 섬유-보강된 폴리아미드 6으로 구성된, 적용된 플라스틱이 사출 성형 공정에서 사용된다. 이러한 화합물은 쾰른 소재의 란세스 도이치란트 게엠베하로부터 상품명 두레탄® 하에 입수 가능하다.
대안적으로, 방법 단계 g)에서 적용되는 플라스틱의 용융물은 또한 듀로플라스트로부터 제조될 수 있다. 에폭시 수지, 가교성 폴리우레탄 및 불포화 폴리에스테르 수지가 이러한 경우에 바람직하게 사용된다.
특히 바람직하게는, 방법 단계 g)에서 플라스틱의 적용은 적어도 하나의 충전제 또는 보강 물질을 갖는 듀로플라스트를 사용하여 수행된다. 이러한 경우에, 유리 섬유 또는 탄소 섬유는 충전제 또는 보강 물질로서 바람직하게 사용된다.
특히 바람직하게는, 듀로플라스트 100 질량부당 10 내지 50 질량부의 유리 섬유 또는 탄소 섬유가 충전제 또는 보강 물질로서 사용된다.
적어도 하나의 중공 프로파일 기본 요소의 내부에 위치된 지지 유닛의 공간적 설계에 따라, 중공 프로파일 기본 요소의 벽 두께의 치수 및 중공 프로파일 기본 요소의 물질의 구역에 따라, 본 발명의 한 실시양태에서 방법 단계 g)에서, 국부적 변형물, 바람직하게는 크림프가 사출 성형 공정의 사출 압력 또는 압출 성형 공정의 가압력으로 인해 중공 프로파일 기본 요소의 얇은 벽 내에 형성될 수 있다. 이들 변형물 또는 크림프는 중공 프로파일 기본 요소와 중공 프로파일 기본 요소에 외부적으로 적용되는 플라스틱 요소의 연결의 강도에 대해 추가적인 긍정적 효과를 가질 수 있다.
방법 단계 g)에서 중공 프로파일 기본 요소 벽 내에 형성된 국부적 변형물, 바람직하게는 크림프의 경우에, 변형의 정도는 본 발명의 한 실시양태에서 중공 프로파일 기본 요소의 각각의 물질의 파단 시 신장률에 의해 제한된다. 이러한 변형 정도가 초과되면, 이로 인해 중공 프로파일 기본 요소 벽의 파열이 초래될 수 있다. 그러나, 신장률은 플라스틱 적용 동안의 사출력 또는 가압력의 제어에 의해 제한될 수 있지만, 지지 요소의 네거티브 금형의 설계, 경로/변형의 제한이라는 측면에서 물질의 과도한 변형의 방지 또는 제한에 의해, 제한될 수 있다. 변형은 마찬가지로 중공 프로파일 기본 요소 벽의 물질 조성 및 두께에 따라 달라진다.
중공 프로파일 기본 요소 벽의 변형이 더 현저할수록, 두 개의 연결 짝들인 중공 프로파일 기본 요소 및 적용된 플라스틱 부품이 서로 더 많이 맞물리고, 그것은 떨어질 수 없는 포지티브-잠금 연결을 더 많이 형성하고 파괴에 의해서만 서로 분리될 수 있다. 그러므로, 방법 단계 g)의 목적은 플라스틱의 적용 외에도, 중공 프로파일 기본 요소 벽의 각각의 물질의 연신성의 이점을 최대로 취하면서도 파단 시 신장률을 초과하지 않게 하는 것이다.
중공 프로파일 기본 요소 또는 중공 프로파일 기본 요소 벽의 물질로서의 열가소성 플라스틱의 경우에, 중공 프로파일 기본 요소의 국부적 가열이, 중공 프로파일 기본 요소에의 용융물 형태의 플라스틱의 국부적 적용이 일어나는 위치 또는 부위에서 중공 프로파일 기본 요소 내에 위치된 적어도 하나의 지지 요소의 영역에서만 적어도 정밀하게 수행될 수 있다. 이러한 조치는 물질의 파단 시 신장률이 증가하는 것을 허용한다.
방법 단계 h)
방법 단계 h)에서는, 응고라고도 지칭되는, 플라스틱 적용물 또는 플라스틱 오버몰딩의 냉각이 수행된다. 용어 응고는 방법 단계 g)에서 적용된 용융된 플라스틱이 냉각 또는 화학적 가교에 의해 고체 요소로 되도록 응고하는 것을 기술한다. 동시 성형의 경우에, 이러한 방식으로, 기능적 요소, 구조물 및 표면이 중공 프로파일 기본 요소에 직접 적용될 수 있다.
본 발명의 한 실시양태에서 방법 단계 g)에서 기술된 크림프의 경우에, 플라스틱 용융물이 중공 프로파일 기본 요소, 바람직하게는 금속 관의 외부 표면 상에 응고된 후에, 플라스틱 적용이 중공 프로파일 기본 요소, 바람직하게는 금속 관의 외부 벽의 크림프 구조의 포지티브 이미지를 정확하게 구성하는 구조화된 내부 표면을 갖는 폐쇄된 플라스틱 고리의 형태로 수행된다.
본 발명에 따른 전단-강성, 전단-저항성, 응력-저항성 및 포지티브-잠금 연결은 이제 중공 프로파일 기본 요소의 외부 벽 주위에, 바람직하게는 금속 관 형태의 중공 프로파일 기본 요소의 외부 벽 주위에 달성되었다.
방법 단계 h)에 대한 추가의 상세한 설명은 상기에 "후속 가압 및 냉각" 섹션에서 기술되었다.
방법 단계 i)
방법 단계 i)에서, 플라스틱 용융물의 응고로 인해, 적용된 플라스틱 내의 압력이 더 이상 존재하지 않고 도구 폐쇄에 의해 가압력 및 폐쇄력이 감소된 후에, 완성된 복합 부품이 사출 성형 또는 가압 도구로부터 회수된다. 추가의 상세한 설명은 이미 상기에 "이형" 섹션에서 기술되었다.
복합 부품
본 발명에 따라, 제조될 복합 부품은 바람직하게는 동력 차량 제조, 더 특히 자동차 제조에서 상응하는 설계대로 사용된다. 여기서, 부품은 바람직하게는 차체, 더 바람직하게는 크로스 카 구조적 빔이라고도 지칭되는 소위 크로스 카 빔 (CCB)이다. 크로스 카 구조적 빔은 예를 들어 US 5934744 A 또는 US 8534739 B로부터 공지되어 있다.
본 발명에 따른 복합 부품에 있어서, 중공 프로파일 기본 요소 및 방법 단계 g)에서 플라스틱 용융물에 의해 적용된 플라스틱 요소는 상호 강화되고 보강된다. 더욱이, 방법 단계 g)에서 중공 프로파일 기본 요소의 외부 벽에 적용된 플라스틱 요소는 또한 플라스틱 구조물 또는 플라스틱 표면의 연결을 위한 시스템 또는 모듈 형성이라는 측면에서 기능적 통합을 달성하는 역할을 한다.
본 발명에 따라 제조되는 복합 부품의 바람직한 실시양태는 중공 프로파일 기본 요소 내에 크림프 또는 유사한 변형물 및/또는 보어 또는 유사한 개구를 나타낸다.
그러므로 본 발명은 바람직하게는 중공 프로파일 기본 요소의 벽이 적어도 하나의 지지 요소 및 적어도 하나의 플라스틱 요소의 영역 내에 크림프 또는 유사한 변형물을 갖는 것인 복합 부품에 관한 것이다.
본 발명은 또한 바람직하게는 중공 프로파일 기본 요소의 벽이 적어도 하나의 지지 요소 및 적어도 하나의 플라스틱 요소의 영역 내에 보어 또는 유사한 개구를 갖는 것인 복합 부품에 관한 것이다.
본 발명은 또한 바람직하게는 중공 프로파일 기본 요소의 벽이 적어도 하나의 지지 요소 및 적어도 하나의 플라스틱 요소의 영역 내에 크림프 또는 유사한 변형물 및 보어 또는 유사한 개구를 갖는 것인 복합 부품에 관한 것이다.
특히 바람직한 실시양태는 하기에 기술된다:
실시양태 1
중공 프로파일 기본 요소와 적어도 하나의 플라스틱 요소의 복합 부품으로서, 여기서 중공 프로파일 기본 요소는, 중공 프로파일 기본 요소의 내부에 있는, 플라스틱 요소가 중공 프로파일 기본 요소를 완전히 또는 부분적으로 포함하는 부위에 위치되는 적어도 하나의 지지 요소를 갖고, 중공 프로파일 기본 요소는 적어도 하나의 지지 요소와 적어도 하나의 플라스틱 요소 사이에 크림프 또는 유사한 변형물을 갖는 것인, 복합 부품.
실시양태 2
중공 프로파일 기본 요소와 적어도 하나의 플라스틱 요소의 복합 부품으로서, 여기서 중공 프로파일 기본 요소는, 중공 프로파일 기본 요소의 내부에 있는, 플라스틱 요소가 중공 프로파일 기본 요소를 완전히 또는 부분적으로 포함하는 부위에 위치되는 적어도 하나의 지지 요소를 갖고, 중공 프로파일 기본 요소는 보어 또는 유사한 개구를 갖고 그것을 통해 사출된 플라스틱을 적어도 하나의 지지 요소와 적어도 하나의 플라스틱 요소 사이에 갖는 것인, 복합 부품.
실시양태 3
중공 프로파일 기본 요소와 적어도 하나의 플라스틱 요소의 복합 부품으로서, 여기서 중공 프로파일 기본 요소는, 중공 프로파일 기본 요소의 내부에 있는, 플라스틱 요소가 중공 프로파일 기본 요소를 완전히 또는 부분적으로 포함하는 부위에 위치되는 적어도 하나의 지지 요소를 갖고, 중공 프로파일 기본 요소는 적어도 하나의 지지 요소와 적어도 하나의 플라스틱 요소 사이에 크림프 또는 유사한 변형물 및 보어 또는 유사한 개구를 갖는 것인, 복합 부품.
적어도 하나의 지지 요소가 후속적인 방법 단계 j)에서 중공 프로파일 기본 요소의 내부로부터 제거되는 경우에, 상기 실시양태 1 내지 3 중 적어도 하나에 따르지만 지지 요소(들)를 갖지 않는, 중공 프로파일 기본 요소 및 그것에 전단-저항성, 전단-강성, 및 포지티브-잠금 방식으로 연결된 적어도 하나의 플라스틱 부품으로부터의 상응하는 복합 부품이 수득된다.
본 발명은 하기에 도 1 내지 도 9에 관해 설명된다:
도 1은 사출 성형 또는 가압 공정 전의 본 발명에 따라 제조되는 복합 부품을 위해 제공되는 필수 부품을 도시하고, 여기서 1은 중공 프로파일 기본 요소를, 여기서는 타원형 단면 형상을 갖는 관의 실시양태로서 나타내고, 2는 내부 관 직경에 맞춰 조정된 지지 요소의 한 예를 나타낸다. 4는 중공 프로파일 기본 요소(1)의 종축을 도시하고, 5는 지지 요소(2)의 외부 단면 형상을 도시하고, 6은 중공 프로파일 기본 요소의 내부 단면 형상을 도시한다. 외부 단면 형상(5)은 내부 단면 형상(6)과 합동이다.
도 2는 사출 성형 또는 가압 공정 후의 본 발명에 따라 제조되는 복합 부품을 도시하고, 여기서 1은 중공 프로파일 기본 요소를, 여기서는 원형 단면 형상을 갖는 관의 실시양태로서 나타내고, 3은 중공 프로파일 기본 요소에 포지티브-잠금 방식으로 연결된 플라스틱 요소를 나타낸다. 4는 중공 프로파일 기본 요소의 종축을 도시하고, 6은 중공 프로파일 기본 요소의 내부 단면 형상을 도시한다.
도 3은 개방 및 폐쇄 방향(8)을 갖는, 본 발명에 따라 사용되는 지지 요소의 축방향 단부 영역에서 폐쇄된 상태의, 본 발명에 따라 사용되는 사출 또는 가압 도구(7)의 단면을 도시한다. 9는 폐쇄 방향으로 관찰 시 지지 요소의 축방향 단부 영역에서의 도구 공동의 도구 치수(A)를 도시한다. 10은 폐쇄 방향에 수직으로 보이는, 지지 요소의 축방향 단부 영역에서의 도구 공동의 도구 치수(B)를 도시한다.
도 4는 지지 요소(2)의 축방향 단부 영역에서의 본 발명에 따라 사용되는 사출 또는 가압 도구(7)의 단면을 도시하며, 여기서 상기 도구는 개방되고 중공 프로파일 기본 요소(1)가 삽입되고 지지 요소(2)가 그것 내에 위치되어 있다. 11은 폐쇄 방향으로 관찰 시 중공 프로파일 기본 요소(1)의 외부 치수(C)를 도시한다. 12는 폐쇄 방향에 수직으로 보이는, 지지 요소의 축방향 단부 영역에서의 도구 공동의 중공 프로파일 기본 요소(1)의 외부 치수(D)를 도시한다.
도 5는 지지 요소(2)를 포함하는 중공 프로파일 기본 요소(1)를 갖는, 폐쇄된 상태의, 지지 요소(2)의 축방향 단부 영역에서의 본 발명에 따라 사용되는 사출 또는 가압 도구(7) (여기서는 두 개의 도구 절반부를 가짐)의 단면을 도시한다. 13은 폐쇄 방향으로 관찰 시 지지 요소(2)의 축방향 단부 영역에서의 압축된 중공 프로파일 기본 요소(1)의 외부 치수(C)를 나타낸다. 가압 후에, 중공 프로파일 기본 요소 외부 치수(C)는 도구 치수(A)와 동일하다. 14는 폐쇄 방향에 수직한, 지지 요소의 축방향 단부 영역에서의 압축된 중공 프로파일 기본 요소(1)의 외부 치수(C)를 나타낸다. 가압 후에, 도구 치수(B)는 중공 프로파일 기본 요소 외부 치수(D)와 동일하다.
도 6은 관 형태의 중공 프로파일 기본 요소의 내부에 위치된 타원형 원통 형태의 본 발명에 따라 사용되는 지지 요소(2)의 변형양태를 도시한다. 여기서 도시된 지지 요소는 상부로부터 저부로의 관통 개구를 갖고, 여기서 이들 지지 요소는 임의로 사용되는 추가적인 IHPF 방법에서 지지 요소를 통한 유체의 유동을 허용한다.
도 7은 중공 프로파일 기본 요소의 내부에 위치되는 타원형 원통 형태의 플라스틱-금속 하이브리드 지지 요소(15)의 변형양태를 도시한다. 한 실시양태에서, 여기서 도시된 지지 요소는 성형된 플라스틱 리브(17)를 갖는 원통형 금속 관(16)을 갖고, 대안적인 실시양태에서, 복수의 금속성 디스크(18) 및 상기 금속성 디스크를 동일한 지지 요소에 연결하는 중심부 원통형 플라스틱 관(19)을 갖는다.
도 8은 왼쪽 그림에서는 상기에 기술된 실시양태 1에 따른 본 발명의 복합 부품을 도시하고, 여기서 중공 프로파일 기본 요소(1)의 벽은 지지 요소(2)의 구조에 의해 미리 결정된 구조부인 크림프(20)를 보여주고, 여기서 플라스틱 요소(3)는 제거되었다. 방법이 완결된 후에, 중공 프로파일 기본 요소의 원래의 타원형 형상은 원형 형상을 취했다. 오른쪽 그림은, 심지어 플라스틱 요소(3)의 기계적 제거 후에도 중공 프로파일 기본 요소(1) 내에 남아 있는 내부 지지 요소(2)를 갖는, 종축을 따라 단면도로서 나타내어진 본 발명에 따른 복합 부품을 도시한다.
도 9는 복수의 보어(21)를 갖고, 단면도에서 플라스틱 적용물(3)에 의해 중공 프로파일 기본 요소의 외부 벽에 고정된 지지 요소(2)를 갖는, 관 형태의 중공 프로파일 기본 요소(1)의, 도 8에 대한 대안적 실시양태를 도시한다. 여기서, 플라스틱은 보어를 통해 지지 요소(2)의 미리 결정된 영역 내로 침투하였고 그것 내에서 경화 또는 응고된다. 따라서 도 9는 상기에 기술된 실시양태 2에 따른 복합 부품을 구성한다.
도 10은 상기에 기술된 실시양태 3에 따른 본 발명에 따른 복합 부품을 도시하고, 여기서 내부 지지 요소(2) 및 적용된 플라스틱 요소(3)를 갖는 중공 프로파일 기본 요소(1)는 복수의 크림프(20) 및 복수의 보어(21) 둘 다를 갖는다.

Claims (17)

  1. a) 개방되는 적어도 하나의 공동, 및 폐쇄 방향으로의 도구 치수(A) 및 폐쇄 방향에 수직한 도구 치수(B)를 갖는 가압 또는 주조 도구를 제공하는 단계,
    b) 5:1 내지 300:1 범위의 직경 대 벽 두께 비를 가지며, 도구 치수(A)보다 0.1 내지 5% 범위만큼 더 큰 외부 치수(C) 및 도구 치수(B)보다 0.1 내지 5% 범위만큼 더 작은 외부 치수(D)를 갖는 적어도 하나의 중공 프로파일 기본 요소를 제공하는 단계로서, 이때 C 및 D에 대한 데이터는 중공 프로파일 기본 요소의 종축 방향에 대한 90° 뷰에 대한 것인, 단계,
    c) 중공 프로파일 기본 요소의 내부 치수 또는 내부 단면 형상과 합동이도록 상응하는 외부 치수 또는 외부 단면 형상을 갖는 적어도 하나의 지지 요소를 제공하는 단계,
    d) 적어도 하나의 지지 요소를, 적어도 하나의 중공 프로파일 기본 요소의 내부에, 중공 프로파일 기본 요소의 외부에서 플라스틱의 적용이 수행될 부위에 도입 및 위치시키고, 그것을 고정하는 단계,
    e) 적어도 하나의 지지 요소를 포함하는 중공 프로파일 기본 요소를 사출 성형 또는 가압 도구의 적어도 하나의 공동 내에 삽입하는 단계,
    f) 사출 성형 또는 가압 도구의 적어도 하나의 공동을 폐쇄하고 중공 프로파일 기본 요소를 적어도 하나의 공동의 폐쇄 방향으로 가압하는 단계,
    g) 용융물 형태의 플라스틱을 중공 프로파일 기본 요소에 외부적으로 적용하고, 사출 압력 또는 가압력에 의해 중공 프로파일 기본 요소를 변형시키는 단계,
    h) 단계 f)에서 중공 프로파일 기본 요소에 적용된 플라스틱 용융물을 냉각시키는 단계, 및
    i) 완성된 복합 부품을 사출 성형 도구로부터 회수하는 단계
    에 의한, 복합 부품의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 방법 단계 d) 동안에 또는 후에, 적어도 하나의 크림프를 외부로부터 중공 프로파일 기본 요소의 벽 내로 적어도 하나의 지지 요소의 영역에 도입시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 방법 단계 b) 전에, 동안에 또는 후에, 적어도 하나의 구멍을 외부로부터 중공 프로파일 기본 요소의 벽 내로 적어도 하나의 지지 요소의 영역에 도입시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 방법 단계 d) 동안에 또는 후에, 적어도 하나의 구멍, 바람직하게는 복수의 구멍을 중공 프로파일 기본 요소의 벽 내로 적어도 하나의 지지 요소의 영역에, 바람직하게는 적어도 하나의 지지 요소의 정확한 위치에 도입시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 방법 단계 d) 후에 및 방법 단계 e) 전에, 적어도 하나의 플라스틱 용융물 용적을, 사출 성형 도구 또는 가압 도구에 이 목적으로 제공된 적어도 하나의 공동 내에 피착시키고, 방법 단계 f)에서, 사출 성형 또는 가압 도구를 폐쇄함으로써, 플라스틱 용융물 용적이 외부로부터 중공 프로파일 기본 요소의 벽에 대해 및 그와 동시에 중공 프로파일 기본 요소 내에 위치된 적어도 하나의 지지 요소에 대해 국부적으로 압축 및 가압되거나, 중공 프로파일 기본 요소 주위에서 가압되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 방법 단계 h) 후에, 금속성 중공 프로파일 기본 요소의 경우, 중공 프로파일 기본 요소의 형상을 변화시키기 위한 추가적인 내부 고압 방법을 지지 요소 및 플라스틱 적용물이 존재하지 않는 부위에서 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 방법 단계 i) 후에, 플라스틱 중공 프로파일 기본 요소의 경우, 중공 프로파일 기본 요소의 형상을 변화시키기 위한 추가적인 블로우-성형 공정을 지지 요소 및 플라스틱 적용물이 존재하지 않는 부위에서 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 방법 단계 i) 후에, 중공 프로파일 기본 요소를, 지지 요소 및 플라스틱 적용물이 존재하지 않는 부위에서의 추가적인 굽힘력의 작용에 의해 적어도 하나의 위치에서 변형시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 방법 단계 d) 후에 및 방법 단계 e) 전에, 중공 프로파일 기본 요소를, 추가적인 굽힘력의 작용에 의해 적어도 하나의 위치에서 변형시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 최종 부품 형상이 곧은 중공 프로파일 기본 요소의 형상에서 벗어나는 경우에, 추가적인 굽힘력을 적용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 변형을, 지지 요소가 중공 프로파일 기본 요소의 내부에 위치한 부위 및 지지 요소가 중공 프로파일 기본 요소의 내부에 위치하지 않는 부위 둘 다에서 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 중공 프로파일 기본 요소와 성형된 플라스틱의 연결이 중공 프로파일 기본 요소의 외부 벽의 표면 처리를 통한, X, Y 및 Z 방향으로의 병진 및 X, Y, 및 Z 축을 중심으로 한 회전에 있어서의 모든 자유도의 차단에 의해 추가적으로 지원되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 표면 처리를 방법 단계 b), c), d) 또는 e) 중 적어도 하나 전에 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 표면 처리를 적어도 하나의 결합제의 적용, 플라즈마 표면 활성화, 레이저 구조화, 화학적 전처리 또는 부가적 적용 공정을 통해 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 화학적 전처리를 산 또는 염기를 사용하여 수행하고, 전처리를 열적 금속 사출 성형 적용 공정을 통한 부가적 적용 방법을 통해 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 방법 단계 f)에서 중공 프로파일 기본 요소의 가압을, 중공 프로파일 기본 요소 내에 위치된 적어도 하나의 지지 요소의 축방향 단부가 위치하는 위치 또는 부위에서 국부적으로 적어도 하나의 공동의 폐쇄 방향으로 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 방법 단계 g)에서 플라스틱의 외부적 적용을, 중공 프로파일 기본 요소 내에 위치된 적어도 하나의 지지 요소의 영역에 국부적으로 제한되는 방식으로 수행하고, 사출 압력 또는 가압력에 의한 중공 프로파일 기본 요소의 변형을 중공 프로파일 기본 요소 내에 위치된 적어도 하나의 지지 요소의 영역에서만 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7147514B2 (ja) 2018-11-30 2022-10-05 横浜ゴム株式会社 樹脂管の製造方法
EP3715083A1 (de) 2019-03-28 2020-09-30 LANXESS Deutschland GmbH Hohlprofil-verbundtechnologie
DE102019209326A1 (de) * 2019-06-27 2020-12-31 Volkswagen Aktiengesellschaft Fahrzeug-Heckklappe sowie Verfahren zur Herstellung einer solchen Fahrzeug-Heckklappe
US20220305706A1 (en) * 2019-09-02 2022-09-29 Lanxess Deutschland Gmbh Hollow-profile Composite Technology
CN112531601A (zh) * 2020-12-22 2021-03-19 南京特塑复合材料有限公司 一种复合材料电缆导管

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5306459A (en) * 1992-04-09 1994-04-26 Illinois Tool Works Inc. Insert molding method using a crush rib
KR20060005366A (ko) * 2003-04-15 2006-01-17 란세스 도이치란트 게엠베하 복합 중공 챔버 부품
US20120189403A1 (en) * 2011-01-24 2012-07-26 Bollhoff Otalu S.A. Tapped insert to be insert moulded and insert moulding method
DE102014019724A1 (de) * 2014-03-17 2015-09-17 Technische Universität Dresden Verfahren zur Herstellung von Strukturelementen aus Funktionselement und Faser-Kunststoff-Verbund-Hohlprofil und Strukturelemente
US20150284035A1 (en) * 2012-10-31 2015-10-08 Daimler Ag Crossmember Arrangement and Method for Production

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2814350A (en) * 1950-01-19 1957-11-26 Solar Aircraft Co Fan blade construction
US3472056A (en) * 1966-11-25 1969-10-14 Walker Mfg Co Pipe bending apparatus and method of bending
US5190803A (en) 1988-11-25 1993-03-02 Bayer Aktiengesellschaft Structural shell with reinforcing ribs connected via perforations
DE3839855A1 (de) 1988-11-25 1990-05-31 Bayer Ag Leichtbauteil
DE4124021C2 (de) 1991-07-19 1994-11-17 Friedrich Niggeloh Gmbh & Co K Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Gußteilen
DE4330860C2 (de) 1993-09-11 2002-08-08 Basf Ag Verfahren zur Herstellung eines flächigen Halbzeugs aus glasmattenverstärkten Propylenpolymerisaten
US5934744A (en) 1997-10-01 1999-08-10 General Motors Corporation Cross car structural beam
US6838041B2 (en) * 1998-03-11 2005-01-04 William W. Rowley Post formation profile processing
DE19929957B4 (de) * 1999-06-29 2010-12-30 Daimler Ag Fügeverbindung und ein Verfahren zur Herstellung derselben, sowie Lenksäule von Kraftfahrzeugen
DE10233300B4 (de) 2002-07-22 2014-09-11 Dieffenbacher GmbH Maschinen- und Anlagenbau Verfahren und Anlage zur Herstellung von faserverstärkten Formteilen
EP1601516A1 (en) * 2003-03-05 2005-12-07 Dow Global Technologies Inc. Structural reinforcement article and process for preparation thereof
DE102004051250A1 (de) * 2004-10-20 2006-04-27 Demag Ergotech Gmbh Verfahren zum Herstellen von langfaserverstärkten Kunststoffformteilen
WO2006102047A1 (en) 2005-03-18 2006-09-28 Dana Corporation Method for joining two components together
DE102007060628A1 (de) 2007-12-15 2009-06-18 Daimler Ag Verfahren zur Herstellung von Verbundbauteilen
JP5826508B2 (ja) * 2011-04-14 2015-12-02 日本発條株式会社 スタビリンクの製造方法
US8534739B2 (en) 2011-05-27 2013-09-17 Ford Global Technologies, Llc Cross car beam assembly including reinforced polymerized elements
DE102011084519A1 (de) 2011-10-14 2013-04-18 Evonik Industries Ag Verwendung einer Mehrschichtfolie für die Herstellung photovoltaischer Module
DE102013213711A1 (de) * 2013-07-12 2015-01-15 Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft, Hallstadt Verfahren zur Herstellung eines Strukturbauteils für Kraftfahrzeuge aus einem Organoblech
DE102013016858A1 (de) * 2013-10-10 2015-04-16 Lisa Dräxlmaier GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Formteils mit faserverstärktem Träger und beidseitig angespritzten Funktionselementen
DE102014014296A1 (de) 2014-09-25 2016-03-31 Audi Ag Hohlprofilbauteil aus einem faserverstärkten thermoplastischen Kunststoff
JP2016130294A (ja) * 2015-01-15 2016-07-21 日東電工株式会社 粘着シート、粘着シートの利用方法及び精密電子機器
EP3558620A1 (de) * 2016-12-23 2019-10-30 LANXESS Deutschland GmbH Hohlprofil-verbundtechnologie

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5306459A (en) * 1992-04-09 1994-04-26 Illinois Tool Works Inc. Insert molding method using a crush rib
KR20060005366A (ko) * 2003-04-15 2006-01-17 란세스 도이치란트 게엠베하 복합 중공 챔버 부품
US20120189403A1 (en) * 2011-01-24 2012-07-26 Bollhoff Otalu S.A. Tapped insert to be insert moulded and insert moulding method
US20150284035A1 (en) * 2012-10-31 2015-10-08 Daimler Ag Crossmember Arrangement and Method for Production
DE102014019724A1 (de) * 2014-03-17 2015-09-17 Technische Universität Dresden Verfahren zur Herstellung von Strukturelementen aus Funktionselement und Faser-Kunststoff-Verbund-Hohlprofil und Strukturelemente

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ES2826437T3 (es) 2021-05-18
KR102413622B1 (ko) 2022-06-27
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EP3369544A1 (de) 2018-09-05
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