KR20220053572A

KR20220053572A - 중공 프로파일 복합 기술

Info

Publication number: KR20220053572A
Application number: KR1020227006367A
Authority: KR
Inventors: 울리히 다예크
Original assignee: 란세스 도이치란트 게엠베하
Priority date: 2019-09-02
Filing date: 2020-08-28
Publication date: 2022-04-29
Also published as: JP7235933B2; JP2022546522A; EP4025403B1; CN114340867A; US20220305706A1; EP4025403A1; WO2021043683A1

Abstract

본 발명은 적어도 하나의 원통형 중공 프로파일 및 특수 사출 몰딩 프로세스에 의해 중공 프로파일에 도입될 수 있는 적어도 하나의 플라스틱으로부터 적어도 하나의 기능 요소를 갖는 복합 구성요소를 제조하는 방법에 관한 것이다. 복합 구성요소의 제조 방법은, a) 적어도 하나의 개방 가능한 공동 및 폐쇄 방향의 몰드 치수(A) 및 몰드의 폐쇄 방향에 직각으로 몰드 치수(B) 및 몰드 치수(A 및 B)의 영역에서 공동의 원주에 대응하는 공동 원주(UW), 및 적어도 하나의 2차 공동을 갖는 사출 몰드를 제공하는 단계, b) 중공 실린더 형태의 적어도 하나의 중공 프로파일을 제공하는 단계로서, 중공 프로파일은, i) 중공 프로파일 원주(UH), 벽 두께(S), 외경(C) 및 길이방향 축(L), ii) 각도(W)를 갖는 적어도 하나의 굽힘부, 및 iii) 길이방향 축(L)을 따라 적어도 하나의 천공(2)을 갖고, 중공 프로파일의 굽힘되지 않은 영역에서, iv) 5:1 내지 300:1 범위의 벽 두께(S)에 대한 외경(C)의 비율을 갖고, 여기서 몰드 접촉 표면(K)의 영역에서의 외경(C)은 몰드 치수(A)보다 0.1% 내지 5% 범위만큼 더 크고 몰드 치수(B)보다 0.1% 내지 5% 범위만큼 더 작으며, v) 외경(C)에 대한 수치는 중공 프로파일의 길이방향 축(L) 방향에서 본 90°를 기준으로 하고, vi) 중공 프로파일 치수 UH = C·π는 폐쇄된 상태에서 적어도 하나의 사출 몰드 공동의 공동 원주(UW)에 대응하며, vii) 몰드 접촉 표면은 중공 프로파일이 있는 폐쇄된 상태에서의 몰드의 밀봉 표면을 나타내는, 단계, c) 적어도 하나의 중공 프로파일을 사출 몰드의 적어도 하나의 공동 내로 배치하는 단계, d) 사출 몰드의 적어도 하나의 공동을 폐쇄하고 적어도 하나의 공동의 폐쇄 방향으로 그 몰드 접촉 표면에서 중공 프로파일을 압축하는 단계, e) 중공 프로파일의 내부로 플라스틱을 사출하고 동시에 중공 프로파일의 적어도 하나의 천공(2)을 통해 적어도 하나의 2차 공동을 충진하는 단계, f) 가스 또는 유체 또는 둘의 조합을 사출하여 중공 프로파일의 2개의 측방향 개구 중 적어도 하나를 통해 여분의 플라스틱을 압출하는 단계, g) e)에서 중공 프로파일 내로 그리고 2차 공동 내로 도입된 플라스틱 용융물을 냉각시키는 단계, 및 h) 사출 몰드로부터 완성된 복합 구성요소를 제거하고 임의로 스프루를 제거하는 단계를 포함하고, 프로세스 단계 a)에서 몰드 치수(A), 몰드 치수(B) 및 공동 원주(UW)에 대한 수치는 중공 프로파일의 굽힘되지 않은 영역이 있는 사출 몰드 영역에 기초한다는 단서 하에, 중공 프로파일은 금속 또는 복합재를 기초로 한다.

Description

중공 프로파일 복합 기술

본 발명은 적어도 하나의 원통형 중공 프로파일 및 특정 사출 몰딩 방법에 의해 중공 프로파일에 도입될 적어도 하나의 플라스틱으로 구성된 적어도 하나의 기능 요소를 갖는 복합 구성요소의 제조 프로세스에 관한 것이다.

지금도, 모터 비클 제조에서 복합 구성요소를 사용하는 경우가 많다. 복합 구성요소는 일반적으로 적어도 하나의 별개로 제조된 플라스틱 요소에 본딩된 금속 폐쇄형 중공 프로파일로 제조된다. 2개의 별개의 구성요소를 제조하고 최종적으로 이들 적어도 2개의 구성요소를 본딩하면 제조 및 조립 복잡성의 수준이 상승된다. 플라스틱 요소(들)에 중공 프로파일의 본딩을 위해, 또한, 나사, 너트, 리벳 등의 형태의 추가 본딩 수단이 요구되며, 이는 일반적으로 더 많은 제조 공간을 필요로 하고 복합 구성요소의 더 높은 중량을 초래한다.

플라스틱만으로 구성된 비교 가능한 복합 구성요소 - 즉, 중공 프로파일과 플라스틱 요소 모두가 플라스틱으로 제조됨 - 은, 단면의 허용 가능한 치수를 고려해 볼 때, 보다 낮은 강도 및 강성 뿐만 아니라 금속 재료로 제조된 등가의 구성요소와 비교하여 급격한 응력 하에서 에너지 흡수의 단점도 나타난다.

WO 01/87568 A1호는 반제품 관형 금속 재료의 유압 성형에 의해 금속/플라스틱 복합재로부터 몰딩을 제조하는 프로세스를 설명하고 있으며, 이를 위해 반제품 재료는 몰딩의 윤곽에 대응하는 몰드 공간을 갖는 적어도 2-부품 몰드 내로 삽입되고, 몰드가 폐쇄되며, 반제품 관형 재료는 그 개방된 단부면에서 압력 밀폐식으로 밀봉되고, 적어도 하나의 단부면으로부터의 폴리머 용융물과 함께 고압 하에 몰드 공간 내에서 성형된다. 폴리머 용융물은 종래의 사출 몰딩 시스템에 의한 사출 몰딩에 의해 반제품 재료로 강제된다. 금속 몰딩의 벽 영역에서 폴리머 용융물이 충분히 고형화된 후, 폴리머 용융물이 몰딩으로부터 변위되어, 내부 플라스틱 코팅을 갖는 금속 몰딩을 획득한다.

EP 3369544 A1호의 발명은 적어도 하나의 중공 프로파일 베이스 구조 및 적어도 하나의 중공 프로파일 베이스 구조의 내부에 위치 설정된 적어도 하나의 지지 요소로부터 복합 구성요소를 제조하는 프로세스에 관한 것이다.

WO 2009/077026 A1호는 중공 프로파일 및 사출 몰딩된 요소로부터 복합 구성요소를 제조하는 프로세스를 설명하고, 사출 몰딩된 요소는 중공 프로파일이 주변 방향으로 캡티브 방식으로 파지되도록 중공 프로파일 상에 외부적으로 몰딩되고, 적어도 하나의 형태-결합(form-fitting) 요소는 중공 프로파일에 형성되고, 중공 프로파일의 단부들 사이의 형상-결합 요소가 중공 프로파일을 제공하기 위해 주변 방향 및 길이방향 범위의 관점에서 제한된 방식으로 성형 또는 몰딩된다는 점에서 사출 몰딩 작업에 포함된다.

EP 3369544 A1호는 적어도 하나의 중공 프로파일 및 적어도 하나의 중공 프로파일 내에 위치될 적어도 하나의 지지 요소로부터 복합 구성요소를 제조하는 프로세스에 관한 것이고, 플라스틱이 외부로부터 중공 프로파일에 적용된다.

DE 202018001599 U1호는 +/-10% 범위의 편차로 180°에서 서로 반대 배열로 2개의 아암으로 링 형태로 둘러싸인 원통형 중공 프로파일을 기초로 하는 데몬스트레이터를 설명하고, 아암은 사출 몰딩에 의한 플라스틱의 외부 적용에 의해 중공 프로파일 상에 장착된다.

종래 기술에 설명된 프로세스의 단점은, 중공 프로파일에 대한 플라스틱의 외부 적용이 중공 프로파일 벽의 국부적 붕괴를 초래하거나, 중공 프로파일 벽의 의도적인 천공을 통해 중공 프로파일에 플라스틱의 제어할 수 없는 침투를 초래할 수 있다는 것이다. 상당한 단점은 또한 굽힘부, 특히 90°의 굽힘부를 갖는 중공 프로파일을 처리할 수 없다는 것이다. 굽힘부를 갖는 중공 프로파일의 경우, EP 3369544 A1호의 경우에서와 같은 지지 본체의 도입 및 이에 따라 중공 프로파일의 붕괴의 방지가 사출 압력 또는 압축 압력으로 인해 불가능하다. EP 3369544 A1호의 프로세스의 단점은 또한, 적절한 지지 요소의 제조를 위한 상류 단계가 각각의 경우에 사용되는 중공 프로파일에 대해 개별적으로 일치되고 미리 제조되어야 한다는 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은 적어도 하나의 굽힘부 및 사출 몰딩에 의해 제조될 적어도 하나의 기능 요소를 갖는 적어도 하나의 얇은 벽 중공 프로파일을 기초로 하는 복합 구성요소를 제조하는 프로세스를 제공하는 것이며, 적어도 하나의 기능 요소는 반경방향으로 그리고 축방향 형태-결합 및 기계적으로 강성인 방식으로 중공 프로파일에 본딩된다.

본 발명의 문맥에서 "얇은 벽"은, 본 발명에 따라 사용하기 위한 중공 프로파일과 관련하여, 바람직하게는 5:1 내지 300:1 범위의 중공 프로파일의 벽 두께에 대한 직경의 비율을 의미한다.

더욱이, 본 발명에 따라 제조되는 복합 구성요소는, 제조 측면에서 또는 강도 및 강성 특성 측면에서, 이에 따라 또한 에너지 흡수 특성 측면에서 단점이 있다고 하더라도 분명히 감소된 정도로 전술한 단점을 가져야 하고, 경제적으로 실행 가능한 제조에서 시스템 또는 모듈 형성을 위한 높은 수준의 기능 통합을 허용해야 한다.

이 목적은 복합 구성요소를 제조하는 프로세스에 의해 달성되고, 이 프로세스는,

a) 적어도 하나의 개방 가능한 공동 및 폐쇄 방향의 몰드 치수(A) 및 몰드의 폐쇄 방향에 직각으로 몰드 치수(B) 및 몰드 치수(A 및 B)의 영역에서 공동의 원주에 대응하는 공동 원주(UW), 및 적어도 하나의 2차 공동을 갖는 사출 몰드를 제공하는 단계,

b) 중공 실린더 형태의 적어도 하나의 중공 프로파일을 제공하는 단계로서, 중공 프로파일은,

i) 중공 프로파일 원주(UH), 벽 두께(S), 외경(C) 및 길이방향 축(L),

ii) 각도(W)를 갖는 적어도 하나의 굽힘부, 및

iii) 길이방향 축(L)을 따라 적어도 하나의 천공(2)을 갖고,

중공 프로파일의 굽힘되지 않은 영역에서,

iv) 5:1 내지 300:1 범위의 벽 두께(S)에 대한 외경(C)의 비율을 갖고, 여기서 몰드 접촉 표면의 영역에서의 외경(C)은 몰드 치수(A)보다 0.1% 내지 5% 범위만큼 더 크고 몰드 치수(B)보다 0.1% 내지 5% 범위만큼 더 작으며,

v) 외경(C)에 대한 수치는 중공 프로파일의 길이방향 축(L) 방향에서 본 90°를 기준으로 하고,

vi) 중공 프로파일 원주 UH = C·π는 폐쇄된 상태에서 적어도 하나의 몰드 공동의 공동 원주(UW)에 대응하며,

vii) 몰드 접촉 표면(K)은 중공 프로파일이 있는 폐쇄된 상태에서의 몰드의 밀봉 표면을 나타내는, 단계,

c) 적어도 하나의 중공 프로파일을 사출 몰드의 적어도 하나의 공동 내로 도입하는 단계,

d) 사출 몰드의 적어도 하나의 공동을 폐쇄하고 적어도 하나의 공동의 폐쇄 방향으로 그 몰드 접촉 표면에서 중공 프로파일을 압축하는 단계,

e) 중공 프로파일의 내부로 플라스틱을 사출하고 동시에 중공 프로파일의 적어도 하나의 천공(2)을 통해 적어도 하나의 2차 공동을 충진하는 단계,

f) 가스 또는 유체 또는 둘의 조합을 사출하여 중공 프로파일의 2개의 측방향 개구 중 적어도 하나를 통해 여분의 플라스틱을 압출하는 단계,

g) e)에서 중공 프로파일 내로 그리고 2차 공동 내로 도입된 플라스틱 용융물을 냉각시키는 단계(고형화), 및

h) 사출 몰드로부터 완성된 복합 구성요소를 제거하고 임의로 스프루를 제거하는 단계를 포함하고,

프로세스 단계 a)에서 몰드 치수(A), 몰드 치수(B) 및 공동 원주(UW)에 대한 수치는 중공 프로파일의 굽힘되지 않은 영역이 있는 사출 몰드 영역과 관련된다는 단서 하에, 중공 프로파일은 금속 또는 복합재를 기초로 하고, 적어도 하나의 2차 공동과 함께 적어도 하나의 개방 가능한 공동은 복합 구성요소의 윤곽을 구성하며 개방 가능한 공동은 적어도 하나의 굽힘부가 있는 관형 형상을 갖는다.

놀랍게도, 본 발명의 프로세스는 중공 프로파일의 내부로 도입된 플라스틱 및 중공 프로파일의 내부 벽에 적용된 플라스틱을 갖는 중공 프로파일로 구성된 복합 구성요소의 제조를 가능하게 하고, 플라스틱은 처음부터 중공 프로파일의 붕괴를 방지한다. 중공 프로파일에 제공된 적어도 하나의 천공(2)을 통해, 하나의 사출 몰딩 작업에서 중공 프로파일의 내부를 통해 적어도 하나의 2차 공동을 충진하고, 이에 따라 적어도 하나의 기능 요소를 중공 프로파일에 결합하는 것이 추가로 가능하다. 본 발명의 프로세스는 전술한 종래 기술에 의해 가공될 수 없는 적어도 하나의 굽힘부를 갖는 중공 프로파일의 사용을 추가로 허용한다.

일 실시예에서, 본 발명은 복합 구성요소에 관한 것으로, 복합 구성요소는,

ii) 각도(W)를 갖는 적어도 하나의 굽힘부, 및

iii) 길이방향 축(L)을 따라 적어도 하나의 천공(2)을 갖고,

중공 프로파일의 굽힘되지 않은 영역에서,

h) 사출 몰드로부터 완성된 복합 구성요소를 제거하고 임의로 스프루를 제거하는 단계에 의해 획득 가능하고,

본 발명은 특히 바람직하게는 복합 구성요소의 제조 방법에 관한 것으로,

a) 적어도 2-부품 사출 몰드는, 복합 구성요소의 윤곽에 대응하는 공동을 갖고,

몰드 접촉 표면(K)을 가지며,

몰드 절반부(4) 및 몰드 절반부(5)를 갖고,

개방될 적어도 하나의 공동과 폐쇄 방향(6)으로 하나의 몰드 치수(A) 및

사출 몰드의 폐쇄 방향(6)에 직각으로 몰드 치수(B) 및

몰드 치수(A) 및 (B)의 영역에서 적어도 하나의 개방 가능한 공동의 원주에 대응하는 공동 원주(UW)를 갖고,

기능 요소(3)를 위한 적어도 하나의 2차 공동이 제공되며,

b) 중공 실린더 형태의 적어도 하나의 중공 프로파일은,

i) 중공 프로파일 원주(UH), 벽 두께(S), 외경(C), 내부 표면(7) 및 길이방향 축(L),

ii) 각도(W)를 갖는 적어도 하나의 굽힘부, 및

iii) 길이방향 축(L)을 따라 적어도 하나의 천공(2)을 갖고,

중공 프로파일(1)의 굽힘되지 않은 영역에서,

iv) 5:1 내지 300:1 범위의 벽 두께(S)에 대한 외경(C)의 비율을 갖고, 여기서 몰드 접촉 표면(K)의 영역에서의 외경(C)은 몰드 치수(A)보다 0.1% 내지 5% 범위만큼 더 크고 몰드 치수(B)보다 0.1% 내지 5% 범위만큼 더 작으며,

vi) 중공 프로파일 원주 UH = C·π는 폐쇄된 상태에서 적어도 하나의 개방 가능한 공동의 공동 원주(UW)에 대응하며,

vii) 몰드 접촉 표면(K)은 중공 프로파일(1)이 있는 폐쇄된 상태에서의 사출 몰드의 밀봉 표면을 나타내고,

c) 적어도 하나의 중공 프로파일(1)은 사출 몰드의 적어도 하나의 개방 가능한 공동 내로 삽입되고,

d) 사출 몰드의 적어도 하나의 개방 가능한 공동은 폐쇄되고 적어도 하나의 개방 가능한 공동의 폐쇄 방향으로 그 몰드 접촉 표면(K)에서 중공 프로파일(1)을 압축하며,

e) 플라스틱은 중공 프로파일(1)의 내부로 사출되고 적어도 하나의 2차 공동은 중공 프로파일(1)의 적어도 하나의 천공(2)을 통해 동시에 충진되며, 중공 프로파일(1)에 잔존하는 플라스틱은 중공 프로파일(1)의 내부 표면(7) 상에 플라스틱 코팅(11)을 남기고,

f) 여분의 플라스틱은 가스나 유체 또는 둘의 조합을 사출하여 중공 프로파일(1)의 2개의 측방향 개구 중 적어도 하나를 통해 압출되며,

g) 프로세스 단계 e)에서 중공 프로파일(1) 내로 그리고 천공(2)을 통해 2차 공동으로 도입된 플라스틱 용융물은 냉각되고,

h) 완성된 복합 구성요소는 사출 몰드로부터 제거되고, 스프루가 임의로 제거되며,

프로세스 단계 a)에서 몰드 치수(A), 몰드 치수(B) 및 공동 원주(UW)에 대한 수치는 중공 프로파일(1)의 굽힘되지 않은 영역이 존재하는 사출 몰드 영역과 관련된다는 단서 하에, 중공 프로파일(1)은 금속 또는 복합재를 기초로 하고, 적어도 하나의 2차 공동과 함께 적어도 하나의 개방 가능한 공동은 복합 구성요소의 윤곽을 구성하며 개방 가능한 공동은 적어도 하나의 굽힘부가 있는 관형 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.

중공 프로파일(1)의 내부에 사출될 플라스틱의 조합 및 중공 프로파일의 벽에 있는 적어도 하나의 천공(2)을 통해 적어도 하나의 기능 요소(3)를 동시에 형성하는 것 및 천공(2)을 밀봉하는 적어도 하나의 2차 공동을 충진하는 것은, X, Y 및 Z 방향으로 병진식으로 그리고 X, Y 및 Z 축을 중심으로 회전식으로 모든 자유도를, 그에 따라 중공 프로파일(1)을 기초로 적어도 축방향, 바람직하게는 축방향 및 반경방향으로 전단 저항(shear-resistant) 및 전단 강성(shear-stiff) 연결을 차단하면서 기능 요소(3)에 대한 중공 프로파일(1)의 형태-결합 본딩을 발생시킨다.

종래 기술에서와 같이 지지 요소를 후속적으로 제거할 필요가 없다. 대신에, 플라스틱이 내부에서 최종적으로 고형화되기 전에 가스 또는 액체를 사출하여 중공 프로파일의 내부로부터 여분의 플라스틱을 다시 제거한다.

의심의 여지를 피하기 위해 일반적인 용어로 또는 임의의 원하는 조합의 바람직한 범위 내에서 언급된 모든 참조 정의 및 파라미터가 포함된다는 점에 유의해야 한다. 본 출원과 관련하여 인용된 표준은 출원일에 유효한 버전을 의미하는 것으로 고려된다. 사출 몰드 및 몰드라는 용어는 본 발명의 문맥에서 동의어로 사용된다.

프로세스 단계 d)에서 압축은 크기의 증가가 발생하지 않고 형상의 변화만이 발생하는 중공 프로파일의 변형을 의미한다. 공차 때문에 중공 프로파일 원주(UH)가 너무 큰 경우, 본질적으로 발생하는 것은 마찬가지로 형상의 변화이다. 몰드 폐쇄 움직임의 종료에 임박하여, 본 발명의 문맥에서, 본 기술 분야의 숙련자는 약간의 원주 감소를 검출할 수 있다.

본 발명의 문맥에서 2차 공동은 중공 프로파일(1) 내의 플라스틱에 연결된 기능 요소(3)에 대해 프로세스 단계 e)에서 사출 몰딩에 충진될 적어도 하나의 공동을 의미하는 것으로 이해된다.

본 발명의 문맥에서 천공은 중공 프로파일(1)의 길이방향 축에 직각으로 벽에 있는 적어도 하나의 개구, 보어 또는 구멍을 의미하는 것으로 이해된다. 본 발명에 따르면, 중공 프로파일의 적어도 하나의 천공(2)은 사출 몰딩에 의해 제조될 적어도 하나의 기능 요소(3)를 형성하는 역할을 한다.

본 발명에 따르면, 중공 실린더 형태의 중공 프로파일(1)이 사용된다. 직선 원형 실린더에 그 길이방향 축을 따라 보어가 있는 경우, 중공 실린더라고 지칭된다. 길이방향 축을 따른 보어의 결과로서, 본 발명에 따라 사용되는 중공 프로파일은 본 발명의 문맥에서 측방향 개구로도 지칭되는 2개의 개방 단부면을 갖는다. 중공 실린더, 이상적으로는 직선 파이프 피스의 경우, 길이방향 축(L) 및 외경(C) 이외에 특정 파라미터는 중공 프로파일 원주 UH = C·및 벽 두께(S)이다. 결과적으로, 본 발명의 문맥에서 대응하는 수치는 본 발명에 따라 사용되는 중공 프로파일의 굽힘되지 않은 영역에 관한 것이다. 본 발명에 따라 사용되는 중공 프로파일(1)은 바람직하게는 튜브이다.

일 실시예에서, 제조 공차의 결과로서 중공 실린더의 형태로 본 발명에 따라 사용되는 중공 프로파일(1)은, 이상적인 원형 원주와 상이할 수 있다. 그 경우, 중공 프로파일 원주(UH) 대 사출 몰드 공동의 접촉 표면의 내부 원주의 비율은 1.001:1 내지 1.1:1의 범위에 있다.

전단 강도는 전단되는 것에 대해, 즉, 인접한 2개의 면을 길이방향으로 이동시키려는 힘에 의한 분리에 대해 재료에 의해 제공되는 저항을 설명하는 물리적 상수이다. 전단 강도는 강성 계수라고도 명명되는 전단 계수에 의해 결정된다. 본 발명의 문맥에서 "전단 저항 방식으로 서로 본딩됨"이 의미하는 것은 적어도 하나의 기능 요소에 대한 중공 프로파일의 형태-결합 본딩이고, 상기 본딩은 중공 프로파일의 축방향, 바람직하게는 축방향 및 반경방향으로 전단 강성이다.

전단 강성은 재료의 전단 계수 G와 단면적 A의 곱이다:

전단 강성 = G·A·k(= G·A_s)

단면 종속 보정 인자 k는 단면에 걸쳐 전단 응력 τ의 비균일 분포를 고려한다. 전단 강성은 흔히 전단 면적 A_s로도 표현된다. 참조: https://de.wikipedia.org/wiki/Steifigkeit.

본 발명의 문맥에서 형태-결합 본딩은 서로 떼려야 뗄 수 없는 본딩에 진입하고 파괴에 의해서만 다시 서로 분리될 수 있는 적어도 2개의 본딩 파트너의 상호 맞물림을 통해 발생한다. 참조: https://de.wikipedia.org/wiki/Verbindungstechnik.

본 발명의 바람직한 실시예

바람직한 또는 대안적인 실시예에서, 적어도 하나의 천공(2)은, 적어도 하나의 기능 요소(3)가 제공되는 위치에서 외부로부터 중공 프로파일(1)의 벽으로 프로세스 단계 b) 전, 도중 또는 후에 구멍 또는 보어의 형태로, 바람직하게는 다중 구멍 또는 보어의 형태로 도입된다. 이 경우, 사출 몰드 공동은 프로세스 단계 a) 이전에 대응하게 조절된다.

바람직한 또는 대안적인 실시예에서, 본 기술 분야의 숙련자는 추가의 조치에 의해 중공 프로파일(1)에 대한 사출 몰딩을 통해 중공 프로파일로 동시에 형성되는 기능 요소(3)의 본딩을 자유롭게 도울 수 있다. 이러한 조치는 중공 프로파일 벽으로 비드, 구멍 또는 보어의 도입, 또는 추가 고정 요소의 적용을 포함한다.

프로세스 단계 f)의 경우, 적어도 하나의 가스 또는 하나의 유체가 사출된다. 가스가 사용되는 경우, 가스 기포가, 바람직하게는 사출기 바늘에 의해 프로세스 단계 e)에서 사출될 플라스틱 용융물의 고온 코어 내로 직접 사출되기 때문에, 가스의 사출 부위에 별개의 압력 밀폐식 밀봉이 필요하지 않은 GIT 프로세스(GIT = gas injection technology(가스 사출 기술))을 사용하는 것이 바람직하다. 유체, 바람직하게는 물이 사용되는 경우에도 동일하게 적용된다. 물 사출 기술은 물 내부 압력 사출 몰딩(WID)이라고도 명명된다. 원론적으로, 물 사출 기술은, 새로 사출된 플라스틱에 가스가 아닌 사출기의 도움으로 물이 사출된다는 점을 제외하면 가스 사출 기술에 대응한다.

프로세스 단계 a)

프로세스 단계 a)는 적어도 하나의 개방 가능한 공동 및 폐쇄 방향의 몰드 치수(A) 및 몰드의 폐쇄 방향에 직각으로 몰드 치수(B) 및 몰드 치수(A 및 B)의 영역에서 공동의 원주에 대응하는 공동 원주(UW), 및 적어도 하나의 2차 공동을 갖는 사출 몰드를 제공하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면, 폐쇄 방향(6)은 사용되는 사출 몰드에 관한 것이고, 몰드 치수(A), 몰드 치수(B) 및 공동 원주(UW)에 대한 수치는 중공 프로파일의 굽힘되지 않은 영역이 있는(있게 될) 사출 몰드의 영역에 관한 것이다.

바람직하게는, 본 발명에 따라 사용하기 위한 사출 몰드는 2개의 몰드 절반부를 갖는다. 그러나, 제조될 복합 구성요소의 구성에 따라, 바람직한 실시예에서 몰드 절반부는 차례로 다중 세그먼트로 구성될 수 있다. 본 기술 분야의 숙련자는 제조될 복합 구성요소에 따라 사용될 사출 몰드의 설계를 조절할 것이다. 프로세스 단계 a)에서 본 발명에 따라 제공되는 사출 몰드 및 그 제조업자에 대한 요약은 특히 W. Michaeli, G. Menges, P. Mohren, Anleitung zum Bau von Spritzgießwerkzeugen [How to Make Injection Molds], 5th fully revised edition, Carl Hanser Verlag Munich Vienna 1999(영어판 2001)에서 찾을 수 있다.

바람직하게는, 본 발명에 따라 사용하기 위한 사출 몰드는 모든 치수 및 형상 공차를 갖는 본 발명에 따라 사용하기 위한 중공 프로파일(1)이 사출 몰드에 비강제적으로 삽입될 수 있도록 다음과 같은 특징을 갖는다:

I. 사출 몰드는 몰드 폐쇄 시에 기능 요소가 제공되지 않는 중공 프로파일(1)의 영역과 관련하여 사출 몰드 공동을 폐쇄하도록 되어야 한다. 이를 위해, 사출 몰드에서, 사출 몰드 공동의 축방향 단부 및 사출 몰딩될 기능 요소(3) 둘레 모두에서, 몰드는 사출 몰드의 폐쇄 동안 중공 프로파일을 그 외경(C)으로부터 몰드 치수(A)로 압축하는 접촉 표면(K)을 가져야 하고, 이는 동시에 외경(C)을 직각으로 몰드 치수(B)로 변경한다.

II. 바람직한 실시예에서, 사출 몰드 내의 중공 프로파일(1)에 대하여 적어도 2개의 몰드 절반부의 접촉 표면은, I에 설명된 압축에 덧붙여, 중공 프로파일이 몰드 치수(A) 및 몰드 치수(B)의 -0.01 내지 -1% 범위만큼 형상으로 추가 압축되도록 실행된다.

III. I 및 II에서 언급된 사출 몰드의 적어도 2개의 몰드 절반부의 접촉 표면들은, 몰드가 폐쇄된 상태에서, 그 전체 범위에 걸쳐 굽힘되지 않은 영역에서 중공 프로파일(1)을 둘러싸고, 바람직하게는 1.0 내지 10.0 mm 범위의 폭, 즉, 중공 프로파일(1)의 축방향에서 본 크기를 갖는다.

IV. 일 실시예에서, 사출 몰드 내의 중공 프로파일(1)에 대해 적어도 2개의 몰드 절반부의 접촉 표면들은 몰드의 이들 영역이 경화된 삽입물에 의해 구성되도록 실행된다. 바람직하게는, 경화된 삽입물은 50 내지 62 HRC 범위의 로크웰 경도를 갖는다. 따라서, 경도는 관례적인 굽힘 및 펀칭 도구의 영역 내에 있다.

참조: https://de.wikipedia.org/wiki/Rockwell_(Einheit).

V. 사출 몰드는 중공 프로파일(1)과의 접촉 표면 사이에서 사출 몰드 공동 외부의 중공 프로파일(1) 둘레에 간극을 제공해야 한다. 밀봉 표면 외부의 이 간극은 바람직하게는 공칭 중공 프로파일 직경, 바람직하게는 튜브 직경의 2% 내지 30%, 보다 바람직하게는 2% 내지 10% 범위이다.

본 발명에 따라 바람직한 중공 프로파일로서 튜브를 사용하는 경우, 타원형 몰드 접촉 표면을 제공하는 것이 바람직하다.

프로세스 단계 b)

중공 프로파일(1)은 프로세스 단계 b) 전에 임의의 위치에서 굽힘력의 작용에 의해 형성된다. 본 발명에 따라 사용되는 중공 프로파일(1)의 적어도 하나의 굽힘부는 프로세스 단계 a) 전에 사출 몰드 공동의 대응하는 조절을 필요로 한다.

프로세스 단계 b)에서, 금속에 기초한 또는 복합재에 기초한, 특히 금속에 기초한 중공 실린더 형태의 적어도 하나의 중공 프로파일은,

ii) 각도(W)를 갖는 적어도 하나의 굽힘부, 및

iii) 길이방향 축(L)을 따라 적어도 하나의 천공(2)을 갖고,

중공 프로파일의 굽힘되지 않은 영역에서,

vii) 몰드 접촉 표면(K)은 중공 프로파일이 있는 폐쇄된 상태에서의 사출 몰드의 밀봉 표면을 나타낸다.

본 발명에 따라 사용하기 위한 중공 프로파일(1)은 다양한 방법에 의해 제조될 수 있고, 다양한 단면 형상을 가지며 다양한 재료로 구성된다. 중공 프로파일은 바람직하게는 다음의 기술, 즉, 스트랜드 프레싱, 스트랜드 드로잉, 심리스 드로잉, 길이방향 용접, 나선형 용접, 와인딩 및 인발 중 적어도 하나를 사용하여 제조된다. 복합재 기반 중공 프로파일과 관련하여, 그 제조에 바람직하게 채용되는 방법은 RTM(resin transfer molding), 진공 사출 및 압축 몰딩을 포함한다. 본 발명에 따라 바람직하게 사용하기 위한 중공 프로파일(1)은 원형 또는 타원형 중공 프로파일 원주(UH)를 갖는다. 본 발명에 따라 사용하기 위한 중공 프로파일을 위한 타원형 중공 프로파일 원주는 이상적인 원형 중공 프로파일 원주로부터 10% 이하만큼 변경된다. 직경 10 cm의 원형 중공 프로파일 원주에 기초하여, 이는 본 발명에 따라 사용하기 위한 타원형 중공 프로파일이 주축에서 11 cm 이하, 보조축에서 9 cm 이하로 측정됨을 의미한다. 바람직하게는, 프로세스 단계 b)에서 제공되는 적어도 하나의 굽힘부를 갖는 중공 프로파일은 0.1 내지 10.0 mm 범위의 벽 두께(S)를 갖는다. 본 발명에 따라 사용되는 중공 프로파일 뿐만 아니라 단부면에서의 2개의 개구는 적어도 하나의 2차 공동의 충진을 위해 그 길이방향 축(L)을 따라 적어도 하나의 천공(2)을 추가로 갖는다.

바람직하게는, 본 발명에 따라 사용되는 금속에 기초한 또는 복합재에 기초한 중공 프로파일은 적어도 하나의 기능 요소를 갖는 복합 구성요소로서 모터 비클에 설치될 수 있도록 60 내지 2000 mm 범위의 길이를 갖는 길이방향 축(L)을 갖는다. 굽힘된 중공 프로파일에 대해 길이 수치를 제공할 때, 본 기술 분야의 숙련자는 "풀린 길이(unwound length)"를 참조한다. 풀린 길이는 굽힘 전에 직선 튜브의 길이이다. 원론적으로, 더 긴 풀린 길이를 갖는 중공 프로파일은 본 발명의 더 긴 복합 구성요소를 제조하기 위해 본 발명에 따라 대안적으로 사용 가능하다. 금속 기반 중공 프로파일의 경우, 강철, 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 사용하는 것이 특히 바람직하다.

본 발명의 문맥에서 용어 "복합재"는 가소성 구성요소인 매트릭스 플라스틱과 적어도 하나의 강화제의 조합에 관한 것이다. 복합재의 기하형상에 따라, 본 기술 분야의 숙련자는 미립자 복합재, 섬유 복합재, 라미네이트, 침투 복합재 및 구조적 복합재를 구별할 것이다. 섬유 복합재는 단섬유, 장섬유 및 연속 섬유 복합재로 분할된다. 복합재의 구성요소 자체가 다시 복합 재료일 수 있다. 미립자 및 섬유 복합재의 경우, 입자 또는 섬유가 매트릭스라고 명명되는 복합재의 다른 구성요소에 임베딩된다. 섬유 복합재에서, 섬유는 하나 이상의 특정 방향으로 연장되거나 우선적인 방향을 가질 수 있다.

섬유 복합재는 층들로 제조될 수 있지만, 결과적으로 연속적인 층이 동일한 유형인 경우에는 여전히 라미네이트가 아니다. 그러나, 여기서 "라미네이트"라는 용어도 사용된다. 라미네이트는 상이한 수의 중첩된 층으로 구성된다.

복합재 기반 중공 프로파일의 경우, 매트릭스 폴리머로서 열가소성 또는 열경화성 수지를 기초로 하는 것이 본 발명에 따라 바람직하다. 사용되는 플라스틱은 바람직하게는 폴리아미드(polyamide)(PA), 폴리알킬렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌(polyethylene)(PE), 폴리프로필렌(polypropylene)(PP) 또는 폴리비닐클로라이드(polyvinylchloride)(PVC)이다. 본 발명의 복합재 기반 중공 프로파일에 사용되는 열가소성 수지는 바람직하게는 폴리아미드 또는 폴리알킬렌 테레프탈레이트이다. 사용되는 폴리아미드는 바람직하게는 나일론-6이다. 사용되는 폴리알킬렌 테레프탈레이트는 바람직하게는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutylene terephthalate)(PBT) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)(PET), 특히 PBT이다. 바람직한 열경화성 수지는 에폭시 수지, 가교결합성 폴리우레탄 또는 불포화 폴리에스테르 수지이다.

복합재를 기초로 하는 중공 프로파일은 적어도 하나의 강화제 뿐만 아니라 매트릭스로서 사용되는 플라스틱을 포함한다. 강화제로서 유리 섬유를 사용하는 것이 바람직하다. 특히 바람직하게는, 강화제는 열가소성 수지 100 질량부당 10 내지 400 질량부 범위의 양으로 사용된다. 일 실시예에서, 본 발명에 따라 사용되는 중공 프로파일은, 강화제가 본질적으로 섬유 매트, 특히 긴 유리 섬유 또는 연속 유리 섬유(continuous glass fiber)(GFRP)를 기초로 하는 유리 섬유 매트의 직물 또는 스크림을 포함하는 열가소성 수지 기반 복합재를 기초로 한다. 그러나, 대안으로서, 탄소 섬유 보강된 플라스틱 기반 복합재(carbon fiber-reinforced plastic-based composite)(CFRP), 아라미드 섬유 보강된 플라스틱 기반 복합재(aramid fiber-reinforced plastic-based composite)(AFRP), 천연 섬유 보강된 플라스틱 기반 복합재(natural fiber-reinforced plastic-based composite)(NFRP) 및 목재 기반 복합재(wood-plastic composite)(WPC)를 사용할 수도 있다. 본 발명에 따르면, 복합재 기반 중공 프로파일은 바람직하게는 다층 복합 파이프, 특히 알루미늄 코어가 본딩층에 의해 양 측면이 가교결합된 플라스틱에 의해 둘러싸인 다층 복합 파이프이고; https://de.wikipedia.org/wiki/Mehrschichtverbundrohr은 폴리에틸렌(PE-XE)을 인용한다.

복합재 기반 중공 프로파일의 경우, 사출 몰딩 프로세스에 의해 폴리아미드 100 질량부당 10 내지 233 질량부의 유리 섬유를 갖는 유리 섬유 보강된 나일론-6으로부터 제조된 것이 특히 바람직하다.

복합재 기반 중공 프로파일에 사용되는 폴리아미드(PA)는 다른 단위로 합성될 수 있으며 다양한 방법에 의해 제조될 수 있다. 특정 용례에서, 이러한 목적을 위해 사용되는 폴리아미드는 단독으로 사용될 수 있거나, 특성의 조합이 구체적으로 조절된 재료를 제공하기 위해 본 기술 분야의 숙련자에게 알려진 방식으로 수정될 수 있다. 또한, 다른 폴리머의 분율을 갖는, 바람직하게는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS)의 분율을 갖는 PA 블렌드가 적합하며, 이 경우에, 그러한 블렌드에서 발생하는 상 불일치를 보상하기 위해 하나 이상의 상용화제를 임의로 사용할 수 있다. 필요한 경우 엘라스토머를 추가하여 폴리아미드의 특성을 개선할 수 있다.

폴리아미드 제조를 위한 다수의 절차가 알려져 있고; 원하는 최종 제품에 따라, 상이한 단량체 단위 또는 다양한 연쇄 전달제(chain transfer agent)가 목표 분자량을 확립하기 위해 사용되거나, 그렇지 않으면 후속적으로 의도된 후처리를 위한 반응성 기를 갖는 단량체가 사용된다.

폴리아미드 기반 복합재에 바람직하게 사용하기 위한 폴리아미드는 용융물에서 중축합(polycondensation에 의해 제조되고; 본 발명의 문맥에서, 락탐의 가수분해 중합이 또한 중축합으로 고려된다.

복합재 기반 중공 프로파일의 제조를 위해 본 발명에 따라 바람직하게 사용하기 위한 폴리아미드는, 디아민 및 디카르복실산 및/또는 적어도 5개의 환원(ring member) 또는 대응하는 아미노산을 갖는 락탐을 기초로 한다. 유용한 반응물은 바람직하게는 지방족 및/또는 방향족 디카르복실산, 보다 바람직하게는 아디프산, 2,2,4-트리메틸아디프산, 2,4,4-트리메틸아디프산, 아젤라산, 세바스산, 이소프탈산, 테레프탈산, 지방족 및/또는 방향족 디아민, 특히 바람직하게는 테트라메틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 1,9-노난디아민, 2,2,4- 및 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌디아민, 이성질체 디아미노디시클로헥실메탄, 디아미노디시클로헥실프로판, 비스아미노메틸시클로헥산, 페닐렌디아민, 크실릴렌디아민, 아미노렌카르복실산, 특히 아미노카프로산, 또는 대응하는 락탐을 포함한다. 언급된 복수의 단량체의 코폴리아미드가 포함된다.

복합재 기반 중공 프로파일에 사용되는 열가소성 수지는 보다 바람직하게는 락탐으로부터 형성된 폴리아미드이고; 이 목적을 위해, 카프로락탐, 특히 바람직하게는 ε-카프로락탐을 사용하는 것이 매우 특히 바람직하다.

활성 음이온 중합에 의해 제조된 폴리아미드 또는 폴리카프로락탐을 주성분으로 하는 활성 음이온 중합에 의해 제조된 코폴리아미드는 복합재 기반 중공 프로파일용 매트릭스 폴리머로서 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 폴리아미드를 제공하기 위한 락탐의 활성 음이온 중합은, 먼저 락탐 중 촉매 용액을 임의로 충격 개질제와 함께 제조하고, 둘째로 락탐 중 활성제 용액을 제조함으로써 산업적 규모로 수행되며, 2개의 용액은 통상적으로 동일한 비율의 조합이 원하는 전체 레시피를 제공하는 그러한 조성을 갖는다. 추가 첨가제가 임의로 락탐 용융물에 첨가될 수 있다. 중합은 80℃ 내지 200℃ 범위의 온도, 바람직하게는 100℃ 내지 140℃ 범위의 온도에서 전체 레시피를 제공하기 위해 개별 용액을 혼합함으로써 수행된다. 유용한 락탐은 6 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 고리형 락탐, 바람직하게는 라우로락탐 또는 ε-카프로락탐, 보다 바람직하게는 ε-카프로락탐을 포함한다. 촉매는 바람직하게는 락탐 중 용액 형태, 특히 바람직하게는 ε-카프로락탐 중 나트륨 카프로락타메이트 형태의 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 락타메이트이다. 본 발명의 문맥에서 사용되는 활성화제는 N-아실락탐 또는 산 클로라이드, 또는 바람직하게는 지방족 이소시아네이트, 보다 바람직하게는 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 올리고머일 수 있다. 사용된 활성화제는 순수 물질 또는, 바람직하게는 N-메틸피롤리돈 중의 바람직하게는 용액일 수 있다.

매트릭스 폴리머로서 복합재 기반 중공 프로파일의 제조에 특히 적절한 폴리아미드는 2.0 내지 4.0 범위, 바람직하게는 2.2 내지 3.5 범위, 매우 특히 2.4 내지 3.1 범위의 m-크레졸 중 상대 용액 점도를 갖는 것이다. 본 발명의 문맥에서 상대 용액 점도 η_rel에 대한 수치는 EN ISO 307에 따라 제공된다. 25℃에서 m-크레졸 용매의 유출 시간 t(0)에 대한 m-크레졸에 용해된 폴리아미드의 유출 시간(t)의 비율은 공식 η_rel = t/t(0)에 의해 상대 용액 점도를 제공한다.

복합재 기반 중공 프로파일의 제조에 특히 적절한 폴리아미드는 추가적으로 매트릭스 폴리머로서 25 내지 90 mmol/kg 범위, 바람직하게는 30 내지 70 mmol/kg 범위, 매우 특히 35 내지 60 mmol/kg 범위의 다수의 아미노 말단기를 갖는 것이다. 아미노 말단기는 전도도 측정법에 의해 결정될 수 있다. 이와 관련하여, 참조: Eidgenoessische Materialpruefungs- und Versuchsanstalt fuer Industrie, Bauwesen und Gewerbe, Zuerich/St.Gallen, Dr. W. Schefer, Report No. 157, 1954.

복합재 기반 중공 프로파일의 제조를 위해, 반결정질 폴리아미드 또는 이에 기초한 화합물을 매트릭스 폴리머로서 사용하는 것이 매우 특히 바람직하다. DE 10 2011 084 519 A1호에 따르면, 반결정질 폴리아미드는 2차 가열 실행 및 용융 피크의 통합에서 ISO 11357에 따른 DSC 방법에 의해 측정된 4 내지 25 J/g 범위의 융해 엔탈피(enthalpy of fusion)를 갖는다. 이와 달리, 비정질 폴리아미드는 2차 가열 실행 및 용융 피크의 통합에서 ISO 11357에 대한 DSC 방법에 의해 측정된 4 J/g 미만의 융해 엔탈피를 갖는다.

복합재 기반 중공 프로파일의 제조를 위해 본 발명에 따라 사용되는 폴리아미드는 나일론-6[CAS No. 25038-54-4] 또는 나일론-6,6[CAS No. 32131-17-2]이다. 양자 모두 Durethan® 상표명 하에 쾰른 소재의 Lanxess Deutschland GmbH로부터 입수할 수 있다.

일 실시예에서, 복합재 기반 중공 프로파일의 제조에 사용되는 열가소성 수지는 적어도 폴리에틸렌(PE)이다. 폴리에틸렌[CAS No. 9002-88-4]은 반결정질 및 비극성 열가소성 수지이다. 중합 조건을 선택하여 몰 질량, 몰 질량 분포, 평균 사슬 길이 및 분지화 정도를 조절할 수 있다. 상이한 밀도에 기초하여, 4개의 주요 유형으로 구별되지만, 약어가 항상 균일하게 사용되는 것은 아니다:

·고밀도 폴리에틸렌, PE-HD 또는 HDPE

·중간 밀도 폴리에틸렌, PE-MD 또는 MDPE

·저밀도 폴리에틸렌, PE-LD 또는 LDPE

·선형 저밀도 폴리에틸렌, PE-LLD 또는 LLDPE.

본 발명에 따라 매트릭스 폴리머로서 사용되는 폴리에틸렌은 가장 바람직하게는 HDPE 또는 LDPE이다.

일 실시예에서, 복합재 기반 중공 프로파일의 제조에 사용되는 열가소성 수지는 적어도 폴리프로필렌(PP)이다. PP[CAS No. 9003-07-0]는 반결정질 열가소성 수지이며 폴리올레핀 그룹의 일부를 형성한다. 폴리프로필렌은 촉매의 도움으로 단량체 프로펜의 중합에 의해 획득된다.

일 실시예에서, 복합재 기반 중공 프로파일의 제조에 사용되는 매트릭스 열가소성 수지는 적어도 하나의 폴리카보네이트(PC)이다. 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판(비스페놀 A), 비스(4-히드록시페닐) 설폰(비스페놀 S), 디히드록시디페닐 설파이드, 테트라메틸비스페놀 A, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산(BPTMC) 또는 1,1,1-트리스(4-히드록시페닐)에탄(THPE)에 기초한 폴리카보네이트를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 비스페놀 A에 기초한 PC의 사용이 특히 바람직하다. 본 발명에 따라 사용하기 위한 PC는, 예를 들어 레버쿠젠 소재의 Covestro AG로부터 Makrolon® 상표명 하에 입수 가능하다.

일 실시예에서, 복합재 기반 중공 프로파일의 제조에 사용되는 매트릭스 열가소성 매트릭스는 적어도 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT)[CAS No. 24968-12-5]이다. PBT는 비스(4-히드록시부틸) 테레프탈레이트 중간체의 중축합을 통해 형성된다. 후자는 부탄-1,4-디올 및 테레프탈산의 에스테르화에 의해 또는 에스테르교환 촉매, 예를 들어 테트라이소프로필 티타네이트의 존재 하에 디메틸 테레프탈레이트와 부탄-1,4-디올의 촉매적 에스테르교환에 의해 제조될 수 있다. 특히 바람직하게 사용하기 위한 PBT는, 디카르복실산을 기준으로, 적어도 80 몰%, 바람직하게는 적어도 90 몰%의 테레프탈산 잔기(residue) 및 디올 성분을 기준으로 적어도 80 몰%, 바람직하게는 적어도 90 몰%의 부탄-1,4-디올 글리콜 잔기를 함유한다. 본 발명에 따라 사용하기 위한 PBT는, 예를 들어 쾰른 소재의 Lanxess Deutschland GmbH로부터 Pocan® 상표명 하에 입수 가능하다.

일 실시예에서, 복합재 기반 중공 프로파일의 제조에 사용되는 매트릭스 열가소성 수지는 적어도 하나의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)이다. PET[CAS No. 25038-59-9]는 단량체 에틸렌 글리콜 및 테레프탈산을 기초로 하는 폴리에스테르 계열로부터 중축합에 의해 제조된 열가소성 폴리머이다. 특히, 바람직하게 사용하기 위한 PET는, 디카르복실산을 기준으로, 적어도 80 몰%, 바람직하게는 적어도 90 몰%의 테레프탈산 잔기 및 디올 성분을 기준으로 적어도 80 몰%, 바람직하게는 적어도 90 몰%의 에틸렌 글리콜 잔기를 함유한다. PET는, 예를 들어 술츠바흐 소재의 Ticona GmbH로부터 공급될 수 있다.

일 실시예에서, 복합재 기반 중공 프로파일의 제조에 사용되는 열가소성 수지는 적어도 폴리비닐클로라이드(PVC)[CAS No. 9002-86-2]이다. 비정질 열가소성 수지인 PVC는 단단하고 부서지기 쉬우며 가소제와 안정제를 첨가함으로써만 부드럽고 성형 가능하며 산업 용례에 적합하게 된다. PVC는 바닥재, 윈도우 프로파일, 파이프, 케이블 절연 및 외장, 및 레코드용으로 사용되는 것으로 알려져 있다. 파이프 및 프로파일에 통상적으로 사용되는 경질 PVC(PVC-U)를 사용하는 것이 본 발명에 따라 바람직하다. 중공 프로파일로서 경질 PVC 튜브는, 예를 들어 독일 쾰른 소재의 ThyssenKrupp Plastics Germany로부터 입수 가능하다.

적어도 하나의 굽힘부(W)는 바람직하게는 천공(2)의 도입 전 또는 후에 제공되는 중공 프로파일, 바람직하게는 파이프에 프로세스 단계 c) 전에 도입된다. 적어도 하나의 굽힘부(W)는 바람직하게는 1°내지 180°범위의 직선 길이방향 축(L)으로부터의 편향을 갖는다. 그러나, 사출 몰드를 조절하면, 나사 또는 아치형 구조의 형태로 복합 구성요소를 달성하기 위해 180°초과의 직선 길이방향 축으로부터의 편차가 또한 가능하다. 예로서, 튜브의 성형은 위에서 이미 인용된 DE 19 946 011 A1호 또는 DE 10 2013 212758 A1호에 설명되어 있다.

프로세스 단계 c)

프로세스 단계 c)에서, 중공 프로파일(1)이 사출 몰드의 적어도 하나의 공동에 삽입된다.

프로세스 단계 b)에서 제공될 중공 프로파일(1)의 구성 뿐만 아니라, 프로세스 단계 a)에서 제공될 사출 몰드의 구성은 마찬가지로 본 발명에 따른 프로세스, 특히 몰드 공동의 삽입 및 밀봉이 어려움 없이 작용하기 위해 중요하다.

중공 프로파일(1)은 여기에서 그 연장 없이 공동으로 삽입된다. 중공 프로파일(1)과 사출 몰드 공동 사이의 결합부의 밀봉은 중공 프로파일 원주(UH)의 형상 변화에 의해서만 실행되며, 중공 프로파일 자체의 원주는 동일하게 유지된다.

둥근 중공 프로파일 원주를 갖는 중공 프로파일, 즉, 튜브 형태의 중공 프로파일의 바람직한 사용의 경우, 바람직하게는 타원형으로의 형상의 변화가 있다. 타원형 중공 프로파일 원주를 갖는 중공 프로파일을 사용하는 경우, 원형 원주로의 형상의 변화가 있는 것이 바람직하다. 적어도 하나의 브래킷으로 사출 몰드에 튜브 형태로 사용되는 중공 프로파일을 고정하는 것이 바람직하다.

바람직하게는, 몰드 접촉 표면(K)에서 사출 몰드의 공동 원주(UW)에 대한 중공 프로파일 원주(UH)의 비율은 1:1 내지 1.1:1 범위이다.

공차의 이유로 인해, 공동 원주(UW)에 비교하여 중공 프로파일 원주(UH)가 너무 큰 경우에도, 간극 또는 결합부가 확실하게 폐쇄되고 이에 따라 사출 몰딩 작업과 관련하여 밀봉된다. 공차를 이유로 한 대형화는 본 발명의 프로세스에서 중요하지 않다.

프로세스 단계 e)에서 중공 프로파일(1) 내로의 본 발명의 플라스틱 사출으로 인해, 여분의 플라스틱 재료가 사출 몰드의 분리 평면 내로 사출되지 않는다. 중공 프로파일(1)에서 적어도 하나의 기능 요소(3)의 동시 구성을 위해 중공 프로파일 벽에 제공된 적어도 하나의 천공(2)으로 인해, 플라스틱은 먼저 목적을 위해 의도된 공동/공동들을 충진한다. 본 발명의 프로세스의 이러한 특성, 사출 몰드의 폐쇄에 따른 중공 프로파일(1)의 형상 변화, 및 이에 따라 동시에 외부 중공 프로파일 표면에 대한 사출 몰드 공동의 밀봉은 중공 프로파일(1)의 내부 표면(7)을 코팅하는 적용된 플라스틱에 고정 본딩된 기능 요소(들)(3)의 동시 구성을 허용한다. 종래 기술에 비교하여 추가 프로세스 단계가 필요하지 않으며, 사이클 시간이 상당히 단축된다.

바람직하게는, 본 발명에 따라 사용하기 위한 사출 몰드 및 또한 본 발명에 따라 사용하기 위한 중공 프로파일(1)은 모든 치수 및 형상 공차를 갖는 중공 프로파일이 프로세스 단계 a)에서 제공되는 몰드에 비강제적으로 삽입될 수 있게 하기 위해 다음과 같은 특징을 갖는다:

I. 사출 몰드의 특성은 몰드가 폐쇄될 때 기능 요소를 위한 제2 공동을 밀봉하도록 되어야 한다. 이를 위해, 2차 공동의 축방향 단부에 사출 몰드의 접촉 표면이 필요하고, 이 접촉 표면은 사출 몰드를 폐쇄 방향으로 폐쇄하는 동안 중공 프로파일(1)을 외경(C)으로부터 몰드 치수(A)로 압축하는 동시에, 외경(C)을 몰드 치수(B)에 대한 폐쇄 방향에 직각으로 변경한다.

II. 일 실시예에서, 사출 몰드 내의 중공 프로파일(1)에 대하여 사출 몰드의 적어도 2개의 절반부의 접촉 표면은, I에 설명된 압축에 덧붙여, 중공 프로파일(1)이 몰드 치수(A) 및 몰드 치수(B)의 -0.01 내지 -1% 범위만큼 형상으로 추가 압축되도록 실행된다.

III. I 및 II에서 언급된 사출 몰드의 적어도 2개의 사출 몰드 절반부의 접촉 표면들은, 몰드가 폐쇄된 상태에서, 그 전체 범위에 걸쳐 중공 프로파일(1)을 둘러싸고, 바람직하게는 1.0 내지 10.0 mm 범위의 폭, 즉, 중공 프로파일의 축방향에서 본 크기를 갖는다.

IV. 일 실시예에서, 사출 몰드 내의 중공 프로파일에 대해 적어도 2개의 사출 몰드 절반부의 접촉 표면들은 사출 몰드의 이들 영역이 경화된 삽입물에 의해 구성되도록 실행된다. 경화된 삽입물은 바람직하게는 50 내지 62 HRC 범위의 로크웰 경도를 갖는다. 따라서, 경도는 관례적인 굽힘 및 펀칭 도구의 영역 내에 있다. 참조: https://de.wikipedia.org/wiki/Rockwell_(Einheit).

V. 사출 몰드는 바람직하게는 공동 외부의 접촉 표면(K) 사이의 중공 프로파일(1) 둘레에 간극을 제공한다. 이 간극은 바람직하게는 1.0 내지 10.0 mm 범위이다.

프로세스 단계 d)

프로세스 단계 d)에서, 사출 몰드가 폐쇄되고 중공 프로파일(1)이 중공 프로파일(1)을 위해 제공된 적어도 하나의 공동의 폐쇄 방향으로 압축된다. 바람직하게는, 압축은 I의 프로세스 단계 c)와 관련된 언급에 설명된 2차 공동/공동들과 나란히 접촉 표면에서 추가로 실행된다.

프로세스 단계 d)에서 사출 몰드 공동에 중공 프로파일(1)을 명확하게 고정하거나 위치 설정하기 위해 사출 몰드에 브래킷을 삽입하는 것이 바람직하다. 사출 몰딩에서 브래킷의 사용은, 예를 들어 DE 3638958 A1호로부터 본 기술 분야의 숙련자에게 알려져 있다.

사출 몰드에서 프로세스 단계 c)에 설명된 접촉 표면(K)에 의해, 프로세스 단계 d)의 중공 프로파일(1)은 사출 몰드의 공동 내에 명확하게 유지되고, 사출 몰딩을 위해 제공된 중공 프로파일(1)의 공동이 밀봉된다.

프로세스 단계 d)에서 사출 몰드의 폐쇄 및 압축은, 몰드 접촉 표면(K)에서 중공 프로파일(1)을 사출 몰드의 공동 구성에 의해 정의된 새로운 형상으로 가압하는 압축력, 및 중공 프로파일을 위한 적어도 하나의 공동과 임의로 적어도 하나의 기능 요소(3)를 위한 적어도 하나의 2차 공동을 밀봉하기 위한 사출 몰딩 프로세스의 폐쇄력을 필요로 한다. 프로세스 단계 d)에서 소비되는 압축력의 수준은 프로세스 단계 b)에서 제공되는 중공 프로파일(1)의 형상에 의해 안내된다. 더욱이, 본 발명에 따라 사용되는 중공 프로파일의 형상, 치수 및 재료 특성은 프로세스 단계 d)에서 인가되는 압축력의 사전 계산에 중요하며, 이는 본 발명에 따른 프로세스의 설계에 있어서 본 기술 분야의 숙련자에 의해 고려되어야 한다.

종래 기술과 달리, 본 발명의 프로세스에서, 사출 몰드의 폐쇄력 수준은, 기능 요소(3)가 중공 프로파일의 내부로부터 직접 동시에 형성되기 때문에, 적용된 플라스틱의 투영 면적에 의해 안내되지 않는다.

일 실시예에서, 프로세스 단계 d)에서 압축을 위해 인가되는 압축력은 사출 몰드의 폐쇄력 미만이다.

바람직하게는, 본 발명에 따르면, 프로세스 단계 d)에서의 압축은 외경(C)이 몰드 치수(A)에 대응할 때까지 실행된다. 이 치수는 완전히 폐쇄된 몰드의 경우에 항상 확립된다. 이로 인해, 임의의 공차가 초래되지 않는다.

보다 바람직하게는, 프로세스 단계 d)에서의 압축은 외경(C)이 몰드 치수(A)에 대응하고 외경(C)이 폐쇄 방향에 직각으로 몰드 치수(B)에 압축될 때까지 실행된다. 여기서, 중공 프로파일 원주(UH)는 몰드의 공동 원주(UW)에 대응한다. 이 경우, 공동은 중공 프로파일에 대해 원주방향으로 밀봉된다.

외경(C)이 너무 작거나 몰드(UW)의 공동 원주가 너무 크며 사출 몰드에 의한 변형이 중공 프로파일 원주(UH) = 공동 원주(UW)의 결과를 달성하기에 불충분한 경우, 이는 간극을 남길 것이다. 이 경우, 중공 프로파일의 공차는 이러한 경우가 발생하지 않도록 선택되어야 한다.

중공 프로파일의 선택된 외경(C)이 너무 크면, 몰드가 완전히 폐쇄되기 전에 외경(C)이 몰드 치수(B)에 도달하게 되어, 중공 프로파일 벽의 접선 압축이 초래된다. 따라서, 이 경우에도, 중공 프로파일(1)의 공차는 압축이 재료의 최대 압축 팽창까지 발생하도록 선택되어야 하지만, 사출 몰드의 분리 표면 사이의 공동으로 중공 프로파일 벽의 편향은 발생하지 않는다.

본 발명에 따르면, 외부 표면은 접촉 표면 상의 압축을 통해 중공 프로파일(1)의 단부에 밀봉된다.

프로세스 단계 e)

프로세스 단계 e)에서, 플라스틱은 용융물의 형태로 사출된다. 중공 프로파일(1)의 2개의 단부면 또는 측방향 개구 중 적어도 하나로부터 또는 적어도 하나의 천공(2)을 통해 사출하는 것이 바람직하다. 이는 중공 프로파일(1)을 내부로부터 사출 몰드의 벽으로 푸시한다. 중공 프로파일에 플라스틱을 외부 적용함으로써 종래 기술에서 발생할 수 있는 중공 프로파일(1)의 붕괴는 본 발명의 프로세스에 의해 배제된다.

본 발명의 프로세스 중에 프로세스 단계 e)에서, 중공 프로파일(1) 내의 용융된 플라스틱은 내부 표면(7)의 벽을 따라 그리고 길이방향 축(L)을 따라 적어도 하나의 천공(2)을 통해 적어도 하나의 2차 공동으로 유동한다. 이러한 방식으로, 프로세스 단계 e)에서, 중공 프로파일(1)의 공동과 적어도 하나의 2차 공동은 모두 한 번의 작업으로 가소화된 플라스틱으로 충진된다. 천공(2)을 통한 사출의 경우, 2차 공동을 충진하기 위해 적어도 하나의 추가 천공(2)이 요구된다.

프로세스 단계 e)에서 채용되는 중공 프로파일에 플라스틱을 도입하기 위한 압력, 온도 및 체적은 사용되는 플라스틱 재료와 플라스틱으로 충진될 중공 프로파일의 기하형상, 및 플라스틱으로 충진될 2차 공동/공동들에 따라 달라진다. 사용되는 플라스틱의 양은 본 발명의 사출 몰딩 프로세스의 설계에서 본 기술 분야의 숙련자에 의해 미리 고려되거나 계산되어야 한다. 중공 프로파일(1)을 플라스틱 재료로 충진하는 데 필요한 사출 압력은 중공 프로파일(1) 벽의 내부 표면(7)에 작용한다. 몰드 접촉 표면(K)은 외부로부터 지지된다. 공동 외부의 접촉 표면 사이에서, 사출 몰드는 바람직하게는 1.0 내지 10.0 mm 범위의 간극을 제공한다. 중공 프로파일(1)의 치수는 바람직하게는 몰드 접촉 표면(K) 사이의 공동 외부에서 사출 압력의 결과로 파열이 발생하지 않도록 되거나, 또는 간극의 치수는 중공 프로파일 재료의 파괴 연신율이 달성되지 않도록 된다.

프로세스 단계 d)에서, 특히 사출 몰드를 폐쇄하는 동안 프로세스 단계 c)에서 설명된 몰드 접촉 표면(K)에 의한 중공 프로파일(1)의 압축은, 프로세스 단계 e)에서 도입된 플라스틱의 누설에 대한 밀봉을 달성한다. 일 실시예에서, 몰드 접촉 표면(K)은 몰드에서의 이들 영역이 경화된 삽입물에 의해 구성되는 방식으로 실행된다.

대안적인 또는 바람직한 실시예에서, 적절한 배열의 2차 공동 또는 공동들에 의해, 중공 프로파일(1)의 굽힘부는 중공 프로파일의 적어도 하나의 천공(2)을 통해 내부로부터 외부로 플라스틱으로 충진된다. 이 2차 공동 또는 공동들의 적절한 조성의 경우, 이러한 방식으로 중공 프로파일(1)의 내부로부터 또는 외부로부터 플라스틱으로 중공 프로파일(1)의 굽힘부를 코팅할 수 있으며, 이는 특히 굽힘부 위치에서 굽힘부(들)를 갖는 복합 구성요소를 추가로 안정화시킨다.

지점 IV 아래의 프로세스 단계 c)의 세부 사항에 설명된 경화된 몰드 삽입물의 실행은, 프로세스 단계 e)에서, 몰드 접촉 표면이 사출 몰드와 중공 프로파일(1) 사이의 유일한 접촉 부위이기 때문에, 몰드 접촉 표면(K) 상의 마모를 감소시키는 역할을 하고, 경화된 몰드 삽입물은 바람직하게는 중공 프로파일의 재료보다 명백하게 더 높은 경도를 갖는다.

프로세스 단계 e)에서 중공 프로파일(1)에 플라스틱을 도입하는 동안, 중공 프로파일(1) 내에 압력이 축적되어, 중공 프로파일(1)의 외부 벽을 몰드 접촉 표면(K)에 대해 푸시한다. 중공 프로파일(1) 자체는 스프루 러너 역할을 하고, 복합 구성요소의 기능 요소(3)에 대한 적어도 하나의 2차 공동이 마찬가지로 내부로부터 외향으로 플라스틱으로 충진될 때 주 분배기 채널 역할을 한다. 본 발명에 따르면, 플라스틱은 사출 몰딩에 의해 중공 프로파일(1) 내로 도입된다.

대안적인 실시예에서, 프로세스 단계 e)에서, 플라스틱은 중공 프로파일의 적어도 하나의 천공(2)을 통해 사출되고, 가스 및/또는 유체의 사출만이 중공 프로파일(1)의 단부면 중 적어도 하나로부터 실행되고, 후속 프로세스 단계 f)에서 반대쪽 단부면에서 플라스틱의 오버플로우가 발생한다.

적어도 하나의 천공(2)에 의해 사출 몰딩에 의해 몰딩될 수 있는 기능 요소(3)는, 바람직하게는 장착될 설치 가능한 구성요소 또는 복합 구성요소 자체를 위한 구조 또는 고정 또는 유지 요소, 특히 나사 돌기, 스냅 끼워맞춤 후크, 용접 또는 밀봉 표면, 파이프라인 또는 호스 조립을 위한 결합 요소, 베어링 부위, 액슬, 하우징, 하우징 절반부, 위치 설정 보조 장치, 조립 보조 장치, 페그, 스터드, 원추, 로터리, 캡을 위한 경사 및 힌지 요소, 뚜껑 또는 밸브이고, 이 열거는 결정적이지 않다.

사출 몰딩

DIN 8580에 따르면, 기하학적 고체 본체의 생산을 위한 제조 프로세스는 6개의 주요 그룹으로 분할된다. 사출 몰딩은 1차 성형인 주요 그룹 2에 할당된다. 특히, 대량 생산 물품에 적합하다. 사출 몰딩의 경우 재작업이 경미하거나 완전히 생략될 수 있으며, 심지어 복잡한 형상과 윤곽도 한 번의 작업으로 제조될 수 있다. 플라스틱 가공의 제조 방법으로서의 사출 몰딩은 원론적으로 본 기술 분야의 숙련자에게 알려져 있고;

참조: https://de.wikipedia.org/wiki/Spritzgie%C3%9Fen.

사출 몰딩에서, 사출 몰딩기는 가공할 플라스틱을 액화 또는 가소화하고 압력 하에 몰드인 사출 몰드에 사출하는 데 사용된다. 본 발명의 문맥에서 간단히 몰드라고도 지칭되는 사출 몰드에서, 가소화된 플라스틱은 냉각의 결과로서 또는 가교결합 반응의 결과로서 다시 고상으로 전환되고, 몰드의 개방 후에는, 완성된 부품으로서 제거된다. 본 발명의 복합 구성요소에서 최종 제품에서 고형화된 플라스틱의 형상과 표면 구조를 결정하는 것은 사용되는 몰드의 공동이다. 오늘날, 사출 몰딩에 의해 10분의 몇 g으로부터 최대 150 kg의 자리수까지 중량 범위의 제품을 생산할 수 있다.

사출 몰딩, 특히 연장된 특정 사출 몰딩 방법은, 형상과 표면 구조, 특히 매끄러운 표면, 터치 친화적 영역의 결정립, 패턴, 인그레이빙 및 색상 효과를 사실상 자유롭게 선택할 수 있다. 경제적 생존력과 함께, 이는 사출 몰딩이 사실상 모든 부문에서 플라스틱 부품의 양산에 가장 일반적으로 사용되는 프로세스가 되게 한다.

사출 몰딩 장치는 적어도 다음 구성요소를 포함한다: 1. 나사 2. 충진 깔때기 3. 펠릿 4. 가소화 배럴 5. 발열체 6. 몰드.

사출 몰딩 장치 내에서 다음 단계가 실행된다: 1. 가소화 및 계량, 2. 사출, 3. 보압(hold pressure) 유지 및 냉각, 및 4. 탈형.

1. 가소화 및 계량

본 발명의 문맥에서 사출 몰딩에 바람직하게 사용되는 열가소성 수지는 입상 재료 형태로 회전 나사의 플라이트 안으로 흘러들어간다. 입상 재료는 나사 팁 방향으로 이송되며, 배럴의 열과 재료의 분열 및 전단에서 발생하는 마찰열에 의해 가열 용융된다. 출구 노즐이 처음에 폐쇄되어 있기 때문에 용융물은 나사 팁의 전방에 수집된다. 나사는 축방향으로 이동 가능하기 때문에, 압력의 결과로 후퇴되고 코르크 마개따기처럼 재료로부터 나사가 빠져나온다. 후방 운동은 유압 실린더 또는 전기 수단에 의해 감쇠되어, 용융물에 배압이 축적된다. 나사 회전과 함께 이 배압은 사출 몰딩 재료로서 사출될 플라스틱을 압축하고 균질화한다.

나사 위치가 측정되고, 작업편 체적에 충분한 사출 몰딩 재료의 양이 수집되는 즉시, 계량 작업이 종료되며 나사 회전이 중지된다. 나사에 가해지는 응력은 마찬가지로 능동적으로 또는 수동적으로 해제되어, 용융물이 압축 해제된다.

2. 사출

사출 페이즈에서, 사출 유닛은 폐쇄 유닛으로 이동되고, 출구 노즐은 이에 대해 가압되며 나사는 반대 측면에서 압력을 받는다. 이는 고압 하에, 바람직하게는 300 내지 2000 bar 범위의 압력에서 용융물을 개방된 출구 노즐 및 사출 몰드의 러너 또는 러너 시스템을 통해 성형 공동 내로 강제한다. 역류 방지 장벽은 유입 깔때기 방향으로 용융물이 역류하는 것을 방지한다.

사출하는 동안, 용융물의 매우 실질적인 층류 유동 특성을 달성하기 위한 시도가 이루어진다. 이는 용융물이 사출 몰드 중에 냉각된 몰드 벽에 접촉하여 고형화된 형태로 "고착"되는 곳에서 즉시 냉각된다는 것을 의미한다. 후속 용융물은 더 높은 속도와 훨씬 더 큰 전단 변형으로 결과적으로 좁아지는 용융물 채널을 통과하게 되며 용융물 전방에서 에지를 향해 팽창 변형을 받게 된다. 몰드 벽을 통한 열의 제거는 전단 가열을 통한 열 공급과 동시에 발생한다. 높은 사출 속도는 용융물이 더 쉽게 유동하도록 하는 전단 속도를 용융물에 생성한다. 높은 전단 속도는 플라스틱 내에서 분자 분해를 증가시킬 수 있기 때문에 빠른 사출이 목표는 아니다. 사출 몰딩에 의해 제조되는 제품의 표면, 그 외관 및 궁극적으로 플라스틱 분자의 배향 상태도 사출 페이즈에 의해 영향을 받는다.

3. 보압 유지 및 냉각

몰드는 플라스틱 재료보다 더 차갑기 때문에, 몰드는 바람직하게는 20 내지 120℃ 범위의 온도를 갖고 플라스틱 재료는 바람직하게는 200 내지 300℃ 범위의 온도를 가지며, 용융물은 몰드에서 냉각되고 사용된 특정 플라스틱, 바람직하게는 열가소성 수지 또는 열가소성 수지 기반 화합물의 응고점에 도달하면 고형화된다.

컴파운딩(Compounding)은 플라스틱 가공과 동의어인 플라스틱 산업의 용어로, 특성 프로파일의 특정 최적화를 위해 혼합물(충전제, 첨가제 등)을 혼합하여 플라스틱을 업그레이드하는 프로세스를 설명한다. 컴파운딩은 바람직하게는 압출기에서 실행되고 이반, 용융, 분산, 혼합, 탈기 및 압력 축적의 프로세스 작업을 포함한다. 참조: https://de.wikipedia.org/wiki/Compoundierung. 따라서, 화합물은 충전제 또는 첨가제가 추가된 열가소성 또는 열경화성 수지를 지칭한다.

각각의 경우에 사용된 플라스틱의 응고점에 도달할 때 냉각은 제조될 제품의 규모 및 표면 품질에 대한 역효과를 갖는 체적 감소가 동반된다. 이러한 수축을 부분적으로 보상하기 위해, 중공 프로파일과 적어도 하나의 2차 공동을 충진한 후에도, 추가 플라스틱 재료가 유입되어 수축을 보상할 수 있게 하기 위해 감압이 유지된다. 이 보압은 스프루가 고형화될 때까지 유지될 수 있다.

보압 페이즈가 종료된 후, 출구 노즐이 폐쇄될 수 있고 사출 유닛에서는 다음 성형을 위한 가소화 및 계량 작업이 미리 시작될 수 있다. 중공 프로파일 및 적어도 하나의 기능 요소 구성의 플라스틱 재료는 플라스틱의 액체 코어인 중심이 고형화되어 탈형에 충분한 강성을 달성할 때까지 잔류 냉각 시간 동안 추가로 냉각된다. 이 작업이 또한 고형화라고도 지칭된다.

이어서, 플라스틱이 더 이상 스프루로부터 빠져나갈 수 없기 때문에 사출 몰딩 유닛이 폐쇄 유닛으로부터 멀리 이동될 수 있다. 이 목적은 더 따뜻한 출구 노즐로부터 더 차가운 스프루로 열이 전달되는 것을 방지하는 것이다.

4. 탈형

적어도 하나의 굽힘부와 적어도 하나의 기능 요소를 갖는 복합 구성요소의 탈형을 위해, 공동이 개방되고 제품이 공동으로 관통하는 핀에 의해 방출된다. 복합 구성요소는 사출 몰드(벌크 재료)로부터 떨어지거나 취급 디바이스에 의해 사출 몰드로부터 제거되고 정렬된 방식으로 배치되거나 추가 처리로 직접 전달된다. 바람직하게는, 이를 위해, 사출 몰드에는 이젝터 면이 제공된다.

사출 몰딩 시에 불가피하게 얻어지는 스프루는 별개의 가공에 의해 제거되거나, 탈형 작업 시에 자동으로 절단된다. 스프루가 없는 사출 몰딩은 또한 러너 시스템이 사용될 플라스틱, 바람직하게는 열가소성 수지, 열경화성 수지 또는 화합물의 고형화 온도 초과로 일정하게 유지되는 핫 러너 시스템에서 가능하므로, 존재하는 재료를 다음 샷에 사용할 수 있다.

사출 몰딩에 의해 가공될 플라스틱

본 발명의 사출 몰딩 프로세스에서 중공 프로파일로 플라스틱을 도입하기 위해 사용되는 플라스틱은 바람직하게는 열가소성 수지 또는 열경화성 수지, 보다 바람직하게는 열가소성 수지이다.

바람직한 열가소성 수지는 폴리아미드(PA), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 및 폴리비닐클로라이드(PVC)이다. 본 발명에 따라 사용되는 중공 프로파일에 사용되는 열가소성 수지는 보다 바람직하게는 폴리아미드 또는 폴리에스테르이다. 사용되는 폴리아미드는 바람직하게는 나일론-6이다. 사용된 폴리에스테르는 바람직하게는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 특히 PBT이다. 바람직한 열경화성 수지는 에폭시 수지, 가교결합성 폴리우레탄 또는 불포화 폴리에스테르 수지이다.

열가소성 수지 또는 열경화성 수지는 바람직하게는 화합물의 형태로 사용된다.

보다 바람직하게는, 프로세스 단계 e)에서 사용되는 플라스틱은 적어도 하나의 강화제와 함께 열가소성 수지로부터 제조된다. 강화제로서 유리 섬유를 사용하는 것이 바람직하다. 특히 바람직하게는, 강화제는 열가소성 수지 100 질량부당 0.1 내지 567 질량부 범위의 양으로 사용된다. 사용된 강화제는 가장 바람직하게는 짧은 유리 섬유 또는 긴 유리 섬유이다. 특히 바람직하게는, 강화제는 열가소성 수지 100 질량부당 10 내지 400 질량부 범위의 양으로 사용된다.

특히 바람직하게는, 프로세스 단계 e)에서, 폴리아미드 100 질량부당 10 내지 400 질량부의 유리 섬유를 갖는 유리 섬유 보강된 나일론-6이 사출 몰딩 프로세스에서 사용된다. 이러한 종류의 화합물은 쾰른 소재의 Lanxess Deutschland GmbH로부터 Durethan® 상표명 하에 입수 가능하다.

대안적으로, 프로세스 단계 e)에서, 열경화성 수지로 구성된 플라스틱 용융물을 사용하는 것이 가능하다. 이 경우, 에폭시 수지, 가교결합성 폴리우레탄 및 불포화 폴리에스테르 수지를 사용하는 것이 바람직하다.

적어도 하나의 강화제와 함께 프로세스 단계 e)에서 열경화성 수지를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 이 경우, 사용된 강화제는 바람직하게는 유리 섬유 또는 탄소 섬유, 특히 유리 섬유이다.

특히 바람직하게는, 열경화성 수지 100 질량부 당 10 내지 100 질량부의 유리 섬유 또는 탄소 섬유가 강화제로서 사용된다.

프로세스 단계 f)

프로세스 단계 f)에서, 여분의 플라스틱은 가스 또는 유체의 사출을 통해 중공 프로파일(1)의 2개의 측방향 오리피스 또는 단부면 중 적어도 하나를 통해 압출된다. 이를 위해, 적어도 하나의 단부면은 가스 또는 유체 사출 유닛을 갖는다. 바람직하게는, 이 가스 또는 유체 사출 유닛은 사출 몰딩 유닛이 있는 단부면에 대해 중공 프로파일의 반대쪽 단부면에 있다. 중공 프로파일이 완전히 충진된 후 가스 또는 유체의 공급은 플라스틱 재료를 사출 몰딩 유닛으로 다시 푸시하여 다음 사이클에서 다시 사용할 수 있게 한다. 가스 또는 유체와 관련하여 인가되는 압력은 50 내지 500 bar 범위이다. 이러한 가스 사출 기술(GIT) 또는 유체 사출 기술(FIT)을 위한 프로세스는 DE 100 24 224 B4호로부터 또는 DE 10 2011 112 913 A1호로부터 모터 비클용 프론트 엔드의 제조에 대해 본 기술 분야의 숙련자에게 알려져 있다. 유체로서 물을 사용하는 것이 바람직하며, 이에 대해 물 사출 기술(WIT)이라는 용어가 일반적으로 사용된다. 프로세스 단계 f)의 결과로서, 중공 프로파일(1)의 내부 표면(7)의 벽에 적용된 플라스틱으로 코팅된 복합 구성요소가 획득된다. 플라스틱의 외부 국소 적용을 갖는 종래 기술과 달리, 중공 프로파일(1) 및 이에 따른 복합 구성요소는, 본 발명의 프로세스에 의해, 그 전체 길이방향 축(L)에 걸쳐 중공 프로파일의 내부 표면(7)의 벽에 플라스틱을 적용함으로써 안정화된다. 따라서, 본 발명의 복합 구성요소는 전술한 종래 기술에 따른 복합 구성요소보다 훨씬 더 안정적이다.

바람직한 실시예에서, 바람직하게는 FIT에 추가하여, 프로세스 단계 f)에서 발사체 사출 기술(projectile injection technology)(PIT)을 사용하는 것이 가능하다. PIT는, 유체에 사출된 발사체의 도움으로, 여전히 용융되거나 가소화된 플라스틱이 중공 프로파일의 2개의 측방향 개구 또는 단부면 중 적어도 하나를 통해 다시 푸시되어 공동을 형성하는 특수 FIT 방법이다. 유체는 가소화된 플라스틱 내에서 발사체를 전방으로 구동시킨다. 결과적인 플라스틱 벽 두께는 발사체에 의해 정확하게 정의되고 균일하게 생성된다. 이 프로세스의 본질적인 특징은 재료 축적 방지를 통한 짧은 사이클 시간과, 중공 프로파일(1)의 내부 표면(7) 벽을 따라 일정한 공동 단면적이다. 바람직하게는 기능 요소의 형성을 위해 튜브 가지를 형성할 가능성이 유지된다. 참조: 기술 문헌: "Projektil-Injektionstechnik geht in Serie”[Projectile Injection Technology Achieves Mass Production], Kunststoffe 11/2006. PIT의 경우, 프로세스 단계 f)에서, 가스 또는 액체는 중공 프로파일(1)의 2개의 측방향 개구 또는 단부면 중 하나를 통해서만 사출된다. DE 10 2014 226 500 A1호를 또한 참조한다.

프로세스 단계 e)가, 바람직한 실시예에서, 사출 몰딩 프로세스에서 폴리아미드 100 질량부당 15 내지 150 질량부의 유리 섬유를 함유하는 유리 섬유 보강된 나일론-6으로 수행되는 경우, 300 내지 1200 bar 사양 범위, 바람직하게는 500 내지 800 bar 사양 범위의 분무 압력이 채용된다. 폴리아미드 몰딩 화합물의 용융 온도는 바람직하게는 260 내지 300℃ 범위이고; 몰드 온도는 바람직하게는 70 내지 90℃ 범위이다. 사출 몰딩기의 유압 도관의 압력은 유압이다. 회전 나사를 통해 플라스틱 용융물에 작용하는 압력은 특정 압력(사양으로 축약됨)이다.

프로세스 단계 g)

프로세스 단계 g)에서, 플라스틱은 냉각되며, 이는 고형화라고도 지칭된다. "고형화"라는 용어는 냉각 또는 화학적 가교결합의 결과로서 프로세스 단계 e)에서 중공 프로파일(1)에 도입된 가소화된 또는 용융된 플라스틱이 고체 본체를 제공하는 경화를 설명한다. 그 결과, 적어도 하나의 천공(2)을 통해 중공 프로파일(1)로부터 플라스틱의 출구를 통해 적어도 하나의 2차 공동에 형성되는 적어도 하나의 기능 요소(3)의 직접 부착으로, 중공 프로파일(1)의 내부 표면(7) 벽에서 전단 강성, 전단 저항, 높은 내구성 및 형태-결합 본딩이 이루어진다.

프로세스 단계 g)의 추가 세부사항은 이미 "보압 유지 및 냉각" 섹션에서 이미 설명되었다.

프로세스 단계 h)

프로세스 단계 h)에서, 플라스틱 용융물의 고형화와 함께, 플라스틱 구성요소의 압력이 더 이상 존재하지 않고 폐쇄력이 사출 몰드의 개방과 함께 소산된 후 완성된 복합재 부품이 사출 몰드로부터 제거된다. 더 상세한 내용은 이미 "탈형" 섹션에서 전술하였다.

GIT 프로세스를 위해 넉넉한 치수의 스프루 단면으로 작업하는 것이 필요하기 때문에, 프로세스 단계 h)에서, 임의로 적어도 플라스틱의 사출 지점에서, 일 실시예에서는 또한 가스 기포의 반대쪽 단부에서 그러한 스프루의 제거가 있다.

복합 구성요소

본 발명에 따라 제조되는 복합 구성요소는 바람직하게는 모터 비클 제조, 특히 자동차 제조를 위해 대응하는 구성에서 사용된다. 이들은 바람직하게는 차체 부품, 특히 대시보드 크로스빔, 프론트 엔드, 엔진 베어링, 안정제, 2점 링크, 3점 링크, (측방향) 완충 장치, 구조 기능이 있는 충돌 요소라고도 지칭되는 크로스 카 빔(cross-car beam)(CCB)이고, 후자는 바람직하게는 문턱 영역, 펜더 지지부 또는 페달에 있으며, 이 열거는 불완전하다. 대시보드 크로스빔은, 예를 들어 US 5934744 A호 또는 US 8534739 B호로부터 알려져 있다.

본 발명의 복합 구성요소에서, 내부 벽에 적용된 중공 프로파일 및 플라스틱은 서로를 보강하고 강화한다. 바람직한 실시예에서, 중공 프로파일(1), 특히 굽힘부에서 적어도 하나의 천공(2)을 통해 내부로부터 외향으로 외부 벽에 적용된 플라스틱은, 굽힘된 복합 구성요소를 안정화시키는 역할을 추가로 수행한다. 본 발명의 프로세스는 추가로 핫 러너로서 중공 프로파일의 활용과 함께 적어도 하나의 기능 요소의 동시 구성을 가능하게 하고, 동시에 플라스틱 구조 또는 플라스틱 표면의 부착을 위한 시스템 또는 모듈 형성의 의미에서 기능의 통합을 허용한다.

본 발명에 따라 사용하기 위한 중공 프로파일(1)의 바람직한 실시예는, 적어도 하나의 천공(2)에 추가하여, 비드 또는 유사한 변형 및/또는 보어 또는 유사한 개구를 갖는다.

특히, 바람직한 실시예는 다음의 도면을 참조하여 설명되며, 복합 구성요소는 항상 적어도 하나의 굽힘부 및 중공 프로파일(1)의 내부(7)에 적용된 플라스틱 코팅이 있는 중공 실린더 형태의 중공 프로파일(1)로 형성된 구성요소이고, 중공 프로파일(1)은, 중공 프로파일(1)의 적어도 하나의 천공(2)을 통해 중공 프로파일의 내부에 GIT 또는 FIT 또는 GIT와 FIT의 조합에 의해 도입된 플라스틱 코팅에 직접 연결된 적어도 하나의 기능 요소(3)를 갖는다.

도 1은 중심축(L), 외경(C), 벽 두께(S), 천공(2) 및 중공 프로파일 원주(UH)를 갖는 중공 실린더 형태로 본 발명에 따라 사용하기 위한 중공 프로파일(1)의 굽힘되지 않은 섹션을 도시한다.
도 2는 중심축(L)을 따라 각도(W)를 갖는 굽힘부와 천공(2)이 있는 중공 프로파일(1)로서 사용되는 중공 실린더를 도시한다.
도 3은 몰딩된 기능 요소(3) 및 중공 프로파일(1) 상의 몰드 접촉 표면(K)과 함께, 도 2에 따른 중공 프로파일(1)에 기초한 본 발명의 복합 구성요소를 도시한다.
도 4는 폐쇄된 상태의 몰드 절반부(4) 및 몰드 절반부(5)와 함께 접촉 표면의 본 발명에 따라 사용되는 사출 몰드의 단면을 도시한다. 몰드 치수(A)는 외경(C)보다 0.1% 내지 5% 작고, 몰드 치수(B)는 외경(C)보다 0.1% 내지 5% 크며, 공동 원주(UW)는 중공 프로파일 원주(UH)와 동일하고; 여기서: UH = C·π.
도 5는 중공 프로파일(1)이 삽입되고 그 내부 표면(7)이 플라스틱을 분무하여 코팅되는 몰드 접촉 표면에서 개방된 상태의 몰드 절반부(4 및 5)가 있는 본 발명에 따라 사용되는 사출 몰드의 단면을 도시한다. (6)은 몰드 폐쇄 방향을 나타낸다. 중공 프로파일 원주의 경우: UH = C·π. 몰드 치수(B)는 외경(C)보다 0.1% 내지 5% 크다.
도 6은 중공 프로파일(1)이 몰드 절반부(4 및 5)를 갖는 본 발명의 몰드와 처음으로 접촉할 때 몰드의 폐쇄 시에 몰드 접촉 표면에서 본 발명에 따라 사용되는 중공 프로파일(1)의 위치를 도시한다. 이 때, 몰드 간극(8)은 여전히 개방되어 있다.
도 7은 몰드가 완전히 폐쇄될 때 몰드 절반부(4 및 5)를 갖는 본 발명의 몰드에 대한 몰드 접촉 표면의 본 발명에 따라 사용되는 중공 프로파일(1)의 위치 및 형상을 도시한다. 원래 외경 ⓒ를 갖는 중공 프로파일(1)은 몰드 접촉 표면(K)에서 몰드 치수(A) 및 몰드 치수(B)를 갖는 몰드 공동으로 압축되었다.
도 8은 본 발명에 따른 프로세스 단계 b) 이전에 제공되는 굽힘된 섹션이 없지만, 적어도 하나의 기능 요소(3)를 몰딩하기 위한 원형 천공(2)을 갖는 중공 프로파일(1)의 단면을 도시한다.
도 9는 도 8의 대안적인 실시예를 도시한다: 중공 프로파일(1)의 굽힘되지 않은 영역은 프로세스 단계 b) 전에 제공되는 직사각형 천공(2)을 갖는다. 직사각형 개구의 짧은 측면은 프로세스 단계 e)에서 중공 프로파일(1) 내로 사출될 플라스틱과의 개선된 형태-결합을 보장하기 위해 내향으로 크림핑된다.
도 10은 본질적으로 도 8의 도면에 대응하고 원형 천공(2)을 도시하며, 천공의 에지는 프로세스 단계 e)에서 중공 프로파일(1) 내로 사출될 플라스틱과의 개선된 형태-결합을 보장하기 위해 내향으로 크림핑된다.
도 11은 본질적으로 도 8의 도면에 대응하고 원형 천공(2)을 도시하며, 천공의 에지는 프로세스 단계 e)에서 중공 프로파일(1) 내로 사출될 플라스틱과의 개선된 형태-결합을 보장하기 위해 외향으로 크림핑된다.
도 12는 원형 천공(2) 및 몰딩된 기능 요소(3)를 갖는 중공 프로파일(1)을 기초로 하는, 만곡된 섹션이 없는 복합 구성요소의 영역을 도시한다. 프로세스 단계 f)에서 플라스틱을 사출하고 여분의 플라스틱을 가스로 분출한 후, 내부 플라스틱 코팅(11)은 중공 프로파일 내에, 즉, 내부 표면(7)의 벽에 남아 있다.
도 13은 원형 천공(2) 및 몰딩된 기능 요소(3)를 갖는 중공 프로파일(1)을 기초로 하는, 만곡된 섹션이 없는 복합 구성요소의 영역을 도시한다. 프로세스 단계 f)에서 플라스틱을 사출하고 여분의 플라스틱을 가스로 제거한 후, 내부 플라스틱 코팅(11)은 중공 프로파일 내에, 즉, 내부 표면(7)의 벽에 남아 있다. 몰딩된 기능 요소(3)는 또한 도 13의 도면에 따라 분출된다.
도 14a는 4개의 굽힘부 및 다수의 천공(2)을 갖는 중공 프로파일(1)을 도시한다.
도 14b는 4개의 굽힘부와 6개의 몰딩된 기능 요소(3)를 갖는 도 14a에 따른 중공 프로파일(1)에 기초한 대시보드 크로스빔으로서 구성된 본 발명의 복합 구성요소를 도시하는데, 그 중에 (3i)은 A 필러(좌측 및 우측)에 대한 고정 요소를 나타내고, (3ii)는 벌크헤드에 대한 버팀대를 나타내며, (3iii)은 조향 컬럼용 고정 요소를 나타내고, (3iiii)은 인포테인먼트 및 공조 시스템용 통합 리셉터클이 있는 센터 콘솔에 대한 버팀대를 나타내며, (3iiiii)은 글로브박스 및 에어백용 장착부 및 리셉터클을 나타낸다.

예

다음 파라미터는 프로세스 단계 e)에서 사용될 플라스틱으로서 Durethan®BKV30(쾰른 소재의 Lanxess Deutschland GmbH의 유리 섬유 보강된 나일론-6 30 중량%)을 갖는 중공 프로파일 형태의 관형 테스트 사출 몰드에 대한 실험 V1의 프로세스 단계 f)에서 GIT 프로세스에 채용된다: 사출 압력 약 700 bar 사양, 용융 온도 280℃, 몰드 온도 80℃, 사출 속도 최대 150 mm/s, 사이클 시간 94초.

가스 사출 파라미터: 가스 사출 지연 3.5초, 80 bar에서 3초 동안 몰드 분출, 45초 동안 175 bar의 가스 압력 유지, 20초에 걸쳐 가스 압력 강하.

GIT 프로세스 절차 단계:

1. 가스 도입 지연

2. 설정 압력에서 몰딩 분출

3. 가스 보압의 축적/해제

4. 가스 압력 유지

5. 가스 압력 해제

6. 몰딩으로부터 압력 제거

실험 V2, V3, V4 및 V5는 다음의 WIT 프로세스 절차 단계를 갖는 WIT 프로세스에 의해 프로세스 단계 e)에서 사용될 플라스틱으로서 Durethan®BKV30(쾰른 소재의 Lanxess Deutschland GmbH의 유리 섬유 보강된 나일론-6 30 중량%)을 갖는 중공 프로파일 형태의 V1에서와 동일한 방식으로 제조된 관형 테스트 몰드에 대해 수행하였다.

1. 입구 밸브까지 수압의 축적

2. 설정 압력에서 몰딩에 수압 도입

3. 물 보압의 축적/해제

4. 수압 유지

5. 수압 해제

6. 몰딩으로부터 물을 제거

표 1은 물 사출 및 가스 사출을 위한 압력 생성 유닛(Maximator에서 제공)의 압력 및 압력 프로파일의 실험 설정을 나타낸다.

표 2는 2개의 분출 공동과 스프루 게이트를 제어하는 코어 풀링 시스템의 구동에 대한 유압(<Pressure>) 및 시간(<Delay time>)의 실험 파라미터를 나타낸다.

사용된 재료:

재료 1: Durethan®KU2-2224/30 H2.0, Pt.30CD4C0560;Fb.900116

재료 2: Durethan®KU2-2224/30 H2.0, Pt.30CD2N0630;Fb.901510

재료 3: Durethan®KU2-2224/30 H2.0, JADE 3576 B

재료 1은 GIT 및 WIT 방법으로 비교하였다. 재료 2와 재료 3은 WIT 방법으로 서로 비교하였다. 표 1은 주석 아래에 각각의 실험에 대한 재료 할당을 설명한다.

GIT 설정에 대한 의견:

GIT 공장에 대한 설정 파라미터의 변동은 GIT 튜브의 내부 표면에 어떠한 개선도 가져오지 않았다. 균일한 품질로 완전 자동화된 사이클을 실행할 수 있었다.

WIT 설정에 대한 의견:

실험 프로토콜의 V5에 대한 WIT 설정으로 가장 짧은 사이클 시간이 달성되었다. V3 및 V4의 재료로 분배기에서 게이트 형성이 훨씬 더 드물게 발생하였다. 별개의 큰 가스 기포의 결과로서 거부된 재료에 대한 관찰은 여기에서 없었다. 완전히 자동화된 사이클을 실행할 수 있었다.

Claims

복합 구성요소의 제조 방법으로서,
a) 적어도 하나의 개방 가능한 공동 및 폐쇄 방향의 몰드 치수(A) 및 몰드의 폐쇄 방향에 직각으로 몰드 치수(B) 및 몰드 치수(A 및 B)의 영역에서 공동의 원주에 대응하는 공동 원주(UW), 및 적어도 하나의 2차 공동을 갖는 사출 몰드를 제공하는 단계,
b) 중공 실린더 형태의 적어도 하나의 중공 프로파일을 제공하는 단계로서, 중공 프로파일은,
i) 중공 프로파일 원주(UH), 벽 두께(S), 외경(C) 및 길이방향 축(L),
ii) 각도(W)를 갖는 적어도 하나의 굽힘부, 및
iii) 길이방향 축(L)을 따라 적어도 하나의 천공(2)을 갖고,
중공 프로파일의 굽힘되지 않은 영역에서,
iv) 5:1 내지 300:1 범위의 벽 두께(S)에 대한 외경(C)의 비율을 갖고, 여기서 몰드 접촉 표면(K)의 영역에서의 외경(C)은 몰드 치수(A)보다 0.1% 내지 5% 범위만큼 더 크고 몰드 치수(B)보다 0.1% 내지 5% 범위만큼 더 작으며,
v) 외경(C)에 대한 수치는 중공 프로파일의 길이방향 축(L) 방향에서 본 90°를 기준으로 하고,
vi) 중공 프로파일 원주 UH = C·π는 폐쇄된 상태에서 적어도 하나의 사출 몰드 공동의 공동 원주(UW)에 대응하며,
vii) 몰드 접촉 표면은 중공 프로파일이 있는 폐쇄된 상태에서의 몰드의 밀봉 표면을 나타내는, 단계,
c) 적어도 하나의 중공 프로파일을 사출 몰드의 적어도 하나의 공동 내로 도입하는 단계,
d) 사출 몰드의 적어도 하나의 공동을 폐쇄하고 적어도 하나의 공동의 폐쇄 방향으로 그 몰드 접촉 표면에서 중공 프로파일을 압축하는 단계,
e) 중공 프로파일의 내부로 플라스틱을 사출하고 동시에 중공 프로파일의 적어도 하나의 천공(2)을 통해 적어도 하나의 2차 공동을 충진하는 단계,
f) 가스 또는 유체 또는 둘의 조합을 사출하여 중공 프로파일의 2개의 측방향 개구 중 적어도 하나를 통해 여분의 플라스틱을 압출하는 단계,
g) e)에서 중공 프로파일 내로 그리고 2차 공동 내로 도입된 플라스틱 용융물을 냉각시키는 단계, 및
h) 사출 몰드로부터 완성된 복합 구성요소를 제거하고 임의로 스프루를 제거하는 단계를 포함하고,
프로세스 단계 a)에서 몰드 치수(A), 몰드 치수(B) 및 공동 원주(UW)에 대한 수치는 중공 프로파일의 굽힘되지 않은 영역이 있는 사출 몰드 영역과 관련된다는 단서 하에, 중공 프로파일은 금속 또는 복합재를 기초로 하는, 방법.
제1항에 있어서, 적어도 하나의 천공(2)은, 적어도 하나의 기능 요소가 제공되는 위치에서 외부로부터 중공 프로파일의 벽으로 프로세스 단계 b) 전, 도중 또는 후에 적어도 하나의 구멍 또는 보어, 바람직하게는 다중 구멍 또는 보어의 형태로 도입되는 것을 특징으로 하는, 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 플라스틱을 중공 프로파일에 사출하여 동시에 형성되는 기능 요소를 중공 프로파일에 본딩하는 것은 추가의 조치에 의해 보조되는 것을 특징으로 하는, 방법.
제3항에 있어서, 조치는 중공 프로파일 벽으로 비드, 구멍 또는 보어의 도입, 또는 추가 고정 요소의 적용을 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 사용된 금속은 강철, 알루미늄 또는 알루미늄 합금인 것을 특징으로 하는, 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 중공 프로파일은 원형 또는 타원형 단면을 가지며, 타원형 단면은 원형 단면으로부터 10% 이하만큼 변경되는 것을 특징으로 하는, 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 중공 프로파일은 0.1 내지 10.0 mm 범위의 벽 두께(S)를 갖는 것을 특징으로 하는, 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 중공 프로파일은 60 내지 2000 mm 범위의 길이방향 축(L)을 갖는 것을 특징으로 하는, 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 금속, 합금, 열가소성 수지 및 열경화성 수지의 그룹으로부터의 적어도 하나의 재료가 중공 프로파일의 제조에 사용되는 것을 특징으로 하는, 방법.
제9항에 있어서, 사용된 금속은 강철, 알루미늄, 마그네슘, 티타늄, 주석, 아연, 납, 은, 금, 황동 또는 합금이고, 사용된 열가소성 수지는 폴리아미드, 폴리알킬렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리비닐클로라이드이고, 사용된 열경화성 수지는 에폭시 수지, 가교결합성 폴리우레탄 또는 불포화 폴리에스테르 수지인 것을 특징으로 하는, 방법.
제10항에 있어서, 사용된 폴리아미드는 나일론-6이고 사용된 폴리알킬렌 테레프탈레이트는 폴리부틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 특히 폴리부틸렌 테레프탈레이트인 것을 특징으로 하는, 방법.
제10항 또는 제11항에 있어서, 적어도 하나의 강화제, 바람직하게는 열가소성 수지 100 질량부당 10 내지 400 질량부 범위의 양의 강화제를 갖는 열가소성 수지가 사용되는 것을 특징으로 하는, 방법.
제12항에 있어서, 사용된 중공 프로파일은 강화제가 본질적으로 섬유 매트, 특히 길이방향 유리 섬유 또는 연속 유리 섬유를 기초로 하는 유리 섬유 매트의 직물 또는 스크림을 기초로 하는 열가소성 수지 기반 복합재인 것을 특징으로 하는, 방법.
중공 실린더 형태의 적어도 하나의 중공 프로파일 및 적어도 하나의 굽힘부를 포함하는 복합 구성요소로서, 복합 구성요소의 내부 벽은 플라스틱으로 코팅되며, 중공 프로파일 내의 플라스틱을 통해 별개의 본딩 부위에서 중공 프로파일에 점착력있게 본딩된 적어도 하나의 기능 요소를 갖고, 중공 프로파일은 5:1 내지 300:1 범위의 직경/벽 두께 비율을 갖는, 복합 구성요소.
제14항에 있어서,
a) 적어도 하나의 개방 가능한 공동 및 폐쇄 방향의 몰드 치수(A) 및 몰드의 폐쇄 방향에 직각으로 몰드 치수(B) 및 몰드 치수(A 및 B)의 영역에서 공동의 원주에 대응하는 공동 원주(UW), 및 적어도 하나의 2차 공동을 갖는 사출 몰드를 제공하는 단계,
b) 중공 실린더 형태의 적어도 하나의 중공 프로파일을 제공하는 단계로서, 중공 프로파일은,
i) 중공 프로파일 원주(UH), 벽 두께(S), 외경(C) 및 길이방향 축(L),
ii) 각도(W)를 갖는 적어도 하나의 굽힘부, 및
iii) 길이방향 축(L)을 따라 적어도 하나의 천공(2)을 갖고,
중공 프로파일의 굽힘되지 않은 영역에서,
iv) 5:1 내지 300:1 범위의 벽 두께(S)에 대한 외경(C)의 비율을 갖고, 여기서 몰드 접촉 표면(K)의 영역에서의 외경(C)은 몰드 치수(A)보다 0.1% 내지 5% 범위만큼 더 크고 몰드 치수(B)보다 0.1% 내지 5% 범위만큼 더 작으며,
v) 외경(C)에 대한 수치는 중공 프로파일의 길이방향 축(L) 방향에서 본 90°를 기준으로 하고,
vi) 중공 프로파일 원주 UH = C·π는 폐쇄된 상태에서 적어도 하나의 몰드 공동의 공동 원주(UW)에 대응하며,
vii) 몰드 접촉 표면은 중공 프로파일이 있는 폐쇄된 상태에서의 몰드의 밀봉 표면을 나타내는, 단계,
c) 적어도 하나의 중공 프로파일을 사출 몰드의 적어도 하나의 공동 내로 도입하는 단계,
d) 사출 몰드의 적어도 하나의 공동을 폐쇄하고 적어도 하나의 공동의 폐쇄 방향으로 그 몰드 접촉 표면에서 중공 프로파일을 압축하는 단계,
e) 중공 프로파일의 내부로 플라스틱을 사출하고 동시에 중공 프로파일의 적어도 하나의 천공(2)을 통해 적어도 하나의 2차 공동을 충진하는 단계,
f) 가스 또는 유체 또는 둘의 조합을 사출하여 중공 프로파일의 2개의 측방향 개구 중 적어도 하나를 통해 여분의 플라스틱을 압출하는 단계,
g) e)에서 중공 프로파일 내로 그리고 2차 공동 내로 도입된 플라스틱 용융물을 냉각시키는 단계, 및
h) 사출 몰드로부터 완성된 복합 구성요소를 제거하고 임의로 스프루를 제거하는 단계에 의해 획득 가능하고,
프로세스 단계 a)에서 몰드 치수(A), 몰드 치수(B) 및 공동 원주(UW)에 대한 수치는 중공 프로파일의 굽힘되지 않은 영역이 있는 사출 몰드 영역과 관련된다는 단서 하에, 중공 프로파일은 금속 또는 복합재를 기초로 하는, 복합 구성요소.
제14항 또는 제15항에 있어서, 복합 구성요소는 차체 부품, 특히 크로스 카 빔, 프론트 엔드, 엔진 베어링, 안정제, 2점 링크, 3점 링크, 완충 장치, 충돌 요소, 펜더 지지부 또는 페달인 것을 특징으로 하는 복합 구성요소.