制造第一物体和第二物体的组件制造技术

为了制造第一物体和第二物体的组件，首先通过将可流动复合物(1)引入第一物体形状，然后使其经受硬化过程，该硬化过程导致可流动复合物(1)的化学组成变化，从而产生第一物体或其一部分来制造第一物体。然后，将第一物体相对于第二物体定位，通过输入能量使改性复合物的硬化制品的流动部分(48、91)变得可流动。产生流动部分(48、91)和第二物体的结构(153)的相互渗透区，并允许流动部分(48、91)重新固化，由此，重新固化的流动部分(48、91)和第二物体的结构(153)之间的相互渗透区将第一物体和第二物体固定至彼此。二物体固定至彼此。二物体固定至彼此。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制造第一物体和第二物体的组件
专利

[0001]本专利技术属于机械工程和建筑领域，涉及一种制造第一物体和第二物体的组件的方法。
[0002]专利技术背景
[0003]从WO 98/42988和从WO 00/79137以及从WO 2006/002569或WO 2015/18130或WO 2018/172385，它们通过引用整体并入本文，教导将第一物体锚固在第二物体中的方法。第一物体包含处于固态的热塑性材料，即具有热塑性性质的材料。为了锚固，在能量尤其是机械振动能冲击的同时使第一物体与第二物体物理接触。由于能量的作用，热塑性材料的流动部分流入第二物体的结构中，以在重新固化后产生第一物体在第二物体中的锚固。流动部分流入其中的结构主要是由于第二物体的性质而存在的结构，所述第二物体可以例如是木材(在这种情况下，所述结构是由木材材料中的不规则部形成的)、木材复合材料或具有孔隙或其他不规则部的其他人造材料诸如具有纤维结构等的物体。
[0004]在WO 2016/071335中，其通过引用整体并入本文，教导一种将第二物体锚固在第一物体中的方法。在此，第一物体包含处于固态的热塑性材料，而第二物体具有耦合结构。使第二物体与第一物体接触，将机械振动能耦合到第二物体中，直到热塑性材料的流动部分被液化并流入耦合结构中，以在重新固化后通过重新固化的热塑性材料相互渗透耦合结构产生刚性配合连接。
[0005]这两种方法的共同点是，物体中的一个相对于物体中的另一个被锚固。更具体地说，其中物体中的一个通过一个物体的结构被另一个物体的材料相互渗透被锚固在另一个物体中，这导致类似于根部被锚固的锚固效果。这主要是刚性配合连接。第一物体的重新固化材料(改性复合物的流动部分)和第二物体的材料的相互渗透可通过机械粘合引起固定。这意味着重新固化材料填充第二物体内的空隙或孔隙。因此，第一物体和第二物体通过互锁固定在一起。因此，空隙或孔隙的尺寸可以变化，使得互锁现象随着不同的长度尺度发生。然而，也许除了互锁现象，例如通过热塑性焊接的互锁现象之外，不排除产生物质与物质的粘结(化学粘合)。第一物体和第二物体的材料可以形成相互渗透区中的复合物。可以形成共价键合或离子键合，但也可能发生氢键合。
[0006]已证明这种键合产生快速制造和可靠的粘结。一个可能的缺点是，第一物体和第二物体之一需要包含热塑性材料。热塑性部件通常是用高温方法诸如注塑成型成型的。这种方法倾向于耗能的，并将包括填充材料的可能的材料的可用性限制在能够承受该方法的材料。另一个可能的缺点是，通过这种方法粘结的物体不容易以明确分离不同材料的方式拆卸。这可能对于回收过程是不利的。
[0007]专利技术概述
[0008]本专利技术的目的是提供制造第一物体和第二物体的组件的新方法，其中第一物体和第二物体粘结至彼此。
[0009]根据本专利技术的第一方面，提供一种制造第一物体和第二物体的组件的方法，该方法有两个主要阶段：
[0010]在第一阶段，第一物体在可以例如尤其是非热成型过程的成型过程中被制造。在该阶段，可流动复合物被成型(浇铸或挤出)为第一物体形状。成型过程可以是浇铸过程，例如可以使用模具。然后，该复合物经受硬化反应，该硬化反应导致可流动复合物的化学组成的变化，由此产生改性复合物的硬化制品，所述制品构成第一物体的至少一部分，例如构成整个第一物体。
[0011]第一物体形状是第一物体或其至少一部分在随后的第二阶段开始时具有的形状。尤其，至少在第二阶段形成流动部分的那部分的表面在将可流动复合物引入第一物体形状的步骤中被界定，例如被所用的模具界定。在其中在第二阶段第一物体压紧第二物体的实施方案中，第一物体的在压制开始时与第二物体接触的那些表面部分可能属于第一物体形状的表面部分。
[0012]在实施方案中，成型过程不包括加热可流动复合物或引入热以使复合物液化变得可流动的步骤。成型过程尤其可以是冷转变，即无需主动加热可流动复合物或将复合物加热至高温以变得可流动而发生的转变。例如，成型过程可以发生在室温下，或者发生在成型过程在处于为室温的环境中的非加热的模具中进行时复合物达到的温度下。但不排除由于成型过程可能是放热或吸热的，在成型过程中和作为其结果，复合物的温度可能高于或低于室温。
[0013]改性复合物具有可通过热过程，即通过引入能量而液化的性质。该性质特别是在产生改性复合物的成型过程之后存在，但其另外可能在成型过程之前存在。在实施方案中，复合物可由适当的溶剂溶解，该溶剂优选地是无害或无毒的，最优选地是水。这意味着复合物可以在成型过程之前被溶解，以变得可流动。当然，在成型过程中也可以使用(另外的)溶剂以增加可流动复合物的可流动性。
[0014]在第二阶段，第一物体和第二物体粘结至彼此。在该粘结过程中，通过输入能量使改性复合物的流动部分可逆地流动，在该可流动的状态下，产生改性复合物的流动部分和第二物体的结构的相互渗透区。
[0015]‑
在第一组实施方案中，粘结过程(第二阶段)包括使至少一部分能量，例如振动能，冲击第一物体，直到流动部分变得可流动，并使流动部分渗透到第二物体的结构中。在此，可以使第一物体至少局部地压紧第二物体的表面。流动部分渗入的结构可以包括第二物体的实际或原位制造的孔隙。在本文使用的术语中，“孔隙”应理解为包括材料中规则或不规则排列的空隙；这包括不规则排列和尺寸分布的空隙，以及由规则单元形成的空隙。在第一组实施方案中，第一物体例如可以是连接器。在第一组实施方案中，第一物体的总体尺寸(例如总体体积)可以显著小于第二物体的总体尺寸(例如总体体积)。
[0016]‑
在第二组实施方案中，第二物体具有结构，即具有底切的耦合结构，和/或第二物体能够被变形为包括这种具有底切的耦合结构。粘结过程包括使第二物体压紧第一物体，同时至少一部分能量，例如振动能，被耦合到第二物体中。由于能量的作用，第二物体在与第一物体接触的位置至少局部地被加热，使第一物体的材料流入第二物体的结构。在第二组实施方案中，第二物体例如可以是连接器。在第二组实施方案中，第一物体的总体尺寸(例如总体体积)可以显著大于第二物体的总体尺寸(例如总体体积)。
[0017]‑
在第三组实施方案中，第二物体具有不同于改性复合物的第二热塑性材料，其中第二热塑性材料变得可流动的温度与改性复合物变得可流动的温度相同或与该温度相
似
‑‑
例如相差最多50℃。由于能量的作用，改性复合物的流动部分以及第二物体的热塑性材料部分变得可流动，并导致第一物体和第二物体的材料部分的不均匀混合物，该不均匀混合物形成相互渗透区。因此，改性复合物和第二热塑性材料在相互渗透区通过刚性配合连接和/或物质与物质的粘结而粘结至彼此。第二热塑性材料可以是不同于第一改性复合物的第二改性复合物。
[0018]因此，根据第一方面，提供一种制造第一物体和第二物体的组件的方法，该方法包括以下步骤：
[0019]‑
提供可流动复合物；
[0020]‑
将可流动复合物引入第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制造第一物体和第二物体的组件的方法，所述方法包括以下步骤：
‑
提供可流动复合物；
‑
使可流动复合物经受硬化过程，所述硬化过程导致可流动复合物的化学组成变化，从而产生改性复合物；
‑
使改性复合物经受热成型过程，以产生改性复合物的硬化制品，所述制品构成第一物体的至少一部分；
‑
提供第二物体；
‑
将第一物体相对于第二物体定位，第二物体任选地也由所述可流动复合物形成；
‑
通过输入能量使改性复合物的流动部分变得可流动；并产生流动部分和第二物体的结构的相互渗透区；以及
‑
使流动部分重新固化，由此，重新固化的流动部分和第二物体的结构之间的相互渗透区将第一物体和第二物体固定至彼此。2.根据权利要求1所述的方法，其中在热成型过程之前，改性复合物以颗粒或粉末形式提供。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中热成型过程是热机械过程。4.根据权利要求3所述的方法，其中热成型过程是注塑成型过程或增材制造过程。5.一种制造第一物体和第二物体的组件的方法，所述方法包括以下步骤：
‑
提供可流动复合物；
‑
将可流动复合物引入第一物体形状；
‑
当可流动复合物处于第一物体形状中时，使可流动复合物经受硬化过程，所述硬化过程导致可流动复合物的化学组成变化，从而产生具有第一物体形状的改性复合物的硬化制品，所述制品构成第一物体的至少一部分；
‑
提供第二物体，所述第二物体优选地由所述可流动复合物形成；
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将第一物体相对于第二物体定位；
‑
通过输入能量使改性复合物的硬化制品的流动部分变得可流动；并产生流动部分和第二物体的结构的相互渗透区；和
‑
使流动部分重新固化，由此，重新固化的流动部分和第二物体的结构之间的相互渗透区将第一物体和第二物体固定至彼此。6.根据权利要求5所述的方法，其中将可流动复合物引入第一物体形状的步骤包括将可流动复合物填充到模具中的腔中，所述腔至少部分地具有第一物体形状。7.根据权利要求5或6所述的方法，其中将可流动复合物引入第一物体形状的步骤包括浇铸或模塑、3D打印。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在通过输入能量使流动部分变得可流动的步骤中，改性复合物的部分保持固体。9.根据权利要求8所述的方法，其中保持固体的部分构成改性复合物的超过50％。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在通过输入能量使流动部分变得可流动的步骤中，引起材料的仅局部流动，并且优选地第一物体基本上保持其形状。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述能量是机械振动能。12.根据权利要求1
‑
10中任一项所述的方法，其中所述能量是电磁能。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在通过输入能量使流动部分变得可流动的步骤中，至少一部分能量冲击第一物体，直到流动部分变得可流动，并且使流动部分渗透到第二物体的结构中。14.根据权利要求13所述的方法，其中第二物体的结构包括第二物体的孔隙，其中所述孔隙是预先存在的孔隙或例如通过在使流动部分渗透到第二物体的结构中的步骤期间对流动部分的压力或者热产生的孔隙。15.根据权利要求13或14所述的方法，其中第一物体是连接器或增强元件，并且所述方法优选地包括借助于所述连接器将其它物体连接至第二物体。16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中至少一部分能量被耦合到第二物体中，并且使第一物体的材料流入第二物体的预制结构中。17.根据权利要求16所述的方法，其中第二物体是连接器或增强元件，并且所述方法优选地包括借助于所述连接器将其它物体连接至第一物体。18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：伍德韦尔丁公司，
类型：发明
国别省市：