Componente compuesto así como procedimiento para la fabricación de un componente compuesto.

Componente compuesto (2), en particular para aplicaciones en automóviles,

que comprende un primercomponente (1) con una primera superficie de contacto (3), en el que la primera superficie de contacto (3) presentauna estructura superficial (6) con una microestructura (7) a la que está superpuesta una nanoestructura (10) y con almenos un segundo componente (4) con una segunda superficie de contacto (5), en el que entre las dos superficiesde contacto (3, 5) de los dos componentes (1, 4) está dispuesto un medio, especialmente una capa adhesiva (12)para la conexión por unión del material, caracterizado porque la segunda superficie de contacto (5), con preferenciatodo el segundo componente (4) está configurado de plástico, especialmente de un material termoplástico, y porqueel primer componente (1) está rodeado por inyección, al menos por secciones, por el segundo componente (4).

Componente compuesto así como procedimiento para la fabricación de un componente compuesto

Estado de la técnica

La invención se refiere a un componente compuesto de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 así como a un procedimiento para la fabricación de un componente compuesto de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 9.

Un componente compuesto de este tipo se conoce a partir del documento DE 195 23 900 C1 de la solicitante. El componente compuesto comprende dos componentes, que se conectan entre sí por medio de una capa adhesiva dispuesta entre dos superficies de contacto de los componentes. Para la elevación de la resistencia y de la hermeticidad de la unión adhesiva se genera en una superficie de contacto del primer componente una microestructura a la que está superpuesta una nanoestructura.

Además, se conoce a partir del documento DE 10 2008 040782 A1 publicado posteriormente de la solicitante generar por medio de un láser en una primera superficie de contacto de un primer componente una microestructura a la que está superpuesta una nanoestructura. A continuación se rodea por inyección el componente por un segundo componente con una segunda superficie de contacto, de manera que a través de la estructura superficial en el primer componente se genera una unión hermética entre las dos superficies de contacto de los componentes. Pero no está prevista una unión adhesiva.

Además, se conoce rodear piezas metálicas por inyección de plástico, de manera que en las piezas metálicas están previstas estructuras macroscópicas con recesos, como por ejemplo nervaduras o una estructura de oblea, para posibilitar una unión positiva con el material de plástico. Aunque los materiales termoplásticos empleados no se adhieren al metal, en el caso de una aplicación correcta de tensiones de contracción, se puede conseguir inicialmente una hermeticidad al gas del componente compuesto. Sin embargo, esta hermeticidad al gas es temporal especialmente en el caso de cambio de temperatura y/o de cambio de carga y/o en el caso de influencia de medios.

Además, se conoce a partir de publicaciones de patente de la Firma TaiseiPlas estructurar químicamente la superficie de piezas metálicas y a continuación moldear por inyección un componente de plástico en el procedimiento de fundición por inyección en la superficie estructurada de esta manera.

Se conoce a partir del documento DE 10 2004 034 824 B4 una junta de obturación plana metálica con al menos una capa de obturación metálica. La capa de obturación metálica está provista con una estructura superficial generada por medio de radiación por láser, sobre la que se aplica material elastómero.

Además, se conoce conectar entre sí componentes con un adhesivo, dado el caso bajo la intercalación de un pegamento para mejorar la adhesión del adhesivo en la superficie.

Publicación de la invención Partiendo del estado representado de la técnica, la invención tiene el cometido de fabricar un componente compuesto, que se caracteriza por una resistencia y hermeticidad especialmente altas, en particular también después de cambios de temperatura y de cambios de carga o bien después del alojamiento de medios, como aparecen especialmente en componentes compuestos en automóviles en el compartimiento del motor. Con preferencia, el cometido consiste en proponer un procedimiento para la fabricación de un componente compuesto optimizado de forma correspondiente.

Este cometido se soluciona con respecto al componente compuesto con las características de la reivindicación 1 y con respecto al procedimiento de fabricación con las características de la reivindicación 9. Los desarrollos ventajosos de la invención se indican en las reivindicaciones dependientes.

La invención se basa en la idea de poder transmitir a través de la configuración de una conexión de unión positiva adicional por medio de al menos un moldeo por inyección circundante, al menos parcialmente, del primer componente a través del segundo componente por medio de una conexión de unión positiva unas fuerzas especialmente altas entre los componentes.

En un desarrollo muy especialmente preferido de la invención está previsto que también la segunda superficie de contacto presente en el segundo componente una estructura superficial con una microestructura a la que está superpuesta una nanoestructura. De esta manera, se pueden configurar uniones especialmente fijas y herméticas entre los dos componentes.

La configuración de las estructuras superficiales se puede realizar en este caso de una manera alternativa por medio de una radiación electromagnética, por medio de una estructuración eléctrica o por medio de una estructuración mecánica, de manera que de acuerdo con el caso de aplicación se puede optimizar la configuración de la estructura superficial.

En un desarrollo de la invención, está previsto con ventaja que elementos de la microestructura presenten un diámetro de un intervalo de magnitudes entre aproximadamente 1µm y aproximadamente 999 µm. De manera especialmente preferida, los elementos de la nanoestructura presentan adicional o alternativamente un diámetro de un intervalo de magnitudes entre aproximadamente 1 nm y aproximadamente 999 nm.

De manera especialmente preferida, como radiación electromagnética para la generación de la estructura superficial se emplea radiación láser. De manera muy especialmente preferida, a este respecto se emplea un láser de impulso ultracorto, siendo todavía más prefiero que la estructura superficial sea generada bajo la influencia de un medio de proceso para la elevación de la eficiencia y/o para la pasivación. Con ventaja en este caso se emplea gas de proceso, especialmente gas inerte. De manera muy especialmente preferida, en el gas de proceso de trata de gas helio, que impide la formación de una capa de óxido sobre el primer componente que está constituido con preferencia de acero o aluminio.

En un desarrollo de la invención, con ventaja está previsto que la longitud de onda de la radiación electromagnética empleada, especialmente de la radiación láser, esté seleccionada a partir de un intervalo de valores entre aproximadamente 10 nm y aproximadamente 11 µm. De manera muy especialmente preferida, la longitud de ondas se selecciona a partir de un intervalo de longitudes de onda entre aproximadamente 100 nm y aproximadamente 1500 nm. Adicional o alternativamente, se prefiere seleccionar la duración del impulso de radiación, en particular la duración del impulso de rayo láser, a partir de un intervalo de valores entre aproximadamente 10 fs hasta aproximadamente 10 µs, de manera especialmente preferida entre aproximadamente 100 fs y aproximadamente 100 ps. A través de la selección de parámetros de radiación correspondientes se puede crear la estructura superficial deseada con una microestructura a la que está superpuesta una nanoestructura.

Especialmente preferida es una forma de realización, en la que el primero y el segundo componente presentan, al menos aproximadamente, coeficientes de dilatación térmicos iguales, para poder garantizar una hermeticidad todavía más fiable en el caso de oscilaciones de la temperatura.

De manea especialmente preferida, el componente compuesto es integrante de una válvula de inyección de combustible o de una cubierta de carcasa, especialmente para un aparato de control o de un sensor.

Muy especialmente se prefiere que la estructuración de la superficie, que está configurada o bien sólo en el primer componente, pero de manera especialmente preferida en las superficies de contacto en los dos componentes, se realice con la ayuda de radiación electromagnética, con preferencia bajo la influencia de un medio de proceso, especialmente bajo atmósfera de gas de proceso, para modificar químicamente la superficie del componente, por ejemplo pasivarlo o elevar la eficiencia de la estructuración.

En un desarrollo de la invención, está previsto con ventaja que para la generación de la estructura superficial se emplee un láser de impulsos ultracortos.

Otras ventajas, características y detalles de la invención resultan a partir de la siguiente descripción de ejemplos de realización preferidos así como con la ayuda de los dibujos. En este caso:

La figura 1 muestra en una vista en perspectiva un primer componente con una estructura superficial.

La figura 2 muestra un detalle ampliado, que representa de forma esquemática la estructura de la superficie de la figura 1, y

La figura 3 muestra un componente compuesto, en una vista lateral en sección, que comprende el primer componente mostrado en la figura 1 así como un segundo componente con capa... [Seguir leyendo]

1. Componente compuesto (2) , en particular para aplicaciones en automóviles, que comprende un primer componente (1) con una primera superficie de contacto (3) , en el que la primera superficie de contacto (3) presenta una estructura superficial (6) con una microestructura (7) a la que está superpuesta una nanoestructura (10) y con al menos un segundo componente (4) con una segunda superficie de contacto (5) , en el que entre las dos superficies de contacto (3, 5) de los dos componentes (1, 4) está dispuesto un medio, especialmente una capa adhesiva (12) para la conexión por unión del material, caracterizado porque la segunda superficie de contacto (5) , con preferencia todo el segundo componente (4) está configurado de plástico, especialmente de un material termoplástico, y porque el primer componente (1) está rodeado por inyección, al menos por secciones, por el segundo componente (4) .

2. Componente compuesto de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque también la segunda superficie de contacto (5) presenta en el segundo componente (4) una estructura superficial (6) con una microestructura (7) as la que está superpuesta una nanoestructura (10) .

3. Componente compuesto de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la estructura superficial (6) está generada por medio de una radiación electromagnética, por medio de una estructuración eléctrica o por medio de una estructuración mecánica.

4. Componente compuesto de cuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la microestructura (7) presenta elementos de microestructura (8) con un diámetro de un intervalo de magnitudes entre 1 µm y 999 µm y/o la nanoestuctura (10) presenta elementos de nanoestructura (9) con un diámetro de un intervalo de magnitudes entre 1 nm y 999 nm.

5. Componente compuesto de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la primera superficie de contacto (3) está configurada de metal.

6. Componente compuesto de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el primero y el segundo componentes (1, 4) presentan, al menos aproximadamente, los mismos coeficientes de dilatación térmica.

7. Componente compuesto de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la primera superficie de contacto (3) o bien la segunda superficie de contacto (5) están provistas en toda la superficie con la estructura superficial (6) .

8. Componente compuesto de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el componente compuesto (2) es integrante de una válvula de inyección de combustible o de una tapa de carcasa, especialmente para un aparato recontrol o de un sensor.

9. Procedimiento para la fabricación de un componente compuesto (2) , que comprende un primer componente (1) con una primera superficie de contacto (3) , en el que la primera superficie de contacto (3) se provee con una estructura superficial (6) , que presenta una microestructura (7) a la que está superpuesta una nanoestructura (10) y con al menos un segundo componente (4) con una segunda superficie de contacto (5) , en el que entre las dos superficies de contacto (3, 5) se aplica un medio, especialmente una capa adhesiva (12) para la conexión por unión positiva de las dos superficies de contacto (3, 5) , caracterizado porque el primer componente (1) se conecta en unión positiva con el segundo componente (4) , con preferencia a través de inyección, al menos por secciones, del primer componente (1) con el segundo componente (4) , que se configura de manera especialmente preferida, al menos por secciones, de material plástico.

10. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque la estructuración de la superficie se genera en la primera superficie de contacto (3) o en ambas superficies de contacto (3, 5) por medio de radiación electromagnética, y porque la estructuración superficial se realiza bajo un medio de proceso, especialmente bajo una atmósfera de gas de proceso, con preferencia para la pasivación y/o elevación de la eficiencia.

11. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9 ó 10, caracterizado porque la estructura superficial (6) se genera por medio de un láser con una duración del impulso entre 100 fs y 100 ps, con preferencia bajo un ambiente de medio de proceso, con referencia bajo una atmósfera de gas de proceso.

12. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado porque la estructura superficial

(6) es generada con una longitud de ondas de radiación de un intervalo entre 10 nm y 11 µm, de manera especialmente preferida entre 100 nm y 1500 nm, y/o con una duración del impulso de radiación de un intervalo

entre 100 fs y 10 µm, de manera especialmente preferida entre 10 fs y 100 ps.