Verfahren zur Herstellung von Verbundkörpern aus Metall und Kunststoff

04-08-2016 дата публикации
Номер:
DE102015222409A1
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Номер заявки: 22-15-10202409
Дата заявки: 13-11-2015

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung

[1]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Verbundkörpers, der einstückig bzw. zu einem Stück aus Metall- und Kunststoffmaterialien zusammengefügt wird, und, genauer gesagt, ein Verfahren zum Herstellen eines Verbundkörpers, bei dem ein Kunststoffmaterial physikalisch bzw. körperlich mit einem Aluminiumsubstrat, das eine verbesserte Struktur für die Verbindung aufweist, verbunden und in dieses integriert bzw. zu einem Stück mit diesem zusammengefügt wird, ohne dabei Schadstoffe freizusetzen.

Beschreibung des Standes der Technik

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Bei einem Bauteil, wie beispielsweise einem Gehäuse für ein elektronisches Gerät oder einen Haushaltsgegenstand oder einem Material für den Innenraum eines Fahrzeugs, und einem Seitenspiegel, ist das optische Erscheinungsbild im Allgemeinen ebenso wichtig wie dessen Haltbarkeit und Korrosionsbeständigkeit, und ein solches Bauteil wird aus einem Verbundkörper aus einem Metallmaterial, wie beispielsweise Aluminium oder Magnesium, und einem Kunststoff gebildet.

[3]

Bei einem Verbundkörper aus Metall und Kunststoff aus dem Stand der Technik wird gewöhnlich ein Kunststoffmaterial mit Hilfe eines Klebstoffs mit dem Metallmaterial verklebt, problematisch ist jedoch, dass sich die Dicke aufgrund der Klebstoffschicht erhöht und dass die Klebekraft des Klebstoffs aufgrund der im Gebrauch herrschenden Bedingungen abnimmt oder das Kunststoffmaterial bei einem Schlag bzw. Aufprall leicht von dem Metallmaterial abgetrennt werden kann und so die Klebefläche freiliegt und dies optisch unschön ist.

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Ein weiteres Verfahren zum Ausbilden eines Verbundkörpers aus einem Metall- und einem Kunststoffmaterial aus dem Stand der Technik besteht in einem Verfahren, bei welchem die Zusammenfügung mittels Einspritzen bzw. Injektion erfolgt, wobei das Metallmaterial in eine Form eingebracht wird und das Kunststoffmaterial eingespritzt wird; hierbei ist es jedoch schwierig, ein Profil für eine festere Bindung zwischen den aus Metall und den aus Kunststoff bestehenden Abschnitten vorzugeben, um so ein Freiliegen der Materialien zu verhindern.

[5]

Deshalb wird ein Verfahren zum Ausbilden von Metall und Kunststoff in Form eines Verbundkörpers ohne Einsatz eines Klebstoffs benötigt.

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Im Stand der Technik ist ein Verfahren zum Herstellen eines Produkts aus mit Hilfe eines Spritzgussverfahrens zusammengefügtem Aluminium und Harz offenbart, wobei hier ein aus Aluminium geformter Körper, der aus einer Aluminiumlegierung besteht und der aufgrund eines unebenen Abschnitts, der auf einer Oberfläche gebildet wurde, eine Vielzahl konkav geformter Abschnitte aufweist, und ein aus einem Harz gegossener Körper, der durch Spritzgießen eines thermoplastischen Harzes auf die Oberfläche des aus Aluminium geformten Körpers zu einem Stück mit diesem zusammengefügt wird, so ausgestaltet sind, dass der aus einem Harz gegossene Körper einen Abschnitt aufweist, der für die Zusammenfügung vorgesehen ist und verfestigt wird, indem das thermoplastische Harz in die konkav geformten Abschnitte eingebracht wird, so dass der aus Aluminium gebildete Körper und der aus dem Harz gegossene Körper jeweils an den konkav geformten Abschnitten und den Abschnitten, die für die Zusammenfügung vorgesehen sind, ineinandergreifen.

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Des Weiteren ist im Stand der Technik ein Verfahren zum Herstellen eines nicht korrodierenden Verbundkörpers offenbart, wobei der Verbundkörper so ausgestaltet ist, dass ein Element aus einer Magnesiumlegierung aus einem gießbaren Material oder einem Zwischen- bzw. Intermediatmaterial ausgeformt wird, das geformte Bauteil in eine saure, wässrige Lösung eingetaucht und chemisch geätzt wird, eine dünne Schicht, die Magnesiumoxid als Hauptbestandteil enthält, auf die Oberfläche aufgebracht und dort ausgebildet wird, indem das chemisch geätzte Bauteil in die wässrige Lösung, die Kaliumpermanganat enthält, eingetaucht wird, das Bauteil, auf welchem die dünne Schicht ausgebildet ist, in eine Gussform eingebracht wird, eine Sorte einer Harzzusammensetzung eingespritzt wird, die ausgewählt ist aus einer Harzzusammensetzung, bei der Polyethylensulfid als Hauptbestandteil verwendet wird, einer Harzzusammensetzung, bei der Polybutylenterephthalat als Hauptbestandteil verwendet wird, und einer Harzzusammensetzung, bei der ein aromatisches Polyamidharz als Hauptbestandteil verwendet wird, und das Bauteil aus der Magnesiumlegierung und der Harzzusammensetzung zu einem Stück zusammengefügt wird und der zu einem Stück zusammengefügte Verbundkörper erneut in eine Flüssigkeit zum chemischen Behandeln einer Magnesiumlegierung eingetaucht und chemisch behandelt wird.

[8]

Bei dem Verfahren zum Herstellen eines Verbundkörpers aus dem Stand der Technik, wird, um Unebenheiten auf der Oberfläche des Metalls zu bilden, das Ätzen jedoch mit Hilfe einer sauren, wässrigen Lösung durchgeführt und in einem solchen Fall muss das saure Abwasser entsorgt werden, was zur Umweltverschmutzung beiträgt, gleichzeitig schlechte Arbeitsumgebungen bedingt und die Kosten zur Aufbereitung des Abwassers in die Höhe treibt.

[9]

Die in dem Abschnitt „Hintergrund” der Erfindung offenbarten Angaben dienen lediglich dazu, den allgemeinen Hintergrund der Erfindung verständlicher zu machen und sollen daher nicht als Zugeständnis oder als eine Art Empfehlung dahingehend angesehen werden, dass die gemachten Angaben dem Stand der Technik entsprechen, wie er einem Fachmann bereits bekannt ist.

Kurze Zusammenfassung

[10]

Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, ein Verfahren zum Herstellen von Verbundkörpern aus Metall und Kunststoff bereitzustellen, wobei das Verfahren dahingehend verbessert ist, dass die Stärke der physikalischen Verbindung zwischen dem Metall und dem Kunststoff erhöht wird, ohne dass hierdurch eine Umweltverschmutzung verursacht würde.

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Gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Erfindung kann ein Verfahren zum Herstellen von Verbundkörpern aus Metall und Kunststoff, die durch Ätzen einer Oberfläche eines Metallelements und Bilden eines thermoplastischen Harzes auf der geätzten Oberfläche miteinander zusammengefügt werden, das Ausbilden einer aufdruckbaren Schicht, mittels welcher ein Muster oder Zeichen auf eine freiliegende Oberfläche eines Metallelements aufgedruckt wird, sowie das Ausbilden einer Schutzschicht zum Schützen des aufgedruckten Musters, das Entfetten und das Reinigen zum Entfernen einer dünnen, passivierenden Oxidschicht an einer Rückseite des Metallelements, das zu einem Stück mit einem Abschnitt aus Kunststoff verbunden werden soll, das Behandeln einer Oberfläche unter Verwenden von und Ätzen mit einer Eisenchloridlösung mit einem pH in einem Bereich von 3 bis 4,5, um so kleine Unebenheiten an der Rückseite zu bilden, das Entfernen von Schmutz, der während der Oberflächenbehandlung gebildet wird, und das Gießen, um den Abschnitt aus Kunststoff mit dem Metallelement zu einem Stück zusammenzufügen, umfassen.

[12]

Beim Ausbilden der aufdruckbaren Schicht kann die Schutzschicht gebildet werden, indem ein Muster auf die freiliegende Oberfläche des Metallelements aufgedruckt wird und das Muster mit einem Beschichtungsmaterial beschichtet wird, um ein Verlaufen des auf die oben liegende Fläche aufgedruckten Musters zu verhindern und um das Muster vor Beschädigungen zu schützen.

[13]

Beim Gießen zum Zusammenfügen des Abschnitts aus Kunststoff und des Metallelements zu einem Stück kann eine Form auf 100 ± 20°C gehalten werden.

[14]

Das Harz, das in die Form eingespritzt wird, um den Abschnitt aus Kunststoff mit dem Metallelement zu einem Stück zusammenzufügen, kann auf einer Schmelztemperatur oder einer höheren Temperatur in einem geschmolzenen Zustand gehalten werden, wodurch es tief in die durch die Oberflächenbehandlung gebildeten Unebenheiten des Metallelements eindringen kann.

[15]

Um die Fläche und die Kraft der Verbindung zwischen dem Kunststoffmaterial und dem Metallelement zu erhöhen, können vor dem Entfetten und dem Reinigen kleine Schlitze, Kratzer oder Einkerbungen auf der Oberfläche des Metallelements gebildet werden und beim Behandeln der Oberfläche können durch Ätzen der Oberfläche weitere kleine Einkerbungen mit einer größeren Tiefe auf der Oberfläche des Metallelements gebildet werden.

[16]

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird eine flüssige Harzschmelze in eine kleine, unebene Struktur, die mittels eine Oberflächenbehandlung ausgebildet wurde, bei der eine Oberfläche des Metalls mit Eisenchlorid korrodiert wurde, eindringen gelassen, um so eine feste physikalische Verbindung zu erreichen, wobei vor dem Behandeln der gesamten Oberfläche ein Muster aufgedruckt und beschichtet wird, und es als Folge davon möglich ist, eine Beschädigung des Erscheinungsbildes während der Oberflächenbehandlung zu verhindern, einen gleichmäßigen Glanz und einheitliche Eigenschaften des Metalls aufrechtzuerhalten und eine hohe Qualität zu erreichen. Des Weiteren wird die Oberflächenbehandlung unter Verwenden von Eisenchlorid durchgeführt, welches als Koagulans von Nutzen ist, um – im Vergleich zu einer Oberflächenbehandlung gemäß dem Stand der Technik, bei der Salzsäure oder Schwefelsäure und Salpetersäure verwendet werden, – einer Umweltverschmutzung vorzubeugen.

[17]

Es soll verstanden werden, dass der Begriff „Fahrzeug” oder „Fahrzeug-” oder ein weiterer ähnlicher Begriff, wie er hierin verwendet wird, Kraftfahrzeuge allgemein, wie beispielsweise Personenkraftwagen, einschließlich Geländewagen (sports utility vehicles, SUV), Busse, Lastkraftwagen, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, einschließlich einer Vielzahl von Booten und Schiffen, Flugzeuge und dergleichen sowie Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, umsteckbare Hybrid-Elektro-Fahrzeuge, mit Wasserstoff betriebene Fahrzeuge und weitere Fahrzeuge, die mit alternativen Kraftstoffen betrieben werden (z. B. Kraftstoffen, die aus einer anderen Quelle als Erdöl stammen), einschließt. Wie es hierin bezeichnet wird, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das über zwei oder mehr Antriebsquellen verfügt, zum Beispiel ein Fahrzeug, das sowohl mit Benzin als auch mit Strom betrieben wird.

[18]

Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung weisen weitere Merkmale und Vorteile auf, die aus den beigefügten Figuren, die hier eingeschlossen sind, und der folgenden ausführlichen Beschreibung ersichtlich oder in der Beschreibung der Figuren näher spezifiziert sind, wobei die Figuren und die Beschreibung als Gesamtes dazu dienen, bestimmte Grundlagen der vorliegenden Erfindung zu erläutern.

Kurze Beschreibung der Figuren

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1 zeigt einen Übersichtsplan, der schematisch ein beispielhaftes Verfahren zum Herstellen von Verbundkörpern aus Metall und Kunststoff gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.

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2 zeigt schematisch eine Querschnittansicht eines Verbundkörpers, der mit Hilfe des beispielhaft angegeben Verfahrens der 1 hergestellt wurde.

[21]

3 zeigt eine vergrößerte Aufnahme eines Querschnitts, wo ein Kunststoffmaterial, das nach der Behandlung einer Oberfläche aus Aluminium zu einem Stück mit dieser zusammengefügt wurde, gemäß der vorliegenden Erfindung mit dem Aluminium verbunden wurde.

[22]

Die 4 und die 5 zeigen Aufnahmen von der Vorder- und der Rückseite eines Abdeckungselements, das an einem Seitenspiegel eines Fahrzeugs befestigt wird und mit Hilfe des beispielhaft angegebenen Verfahrens der 1 hergestellt wurde.

[23]

Es sollte verstanden werden, dass die beigefügten Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind, sondern eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener Merkmale zeigen, welche die zugrunde liegenden Prinzipien der Erfindung veranschaulichen. Die speziellen Merkmale der Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin offenbart sind, einschließlich von zum Beispiel bestimmten Abmessungen, Ausrichtungen, Positionen und Formen, werden zum Teil durch die Umstände der speziell angestrebten Anwendung und Verwendung bestimmt werden.

Ausführliche Beschreibung

[24]

Im Folgenden wird nun ausführlich auf verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung(en) Bezug genommen, die beispielhaft in den beigefügten Figuren gezeigt und nachstehend beschrieben ist/sind. Obwohl die Erfindung(en) anhand von beispielhaft angegebenen Ausführungsformen beschrieben wird/werden, soll verstanden werden, dass die vorliegende Beschreibung die Erfindung(en) nicht auf diese beispielhaft angegebenen Ausführungsformen einschränken soll. Vielmehr soll(en) die Erfindung(en) nicht nur die beispielhaft angegebenen Ausführungsformen, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und weitere Ausführungsformen abdecken, die im eigentlichen Sinn und Umfang der Erfindung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, enthalten sein können.

[25]

Bei einem Verfahren zum Herstellen von Verbundkörpern aus Metall und Kunststoff der vorliegenden Erfindung wird, zum Beispiel bei einem Material für den Innenraum eines Fahrzeugs, ein Kunststoffmaterial auf einer Innenfläche angeordnet und ein Metall, zum Beispiel ein Aluminiummaterial, wird an der Außenseite angeordnet, so dass beide zu einem Stück miteinander verbunden werden können, wobei bei dem Abdeckungselement für einen Seitenspiegel eine Außenseite des innen liegenden Aluminiummaterials zu einem Stück mit dem Kunststoffmaterial zusammengefügt wird und so die Außenfläche abdeckt.

[26]

In den 1 und 2 umfasst das Verfahren zum Herstellen von Verbundkörpern aus Metall und Kunststoff gemäß der vorliegenden Erfindung das Ausbilden einer aufdruckbaren Schicht 2, mit der ein Muster oder Zeichen auf eine freiliegende Oberfläche eines Metallelements 1 aufgedruckt wird, und einer Schutzschicht 3 zum Schützen des darauf aufgedruckten Musters (S1), das Entfetten und Reinigen einer Rückseite des Metallelements 1, das zu einem Stück mit einem Abschnitt aus Kunststoff verbunden werden soll, (S2), das Behandeln einer Oberfläche der Rückseite (S3), das Entfernen von Oxiden, das heißt Schmutz, der während der Oberflächenbehandlung gebildet wird, (S4) und das Gießen, um den Abschnitt aus Kunststoff mit dem Metallelement 1 zu einem Stück zusammenzufügen (S5).

[27]

In Schritt S1 wird die Schutzschicht 3 ausgebildet, indem ein Firmenlogo, ein Firmenname oder ein anderes Muster mittels Siebdruck auf die freiliegende Oberfläche aufgedruckt wird und ein Beschichtungsmaterial aufgebracht wird, um ein Verlaufen des auf die oben liegende Fläche aufgebrachten Musters zu verhindern und um das Muster vor Beschädigungen zu schützen. Die Schutzschicht kann zum Beispiel durch Beschichten mit einem Glasüberzug gebildet werden und weist vorzugsweise eine gute Korrosionsbeständigkeit und eine geeignete Härte auf. Es ist daher möglich, eine Beschädigung des Aufdrucks zu verhindern und einen gleichmäßigen Glanz und einheitliche Eigenschaften des Metalls aufrechtzuerhalten, wenn das Beschichten vor dem – nachfolgend beschriebenen – Prozess der Oberflächenbehandlung erfolgt.

[28]

Im Schritt S2 wird, um das Kunststoffmaterial 4, das in einem späteren Arbeitsschritt ausgebildet wird, einbringen zu können, die Innenfläche des Metallelements korrodiert und als Vorbehandlung zur Korrosion werden Entfettungs- und Reinigungsprozesse durchgeführt. Da sich eine dünne, passivierende Oxidschicht mit einer hohen Korrosionsbeständigkeit auf der Metalloberfläche bildet, erfolgt die Korrosion nicht gleichmäßig, so dass die dünne, passivierende Oxidschicht üblicherweise unter Zuhilfenahme eines oberflächenaktiven Stoffes oder mit Hilfe von Natriumhydrid entfernt wird.

[29]

Der Schritt S3 besteht aus einer Oberflächenbehandlung zum Korrodieren der Oberfläche auf der Rückseite des entfetteten und gereinigten Metallelements und gemäß der vorliegenden Erfindung wird – anders als bei bekannten Oberflächenbehandlungsverfahren, bei denen Lösungen von Salzsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure verwendet werden, – eine Eisenchloridlösung verwendet, wobei die Eisenchloridlösung in diesem Falle einen pH von 7 oder kleiner, bevorzugt von 3 bis 4,5, aufweist. Da die Geschwindigkeit des Ätzens abnimmt, wenn die Azidität kleiner als der pH-Wert ist, liegt der pH-Bereich bevorzugt in dieser Größenordnung, um so eine geeignete Ätzgeschwindigkeit erhalten zu können. Da die Ätzgeschwindigkeit ferner abnimmt, wenn die Temperatur der wässrigen Lösung ansteigt, kann die Temperatur auf einem Wert von zum Beispiel 70°C oder weniger gehalten werden. Da die zum Ätzen verwendete Eisenchloridlösung in der vorliegenden Erfindung gesammelt wird und als Koagulans wiederverwendet werden kann, kann – anders als bei der üblichen Verwendung von Salzsäure, Schwefelsäure und Salpetersäure als Ätzmittel, wie dies im Stand der Technik der Fall ist, – eine Umweltverschmutzung reduziert werden. Die 3 zeigt eine Gefügeaufnahme, die das Ausbilden einer kleinen unebenen Struktur durch Behandeln einer Oberfläche von Aluminium mit einer Eisenchloridlösung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.

[30]

Bei der Oberflächenbehandlung wird in Schritt S4 Schmutz, der beim Behandeln der Oberfläche von Aluminium mit der Eisenchloridlösung gebildet wird, mit Hilfe von Stahlwolle, einem üblicherweise zum Entfernen von Schmutz verwendeten Mittel, oder mittels einer sauren, wässrigen Lösung entfernt und kann mit Hilfe der sauren, wässrigen Lösung entfernt werden, um so eine festere physikalische Verbindung mit dem Kunststoff in einem späteren Prozess zu erreichen. Um eine weitere Korrosion zu verhindern, muss ferner eine Reinigung erfolgen. Als Folge davon werden kleine Unebenheiten auf dem Metallelement 1 gebildet.

[31]

Als nächstes wird im Schritt S5 das geätzte Metallelement in einer Form für das Metallelement 1 aus Aluminium, das in den vorhergehenden Prozessen ausgebildet wurde, angeordnet, um dann mit einem eingespritzten, thermoplastischen Harz oder einem Acrylharz zusammengefügt zu werden, wobei das Kunststoffmaterial in der Folge in die auf dem Metallelement gebildeten, kleinen Unebenheiten eindringt und so physikalisch mit dem Metallelement verbunden und zu einem Stück mit diesem zusammengefügt wird. Die Form wird in diesem Fall auf 100 ± 20°C gehalten und das eingespritzte Harz wird auf der Schmelztemperatur oder einer höheren Temperatur gehalten und befindet sich in einem geschmolzenen Zustand, in dem es tief in die Unebenheiten des Metallelements eindringen kann.

[32]

Da die Form auf einer hohen Temperatur gehalten wird, schwillt das sich darin befindende Metallelement an, die kleinen Unebenheiten, die auf der Oberfläche gebildet sind, weiten sich auf und das Kunststoffmaterial dringt in die Unebenheiten ein und kühlt ab, wodurch eine noch festere Verbindung erhalten wird.

[33]

Durch diese Prozesse wird ein Bauteil oder ein Material erhalten, bei dem das Kunststoffmaterial physikalisch mit dem Metallelement verbunden und zu einem Stück mit diesem zusammengefügt ist.

[34]

Um die Kraft der Verbindung zwischen dem Kunststoffmaterial und dem Metallelement zu erhöhen, werden in einem modifizierten Beispiel vorab kleine Schlitze, Kratzer oder Einkerbungen auf der Oberfläche des Metallelements gebildet und durch Ätzen der Oberfläche werden weitere kleine Einkerbungen mit einer größeren Tiefe auf der Oberfläche des Metallelements gebildet, und als Folge davon nimmt die geätzte Fläche zu. Eine Fläche und eine Kraft zum Verbinden des Kunststoffmaterials mit dem Metallelement können daher gesteigert werden.

[35]

Die 4 und 5 zeigen Aufnahmen von der Vorder- und der Rückseite eines Abdeckungselements, das an dem Seitenspiegel eines Fahrzeugs befestigt wird und mit Hilfe des Verfahrens aus der 1 hergestellt wurde, und da auch die gesamte Außenfläche des Seitenspiegels des Fahrzeugs in der Fahrzeugfarbe lackiert ist, ist es schwierig, ein anderes Muster oder Design wahrzunehmen. Wenn ein beliebiges Muster auf der Außenseite des Seitenspiegels wahrgenommen werden soll, wie dies in den 4 und 5 gezeigt ist, wird das Abdeckungselement, das an einem Spiegelgehäuse befestigt werden soll, daher so hergestellt, dass das gewünschte Muster auf die Außenfläche aufgedruckt wird und die Schutzschicht aufgetragen wird. Wenn Verbindungselemente, wie beispielsweise ein Haken 11, der aus einem Kunststoffmaterial besteht, mit Hilfe eines Haftmittels, wie beispielweise eines Klebstoffs oder eines doppelseitigen Klebebandes, an der Rückseite eines Metallkörpers 10 des Abdeckungselements befestigt werden, kann ein angeklebter Teil durch die im Gebrauch herrschenden Bedingungen, zum Beispiel die Temperatur oder Feuchte, abgelöst werden und durch eine Zerstörung der Verklebung im Laufe der Verwendungsdauer abgehen. Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird das Abdeckungselement daher so hergestellt, dass eine Rückseite des Aluminiumkörpers 10 oberflächenbehandelt wird, Haken 11, die mit dem Körper verbunden werden sollen, in einer Reihe zusammengefügt werden, und das gewünschte Muster auf die Außenfläche des Körpers aufgetragen und beschichtet wird.

[36]

Die vorliegende Erfindung kann dazu eingesetzt werden, Verbundkörper aus Metall und Kunststoff als Material für den Innenraum oder das Äußere eines Fahrzeugs herzustellen und dabei eine höhere Steifheit und ein schöneres Erscheinungsbild bereitzustellen.

[37]

Zur leichteren Erläuterung und exakten Definition in den beigefügten Ansprüchen beschreiben die Begriffe „obere/r/s” oder „untere/r/s”, „innere/r/s” oder „äußere/r/s” usw. die Merkmale der beispielhaft angegebenen Ausführungsformen anhand der Positionsangaben dieser Merkmale, wie sie in den Figuren gezeigt sind.

[38]

Die vorliegenden Beschreibungen der bestimmten, beispielhaft angegebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dienen lediglich der Veranschaulichung und Beschreibung. Sie sollen die Erfindung in keiner Weise erschöpfen oder auf die exakt offenbarten Formen einschränken, da bei Betrachtung der vorstehenden Ausführungen offensichtlich viele Modifikationen und Variationen möglich sind. Die beispielhaft angegebenen Ausführungsformen wurden deshalb ausgewählt und beschrieben, weil sie bestimmte Grundlagen der Erfindung und deren praktischer Umsetzung erläutern und es einem Fachmann daher ermöglichen, verschiedene beispielhaft angegebene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wie auch verschiedene Alternativen und Modifikationen derselben herzustellen und einzusetzen. Der Umfang der Erfindung gilt als durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente definiert.



Ein Verfahren zum Herstellen von Verbundkörpern aus Metall und Kunststoff, die zusammengefügt werden, indem eine Oberfläche eines Metallelements geätzt wird und ein thermoplastisches Harz auf einer geätzten Oberfläche gebildet wird, kann das Ausbilden einer aufdruckbaren Schicht, mit welcher ein Muster oder Zeichen auf eine freiliegende Oberfläche des Metallelements aufgedruckt wird, und einer Schutzschicht zum Schützen des darauf aufgedruckten Musters, das Entfetten und Reinigen, um eine dünne, passivierende Oxidschicht auf einer Rückseite des Metallelements, das mit einem Abschnitt aus Kunststoff zu einem Stück zusammengefügt werden soll, zu entfernen, das Behandeln einer Oberfläche unter Verwenden von und Ätzen mit einer Eisenchloridlösung mit einem pH in einem Bereich von 3 bis 4,5, um so kleine Unebenheiten auf der Rückseite zu bilden, das Entfernen von Schmutz, der während der Oberflächenbehandlung gebildet wird, und das Gießen, um den Abschnitt aus Kunststoff mit dem Metallelement zu einem Stück zusammenzufügen, umfassen.



Verfahren zum Herstellen von Verbundkörpern aus Metall und Kunststoff, die durch Ätzen einer Oberfläche des Metallelements und Ausbilden eines thermoplastischen Harzes auf der geätzten Oberfläche miteinander zusammengefügt sind, wobei das Herstellungsverfahren umfasst:
Ausbilden einer aufdruckbaren Schicht, mit welcher ein Muster oder Zeichen auf eine freiliegende Oberfläche des Metallelements aufgedruckt wird, und einer Schutzschicht zum Schützen des darauf aufgedruckten Musters;
Entfetten und Reinigen, um eine dünne, passivierende Oxidschicht auf einer Rückseite des Metallelements, das mit einem Abschnitt aus Kunststoff zu einem Stück zusammengefügt werden soll, zu entfernen;
Behandeln einer Oberfläche durch Verwenden von und Ätzen mit einer Eisenchloridlösung mit einem pH in einem Bereich von 3 bis 4,5, um auf der Rückseite kleine Unebenheiten zu bilden;
Entfernen von Schmutz, der während der Oberflächenbehandlung gebildet wurde; und
Gießen, um den Abschnitt aus Kunststoff mit dem Metallelement zu einem Stück zusammenzufügen.

Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, wobei beim Ausbilden der aufdruckbaren Schicht die Schutzschicht gebildet wird, indem ein Muster auf die freiliegende Oberfläche des Metallelements aufgedruckt wird und das Muster mit einem Beschichtungsmaterial beschichtet wird, um ein Verlaufen des auf die oben liegende Fläche aufgedruckten Musters zu verhindern und das Muster vor Beschädigungen zu schützen.

Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, wobei während des Gießens zum Zusammenfügen des Abschnitts aus Kunststoff mit dem Metallelement zu einem Stück eine Form auf 100 ± 20°C gehalten wird.

Herstellungsverfahren nach Anspruch 3, wobei das zum Zusammenfügen des Abschnitts aus Kunststoff mit dem Metallelement zu einem Stück in die Form eingespritzte Harz auf einer Schmelztemperatur oder einer höheren Temperatur in einem geschmolzenen Zustand gehalten wird, um so tief in die Unebenheiten des Metallelements, die mit Hilfe der Oberflächenbehandlung gebildet wurden, eindringen zu können.

Herstellungsverfahren nach Anspruch 3, wobei, um die Fläche und die Kraft der Verbindung zwischen dem Kunststoffmaterial und dem Metallelement zu erhöhen, vor dem Entfetten und dem Reinigen kleine Schlitze, Kratzer oder Einkerbungen auf der Oberfläche des Metallelements gebildet werden und während der Oberflächenbehandlung mit Hilfe des Ätzens der Oberfläche weitere kleine Einkerbungen mit einer größeren Tiefe auf der Oberfläche des Metallelements ausgebildet werden.