用于制造多层系统的方法以及相应的多层系统 |
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| 申请号 | CN201110192433.8 | 申请日 | 2011-07-11 | 公开(公告)号 | CN102328432B | 公开(公告)日 | 2016-12-21 |
| 申请人 | 罗伯特·博世有限公司; | 发明人 | M.施密特; M.多布; J.鲁普; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及用于制造多层系统的方法以及相应的多层系统，在用于用至少两个接合元件来制造多层系统的方法中，所述接合元件尤其由塑料制成，该方法包括以下步骤：将用于至少部分地对机械应 力 进行补偿的补偿件施加到第一接合元件上，将第二接合元件施加到所述补偿件上用于将所述第一和第二接合元件接合起来，使所述第一接合元件与所述补偿件进行第一连接并且使所述第二接合元件与所述补偿件进行第二连接。本发明同样涉及一种相应的多层系统以及一种相应的用途。 | ||||||
| 权利要求 | 1.用于用至少三个接合元件来制造多层系统的方法，其中所述多层系统交替地包括多个由接合元件和补偿件构成的层，其中它们相应地彼此相连接，其中所述补偿件与两个相邻的接合元件的连接部位基本上相应地布置在垂直相邻的补偿件的连接部位之间的当中处，该方法包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 用于制造多层系统的方法以及相应的多层系统技术领域[0001] 本发明涉及一种用于用接合元件来制造多层系统的方法，其中所述接合元件尤其由塑料制成，并且本发明涉及一种相应的多层系统以及一种相应的使用情况。 背景技术[0002] 多层系统或者多分层系统用在各类技术领域中。因此从DE 695 15 84 T2中公开了一种多层的系统，该多层的系统由具有特殊效应-颜料的修补漆构成。另外从DE 695 04 923 T2中公开了一种具有自动极化的多层系统的磁阻传感器。 [0003] 此外，也已知多层系统的形式的光学元件。因此在DE 20 2009 015 334 U1中公开了一种用于太阳能吸收的在光学上有效的多层系统，该多层系统包括反射层及吸收层，其中抗反射层布置在所述反射层与所述吸收层之间。此外，在吸收层与反射层之间布置了另外的层以及由具有化学计量成分的金属化合物构成的在光学上有效的层。 [0004] 在DE 102 22 574 A1中公开了一种用于制造多层系统的方法以及一种多层系统，该多层系统具有一个第一层和至少一个第二层，其中所述第一层具有至少部分在化学上聚合的第一单体和至少部分地通过光照锻炼（Lichthärtung）聚合的单体，其中所述第二层具有至少部分在化学上聚合的第二单体，并且其中所述第一和第二单体构成聚合物，所述聚合物延伸超过所述第一层和第二层的界面。这样的方法尤其具有这样的缺点，只能将十分受限制的若干材料用于单个的层。 [0005] 此外，申请人从参考文献中知道，借助于粘接将多层系统的不同的层或者说分层彼此连接起来。但是在这种情况下缺点是，不同的层之间的粘合连接的强度或者说可靠性通过胶粘剂与多层系统的相应的层之间的黏着力以及胶粘剂本身的内聚力来确定。 [0006] 最后，从DE 197 53 846 A1中公开了一种用于焊接彩色塑料型材的焊接方法。相对于粘接，焊接的优点是，省去了胶粘剂的涂覆和硬化。不过，在焊接时相应的层被熔化，也就是说它们由于热量产生而膨胀。在产生焊缝时，相应的层随后又收缩。由此在焊缝的区域中包入内在的机械应力，所述内在的机械应力对焊接连接的强度产生不好的影响。因而如果比如应该接合为（多）层系统的第一和第二层的热膨胀系数在其大小方面差别很大，则相应地出现较高的机械应力。对于相应地借助于焊接来连接的多个层来说，这些应力会加剧并且在多层系统的部位上焊缝的断裂的危险显著增加。 [0007] 如果多层系统在接下来的加工步骤中也经受其它的机械的和/或热的负荷，那么还会再次明显地增加这种危险。 发明内容[0008] 根据本发明的、用于由至少两个尤其由塑料制成的接合元件来制造多层系统的方法，包括以下步骤：将用于至少部分地对机械应力进行补偿的补偿件施加到第一接合元件上，将第二接合元件施加到所述补偿件上，使所述第一接合元件与所述补偿件进行第一连接并且使所述第二接合元件与所述补偿件进行第二连接。 [0009] 根据本发明的多层系统至少包括一个第一接合元件和一个第二接合元件、一个用于至少部分对机械应力进行补偿的尤其构造为薄膜优选弹性体薄膜的形式的补偿件，其中所述补偿件布置在所述第一和第二接合元件之间并且所述补偿件相应地与所述第一和第二接合元件尤其局部地相连接。 [0010] 本文还介绍了用于至少部分地对机械应力进行补偿的尤其构造为薄膜优选弹性体薄膜的形式的补偿件用在多层系统的至少两个接合元件之间的情况。 [0011] 上述用于由至少两个尤其由塑料制成的接合元件来制造多层系统的方法和上述多层系统以及上述补偿件的使用情况具有这样的优点，即由此改进两个相邻的接合元件之间的连接的强度和可靠性并且由此也改进相应的多层系统的强度和可靠性。同时由此提高多层系统的灵活性，因为可以施加额外的层或者说制造较大的多层系统，而没有加重所述接合元件之间的机械应力。 [0012] 本发明的其它特征和优点在下文的技术方案中得到描述。 [0013] 按照本发明的另一种有利的改进方案，以材料连接的方式尤其借助于局部的热辐射来进行所述第一连接和/或第二连接。在这种情况下优点是，在尤其进行局部的热辐射时相应所需要的能量仅仅必须在特定的部位上加入到所述接合元件之间，因而由此相应的接合元件不必完全经受热负荷。同时能够在所述两个接合元件之间实现可靠而持久的连接。 [0014] 按照本发明的另一种有利的改进方案，借助于激光束优选借助于激光熔透型焊接来进行所述第一连接和/或第二连接。在这种情况下优点是，由此可以以简单而可靠的方式产生局部的热辐射，从而可以借助于补偿件在所述第一和第二接合元件之间可靠地建立连接。 [0015] 按照另一种有利的改进方案，同时进行所述第一和第二连接并且/或者至少一个接合元件构造为至少部分在光学上透明的结构。在这种情况下优点是，由此能够在一个唯一的步骤中也就是说同时连接所述第一和第二接合元件。由此缩短用于制造多层系统的时间，而没有降低两个相邻的接合元件之间的连接的可靠性或者说持久性。 [0016] 按照另一种有利的改进方案，所述补偿件构造为薄膜尤其构造为弹性体薄膜，优选构造为热塑性的弹性体薄膜。由此一方面将所述两个接合元件之间的连接的材料开销保持在尽可能小的程度上，同时薄膜能够容易地并且以低廉的成本来制造并且能够轻易地施加到所述第一和/或第二接合元件上。 [0017] 按照本发明的另一种有利的改进方案，所述补偿件构造为结构化的优选网状或者格栅状的结构。在这种情况下优点是，由此比如可以在所述两个接合元件之间产生通道等形式的结构。这些通道比如可以用于导引用于微流体的应用方案的流体等。这大大提高了这样的多层系统的灵活性。 [0018] 按照所述多层系统的另一种有利的改进方案，该多层系统交替地包括由接合元件和补偿件构成的层，其中所述接合元件和补偿件相应地尤其局部地彼此相连接，其中所述补偿件的与两个相邻的接合元件之间的连接部位基本上布置在垂直相邻的补偿件的连接部位之间的当中处。在这种情况下优点是，由此将所述连接部位棋盘状地基本上布置在两个接合元件之间的平面中，并且在使用两个以上的接合元件的情况下总共产生一个有规律的三维的由两个相邻的接合元件之间的连接部位构成的格栅，这显著改进了多层系统的机械稳定性。 附图说明 [0019] 本发明的实施例在附图中示出并且在下面的描述中进行详细解释。附图示出如下： [0020] 图1是按本发明的第一种实施方式的方法的制造步骤；并且 [0021] 图2是按本发明的第二种实施方式的多层系统。 具体实施方式[0022] 只要未作其它说明，在附图中相同的附图标记表示相同的或者说功能相同的元件。 [0023] 图1示出了按本发明的第一种实施方式的方法的制造步骤。在图1中附图标记1表示构造为透明的热塑性塑料的形式的第一接合元件。第二接合元件3同样构造为透明的热塑性塑料的形式。在所述两个接合元件1、3之间作为补偿件布置了吸收的热塑性的弹性体薄膜2。所述两个接合元件1、3在此构造为板状。 [0024] 按照图1a，结构自下而上如下：在所述第一接合元件1上布置了热塑性的弹性体薄膜。该热塑性的弹性体薄膜在此与所述接合元件1的表面处于在机械上尽可能好的接触之中。在所述热塑性的弹性体薄膜2上同样在机械方面尽可能好的接触中布置透明的第二接合元件3。现在从上面向所述具有两个接合元件1、3以及布置在所述两个接合元件1、3之间的热塑性的弹性体薄膜2的双层的系统加载激光束5。所述激光束5在此从上面横穿所述透明的接合元件3并且被所述热塑性的弹性体薄膜2所吸收。在吸收激光束5的部位上产生热量并且所述热塑性的弹性体薄膜2在这个部位上熔化。同时通过热量同样使所述两个构造为热塑性塑料的形式的接合元件1、3熔化，使得所述两个接合元件1、3和所述热塑性的弹性体薄膜2借助于焊缝4相连接。所述焊缝4在此相对于彼此以间距D有规律地布置。 [0025] 在按图1b的第二步骤中，现在将另外的热塑性的弹性体薄膜2a施加到所述接合元件3上并且又将第三接合元件6施加到所述热塑性的弹性体薄膜2a上。所述接合元件3、热塑性的弹性体薄膜2a和第三接合元件6又在彼此间良好的机械接触中来布置。与关于图1a的描述相类似，现在在横穿所述透明的第三接合元件6的情况下将激光束5入射到所述热塑性的弹性体薄膜2a上，用于在所述第二接合元件3与第三接合元件6之间产生焊缝4a。在此又如在关于图1a的描述中所描述的一样，使所述热塑性的弹性体薄膜2a以及第二接合元件3和第三接合元件6在激光束5入射到所述热塑性的弹性体薄膜2a上的部位的区域中熔化并且也使相邻的两个接合元件3、6熔化并且形成焊缝4a。所述两个接合元件3、6之间的焊缝4a在此沿激光束5的视向布置在所述两个接合元件1、3之间的两条相邻的焊缝4之间的一半的间距D/2上。当然，这不仅适用于一条唯一的焊缝4a和两条焊缝4，而且所述第一和第二或者说第二与第三接合元件1、3、6之间的焊缝4或者说4a在此可以相应地沿按图1b的垂直的视向以相对于彼此偏移D/2的方式来布置，用于就这样能够实现由所述三个接合元件1、3、6构成的多层系统的尽可能稳定的连接。在此同样可以比如在所述多层系统1、3、6的内部的区域中在焊缝4或者说焊缝4a之间设置较大的间距并且在边缘区域中设置较小的间距，用于提高多层系统1、3、6的在边缘区域中的强度。当然也可以考虑焊缝4、4a的每种其它的布置或者说分布方式。 [0026] 图2示出了按本发明的第二种实施方式的多层系统。与图1b相类似，在图2中示出了具有三个接合元件1、3、6的多层系统。与图1b不同的是，现在所述接合元件1、3之间以及接合元件3、6之间的热塑性的弹性体薄膜2、2a不是连贯地布置而是结构化地比如以格栅的形式布置。由此在相应的沿垂直方向彼此先后相随的接合元件1、3或者说3、6之间产生所述弹性体薄膜2、2a的自由空间F以及区段2’、2’’、2a’、2a’’、2a’’’、2a’’’’。这些自由空间F在此可以用于微流体的应用方案。所述接合元件1、3、6在此可以如此构成，从而不仅可以在所述热塑性的弹性体薄膜2、2a的平面中输送液体，而且甚至所述接合元件1、3、6可以结构化，也就是比如包括垂直的和/或水平的通道，所述垂直的和/或水平的通道与所述结构化的热塑性的弹性体薄膜2、2a的相应的通道或者说自由空间F共同作用，从而在总体上微流体的应用方案的流体不仅可以水平地而且可以垂直地通过所述多层系统来输送或者说流动。 [0027] 为了将所述两个接合元件1、3与所述热塑性的弹性体薄膜2连接起来并且为了借助于所述热塑性的弹性体薄膜2a来连接所述两个接合元件3、6，将激光束5用在相应的部位上，在所述相应的部位上布置了所述薄膜区域2’、2’’、2a’、2a’’、2a’’’、2a’’’’。然后向这些薄膜区域加载激光束，从而在前面提到的部位上产生焊缝4、4a并且相应地借助于相应的薄膜2、2a来连接所述接合元件1、3或者说接合元件3、6。 [0028] 尽管前面借助于优选的实施例对本发明进行了描述，但是本发明不局限于此，而是能够以多种多样的方式加以改动。 |
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