用形状记忆聚合物激活来帮助对准和保持的工件组装方法

摘要

本发明涉及用形状记忆聚合物激活来帮助对准和保持的工件组装方法，具体提供一种通过形状记忆聚合物激活来帮助对准和保持从而适应性地组装第一和第二工件的方法，其中所述工件具有并且所述方法采用至少一个激活凸块和/或匹配的凹座，而形状记忆聚合物的形状记忆和模量变换能力备选地用于在组装期间进一步接合所述凸块和凹座。

说明书

技术领域

本发明涉及组装工件的方法，更具体地涉及一种使用形状记忆聚合物激活来对准和保持组装好的工件的适应性方法。

背景技术

在制造和工艺行业，工件的适当组装越来越多地依靠可编程机器人和复杂的对准夹具来实现必要的精度。例如，尽管工件的常规焊接需要形成精密焊缝和焊点来确保期望的结构性能和美感，但是长时间以来一直需要在附接到静止工件之前将可操纵工件以紧公差定位。然而，这种公差使适当地定位工件变得困难，并且经常导致错位和/或机械粘合，从而进一步导致故障停机、工件和/或基础设施损坏以及产生费用。此外，常规的组装系统通常具有不适于工件之间的尺寸偏差的统一适用的对准系统，所述统一适用的对准系统可进一步导致错位和粘合(甚至当采用机器人精度时)。

发明内容

响应于这些和其他问题，本发明涉及一种使用形状记忆聚合物(SMP)激活来对准和保持组装好的工件的方法。本发明适用于帮助部件对准和后续保持，从而极大地降低对基础设施-例如复杂的对准夹具的需求。本发明进一步适用于适应部件尺寸偏差，同时不会牺牲最终附接的强度-尤其是剪切导致的脱开。本发明的方法是自对准的，并且可以容许相当差的初始对准。通过在初始接触和重定位期间使用软的聚合材料，还减小了工件表面的划痕。本发明采用形状记忆聚合物在其低模量状态下暂时承受大的应变以及恢复其初始形状的能力，从而与常规致动器相比提供了许多优点，包括例如移动部件较少、能量消耗较低以及噪音减少(听觉上以及相对于EMF)。最后，一旦对准，形状记忆聚合物的高刚度低温度状态为工件提供高刚度的侧向保持。因此，组装期间在适应性与强度之间不需要折衷方案。

总体而言，本发明给出一种通过形状记忆聚合物激活来帮助对准或对准加上保持从而适应性地组装第一与第二工件的方法。所述工件具有至少一个凸块并且限定构造成在组装期间接纳所述凸块的至少一个凹座，其中所述凸块和/或凹座包括具有适当形状、大小和形态来实现本发明的预期功能的形状记忆聚合物。所述方法包括将法向负载施加到所述工件，以便使所述凸块大体上接合所述凹座，并且通过将所述凸块和/或凹座暴露到适当的激活信号来使所述聚合物激活。由于所述聚合物的激活，所述凸块将进一步接合所述凹座。接下来，通过去除所述聚合物上的信号来使所述聚合物去激活，并因此进一步对准所述工件。

方案1. 一种通过激活形状记忆聚合物来帮助对准从而适应性地组装第一与第二工件的方法，其中所述工件具有至少一个凸块并且限定至少一个凹座，所述凹座构造成分别在组装期间接纳所述凸块，并且所述凸块和/或凹座包括形状记忆聚合物，所述方法包括下述步骤：

a.将法向负载施加到所述工件，以便使所述凸块大体上接合所述凹座；

b.通过使所述凸块和/或凹座暴露于激活信号来激活所述聚合物；

c.由于激活所述聚合物而使所述凸块进一步接合所述凹座；

d.由于执行步骤a)到c)而使所述工件对准；以及

e.通过去除施加给所述聚合物的信号而使所述聚合物去激活。

方案2. 如方案1所述的方法，其中步骤b)包括使所述聚合物暴露于预定热能信号的步骤。

方案3. 如方案1所述的方法，其中步骤b)包括使所述聚合物暴露于预定湿汽信号的步骤。

方案4. 如方案1所述的方法，其中步骤b)包括使所述聚合物暴露于预定量的紫外线辐射的步骤。

方案5. 如方案1所述的方法，其中步骤b)包括使所述聚合物暴露于预定无线电频率信号的步骤。

方案6. 如方案1所述的方法，其中步骤b)进一步包括使所述聚合物被动地暴露于信号的步骤，并且所述信号是外部过程的副产物。

方案7. 如方案1所述的方法，其中步骤c)进一步包括激活所述聚合物并且施加负载从而使所述凸块进一步接合所述凹座的步骤。

方案8. 如方案1所述的方法，其中步骤c)和d)进一步包括下述步骤：使所述聚合物获得具有小于所述负载的抗压强度的较低模量并且随后在所述负载下变形以便降低势能并且使所述工件中的所述一个因为所述聚合物的变形而侧向平移。

方案9. 如方案1所述的方法，其中所述凸块和/或凹座具有第一侧向形状，并且步骤c)和d)进一步包括下述步骤：激活所述聚合物从而使所述凸块和/或凹座获得第二侧向形状，并且使所述第一或第二工件侧向平移和/或由于获得所述第二形状而相对于另一工件保持在固定状态。

方案10. 如方案9所述的方法，其中所述第一形状是锥形，而所述第二形状是柱状。

方案11. 如方案1所述的方法，其中步骤a)和c)进一步包括通过滚动接合施加负载以便帮助对准的步骤。

方案12. 如方案1所述的方法，其中所述聚合物整体地形成所述凸块。

方案13. 如方案1所述的方法，其中所述聚合物构成套环，所述套环进一步构成所述第二工件并且限定所述凹座。

方案14. 如方案1所述的方法，其中所述凸块和/或凹座是斜面的或锥形的，以便帮助对准。

方案15. 如方案1所述的方法，其中所述聚合物具有构成所述凸块和/或凹座的至少一部分的母体。

方案16. 如方案15所述的方法，其中所述凸块和/或凹座的所述至少一部分进一步包括碳纳米纤维或碳纳米管。

方案17. 如方案1所述的方法，其中所述凸块和/或凹座包括非激活母体和填充材料，并且所述聚合物具有所述填充材料。

方案18. 如方案1所述的方法，其中步骤e)进一步包括下述步骤：增加所述聚合物的刚度以便一旦对准就去激活所述聚合物从而侧向固定所述工件。

方案19. 如方案1所述的方法，其中当组装所述工件时所述凸块和/或凹座进一步包括覆盖所述聚合物的低摩擦涂覆层。

方案20. 如方案1所述的方法，其中所述凸块和/或凹座包括具有不同玻璃态转变温度、记忆形状和/或激活信号类型的多种形状记忆聚合物的混合物。

通过参考下面对本发明的各种特征和包括在其中的示例的详细描述，可以更容易地理解本发明的其他方面-包括一旦对准就使用形状记忆聚合物激活来保持所述工件。

附图说明

下面参照具有示例性比例的附图来详细描述本发明的优选实施方式，其中：

图1a是根据本发明的优选实施方式的具有形状记忆聚合物凸块并且接合限定凹座的固定工件的自由工件的侧视图（其中所述工件已错位）以及因错位导致的作用于所述凸块上的力的放大说明图；

图1b是图1a所示的工件的侧视图（其中SMP凸块已激活并在负载下变形）以及在该状态下作用于所述凸块上的力的放大说明图；

图1c是图1a-b所示的工件的侧视图，其中由于SMP变形引发的作用于工件上的力向量的侧向分量（并且因此是对准分量）而导致所述工件再定位，使得所述凸块接纳在所述凹座中并且允许恢复它们的形状；

图2是根据本发明的优选实施方式包括有锥度的凸块的工件的侧视图；

图3是根据本发明的优选实施方式包括有斜面的凸块的工件的侧视图；

图4是根据本发明的优选实施方式包括有斜面的形状记忆聚合物套环的工件的侧视图，所述套环限定凹座；

图5a是根据本发明的优选实施方式包括处于第一几何形状的第一和第二形状记忆聚合物凸块的工件的立体图；

图5b是图5a所示的工件的立体图，其中所述凸块已激活、再构形并且允许通过在组装之前冷却来去激活；

图5c是限定匹配图5a所示的第一形状的凹座并且通过其错位将图5b所示的再构形凸块的至少一部分容纳在所述凹座内的第二工件的立体图；以及

图5d是图5a-c所示的工件的立体图，其中所述凸块已完全插入到所述凹座内并将恢复到它们的第一形状，以便帮助对准和保持工件。

具体实施方式

参阅图1-5d，本发明公开了一种通过形状记忆聚合物(SMP)或起到相同效果的等同智能材料的激活来对准和固定工件10a、b的改进的方法。更具体地，本发明给出了使用一个或多个凸块12(即，凸出部分、尖头物、短柱、支撑件等)和/或包括形状记忆聚合物并且通过所述形状记忆聚合物限定的凹座或孔14来帮助对准并且进一步在优选实施方式中将工件保持在适当对准状态(图1c和5d)的方法。本发明可用于期望根据特定关联对准来组装工件(即，部件、本体、子组件等)的任何场合-例如在汽车安装中以改进并且简化车门或后顶盖侧板组装工序。

以两种不同类别的实施方式描述和示出了本发明的方法：在第一种类别中，较低模量状态的SMP用于对准，在对准之后接着是较高模量状态在没有侧向自由度(即，“倾斜”)的情况下提供高刚度的侧向位置保持；并且在第二种类别中，SMP的形状设定能力允许在组装之前形成和设定自对准几何形状，在对准之后通过触发低模量状态中的形状记忆作用来提供主动对齐或紧密接合，并且随后通过转变到高模量状态来提供高刚度侧向位置保持。然而，下面对优选实施方式的描述本质上将仅是示例性的而决非用于限制公开的构造、应用和用途。

如在此使用的，术语“活性材料”应被给予所属领域技术人员理解的通常含义，并且包括当暴露到外部信号源时具有可逆地改变的基本(例如，化学或固有物理)特性的任何材料或复合材料。因此，活性材料应包括那些可具有响应于激活信号而改变的刚度特性、形状和/或尺寸的成分。如前面所述的，形状记忆聚合物特别适于在本发明中使用。

形状记忆聚合物(SMP)通常意指一组聚合材料，所述聚合材料具有在受到适当刺激时返回之前限定的形状的能力。热激活的形状记忆聚合物是具有下述特性的聚合物：取决于聚合物的成分，弹性模量大体上在很窄的转变温度范围内(通常以1-3个数量级)-例如0到150℃内改变，并且在高于模量保持相当恒定的转变范围的温度下具有有限的橡胶态高弹弹性响应。

除了弹性模量，诸如折射率以及湿汽渗透率的特性也在温度转变范围内具有显著改变。通过诸如光和潮湿的其他刺激来激活的形状记忆聚合物显示出类似特性：其中在特定刺激的范围内或者对应于特定刺激的有限独立非连续值的范围内发生特性改变。这些特性是含有通过两种类型的交叉链接来连接的原子链的聚合物形态的结果：不可逆链和可逆链。可以通过供给足够的热能而将聚合物的温度上升为高于热激活的SMP的转变范围来打破可逆交叉链接。在这种状态下，聚合物中的链仅通过不可逆交叉链接来保持在一起。因此，聚合物的弹性模量低并且所述材料可以伸展成具有高应变(例如高达300%)。由于交叉链接的减少，聚合物的链可以相对彼此移动很大距离以便在不破坏可逆交叉链接并且因此没有塑性破坏的情况下适应较大应变。如果维持该变形同时聚合物被冷却到低于转变范围的温度，那么在它们的新位置聚合物的链之间形成可逆交叉链接。交叉链接的密度增加限制聚合物的链的相对运动并且因此增加了材料的刚度。新形成的可逆交叉链接用于将高于转变范围时传递到聚合物的变形锁定。

实验显示聚合物可在更长时间段(例如，高达6个月)内保持变形后的形状，只要它们的负载在低于转变范围时处于聚合物弹性极限内并且材料温度没有升高到转变范围内或高于转变范围。随后将聚合物加热到高于转变范围来破坏可逆交叉链接，并且如果所述材料没有额外负载就将在高于转变范围时恢复前面引发的变形。应变通常被几乎完全恢复(例如，98%或更多)。因此，SMP可以通过在高于转变范围时使它们变形以及将它们冷却到低于转变范围而被传递临时形状。可以仅通过在没有外部负载的情况下将聚合物加热到高于转变范围来恢复原始形状。

根据聚合物形态的性质，可以形成多种SMP。将SMP分类的一种方式是基于交叉链接的性质。热固性SMP中的不可逆交叉链接由共价键形成。热塑性SMP没有真正的不可逆交叉链接。它们具有两种或更多种类型的在有限的独立温度范围内形成和破坏的可逆交叉链接。聚合物以上述指定方式反应的任何温度范围都可以被认为是材料的转变范围。通常，落入材料正常操作状态范围内的最低温度范围用作转变范围。当材料被加热到高于其转变范围时，仅破坏了对应于该范围以及所有更低范围的交叉链接。在更高温度破坏和形成的交叉链接不受影响，并且在该种类的SMP中扮演不可逆交叉链接的角色。

可逆交叉链接是包括H键、离子键和范德华力的副键，所述副键可导致线性链式分子-尤其是那些具有相同触感和很小的侧基的分子结晶。不可逆交叉链接产生纠缠和共价交叉链接，并且对于某些光激活SMP可能是可逆的。骨干可以是热塑性的(即，基本上是线性分子的一维共价网络)。骨干中的链接不是交叉链接，而是所述链中非相邻原子之间的链接。因此，代替一维网络，非交叉链接网络被给出，当加热到高于软化温度时一维特性导致所述非交叉链接网络容易地流动，从而促进骨干链区段之间的相对滑动。这样一来，聚合物可以通过加热到高于软化温度来容易地重新构形。

在热固性SMP中，三维共价网络具有受热时不流动的交叉链接网络。相反，其在高于特征温度时燃烧或灼烧，因为三维共价网络限制骨干链区段的移动。这样一来，提供了更好的结构特性以及耐热和化学物的能力。在热塑性SMP中，原始/ 永久形状通过由硬链区段产生的物理交叉链接来设定；然而在热固性SMP中，可能没有硬链区段。永久形状通过在(软)区段之间形成共价交叉链接来设定。

形成形状记忆聚合物的适当聚合物成分包括但不限于：聚磷腈、聚乙烯醇、聚酰胺、聚酯酰胺、聚氨基酸、聚酐、聚碳酸酯、聚丙烯酸脂、聚亚烷基、聚丙烯酰胺、聚亚烷基乙二醇、聚环氧烷、聚亚烷基对苯二酸盐、聚原酸酯、聚乙烯醚、聚乙烯酯、卤化聚乙烯、聚酯、聚交酯、聚乙醇酸交酯、聚硅氧烷、聚氨基甲酸酯、聚醚、聚醚酰胺、聚醚酯和它们的共聚物。适当的聚丙烯酸酯的示例包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙基丙烯酸甲酯、聚丁基丙烯酸甲酯、聚异丁基丙烯酸甲酯、聚己基丙烯酸甲酯、聚异葵基丙烯酸甲酯、聚月桂基丙烯酸甲酯、聚苯基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸酯、聚异丙烯酸酯、聚异丁烯酸酯和聚十八基烯酸酯。其他适当聚合物的示例包括聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯基苯酚、聚乙烯吡咯烷酮、氯化聚丁烯、聚十八基乙烯醚乙烯乙酸乙烯酯、聚乙烯、聚环氧乙烷-聚乙烯对苯二酸、聚乙烯/尼龙(接枝共聚物)、聚己酸内酯-聚酰胺(嵌段共聚物)、聚己内酯二甲基丙烯酸-n-丙烯酸丁酯、聚降莰基-多面体寡聚倍半硅氧烷、聚氯乙烯、氨基甲酸乙酯/丁二烯共聚物、聚氨基甲酸脂嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-乙烯嵌段共聚物等。

因此，用于本发明的目的，应当理解的是，SMP在加热到高于它们具有较低玻璃态转变温度的组分的玻璃态转变温度时具有显著下降的模量。虽然SMP可以块、片、板、格、桁架、纤维或泡沫形式来广泛地使用，但是它们需要它们的温度高于它们具有较低玻璃态转变温度的组分的玻璃态转变温度-即在低温环境中连续输入能量来保持它们的较低模量状态。

回到图1a-c，本发明的第一实施方式或类别给出了通过形状记忆聚合物模量转换能力来帮助对准或对准加上保持从而适应性地组装第一和第二工件10a、b的方法。在这种构造中，工件10a、b具有至少一个并且更优选地为多个凸块12以及构造成在组装期间接纳所述凸块12的凹座14。凸块12和/或凹座14由形状记忆聚合物16形成并且通过所述形状记忆聚合物16限定，所述形状记忆聚合物16具有记忆形状以及高于正常运转(例如，环境)温度的玻璃态转变温度。也就是说，凸块12和/或凹座14优选地在使用之前保持在去激活状态。它们可由SMP16或激活与非激活成分的混合物来整体形成。关于凹座14，应当理解的是，工件10包括邻近空腔的SMP或被驱动地联接到所述SMP限定的外表面。

在第一构造中，工件10包括由SMP16形成的套环18(图4)，而所述套环18限定凹座14。凸块12和/或套环18可由SMP混合物或复合材料形成，其中所述SMP存在母体或非激活母体的填充材料。例如，凸块12和/或套环18可由包括SMP母体和纳米纤维碳或碳纳米管(CNF/CNT)填充材料的复合材料来形成。应当理解的是，CNF/CNT填充材料能够接受红外辐射，并且能够以热能形式吸收和消散所述辐射。最后，应当理解的是，凸块12和/或套环18可包括具有不同的玻璃态转变温度、记忆形状和/或激活信号类型的多种形状记忆聚合物16的混合物以提供柔韧性。

凸块12和凹座14可具有任何横截面形状(例如，圆形、矩形等)-只要它们具有一致的直径/宽度，并且被协作地构造成允许如下面进一步描述的那样倾斜。更具体地，应当理解的是，凸块12具有稍微(例如，0.5-1%)小于凹座14的直径，以便插入时所述凸块12能够进入所述凹座14但具有最小的侧向运动自由度。当完全接纳时，优选的凸块12和凹座14被协作地构造成使得由工件10a、b限定的相邻表面20a、b形成上覆层(图1)。

在操作中，操纵自由工件10a以便以使凸块12进入凹座14的方式将所述自动工件10a邻近固定工件10b定位。随后施加法向载荷向量W，从而导致工件10a、b通过凸块12(图1a)彼此抵靠。所述负载可以是自由工件10a的重量、诸如夹紧力的外部负载或者所述重量加上夹紧力等。在采用工件10a的重量作为负载的情况下，应当理解的是，可以被动地施加所述负载。更优选地，外部的负载通过滚动接合施加，以便有助于侧向移动和对准。例如，应当理解的是，可使用一个或多个滚子或滚珠轴承22来施加负载(图1a-c)。

因此，凸块12先大体上接合凹座14，其中术语“大体上接合”意指凸块12被物理地定位成所述凸块12的至少一部分在空腔内或邻近所述空腔并且所述凸块12的重心在凹座14的竖直边界内。在这种状态下，应当理解的是，凸块12的不可压缩特性导致平行于负载向量W的法向合成向量R增加了凹座14的接合边缘处的力矩(图1a)。错位量m产生M=W(d-m)/2的净倾斜力矩，其中W是将工件10a、b推挤到一起的力，而d是凹座14的直径/宽度。应当理解的是，在单个凸块的构造中，力矩使自由工件10a相对于固定工件10b倾斜；而在倾斜状态下，角度R与力矩轴线之间的距离减小(图1b)。因此，还减小了力矩和有效错位量并且侧向向量的分量R_x形成为将凸块12驱动到凹座14中。为了便于产生角度R，凸块12和/或凹座14可以是有锥度的(图2)或斜面的(图3和4)。

复数个的凸块12和凹座14大体上接合但有错位，使得每个凸块12的一部分位于由固定工件10b限定的外表面20b上(图1a、b)，此时包括SMP的凸块12和/或凹座14被激活以便实现较低模量状态。在较低模量状态，凸块12和/或凹座14能够在负载下弯曲/变形，从而在工件10a没有倾斜的情况下形成角度R。随着在负载下压紧的进行，角度R保持渐增从而导致进一步接合直到凸块12完全进入相应凹座14并且与相应凹座14对准(即，对齐)。应当理解的是，在该动作中，本发明降低了组装中的势能。一旦凸块12位于凹座14中，变形的凸块12和/或凹座14就能够弹性地恢复它们的形状，同时聚合物16仍处于其低模量状态。因此，激活的SMP16的预期负载和压紧强度必须协作地确定。随后凸块12和/或凹座14被去激活，从而允许SMP16恢复其高模量刚度，其中所述高模量刚度用作将两个工件10a、b锁定在一起的侧向保持方式。

通过将聚合物16暴露到足够幅度和持续时间的信号来实现激活，从而可得到前述步骤的性能。虽然在此参照热激活的SMP来描述本发明，但是采用响应于诸如湿汽(例如，水)、紫外线辐射和无线电频率信号的其他类型的信号的形状记忆聚合物16也在本发明的范围内。SMP16可以被动地暴露到信号，其中所述信号是外部过程(例如，在烤炉固化过程中生成或者通过所述过程存储的热能)的副产物或者是根据需要按顺序进行场激活来传播的。例如，应当理解的是，湿汽激活的SMP可以穿过黑色洗剂、UV激活的SMP可以暴露到人工光照而RF激活的SMP可以暴露到适当的辐射设备-例如焊枪等。

在本发明的第二实施方式中，所述方法采用SMP的形状记忆能力来帮助对准或对准加上保持。在该构造中，凸块12或凹座14具有第一侧向形状并将通过激活来实现第二之前记忆的侧向形状。在第一侧向形状下，对准被帮助进行使得初始定位期间所需的精确度降低。通过使凸块12或凹座14在大体上彼此接合时获得第二形状，自由工件10a将侧向平移和/或相对于固定工件10b保持侧向固定状态。

例如，并且如图5a-d所示，固定工件10b可具有包括SMP16的第一和第二凸块12，所述SMP16具有高于环境温度的玻璃态转变温度并且具有初始记忆(例如，柱状)形状(图5a)。通过将凸块12加热超过它们的转变温度范围、非弹性地模制它们并且使它们冷却来使凸块12实现第二(例如，锥形)形状，以便硬化并且锁定在获得的形状(图5b)。应当理解的是，可以采用热压来完成这项任务。限定第一和第二凹座14的自由工件10a可被随后定位在固定工件10b上。凹座14的几何形状被构造为当凸块12插入凹座14时与处于它们的初始形状的凸块12形成紧密接合。在第二或获得的形状，凸块12的至少一部分可轻易地插入凹座14内(图5c)。更优选地，获得的凸块12的形状被进一步构造成在插入期间对准。在图示的实施方式中，例如，随着凸块12接合凹座14的周长，锥形的有锥度的壁使工件的侧向线性位移与插入的深度成比例。

一旦凸块12插入凹座14内达最小深度h，所述凸块12被激活，以便使所述凸块12回转返回初始记忆形状。更优选地，h等于凸块12的整个高度，以便工件表面20a、b形成上覆层(图5d)。通过回转返回到记忆形状，凸块12使工件10a、b对准，并且其中所述记忆形状尝试获得大于凹座14的一致尺寸的尺寸(例如，直径)，凸块12进一步使工件10a、b保持在对准状态。SMP16随后被冷却来锁定在对准状态。

最后，应当理解的是，为了便于组装-尤其是当SMP16被激活时，凸块12和/或凹座14可以划上低摩擦涂覆层或润滑剂(例如，聚四氟乙烯、油脂等)24，以便当工件10a、b彼此接合时(图1c)覆盖聚合物16。

虽然已经参照示例性实施方式描述了本发明，但是所属领域技术人员将会理解的是，在不偏离本发明的范围的情况下，可对本发明做出各种改变并且可用等同元件来代替本发明的元件。另外，在不偏离本发明的实质范围的情况下，可做出多种改型以使本发明的教导适应特定情况或材料。如在此使用的，术语“第一”、“第二”等不是表示任何次序或重要性，而是用于将一个元件与另一个区别，并且术语“所述”、 “一个”不是表示对数量的限制，而是表示至少一个所提及的物品的存在。相同数量的给定部件或测量值的所有范围都包括端点并可独立地组合。

方案1﹑一种通过激活形状记忆聚合物来帮助对准从而适应性地组装第一与第二工件的方法，其中所述工件具有至少一个凸块并且限定至少一个凹座，所述凹座构造成分别在组装期间接纳所述凸块，并且所述凸块和/或凹座包括形状记忆聚合物，所述方法包括下述步骤：a.将法向负载施加到所述工件，以便使所述凸块大体上接合所述凹座；b.通过使所述凸块和/或凹座暴露于激活信号来激活所述聚合物；c.由于激活所述聚合物而使所述凸块进一步接合所述凹座；d.由于执行步骤a)到c)而使所述工件对准；以及e.通过去除施加给所述聚合物的信号而使所述聚合物去激活。

方案2﹑如方案1所述的方法，其中步骤b)包括使所述聚合物暴露于预定热能信号的步骤，或者使所述聚合物暴露于预定湿汽信号的步骤，或者使所述聚合物暴露于预定量的紫外线辐射的步骤，或者使所述聚合物暴露于预定无线电频率信号的步骤。

方案3、如方案1所述的方法，其中步骤b)进一步包括使所述聚合物被动地暴露于信号的步骤，并且所述信号是外部过程的副产物。

方案4、如方案1所述的方法，其中步骤c)进一步包括激活所述聚合物并且施加负载从而使所述凸块进一步接合所述凹座的步骤。

方案5、如方案1所述的方法，其中步骤c)和d)进一步包括下述步骤：使所述聚合物获得具有小于所述负载的抗压强度的较低模量并且随后在所述负载下变形以便降低势能并且使所述工件中的所述一个因为所述聚合物的变形而侧向平移。

方案6、如方案1所述的方法，其中所述凸块和/或凹座具有第一侧向形状，并且步骤c)和d)进一步包括下述步骤：激活所述聚合物从而使所述凸块和/或凹座获得第二侧向形状，并且使所述第一或第二工件侧向平移和/或由于获得所述第二形状而相对于另一工件保持在固定状态，并且其中所述第一形状是锥形，而所述第二形状是柱状。

方案7、如方案1所述的方法，其中步骤a)和c)进一步包括通过滚动接合施加负载以便帮助对准的步骤。

方案8、如方案1所述的方法，其中所述聚合物整体地形成所述凸块；或者所述聚合物构成套环，所述套环进一步构成所述第二工件并且限定所述凹座。

方案9、如方案1所述的方法，其中所述凸块和/或凹座是斜面的或锥形的，以便帮助对准；其中所述聚合物具有构成所述凸块和/或凹座的至少一部分的母体；其中所述凸块和/或凹座的所述至少一部分进一步包括碳纳米纤维或碳纳米管；并且其中当组装所述工件时所述凸块和/或凹座进一步包括覆盖所述聚合物的低摩擦涂覆层。

方案10、如方案1所述的方法，其中步骤e)进一步包括下述步骤：增加所述聚合物的刚度以便一旦对准就去激活所述聚合物从而侧向固定所述工件。