CN101262993B - 具有多色表面的复合材料部件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于制造具有多色表面的复合材料部件的方法,以及具有多色表面的复合材料部件。根据本发明的方法包括以下步骤:a)制造多色塑料膜(2a),其在颜色区域(4,5)中相互邻接的区域(3)中包括凹槽(6);b)将塑料膜(2a)设置于工具(7)的空腔(8)中;c)将沿凹槽(6)放置的膜区域(13,14)部分地拉入(F1)工具(7)的空腔(8)的内侧,并且同时或之后将拉入空腔(8)的内侧的膜区域引导到一起(F2,F3),用于封闭膜和工具(7)的表面之间的凹口,该凹口通过部分拉入膜而产生;d)对膜(2a)反向发泡和/或反向注入。本发明制造的复合材料部件能在各颜色区域之间具有更清楚的分界线。

Description

具有多色表面的复合材料部件及其制造方法
本发明涉及用于制造具有多色表面的复合材料部件的方法,以及用该方法制造的复合材料部件。
复合材料部件,尤其是具有多色表面的复合材料部件,是已知的。这种复合材料部件在例如汽车工业中作为内部装饰部件使用。
此外,已知可通过载体(carrier)和多色膜以两层的方式制造这种复合材料部件。
用于制造多色膜的公知方法是搪塑(slush-mounding)法和模塑法。
用搪塑法制造多色膜的已知方式为:通过利用密封将工具表面的某些区域分开,并在各区域制造不同的颜色区。
此外,用搪塑法样制造多色膜的另一已知方式为:用掩模覆盖某个区域,在制造彩色层之后去除该掩模,然后堆积另一彩色层,并覆盖去掉掩模后露出的工具表面。
用模塑法制造多色膜的方式为:类似于搪塑法的掩模技术,用不同颜色的油漆覆盖模具的各区域,然后将例如聚亚安酯的塑料掩模制成工具。
公知的是,为了制造期望的复合材料部件,将这种膜用于发泡工具或注塑模具,并对这种膜反向发泡、反向注入(反向模塑或反向注入模塑)、或反向注入冲模。
制造这种复合材料部件的问题在于多色膜的制造。
这些已知的方法的缺陷在于,不能充分地实现各颜色区域的分隔。这一方面是因为不适当的或不完善的密封系统,另一方面,是因为塑性体的流动特性。
在膜的两个颜色区域的边界区域,各颜色通常混合在一起。原则上,该膜可用于制造复合材料部件,但是具有这种不明确的颜色分隔的表面通常并不是所期望的。
本发明的目的在于提供一种制造具有多色表面的复合材料部件的方法,该方法尽管使用多色膜但却在各颜色区域之间可具有明确的分隔,而该多色膜本身的各颜色区域可具有不明确的分隔。本发明的另一个目的在于提供一种具有多色表面的复合材料部件,其在各颜色区域之间具有明确的分隔线。
本发明通过如独立权利要求所述的方法和复合材料部件实现这些目的。
本发明提供一种用于制造具有多色表面的复合材料部件的方法,包括以下步骤:
a)制造多色塑料膜,其在颜色区域中相互邻接的区域中包括凹槽;
b)将所述塑料膜设置于工具的空腔中;
c)将沿所述凹槽放置的膜区域部分地拉入所述工具的所述空腔的内侧,并且同时或之后将拉入所述空腔的内侧的所述膜区域引导到一起,用于封闭所述膜和所述工具的表面之间的凹口,所述凹口是通过部分地拉入所述膜的操作而产生的;
d)对所述膜反向发泡和/或反向注入;
其中,所述工具在其空腔的表面包括隆起部,并且设置所述塑料膜以使所述隆起部接合到所述凹槽的开口中,所述隆起部的尺寸小于所述凹槽的尺寸并且所述隆起部具有三角形的设计,其顶端向所述空腔内突出,所述膜区域在所述隆起部上方被按压到一起。
本发明还提供了一种用于制造具有多色表面的复合材料部件的方法,包括以下步骤:
a)制造多色塑料膜,其在颜色区域中相互邻接的区域中包括凹槽;
b)将所述塑料膜设置于工具的空腔中;
c)将沿所述凹槽放置的膜区域部分地拉入所述工具的所述空腔的内侧,并且同时或之后将拉入所述空腔的内侧的所述膜区域引导到一起,用于封闭所述膜和所述工具的表面之间的凹口,所述凹口是通过部分地拉入所述膜的操作而产生的;
d)对所述膜反向发泡和/或反向注入;
其中,所述工具在其空腔的表面包括隆起部,并且设置所述塑料膜以使所述隆起部接合到所述凹槽的开口中,所述隆起部的尺寸小于所述凹槽的尺寸并且所述隆起部具有三角形的设计,其顶端向所述空腔内突出,所述膜区域在所述隆起部顶部被按压到一起。
本发明通过将膜沿着不同颜色区域的分隔线拉入工具的空腔中,不同颜色区域相互邻接的区域则从膜的观察表面被移除。通过将相互邻接的膜区域引导到一起,将由于拉入这些膜区域而引起的间隔封闭。然后对以这种方式准备的膜进行反向发泡和/或反向注入。相互邻接的颜色区域的边界区域因此位于以这种方式制造的复合材料部件内。从而可将该边界区域内的不明确的颜色分隔完全隐藏。
必须拉入空腔的膜区域由凹槽的位置表征。选择凹槽的尺寸,以使各颜色区域之间不明确的边界区域完全位于凹槽中。
该凹槽有利地形成为膜后侧的隆起部。这样可例如自动地选择均匀的膜壁厚。
这种隆起部或突起简化了力的施加,所述力用于将沿凹槽布置的膜区域拉入空腔,并特别地将拉入空腔内侧的膜区域引导到一起,用于封闭由膜的局部拉力产生的凹口。
将膜拉入和引导到一起可机械地实现,但是特别地,其也可用手实现。
准备好膜之后,对膜进行反向注入和/或反向发泡。对膜反向注入冲模同样也是可能的。基本上,准备的膜可以任何方法和方式进一步处理。
有利地,从属权利要求中对本发明的进一步构成进行了描述。
本方法的又一个有利构成在于,在发泡工具的空腔的表面和膜之间运用真空,用于保持所述膜。
通过真空将膜保持在适当位置。特别地,当将沿凹槽布置的膜区域拉入工具的空腔并将其引导到一起时,膜不离开原来的位置。然而,这里假设膜在一定程度上是可拉伸的。如果膜过于刚性,这种形状改变则不可见。特别地,有利的是,在加热条件下处理膜,例如在大约60℃的温度,以允许必要的延伸。
本发明的另一个有利的进一步构成在于,所述工具在其空腔表面包括隆起部,且将塑料膜设置为使隆起部与凹槽的开口接合。
一方面,这种隆起部使塑料膜更好地定位于工具的空腔中。特别地,隆起部的尺寸小于凹槽的尺寸,以允许这种定位。
本方法的另一个有利构成在于,沿着隆起部将膜拉入空腔内侧。
根据本发明,各颜色区域之间的分隔线的方向由空腔表面的隆起部限定。这样形成的分隔线的方向是以明确的方式固定的。
然而,由于隆起部的使用,因此塑料膜的观察表面上保留有间隔。该间隔的大小和形状基本由隆起部的几何形状确定。这样,可通过隆起部的设计,形成各颜色区域的分割区域的视觉效果。
隆起部例如可具有矩形形状。塑料膜的间隔则同样具有矩形形状。
为了建立视觉上不明显的间隔,锐角三角形形状的隆起部是适当的。三角形的高度优选地非常小,仅为几毫米。三角形形状使得将引导到一起的膜区域几乎直接位于三角形的顶端。同样,由于突出到空腔表面外的三角形隆起部的顶端,因此精确地预先确定各颜色区域的分隔线也成为可能。
本发明的另一个有利的构成在于,膜的凹槽具有2.5mm到25mm的范围内的宽度,优选地,在3mm到7mm的范围内;并具有2.5mm到15mm的范围内的深度,优选地,在3mm到7mm的范围内。
凹槽的宽度和深度很大程度上依赖于塑料膜的厚度以及膜的几何形状。如果两个不同的颜色区域例如沿着边界相互邻接,与两个颜色区域在公共平面上相互邻接时相比,凹槽在该位置则可具有不同的尺寸。指定的值为指导值,并可仅为指导值。
特别地,对于形成在塑料膜后侧的隆起部或突起,必须考虑到凹槽的这些尺寸。如果相互邻接的膜区域在边界区域具有均匀的壁厚,则上述值是尤其有利的。
本发明的一个进一步有利的构成在于,隆起部具有1mm到5mm的范围内的宽度,优选地在1mm到2mm的范围内;并具有1mm到7mm的范围内的高度,优选地在1mm到3mm的范围内。
然而,所述工具的空腔的表面上的隆起部的大小依赖于凹槽的大小。根据本发明,隆起部的尺寸小于凹槽的尺寸,以使隆起部完全接合在塑料膜的凹槽中。
指定的值同样仅视为指导值。如果希望将隆起部特别地用于在视觉上形成由塑料膜的表面上的隆起部产生的间隔,则该值还可在指定范围之外。
如果间隔在各颜色区域之间仍然为不明显的,则上述空腔的表面上的隆起部的三角形形状是有用的,并且具有指定的值的下边缘的高度和宽度也是有用的。
本发明的一个有利的进一步构成在于,膜具有在0.5mm到5mm的范围内的厚度,优选地在1mm到2.5mm的范围内。
根据本发明的方法,膜必须具有一定的可延展性。如果膜太厚,将不利于将位于凹槽处的膜区域拉入和引导到一起。
本发明的一个有利的进一步构成在于,膜用模塑法或搪塑法制成。
然而,根据本发明的方法基本独立于多色塑料膜的制造。重要的是膜的材料特性和壁厚。
本发明进一步提供了一种复合材料部件,其通过根据本发明的方法制成。特别地,该复合材料部件为机动车的内部门饰板。
这种复合材料部件例如可为仪器面板的一部分、门饰板的一部分或中部控制部分的一部分。
下面参照以下附图、通过示例性的实施例介绍本发明。
图1示出了用于根据本发明的方法的步骤(a)制造多色塑料膜的工具;
图2示出了根据本发明的方法的步骤(a)的多色塑料膜;
图3示出了根据本发明的方法的步骤(c)的多色塑料膜;以及
图4示出了根据本发明的方法制造的组件。
图1示出了用于用搪塑法根据本发明方法的步骤(a)制造多色塑料膜的工具。
图中示出了电模具(galvano-mould)10。电模具10的内表面决定用该方法制造的膜的形状。电模具10在其内表面11包括隆起部11。
此外,图1中示出的工具包括设置在电模具10的内部的封条12,用该封条可将由隆起部限定的、电模具10上的各区域密封。
通过粉末箱在由封条分隔的区域洒上不同颜色的塑料粉,用于制造多色塑料膜。通过对电模具10加热使粉末液化,这样就在电模具10的内侧形成塑料膜。因此,封条12防止各塑料膜溢出到其它区域。在电模具10冷却后,可将以这种方式制造的塑料膜从工具上移除。
图2示出了在根据本发明方法的步骤(a)之后的多色塑料膜。
这种塑料膜可由例如上述的搪塑法制成,但是根据本发明的方法基本与多色塑料膜的制造无关。
塑料膜2a具有第一颜色区域4和第二颜色区域5。这两个颜色区域4和5相互邻接。塑料膜2a在颜色区域4和5各自的边界区域13和14具有凹槽6。凹槽6位于塑料膜2a的观察侧。其具有5mm的宽度(x方向)和3mm的深度(z方向)。其尺寸由电模具10的隆起部11限定(见图1)。
塑料膜2a具有2mm的均匀壁厚。因此,在观察侧,塑料膜2a的凹槽6在后壁上形成为隆起部。
图3示出了在根据本发明方法的步骤(c)之后的多色塑料膜。
在制造图2所示的多色塑料膜2a之后,根据本发明的方法,将塑料膜2a设置于发泡工具7的空腔8内。为了简化配置,发泡工具7在其空腔8的表面上包括隆起部9。将塑料膜2a设置为使得隆起部9与凹槽3的开口接合。
隆起部9设计为等腰三角形。三角形的顶角为45°,两个底角均为67.5°。对三角形隆起部进行定向,以使其45°角垂直地突出到发泡工具7的空腔8中。隆起部的高度为1.5mm(z方向)。
在发泡工具7的空腔8的表面和膜2a之间运用真空,用于保持膜2a。发泡工具7包括相应的开口,以允许运用所述真空。
此外,将发泡工具7预热到70°的温度。膜2a同样地预热到70°左右的温度。
当向大致z方向施加力F1时,用手将沿着凹槽6设置的膜区域13和14部分地拉入发泡工具7的空腔8的内侧。为此,一个膜区域与位于凹槽6的后侧的、塑料膜2a的隆起部接合。同时,通过施加大致为x方向上从右向左的力F3和从左向右的力F2,将拉入空腔内侧的膜区域13和14引导到一起,用于封闭膜和发泡工具7的表面之间的凹口,所述凹口是由膜2a的局部拉力F1产生的。
沿隆起部9将膜2a拉入空腔8的内侧。将膜区域13和14引导到一起之后,将各膜向三角形隆起部9上相应的边按压。将两个膜区域13和14在隆起部9上方或其顶部按压到一起。
由于膜具有较小的壁厚并由于膜的温度,因此将膜区域13和14拉入或引导到一起是可能的。通过运用的真空,将膜固定在其位置。
图4示出了根据本发明的方法制造的复合材料部件1。
在如上所述准备塑料膜2a之后,对所准备的塑料膜2a反向发泡。拉入的膜区域13和14位于复合材料部件1的泡沫层内。这样,颜色区域4和5之间的边界区域位于泡沫层内,并且从外部不可见。在复合材料部件1的表面实现了颜色区域4和5之间的明确的分隔线。该分隔线沿着由三角形隆起部9的几何形状限定的间隙形成。然而,由于该间隙的尺寸非常小,因此该间隙是非常不显眼的。
注塑模具可作为一种选择用于替代发泡工具7。这样,对准备的塑料膜反向注入或反向注入冲模。
制造的复合材料部件尤其适用于作为例如仪器面板、门饰板或中部控制部分的一部分。

Claims (11)

1.一种用于制造具有多色表面的复合材料部件(1)的方法,包括以下步骤:
a)制造多色塑料膜(2a),其在颜色区域(4,5)中相互邻接的区域(3)中包括凹槽(6);
b)将所述塑料膜(2a)设置于工具(7)的空腔(8)中;
c)将沿所述凹槽(6)放置的膜区域(13,14)部分地拉入(F1)所述工具(7)的所述空腔(8)的内侧,并且同时或之后将拉入所述空腔(8)的内侧的所述膜区域引导(F2,F3)到一起,用于封闭所述膜和所述工具(7)的表面之间的凹口,所述凹口是通过部分地拉入所述膜的操作而产生的;
d)对所述膜(2a)反向发泡和/或反向注入;
其中,所述工具(7)在其空腔(8)的表面包括隆起部(9),并且设置所述塑料膜(2a)以使所述隆起部(9)接合到所述凹槽(6)的开口中,所述隆起部的尺寸小于所述凹槽(6)的尺寸并且所述隆起部具有三角形的设计,其顶端向所述空腔内突出,所述膜区域(13,14)在所述隆起部(9)上方被按压到一起。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述工具(7)的所述空腔(8)的表面和所述膜(2a)之间形成真空,用于保持所述膜(2a)。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,将所述膜(2a)沿着所述隆起部(9)拉入(F1)所述空腔(8)的内侧。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述膜(2a)的所述凹槽(6)具有2.5mm到25mm的范围内的宽度,并具有2.5mm到15mm的范围内的深度。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述隆起部(9)具有1mm到5mm的范围内的宽度,并具有1mm到7mm的范围内的高度。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述膜(2a)具有在0.5mm到5mm的范围内的厚度。
7.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述膜(2a)具有在0.5mm到5mm的范围内的厚度。
8.如前述任意一项权利要求所述的方法,其特征在于,所述膜(2a)用模塑法或搪塑法制成。
9.如权利要求5所述的方法,其中所述隆起部(9)的宽度在1mm到2mm的范围内。
10.如权利要求5所述的方法,其中所述隆起部(9)的高度在1mm到3mm的范围内。
11.一种用于制造具有多色表面的复合材料部件(1)的方法,包括以下步骤:
a)制造多色塑料膜(2a),其在颜色区域(4,5)中相互邻接的区域(3)中包括凹槽(6);
b)将所述塑料膜(2a)设置于工具(7)的空腔(8)中;
c)将沿所述凹槽(6)放置的膜区域(13,14)部分地拉入(F1)所述工具(7)的所述空腔(8)的内侧,并且同时或之后将拉入所述空腔(8)的内侧的所述膜区域引导(F2,F3)到一起,用于封闭所述膜和所述工具(7)的表面之间的凹口,所述凹口是通过部分地拉入所述膜的操作而产生的;
d)对所述膜(2a)反向发泡和/或反向注入;
其中,所述工具(7)在其空腔(8)的表面包括隆起部(9),并且设置所述塑料膜(2a)以使所述隆起部(9)接合到所述凹槽(6)的开口中,所述隆起部的尺寸小于所述凹槽(6)的尺寸并且所述隆起部具有三角形的设计,其顶端向所述空腔内突出,所述膜区域(13,14)在所述隆起部(9)顶部被按压到一起。
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