CN105936106A - 制造透明或半透明组件的方法 - Google Patents

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Abstract

公开了用于制造由不同的透明或半透明材料的两个层(30、40)形成的组件的方法，其中在模具(10)中通过包覆成型两个层模制该组件。一个层(40)由具有结构特性并抗冲击、断裂或碎裂的聚合物如PC构成，另一个层(30)由以高抗划伤为特性的聚合物如PMMA构成。

Description

制造透明或半透明组件的方法
本发明涉及制造透明或半透明组件，特别是车辆车身的透明或半透明附件，更特别是前灯的透镜或后窗或摩托车的天窗的方法。
非限制性地参考车辆前灯的透镜，容易理解为什么它们应以与外部实体(例如石头)碰撞时的高抗冲击、断裂和碎裂以及它们的可见外表面的抗划伤为特性。
已知制造方法涉及使用结构材料(例如聚碳酸酯，PC)模制组件C，然后进行被称作硬涂布(hard coating)的表面处理(图1)——一种在使用中作为外表面的表面上沉积材料ST的极薄层(几微米)的程序，以提供抗划伤和更高的硬度。
但是，这种处理具有许多缺点。
首先其是一种非常昂贵的涂布，其需要专用生产线辅助注射成型。为获得最终零件，必须随后从压机中拉出坯件并在硬涂布线上移动，随之增加生产时间和相关成本。
此外，硬涂布工艺的成功极大依赖于其施加表面的状况。如果后者以过大残余应力为特征(这在注射成型中常见)，该工艺不以最佳方式完成。随之产生大量废料。
EP 1695808描述了一种机动车装饰元件，其以支承部分和热塑性材料覆盖部分为特征。旨在改进上色第二部分的美观性。
DE 19722551涉及实现以两个具有不同物理/化学性质的互连和空间上分开的区域为特征的元件。该文献明确涉及改进车辆的外饰部件的外观。
EP 2650098显示车辆的照明元件，其特征在于在一个区域中叠加聚碳酸酯(PC)和/或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的两个层。此发明的目的是制造安装到车辆其余部分上的装置。
所有这些文献都聚焦于组件的美学品质并教导了如何在结构部件上制造特别适合抛光或上清漆的层。
因此缺少制造具有高抗冲击、断裂和碎裂并在它们的可见外表面上也抗划伤的组件，特别是透明或半透明组件，更特别是更多暴露在外的组件如前灯的透镜或后窗或天窗的方法。
因此希望用根据所附权利要求的制造方法消除一个或多个这些问题，其中从属权利要求规定了有利的变体。
必须考虑的是，用于提供高抗冲击、断裂和碎裂的聚合物(例如聚碳酸酯，PC)同时具有差抗划伤、差耐化学和差抗UV降解。相反，特别适用于确保抗划伤的材料(例如聚甲基丙烯酸甲酯，PMMA)从结构耐受性的角度看不合适。
本发明的一个方面涉及能够避免一个或多个上述问题的方法。
该方法改进所述透明或半透明组件的制造，并能够制造由不同的透明或半透明材料的两个层构成的组件，其中在模具中通过包覆成型(over-molding)两个层模制所述组件，其中
一个层由具有结构特性并抗冲击、断裂或碎裂的聚合物如PC构成，且另一个层由以高抗划伤为特性的聚合物如PMMA构成。
该模制次序与模制这两个层的顺序无关。该方法可用于(i)在单个压机中使用两次相继注射、或(ii)在两个不同压机中模制组件，其中在每个压机中一次仅模制一个层。
该方法的第一个优点是消除昂贵的硬涂布工艺，随之降低工艺成本和消除相关生产线。
另一优点是有可能在压机内直接制造成品组件，由此消除处理时间和成本。
另一优点是减少生产废料。
另一优点在于这两个材料层所涉的区域可以考虑整个组件或仅一个或多个互相分立的局部区域。特别地，这两个层可以沿单个接触表面接触。
实际上应该指出，基于喷涂技术或机械沉积的已知硬涂布工艺不精确。在指定区域中的模制精度确保最终零件的子部件之间的高得多的相对尺寸精度。还要指出，使用硬涂布技术制造具有更分立的涂布区或具有凸面的组件是非常复杂的并提高尺寸误差。
在该方法中，根据模制顺序，首先注射的层可能形成凹形固体，其后注射的层覆盖该固体的基本整个凹或凸表面。或者，其后注射的层可能部分覆盖该固体的凹或凸表面。在这两种情况下，该模制都能甚至对空间复杂的形状也实现这两个层的优异和精确叠加，尤其是就接触表面的边缘分辨率而言。
“凹形固体”在此是指不是严格平面的物体，就像例如盖子或箱形外壳。
在特定情况如透镜或天窗中，部分覆盖该固体的凹或凸表面的层可以是基本平坦或微弯曲的层。因此一部分凸表面保持未被覆盖并且相对于其后注射的材料是收缩的，适合用于例如固定到车辆上和/或在该组件装上时不可见。
例如，部分覆盖该固体的凹或凸表面的层可以基本位于该固体的中心。这能够模制例如对称和/或具有两个适用于装配的侧部的组件。
本发明的另一方面是车辆的透镜或天窗或挡风玻璃，其包含透明或半透明材料的双层结构或由其组成，所述结构包含叠加的用具有结构特性并抗冲击、断裂或碎裂的聚合物如PC模制的层，和用以高抗划伤为特性的聚合物如PMMA模制的层。
通过用于进行该方法的注射系统的一个优选实施方案的下列描述更清楚看出本发明的优点，其中参考附图，其中
-图1显示已知类型的制造方法；
-图2-4显示本发明的制造系统的变体。
在附图中，相同标号是指相同元件，有时无标号以免挤占附图。
本发明的方法可以例如在具有旋转中心台的“叠层模具(stack-mould)”型已知压机上进行，因此可以在相同注射成型机中提供两个相继成型站。
图2显示模具10，其中形成适合被通过已知注射器20注入模具中的塑料填充的腔16。
关闭模具，通过相继注射材料，可以制造具有不同材料的两个层30、40(一个层包覆成型到另一个层上)的组件。此处所示的注射器20用于注射统称的第二层。
内层40由具有结构特性如抗冲击、断裂和碎裂的聚合物如PC构成。
而外层30由以高美学品质和抗划伤为特性的材料如PMMA制成。
随后可以看出，由此最终双层组件具有存在美观和抗划伤特性的可见外表面32，但由于下方结构层40而具有足够的机械耐受性。
该模制次序可以无差别地用于模制第一结构部件40和随后模制抗划伤部件30，或反之亦然。
例如在图2中，首先注射部件30，而在图3中，首先注射部件40。
在图2和3中，这两种材料的叠加涉及最终组件的整个体积，这实际上是两个鳞状的元件的叠加。特别地，部件40形成凹形固体，其凸表面完全被部件30覆盖。
通过本发明的方法，也可以使最终组件仅在使用中从外部可见的区域上包含两个材料层，参见图4。适当设计该模具的腔16是足够的。
特别在图4中可以观察到，该模制组件为双层并始终具有构成可见外表面的具有美观和抗划伤特性的部件52，例如中心部件，和结构层50。但在这种情况下部件52仅部分覆盖结构层或部件50，对应于在最终使用过程中保持可见的表面，例如前灯的外表面。因此组件50留有未覆盖区54。换言之，由凹形部件50形成的固体自己的凸表面仅部分被部件52覆盖。
区域54具有不同用途。例如，如果该模制组件是车辆前灯的透镜，透明或半透明部分是从(车辆的)外部可见的正面部分，即层30或52。这两个层之间的轮廓或非叠加区54通常具有将该透镜固定到车身上的用途(图4的情况)并通常不透明(例如黑色)并且不需要抗划伤处理。但是，可能存在透明或半透明边界区，其受到车身“保护”并因此不需要抗划伤涂层。对于顶篷或后窗，适用相同概念。
甚至对于图4的变体，也可以反转模制次序，即可以先模制部件52，然后在其上叠加注射部件50。在这种情况下，先模制的部件52形成具有凹表面的凹形固体。在整个这样的凹表面上叠加注射部件50。
另一变体提出也用具有不同阶段的次序制造透镜，例如：
-在第一压机上模制一个层，例如层30；
-从第一压机中取出所述层并将其插入第二压机(在技术上讲，“插入物”)；
-在第二压机中，通过在之前插入第二压机中的层上包覆成型，模制第二层，例如层50，以获得整个透镜。
特别地，可如下制造双层透镜(由PC+PMMA制成)：
-在第一压机上模制PMMA；
-将由此获得的PMMA层插入第二压机(作为插入物)；
-在由PMMA制成的层上包覆成型由PC制成的层。
所有上述有利变体也适用于使用两个不同压机一次制造一个层的最后一个方法实施方案。

Claims (10)

1.制造由不同的透明或半透明材料的两个层(30、40)形成的组件的方法，其中在模具(10)中通过包覆成型两个层模制所述组件，其中一个层(40)由具有结构特性并抗冲击、断裂或碎裂的聚合物如PC构成，且另一个层(30)由以高抗划伤为特性的聚合物如PMMA构成。
2.根据权利要求1的方法，其中以首先模制所述一个层然后模制所述另一个层的次序模制所述组件，或反之亦然。
3.根据权利要求2的方法，其中在一个压机中模制一个层并在不同的压机中通过将另一个层包覆成型到所述一个层上而模制另一个层。
4.根据权利要求1或2或3的方法，其中这两个层沿单个接触表面接触。
5.根据权利要求1或2或3或4的方法，其中首先注射的层形成凹形固体，其后注射的层覆盖所述固体的基本整个凹或凸表面。
6.根据权利要求1或2或3或4的方法，其中首先注射的层形成凹形固体，其后注射的层部分覆盖所述固体的凹或凸表面。
7.根据权利要求6的方法，其中部分覆盖所述固体的凹或凸表面的层是基本平坦或微弯曲的层。
8.根据权利要求6或7的方法，其中部分覆盖所述固体的凹或凸表面的层基本位于所述固体的中心。
9.根据权利要求1至8任一项的方法，其中制成的组件是车辆的透镜或天窗或挡风玻璃。
10.车辆的透镜或天窗或挡风玻璃，其包含由透明或半透明材料构成的双层结构或由其组成，所述结构包含叠加的用具有结构特性并抗冲击、断裂或碎裂的聚合物如PC模制的层(40)，和用以高抗划伤为特性的聚合物如PMMA模制的层(30)。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20160914

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