CN111037849A - 制造用于车辆客厢中的部件的装饰/覆盖元件的成型方法及由该方法制造的装饰/覆盖元件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种制造用于车辆客厢中的部件(2)的装饰/覆盖元件(1)的成型方法，装饰/覆盖元件具有在使用中面向客厢内部的前表面(6)和在使用中面向客厢内部的后表面(7)，部件(2)上装有装饰/覆盖元件(1)；通过在模具(12)中模制热塑性材料来制造装饰/覆盖元件(1)，该模具具有彼此面对的第一和第二成型表面(16,17)；第一成型表面(16)形成前表面(6)的轮廓并被压花，从而在前表面(6)上形成相应的压花，而无需在模制后的前表面(6)上进行进一步的处理和/或涂覆操作和/或加工；同时，模制的热塑性材料包括由增强纤维增强的热塑性聚氨酯。
Description
相关申请的交叉引用
本专利申请要求2018年10月15日提交的欧洲专利申请第18200448.1号的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及一种制造装饰/覆盖元件的成型方法，该装饰/覆盖元件适合于联接到车辆客厢中的相应部件上，以便覆盖所述部件的外部和/或使得所述部件的外部美观。
背景技术
当处理要在客厢内使用的装饰元件时，这些元件不仅在结构特征(例如涉及弹性/柔韧性、阻力、热膨胀等)方面，还必须在安装后仍暴露在客厢中的外表面特性方面满足不同的要求。特别是，外表面必须具有预定的光泽度，并且必须在表面上对损坏(划痕、撞击等)的抵抗力方面满足预定要求。对于该后一个要求，通常必须通过特定的试验，也称为划痕试验(“scratch&mar”tests)。另一方面，对于上述光泽度要求，车厢内部的部件通常需要达到在设计阶段建立的光泽度值，以确保客厢的美观和和谐。例如，在某些解决方案中，要求部件的光泽度小于或等于2GU(“光泽度单位”)，且误差范围为10％。
在已知的解决方案中，客厢的装饰元件通常由聚碳酸酯(PC)，丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)，聚丙烯或这些塑料材料的混合物，例如PC/ABS的混合物制成。在模制过程结束时，产品获得较高的表面光泽度值，即大于或等于3GU，并因此对要暴露在客厢中的那一侧的表面上进行喷涂，以便降低光泽度值，直至达到要求的值。该喷涂还实现了赋予更大的抗破坏性，改善客厢的美感或产生特殊和新的美观效果的目的。
上述解决方案几乎不能令人满意，因为喷涂过程需要较长的时间和较昂贵的专用设备，不仅包括用于喷涂本身的专用设备，而且还包括用于清洁和用于喷涂室的防护和安全的专用设备。
此外，为了模制上述已知的塑料，模具具有较高的温度，大约为90℃，这通常需要采取适当的措施以避免模具的可移动部分被卡住。
发明内容
本发明的目的是提供一种制造用于车辆客厢的部件的装饰/遮盖元件的成型方法，该成型方法能够以简单和低成本的方式解决上述缺点，并且还满足表面光泽要求以及抗刮擦性的要求，通常针对这些元件的类型而建立，并获得类似于传统喷涂所获得的表面效果。
根据本发明，提供了一种制造用于车辆客厢的部件的装饰/覆盖元件的成型方法；装饰/覆盖元件具有彼此相对的前表面和后表面，该前表面被设计成在使用中面向所述客厢，而后表面被设计成在使用中面向所述部件；该方法包括模制步骤，在该步骤中，将热塑性材料在模具中模制，该模具具有彼此面对的第一和第二成型表面；第一成型表面在模制步骤中形成所述前表面的轮廓；
其特征在于：-所述热塑性材料包括由增强纤维增强的热塑性聚氨酯；-所述第一成型表面是被压花的表面，在前表面上形成相应的压花。
附图说明
参照附图仔细阅读以下对优选实施方式的详细描述，可以更好地理解本发明，该优选实施方式仅以示例而不是限制的方式提供，其中：
-图1是通过根据本发明的成型方法制造的用于车辆客厢中的部件的装饰/覆盖元件的可能实施方式的透视正视图；
-图2示意性地示出了根据本发明的成型方法的优选实施方式；
-图3以分解截面图并且以简化的方式示出了在图2的成型过程中使用的模具；
-图4是图3的模具的细节的透视图
具体实施方式
在图1中，附图标记1表示与装在车辆客厢中的部件2连接的装饰/覆盖元件。特别地，部件2布置在客厢的前部区域内的(部分示出的)仪表板3的区域中。在本文所示的特定解决方案中，部件2包括屏幕4，并且由汽车导航系统或汽车头部单元限定。元件1定义为具有圆角的基本上矩形的框架，该框架沿部件2的周边布置，尤其是围绕屏幕4。根据本文未示出的其它示例，部件2通过组合仪表，通风孔或控制面板(例如，带有按钮和/或旋钮的面板)来定义，，以控制车辆的空调系统。
无论如何，本发明不限于元件1的特定形状和/或尺寸，因此，可不同于本文仅以示例的方式讨论的元件。具体说来，它可具有不同于本文所示的环形形状，或者可由不具有环形形状的简单直形而不是弯曲的条限定。
同样，在元件1和部件2之间施加的连接系统对于本发明来说也不重要：例如，该系统可以通过卡扣或互锁连接或通过胶粘来限定。
参照图2，元件1具有外表面或前表面6，其在使用中面向车辆的客厢，以及内表面或后表面7，其与表面6相对并且在使用中面向部件2。根据本发明的一个方面，表面6的至少一部分被压花，即呈颗粒状、粗糙或不平坦。换句话说，它是不光滑的，因此，无论在视觉上还是在触摸时都具有较高的美感。
优选或期望的粗糙度值(ISO 4287标准)如下(差异/误差范围为±10％)：
Pt:17μm(主轮廓从峰到谷的最大高度)；
Ra:2μm(粗糙度轮廓的数学平均高度)；
Rz:13μm(粗糙度轮廓从峰到谷的平均高度)；
Rt:15μm(粗糙度轮廓从峰到谷的最大高度)。
元件1的材料包括纤维增强的热塑性聚氨酯(TPU)。特别地，元件1的材料定义为所述增强的TPU。
该TPU可达到；
-较低的光泽度值，即表面6的光泽度值为2GU(误差范围为10％)，无需施加不透明的油漆或涂料；
-满足要求的高耐刮擦性，并通过了在表面6上进行的“划痕试验”。
同时，包含在TPU中的纤维可以满足在刚性/弹性和抗断裂性方面提出的要求。TPU中包含的纤维优选是玻璃纤维，作为替代品，还可以使用不同材料的纤维，例如碳纤维。TPU中包含的纤维量有利地在10％～30％的范围内(根据ISO 3451-1标准确定)。
具体地说，元件1的材料包含大约20％的玻璃纤维。
图2示意性地示出了，元件1定义为通过模制，特别是通过注塑成型制造的单个工件8。TPU以已知方式生产(异氰酸酯和一种或多种多元醇之间的加聚反应)，并且例如可呈颗粒9的形式获得，将其引入已知的注塑压机10中。后者通过加热使颗粒9熔化，然后在压力下将包含纤维的熔融材料11供给到模具12中。图3示意性地示出了模具12包括被称为铸模部(mouldmaker)的固定部分13和被称为模塑部(moulder)的可移动部分14。当模具12关闭时，部件13和14限定型腔，材料11被注入到型腔中。当型腔完全充满时，模具12以本文未示出的已知方式冷却，例如通过强制循环冷水冷却，以使注入的材料达到固态，从而固结工件8。模具的温度优选低于70℃。在本文描述的示例中，模具12被冷却至40℃～50℃的温度。在冷却步骤中，注入的材料的温度降低而密度增大：为了弥补体积的减小，从而弥补材料的收缩(这会导致在工件8中形成空腔)，压机10继续以较低的压力(保持压力)供给材料11。在冷却结束时，并且在获得固结的工件8之后，打开模具12，移动可移动部件14，以便例如通过提取器移除工件8。
根据本发明的优选实施方式，如上所述，工件8在模制之后对应于元件1，即，工件8成型后不经过任何进一步的处理和/或加工和/或涂覆操作和/或喷涂操作，即可将其安装在车辆中。
更详细地说，模具12具有两个成形表面16和17，它们的形状分别以阴模方式复现表面6和表面7。更具体说来，表面16由固定部分13承载并且被压花以与表面6互补，从而达到表面6的粗糙度。
为了达到前文所示对表面6的粗糙度，优选的粗糙度值(ISO 4287标准)如下(差异/误差范围为±10％)：
Pt:19μm(主轮廓从峰到谷的最大高度)；
Ra:2.015μm(粗糙度轮廓的数学平均高度)；
Rz:15.287μm(粗糙度轮廓从峰到谷的平均高度)；
Rt:19.520μm(粗糙度轮廓从峰到谷的最大高度)；
TMR:24μm(全部材料去除)。
例如，可以通过如下技术(以从最不精确到最精确和“高级”的顺序列出)从具有光滑成型表面的模具开始并对其进行处理以去除材料，从而获得这种粗糙度：
-放电加工；
-光蚀刻/化学蚀刻；
-激光蚀刻；
-“化学蚀刻”+“光蚀刻”的混合体系(例如，具有通过化学蚀刻和一些最终的激光蚀刻操作获得的主图案，以创建更多细节或使主图案更加不透明)。
根据在本文未示出的变化形式，表面16由可移动部件14承载。
根据本文未示出的不同实施方式，元件1的表面6仍然由模具12的表面16直接形成，而没有如上所述的任何后续处理、加工、涂覆或喷涂，但是元件1的表面7由不同于增强TPU工件8的元件限定：例如，元件1的表面7可以通过施加到工件8上的后涂层/覆盖物或通过在其上包覆成型TPU的嵌入件来限定，例如以便在背部增强元件1和/或以便于连接到部件2。
根据本文未示出的变化形式，通过注塑成型以外的其它类型的模制，例如通过热成型，来获得工件8。
通过前文的描述，本发明提供的优点是显而易见的。实际上，如上所述，TPU允许制造商获得所需的光泽度值并通过“划痕试验”，该试验通常是对客厢暴露表面的要求。前文指出的压花和尤其是粗糙度值可使表面6具有特殊的美感和被称为“软触感”的触感，类似于可通过表面喷涂获得的结果。同时，压花直接在模具12中获得，即，在模制之后不需要进一步专门和附加的操作、处理和加工。
特别地，与已知的解决方案相比，虽然完全取消了对暴露在客厢中的外表面进行喷涂的操作，但仍然确保了外表面的高质量和美感。
一般来说，表面7在模制之后也不需要进一步的处理和/或额外的元件，这意味着它可以直接施加到部件2上。
因此，由于本发明的方法，制造商现在能以相对有限的时间/成本以简单的方式为客厢提供较高质量的装饰/覆盖元件。
此外，与已知工艺中使用的其它热塑性材料相比，模具12中的热塑性聚氨酯的固结温度更低，这意味着可移动部件14经历的热膨胀较小：结果，在打开模具12进行的移动过程中，可移动部件14不会发生卡塞，就不必采取特殊措施，相反，在已知解决方案中需要采取特殊措施来避免所述卡塞。
最后，由于上述原因，参考附图描述的方法和/或元件1可以进行改变和变化，这不超出如所附权利要求书提出的本发明的保护范围。
特别地，如上所述，与本文作为示例所公开的相比，元件1可以具有不同的形状和/或不同的尺寸。
Claims (11)
1.一种制造用于车辆客厢中的部件(2)的装饰/覆盖元件(1)的成型方法；装饰/覆盖元件(1)具有彼此相对的前表面(6)和后表面(7)，前表面(6)设计成在使用中面向所述客厢，并且后表面(7)设计成在使用中面向所述部件(2)；该方法包括模制步骤，在该步骤中，将热塑性材料在模具(12)中模制，该模具具有彼此面对的第一和第二成型表面(16,17)，在模制步骤中，第一成型表面(16)形成所述前表面(6)的轮廓；
其特征在于：
-所述热塑性材料包括由增强纤维增强的热塑性聚氨酯；
-所述第一成型表面(16)是压花表面，其在前表面(6)上形成相应的压花。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，在模制步骤期间，在所述前表面(6)上形成所述压花之后，在所述前表面(6)上不进行进一步的处理和/或涂覆操作和/或加工。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述纤维是玻璃纤维。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述纤维以10％～30％的百分比存在。
5.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述热塑性材料被由纤维增强的所述热塑性聚氨酯限定。
6.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述模制步骤包括注塑成型。
7.根据权利要求6的方法，其特征在于，所述注塑成型包括冷却至40～60℃的温度以固结模制的热塑性材料。
8.根据权利要求1的方法，其特征在于，第二成型表面(17)在模制步骤期间形成所述后表面(7)的轮廓，而在模制步骤后，无需在表面(7)上进行进一步的处理和/或涂覆操作和/或加工。
9.根据权利要求8的方法，其特征在于，所述装饰/覆盖元件(1)由单个成型的工件(8)限定。
10.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述第一成形表面(16)是激光压花表面。
11.一种用于车辆客厢中的部件(2)的装饰/覆盖元件(1)，该装饰/覆盖元件是通过权利要求1的成型方法制造的。
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