CN113386298A - 用于能够全自动化地过程优化地生产可透光的机动车外部结构部件包括保护涂层在内的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于能够全自动化地过程优化地生产以经涂层的注塑体的形式的可透光的机动车外部结构部件包括保护涂层在内的方法，包括如下步骤：a）提供包括第一工具半部（2a）和第二工具半部（2b）的注塑工具（2），所述第二工具半部设立成用于接合到所述第一工具半部（2a）中并且如下地进行构造，使得在所述注塑工具（2）的闭合的状态中，在所述第一与第二工具半部（2a、2b）之间构造和包围有固定待构造的注塑体的第一空腔（3），b）闭合所述注塑工具（2），c）通过以可透光的注塑材料（4）填满所述第一空腔（3）制造可透光的注塑体（5），d）通过去除所述第二工具半部（2b）暴露所述注塑体（5）的待涂层的侧。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于能够全自动化地过程优化地生产可透光的机动车外部结构部件包括保护涂层在内的方法。
此外，本发明涉及根据本发明的方法制造的以经涂层的注塑结构部件的形式的经保护涂层的可透光的机动车外部结构部件。此外，本发明涉及一种包括根据本发明的经保护涂层的可透光的机动车外部结构部件的机动车。
背景技术
从现有技术中已知一种可透光的机动车外部结构部件。所述机动车外部结构部件例如由聚碳酸酯制成，其中，这样的外部结构部件的受到气候影响的外侧设有保护层。所述保护层通常借助于涂漆方法进行制造，其中，所谓的硬质涂覆层（Hardcoating-Layer）被施加到载体材料上。所述起保护作用的油漆层通过高的抗刮擦强度和耐气候性出众并且由此适用于尽可能长久地保留机动车外部结构部件的期望的光学的特性。
然而，所述起保护作用的油漆层的施加是成本高的并且耗时的。可透光的机动车外部结构部件典型地以注塑方法进行制造。在制造注塑体之后，其必须从注塑设备中取出并且被运输到涂漆设备，以便施加硬质涂覆层。在涂漆之前，必要时注塑体必须清洁掉污物、如例如灰尘颗粒，因为例如灰尘颗粒的封入（Einschlüsse）导致在油漆图像中的不平度。在进行涂漆之后，结构部件又必须从涂漆设备中取出并且检查缺陷。在此，如例如橘皮形成（Orangenhautbildung）的缺陷能够被检测到。有缺陷的结构部件被剔除。所述缺点导致具有硬质涂覆层的涂层是成本高的。硬质涂覆设备的高度利用由此是特别值得追求的。所述高度利用能够借助较大的结构部件、如例如车辆大灯的遮盖片良好地实现，在较小的结构部件如例如设计元件或雾灯、行驶方向指示器等的遮盖片的情况下，硬质涂覆设备的利用由于在各个结构部件之间在涂层过程期间的必要的间距明显较低。
发明内容
因此，本发明的任务在于提供一种用于能够全自动化地过程优化地生产可透光的机动车外部结构部件包括保护涂层在内的方法，借助所述方法来克服上面提及的现有技术的缺点。
所述任务借助开头提及的类型的方法解决，方式为，根据本发明，以经涂层的注塑体的形式的可透光的机动车外部结构部件包括保护涂层在内借助于如下的步骤提供：
a） 提供包括第一工具半部和第二工具半部的注塑工具，所述第二工具半部设立成用于接合到第一工具半部中并且如下地进行构造，使得在注塑工具的闭合的状态中在第一与第二工具半部之间构造和包围有固定待构造的注塑体的第一空腔，
b） 闭合注塑工具，
c） 通过以可透光的注塑材料填满第一空腔制造可透光的注塑体，
d） 通过去除第二工具半部暴露注塑体的待涂层的侧，
e） 将第三工具半部引向到注塑体的待涂层的侧处并且与第一工具半部闭合，其中，第三工具半部如下地进行构造，使得在第三工具半部与注塑体的待涂层的侧之间保留有固定涂层的第二空腔，
f） 通过以PU聚氨酯、尤其PUR聚氨酯反应物或PUA，也就是说聚氨酯丙烯酸酯涌进第二空腔施加保护涂层，
g） 针对能够预设的持续时间t硬化涂层，
h） 取出经涂层的注塑体。
由此，注塑体的制造和保护涂层的施加能够通过相同的生产设备来进行。所有三个工具半部布置在所述设备中，由此生产能够迅速地并且有效地进行。以这种方式不必容忍在生产期间的较长的运输路径，由此结构部件表面的污染危险也明显被降低。第一工具半部在此涉及所述设备的所谓的排出器侧，也就是说，注塑体在整个生产期间保留在所述工具半部中并且在最后的制造步骤结束后从所述工具半部中取出。
尤其能够设置成，根据步骤e）的第二空腔如下地进行构造，使得根据步骤f）的层厚度为在0.3mm至1mm之间。所述层厚度范围在实践中已经被证明是最佳的。
此外能够设置成，涂层由反应性的聚氨酯制成，其中，所述涂层通过在根据步骤f）的涌进期间同时供应两种成分来进行，即PU和用于硬化PU的反应性材料。
聚氨酯（PU）能够与反应性的成分混合。也就是说，两种成分能够在涌进时被施加到注塑体上，其中，所述成分在施加到注塑体上期间被混合。PU在此形成基础材料，作为反应性材料例如能够应用异氰酸酯。在涌进过程中，所述成分然后在注塑体上与彼此反应并且负责所述成分以及与注塑体的固定的连接。所述两种成分能够以在80℃与120℃之间的温度施加到注塑体上。示例性的混合比例能够为例如100g聚氨酯对应197g异氰酸酯，也就是说，差不多1：2的混合比例。聚氨酯涂层具有自我修复的特性。涂层的机械的变形（例如刮痕）能够通过到涂层中的热输入又变平整。这样的热输入能够已经通过周围环境热量以足够的量存在。尤其落到外部结构部件上的阳光能够负责相应的热输入。还能够考虑的是，例如机动车光源给经相应地涂层的遮盖片相应地供给余热。经相应地涂层的刮坏的材料例如能够在数秒之内在60℃的情况下又张紧并且由此消除存在的刮痕。
尤其能够设置成，反应性材料由异氰酸酯制成。
此外能够设置成，根据步骤f）的涂层在注塑体和第三注塑工具的接触面的温度高达在80°与120℃之间时进行。
此外能够设置成，注塑材料由聚碳酸酯制成。聚碳酸酯是特别鲁棒性的材料并且由此很好地适用作为注塑体的起承载作用的基础。此外，聚碳酸酯能够良好地以所提及的材料进行涂层。此外，聚碳酸酯通过高的透明度、高的耐热变形能力（短期直至150°）、高的刚性并且以及高的强度出众。
尤其能够设置成，注塑材料由PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）制成。PMMA通过出众的可透光性（约为92%）、能够抛光的表面、高的刚性、高的硬度（和由此小的刮擦敏感性）出众并且由此通过特别适合应用在发光二极管技术中而出众。
此外能够设置成，根据步骤g）的硬化的持续时间t为在30秒与4分钟之间，优选地为小于1分钟并且根据步骤h）的取出在所述持续时间结束之后才进行。所述持续时间对于所提及的材料已经证明为最佳的。
尤其能够设置成，根据步骤c）的可透光的注塑体的制造在取来（Heranziehung）透明的材料时进行。“透明的材料”这一表述理解为如下材料，所述材料不具有自身颜色或不导致穿透所述材料的光的着色。
此外能够设置成，第三工具半部的限制涂层的面具有结构化部。结构化部被理解为如下表面外形，其不是平整的，而是具有与平整的表面不同的形状，所述形状例如能够用肉眼识别。散射光的元件能够通过表面设计进行构造，还能够将粒纹、图案、字符等以表面的结构化部的形式引入到涂层中，方式为，在第三工具半部的限制涂层的面处构造相对于所述结构化部的“负的”结构化部。通过借助于工具半部构造涂层，涂层的表面能够在很大程度上自由地进行设计。无光泽的表面的外形由此还能够以简单的方式实现。相对于如下油漆涂层，所述油漆涂层的表面通过油漆层的表面应力确定并且由此使精细的结构化部不可行（所述结构化部变得“模糊”），通过所述类型的涂层能够提供精细地结构化的表面。经加热的涂层材料和水一样是稀液状的并且因此出色地适用于清晰地塑造表面结构。换言之，这意味着，相对于如下油漆涂层，在所述油漆涂层中表面通过油漆的表面应力确定并且由此无光泽的结构变得“模糊”或又变得清楚，借助所述涂层可行的是，将通过工具预设的无光泽的结构或结构化的表面精确地进行塑造。在此，还能够期待比例如在油漆涂层的情况下明显较少的废品，因为没有橘皮形成或类似的问题出现。灰尘的侵入是明显更不可能的并且即使在灰尘颗粒侵入时影响也是较小的，因为由此并不影响油漆层的表面张力，而是灰尘颗粒被简单地“压入”。
尤其能够设置成，到所述涂层中在步骤f）中引入有散射光的和/或至少部分地吸收光的设计颗粒。设计颗粒能够例如涉及有色颗粒，其导致涂层的着色。所述设计颗粒还能够起散热光的作用并且尤其导致“闪光效应”。通过使用设计颗粒能够实现不同的油漆效应。
此外能够设置成，第一工具半部为了从第二工具半部脱开能够移位地或能够旋转地进行支承。第一工具半部能够例如以滑动工具的形式线性地能够移位地进行构造并且由此以简单的方式移动到第三工具半部。
尤其能够设置成，第一工具半部以180°能够旋转地进行支承，其中，此外，第一工具半部在两侧构造成用于接合到第二工具半部中，并且由此，借助每个180°转动来实现与第二工具半部的闭合，其中，注塑工具此外设立成用于，在注塑体在第一空腔中进行构造的周期之内将另外的处于第一工具半部的对置的侧上的注塑体通过接合到第三工具半部中构造的第二空腔同时在步骤f）中进行涂层。
本发明此外涉及根据本发明的方法制造的以经涂层的注塑结构部件的形式的根据本发明的经保护涂层的可透光的机动车外部结构部件。
尤其能够设置成，经保护涂层的可透光的机动车外部结构部件构造为机动车大灯的遮盖片。备选于此，可透光的机动车外部结构部件能够例如涉及设计元件、雾灯的遮盖片、行驶方向指示器的遮盖片，或传感器的遮盖片或机动车的散热器格栅的元件。
同样本发明能够实施为包括以遮盖片的形式的根据本发明的经保护涂层的可透光的机动车外部结构部件的机动车大灯。
本发明此外涉及包括根据本发明的经保护涂层的可透光的机动车外部结构部件的机动车。
由此，涂层没有通过涂漆借助于PVD过程施加的硬质涂覆材料。
换言之，本发明还能够如下进行描述：
• 片或注塑体在工具中被注射
• 通过更换工具型腔（滑动台、转动板或旋转板），在另外的步骤中以PU、尤其PUR或PUA涌进所述片
• 涂层是结合工具的（werkzeuggebunden），由此保证恒定的层厚度和表面质量。
• 粒纹、标记等被精确地塑造
• 涂层能够是透明的，但是还能够是经染色的，能够设有闪烁效应等。
在此，本发明提供如下优点：由于
○ 复杂性的降低
○ 空间需求的降低
○ 环境排放的降低
○ 质量的提高
在工作过程中全自动地生产散射片包括保护涂层在内。
附图说明
在下面，根据示例性的并且非限制性的实施方式更详细地阐释本发明，所述实施方式在图中进行说明。其中，
图1示出注塑工具的示意性的图示，
图2示出在闭合的状态中的根据图1的工具的图示，
图3示出在注塑过程期间的工具，
图4示出在敞开的状态中的在第一工具半部上的注塑体，
图5示出在以180°转动之后并且对置于第三注塑工具的第一注塑工具，
图6a示出第一工具半部与第三工具半部的接合并且示意性地示出正在进行的涂层过程，
图6b示出根据本发明的方法的另外的变型方案，
图7示出第三工具半部的去除，
图8示出经涂层的注塑体，以及
图9示出包括根据图8的经涂层的注塑体的机动车。
在下面的图中，只要没有另外地进行说明，则相同的附图标记表示相同的特征。
具体实施方式
图1示出注塑工具2的示意性的图示。所述注塑工具2是在图中未示出的生产设备的一部分，借助所述生产设备能够转化根据本发明的用于能够全自动化地过程优化地生产以经涂层的注塑体的形式的可透光的机动车外部结构部件包括保护涂层在内的方法。所述方法包括如下步骤：
a） 提供包括第一工具半部2a和第二工具半部2b的注塑工具2，所述第二工具半部设立成用于接合到所述第一工具半部2a中并且如下地进行构造，使得在注塑工具2的闭合的状态中在第一与第二工具半部2a、2b之间构造和包围有固定待构造的注塑体的第一空腔3（参见图2），b） 闭合注塑工具2，c） 通过以可透光的注塑材料4填满第一空腔3制造可透光的注塑体5（参见图3和4），d） 通过去除第二工具半部2b暴露注塑体5的待涂层的侧（参见图4），e） 将第三工具半部6（参见图5）引向到注塑体5的待涂层的侧处并且与第一工具半部2a闭合，其中，所述第三工具半部6如下地进行构造，使得在第三工具半部6与注塑体5的待涂层的侧之间保留有固定涂层5a（参见图6a）的第二空腔7，f） 通过以PUR聚氨酯反应物或PUA聚氨酯丙烯酸酯涌进第二空腔7施加保护涂层5a，g） 针对能够预设的持续时间t硬化涂层5a，h） 取出经涂层的注塑体5（图7）。
注塑材料4能够由聚碳酸酯或由PMMA制成。根据步骤f）的涂层优选地在注塑体5和第三注塑工具6的接触面6a的温度高达在80°与120℃之间时进行。优选地，涂层材料同样预先加热到所述温度范围上。
硬化的持续时间t根据步骤g）为在t=30秒与t=4分钟之间，优选地为少于1分钟并且根据步骤h）的取出在所述持续时间结束后才进行。
尤其能够设置成，第一工具半部2a为了从第二工具半部2b脱开能够移位地或能够旋转地进行支承。在当前的实施例中，第一工具半部2a能够旋转地进行支承并且第二工具半部2b不能够转动。根据图4，首先制造注塑体5，紧接着将工具2打开并且使第一工具半部2a连同保持在其上的注塑体5转动，并且然后将其与处于对置的侧上的第三工具半部6带到接合中（参见图6a）。
还能够考虑的是如下方法变型方案，在其中，此外，第一工具半部2a在两侧构造成用于接合到第二工具半部2b中，如这在图6b中示例性地示出的那样。由此，能够借助第一工具半部2a的每个180°转动实现与第二工具半部2b的闭合，其中，注塑工具2此外设立成用于，在注塑体5在第一空腔3中进行构造的周期之内对另外的处于第一工具半部2a的对置的侧上的注塑体5'通过接合到第三工具半部6中构造的第二空腔7同时在步骤f）中进行涂层。
在图7中能够识别的是，第三工具半部6的限制涂层5a的面6a具有结构化部6a'。以这种方式，涂层5a的相对应的外部面能够无光泽地或散射光地进行构造。还能够将信息（图标、标记字母等）嵌入到涂层中。这样的表面外形5a'示意性地在图7和8中示出。
图8示出经涂层的注塑体5。根据步骤e）的第二空腔7在此已经如下地进行构造，使得根据步骤f）的层厚度d为在0.3mm与1mm之间。在其中例如说明涂层5a，到所述涂层中在步骤f）中已经引入有散射光的和/或至少部分地吸收光的设计颗粒8。
图9示出包括根据图8的以机动车大灯的遮盖片的形式的经涂层的注塑体5的机动车1。
本发明不限于所示出的实施方式，而是通过权利要求的整个保护范围进行界定。还能够考虑本发明或实施方式的各个方面并且将其与彼此进行组合。在权利要求中的可能的附图标记是示例性的并且仅仅有助于权利要求的较简单的易读性，而不限制所述权利要求。
Claims (17)
1.用于能够全自动化地过程优化地生产以经涂层的注塑体的形式的可透光的机动车外部结构部件包括保护涂层在内的方法，包括如下步骤：
a） 提供包括第一工具半部（2a）和第二工具半部（2b）的注塑工具（2），所述第二工具半部设立成用于接合到所述第一工具半部（2a）中并且如下地进行构造，使得在所述注塑工具（2）的闭合的状态中，在所述第一与第二工具半部（2a、2b）之间构造和包围有固定待构造的注塑体的第一空腔（3），
b） 闭合所述注塑工具（2），
c） 通过以可透光的注塑材料（4）填满所述第一空腔（3）制造可透光的注塑体（5），
d） 通过去除所述第二工具半部（2b）暴露所述注塑体（5）的待涂层的侧，
e） 将第三工具半部（6）引向到所述注塑体（5）的待涂层的侧处并且与所述第一工具半部（2a）闭合，其中，所述第三工具半部（6）如下地进行构造，使得在所述第三工具半部（6）与所述注塑体（5）的待涂层的侧之间保留有固定所述涂层（5a）的第二空腔（7），
f） 通过以PU聚氨酯、尤其PUR聚氨酯反应物或PUA聚氨酯丙烯酸酯涌进所述第二空腔（7）施加保护涂层（5a），
g） 针对能够预设的持续时间t硬化所述保护涂层（5a），
h） 取出经涂层的注塑体（5）。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，根据步骤e）的第二空腔（7）如下地进行构造，使得根据步骤f）的层厚度（d）为在0.3mm与1mm之间。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述涂层由反应性的聚氨酯制成，其中，所述涂层通过在根据步骤f）的涌进期间同时供应两种成分来进行，即PU和用于硬化PU的反应性材料。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述反应性材料由异氰酸酯制成。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，根据步骤f）的涂层在所述注塑体（5）和第三注塑工具的接触面（6a）的温度高达在80°与120℃之间时进行。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在步骤f）中通过其构造所述涂层（5a）的材料以在80℃与120℃之间的温度被引入。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述注塑材料（4）由聚碳酸酯制成。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述注塑材料（4）由PMMA制成。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，根据步骤g）的硬化的持续时间t为在30秒与4分钟之间，优选地为少于1分钟并且根据步骤h）的取出在所述持续时间结束后才进行。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，根据步骤c）的可透光的注塑体（5）的制造在取来透明的材料的情况下进行。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第三工具半部（6）的限制所述涂层的面（6a）具有结构化部。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，到所述涂层（5a）中在步骤f）中引入有散射光的和/或至少部分地吸收光的设计颗粒（8）。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一工具半部（2a）为了从所述第二工具半部（2b）脱开能够移位地或能够旋转地进行支承。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一工具半部（2a）以180°能够旋转地进行支承，其中，此外，所述第一工具半部（2a）在两侧构造成用于接合到所述第二工具半部（2b）中，并且由此，借助每个180°转动实现与所述第二工具半部（2b）的闭合，其中，所述注塑工具（2）此外设立成用于，在注塑体（5）在所述第一空腔（3）中进行构造的周期之内对另外的处于所述第一工具半部（2a）的对置的侧上的注塑体（5'）通过接合到所述第三工具半部（6）中构造的第二空腔（7）同时在步骤f）中进行涂层。
15.经保护涂层的可透光的机动车外部结构部件，其以按照根据前述权利要求中任一项所述的方法进行制造的经涂层的注塑结构部件（5）为形式。
16.根据权利要求15所述的经保护涂层的可透光的机动车外部结构部件，其构造为机动车大灯的遮盖片。
17.机动车（1），包括根据权利要求15或16所述的经保护涂层的可透光的机动车外部结构部件。
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