CN113740805A - 用于以多组分方法制造层状体的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于以多组分方法制造层状体(10)的方法，所述方法包括如下步骤：在第一制造步骤中，由透明的塑料、尤其是由聚碳酸酯制造基底(11)，以及在第二制造步骤中，将基底(11)以透明的树脂层(17)、尤其是由聚氨酯制成的透明的树脂层进行覆层。

Description

用于以多组分方法制造层状体的方法
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于制造层状体的方法。
背景技术
在当代车辆制造业中，一段时间以来在努力实现自动化地行驶的车辆。基于雷达的系统被用来检测位于车辆环境中的物体。目前的雷达罩(在车辆的前部雷达前方的覆盖物)包括多壳结构，该多壳结构通常包括至少两个必须相互接合的注塑件。然后，两个单个部件接合(例如通过粘接)成组合结构件，该组合结构件在最终状态中必须被设计成密封以防介质流入。加热装置在所述构件中在背侧上安装在不可见区域中并且于是必须穿过两个塑料壳以及气隙来加热构件的前侧，这导致提高的能耗和/或较差的加热性能。
具有双壳结构并在两个壳部之间具有气隙的雷达罩的目前的结构型式在雷达功能方面在物体的识别上与温度、湿度等有关。
EP2640609B1示出一种同类型的用于车辆的雷达罩。
发明内容
从该现有技术出发，本发明的任务是，提供一种特别适合用作雷达罩的层状体的制造方法。
为了解决所述任务，本发明提出一种用于以多组分方法制造层状体的方法，所述方法包括如下步骤：
在第一制造步骤中，由透明的塑料、尤其是由聚碳酸酯制造基底；以及
在第二制造步骤中，将基底以透明的树脂层、尤其是由聚氨酯制成的透明的树脂层进行覆层。在此，透明的树脂层可具有自修复的性能。优选地，树脂层形成层状体的外侧，在本申请意义上的自修复的层是如下的树脂系，其在划痕或斑点的情况下通过热作用或时间具有自修复效应，通过该自修复效应可再次封闭划痕或使斑点消失。这种效应例如通过在树脂层中的物理键(例如氢键)产生，在损伤(如划痕)的情况下，只要不发生切削损伤，这些物理键断开并且随后又恢复。这提供提高耐刮擦性的优点，通过该提高的耐刮擦性，雷达系统即使在受到石头撞击或类似负荷的情况下也能持续保持不受限制的功能。在此，可以将与透明的树脂层连接的基底的壁厚选择成，使得该壁厚是用于雷达相关的频率范围的材料中的波长的数倍。因此，对于特定频率的雷达波可以实现衰减最小化。树脂层可以具有与基底相似或相同的雷达穿透性，以便使在边界层中的反射最小化。树脂层可以具有在0.5mm至2.0mm的范围中的层厚度。优选地，树脂层的层厚度在0.5mm至1.0mm的范围中，以便实现较短的循环时间并且减小可能的表面波纹度。与双壳式的结构结构型式相比，根据本方法制造的多层构件在用作雷达罩时可以提供提高的设计自由度、更有利的公差情况以及改善的雷达性能和加热性能。
在产生基底之后，基底可以保留在制造模具中，其中，当基底位于制造模具中期间，对基底进行覆层。由此省去附加的操作步骤，这对质量、尤其是在公差、污染和损伤方面的质量有积极影响。
在基底和树脂层之间可以集成有透明的加热膜。优选地，加热膜可以由与在第一制造步骤中产生的基底相同的基材制成。该加热膜具有预定的导线布局，其中，这些导线被敷设在膜表面上并且至少部分地、例如借助振动方法沉入到膜中。如果这些具有限定的电阻的导线通电，则产生为了加热雷达罩所需的热量。在此，将导线设置成，使得构件表面被全表面且均匀地加热。
可以在对基底进行覆层之前将加热膜施加到基底的表面上并且随后在满注过程淹没过程(Flutprozess)中以树脂层全表面地覆盖加热膜，其中，在覆层之后，加热膜完全埋入地位于树脂层和基底之间。在此，树脂层形成层状构件的前侧。由此确保构件前侧的优化的加热性能并且避免在构件可见侧上的加热膜的显现。
此外，可以直接在基底的背离树脂层的表面上施加漆层。漆层可以具有限定的雷达透明度，优选地，该雷达透明度等于基底和/或树脂层的雷达透明度，并且漆层以5μm至50μm的层厚度被施加。
根据该方法的第一变型方案，首先可以将漆层全表面地施加到基底的背离树脂层的表面上，并且随后至少局部地借助激光烧蚀去除漆层。漆层的去除既可以在制成的部件具有壁厚突变的区段中又可以在具有恒定壁厚的区段中进行。前者尤其是在其中应产生三维图案的区域中的情况。
根据该方法的第二变型方案，在施加漆层之前，可局部地在基底的背离树脂层的表面上施加掩膜，其中，漆层在掩蔽区域中被施加到掩膜上并且在未掩蔽区域中直接施加到基底的表面上。掩蔽区域尤其是设置在其中应产生二维或三维图案的区域中。
根据该方法的第三变型方案，可至少在基底的背离树脂层的一侧上借助印刷方法、尤其是借助喷墨、数字印刷、丝网印刷来施加漆层，其中，漆层仅局部地被施加到基底的表面上并且在此情况下在该表面上生成具有漆层的区域和没有漆层的区域。由此选择性地对基底的背侧进行覆层并直接在施设第一颜色时产生期望的图案。由此不再需要借助激光选择性地去除层。没有漆层的区域尤其是在设置在其中应形成二维或三维图案的位置处。
根据第四变型方案，为了产生第一颜色层，可通过施加热压膜来产生漆层。热烫印膜的层厚度和材料选择需要针对整个构件的雷达性能优化地选择。
根据第五变型方案，为了产生第一颜色层，可以在制造基底时将印刷的或覆层的膜直接在背后注塑(hinterspritzen)到与附加的树脂层相对置的构件表面上。在这里，在产生基底之前，将印刷的或覆层的颜色层引入到制造模具中，在所述制造模具产生基底。然后，以基底材料在背后注塑印刷的或覆层的膜。由此也可产生二维或三维的图案。
此外，在产生漆层之后，可以将透明的增附剂层、尤其是层厚度为5μm至50μm的透明的增附剂层施加到漆层上。增附剂层用于改善后续装饰层的附着性并且可以实施成具有或不具有消光剂，以便影响后续装饰层的视觉效果、如高光或哑光。透明增附剂层的组成和层厚度也在雷达透明度方面被优化。
可借助物理气相沉积、尤其是借助溅射将由半导体或由半导体与导体组合制成的装饰层施加到所述透明的增附剂层上。也可以借助化学气相沉积进行覆层。该装饰层确保第二颜色的金属观感并且同时是雷达透明的。为了成本有效地形成目标颜色，该装饰层的层厚度在10nm至300nm之间、优选在15nm至80nm之间。该层由硅、锗、硼、硒、碲、砷、锑或这些元素的混合物制成。此外，可将金属、尤其是铬少量地添加至溅射的半导体材料，以便形成装饰层的期望的颜色。为了确保雷达透明度，该比例不应超过10％(体积)。
可借助喷涂方法将不透明的表面涂层施加到所述装饰层上。表面涂层可以具有5μm至150μm的层厚度并且是雷达透明的，使得其层厚度也针对雷达性能被优化。该表面涂层是最终层并且同时用于构件的背侧密封。表面涂层可以保护其它层免受环境影响以及防止从背侧不期望地照透或照穿构件。如果期望这样的透射或照穿，则应对应地将该表面涂层设计成透明的。
此外，可以以树脂来密封设有一个或多个层的基底的端侧表面。
代替将增附剂层与装饰性的溅射层和最终的表面涂层组合的覆层，可施加另一装饰性的漆层或在第二颜色中的印刷物以产生第二颜色。在此，应确保第二颜色是雷达透明的并充分附着在位于其下面的层上。
通过适当地选择第二颜色层，在必要情况下也可放弃增附剂层和最终的表面涂层。
在另一方面中，本发明涉及一种层状体，该层状体包括由透明的塑料、尤其是由聚碳酸酯制成的基底以及包括在基底上的、由透明的树脂层、尤其是由聚氨酯制成的覆层。
在基底和树脂层之间可以集成有透明的加热膜。
此外，所述加热膜可全表面地被树脂层覆盖，其中，所述加热膜完全埋入在树脂层和基底之间。
此外，可直接在基底的背离树脂层的表面上设置漆层。
在所述漆层上可以设置透明的增附剂层、尤其是层厚度为5μm至50μm的透明的增附剂层。
可借助物理气相沉积、尤其是借助溅射将由半导体制成的装饰层施加到所述透明的增附剂层上。
在所述装饰层上可借助喷涂方法施加不透明的表面涂层。
包括基底在内的设有一个或多个层的基底的端侧表面以树脂密封。
在下文中总结性地复述本发明的优点。关于该方法提到的优点也适用于层状体，反之亦然。
通过以多组分方法制造层状体可以产生多层的构件，其用作具有集成式的雷达罩功能的前肾形部或者说前格栅。通过这样的结构型式，该构件可以确保显著改善的雷达功能，同时优化加热功能。附加于此地，节省单独的构件，产生独特的3D效果并且能够实现具有深度效果的特殊外观。通过选择性去除第一漆层可以使图案变化和个性化。利用该方法可将雷达罩集成到车辆的完整的前格栅/前肾形部中，并且因此呈现无缝的外观。在车辆外表上的接缝的减少还改善车辆的空气动力学特性并且也减少燃料消耗。所有层在层厚度方面均进行优化以实现最佳的雷达穿透性并且在整体复合结构中在车辆的整个使用寿命上产生足够的附着。在此，将基底的制造方法选择成，使得看不到膜的构件分离，其中，集成式的膜的尺寸小于整个构件。在雷达视野范围中，完成的坯件(基底、树脂层和加热装置)具有恒定的壁厚。在雷达视野外部，借助该结构型式可以将塑料构件的背侧的壁厚改变成，使得产生具有3D深度效果的图案，所述图案基于塑料技术的设计方案和在外侧上的树脂层而不会导致损害构件的A级表面。基底的壁厚可根据初始壁厚而变化，例如在初始壁厚为5.2mm时，壁厚可以突变最大3.0mm。在此，必须将在构件前侧上的树脂层的壁厚选择成，使得该壁厚至少为0.5mm。通过这样的壁厚，一方面可掩盖收缩效果，另一方面将树脂层选择成，使得该树脂层在划痕或斑点的情况下通过热作用或时间具有自修复作用。
附图说明
下面应参照对附图的说明更详细地阐述本发明。附图如下：
图1示出通过根据本发明的层状体的剖面图。
具体实施方式
图1示出层状体10的剖面图，该层状体以多组分方法制成并且用作雷达罩。雷达罩10可以用作车辆的外覆盖部件并且遮盖设置在车辆内部的雷达传感器20。从车辆外侧不可以看到设置在雷达罩10后方的雷达传感器20。
雷达罩10具有基底11。在基底11的背离雷达传感器20的表面上施加有树脂层17。在树脂层17和基底11之间至少局部地设置有加热膜16。利用加热膜16可对树脂层17的外表面以及因此对雷达罩10的外表面进行调温、尤其是加热，以便消融沉积物、如雨水、冰或雪。此外，可将加热膜控制成，使得在树脂层17中诱导出如下的温度，在该温度情况下触发自修复过程，通过该自修复过程封闭在树脂层的表面中的损伤、如划痕或孔隙。
在基底11的背侧上，即在基板11的朝向雷达传感器20的表面上施加漆层12。该漆层具有以图案形式设置的通孔或凹部19、19'。借助漆层12可以产生从外部可见的雷达罩色彩。在漆层12的背离基底11的表面上施加有增附剂层13。装饰层14施加到该增附剂层上，该装饰层可从车辆外侧或者说从雷达罩10外侧通过在漆层12中的凹部19、19'看到。因此，可产生雷达罩的双色效果。在装饰层14的朝向雷达传感器20的一侧上施加有由不透明的表面涂层构成的最终层。这些层和基底的端侧可以用树脂18密封。优选地，树脂18沿周向方向完全包围雷达罩10或者说基底11和所有层12、13、14、15和17。为了避免散射光，树脂18优选可以由黑色材料制成。
下面简要阐述雷达罩10的工作原理。雷达传感器20沿发射方向E发射雷达波。这些雷达波从背侧——从不透明的表面涂层15开始并且到树脂层17为止——穿透雷达罩10。在穿过树脂层17离开雷达罩之后，雷达波碰到位于雷达罩前方或者说车辆前方的物体30。雷达波在该物体30上被反射并沿反射方向R穿透雷达罩。雷达波沿相反的方向穿过雷达罩，即这次是从树脂层17到表面涂层15。在穿过表面涂层15离开雷达罩10之后，雷达波再次被雷达传感器20接收。

Claims (20)

1.一种用于以多组分方法制造层状体(10)的方法，该方法包括如下步骤：
在第一制造步骤中，由透明的塑料、尤其是由聚碳酸酯产生基底(11)；以及
在第二制造步骤中，将基底(11)以透明的树脂层(17)、尤其是由聚氨酯制成的透明的树脂层进行覆层。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在产生基底(11)之后，将基底(11)保留在制造模具中，并且在基底(11)位于制造模具中期间，对基底(11)进行覆层。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在基底(11)和树脂层(17)之间集成有透明加热膜(16)。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在对基底(11)进行覆层之前，将加热膜(16)施加到基底(11)的表面上，并且随后在淹没过程中用树脂层(17)全表面地覆盖加热膜，其中，在覆层之后，加热膜(16)完全埋入在树脂层(17)和基底(11)之间。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，直接在基底(11)的背离树脂层(17)的表面上施加漆层(12)。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，首先将漆层(12)全表面地施加到基底(11)的背离树脂层(17)的表面上，并且随后至少局部地借助激光烧蚀或借助机械加工、尤其是铣削加工去除漆层。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在施加漆层(12)之前，至少局部地在基底(11)的背离树脂层(17)的表面上施加掩膜，其中，漆层(12)在掩蔽区域中被施加到掩膜上并且在未掩蔽区域中直接施加到基底(11)的表面上。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，至少在基底(11)的背离树脂层(17)的一侧上借助印刷方法施加漆层(12)，其中，所述漆层(12)仅局部地被施加到基底(11)的表面上并且在此情况下在该表面上产生具有漆层(12)的区域和没有漆层(12)的区域。
9.根据前述权利要求5、6、7或8中任一项所述的方法，其特征在于，在产生漆层(12)之后，将透明的增附剂层(13)、尤其是层厚度为5μm至50μm的透明的增附剂层施加到漆层(12)上。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，借助物理气相沉积、尤其是借助溅射将由半导体制成的装饰层(14)施加到所述透明的增附剂层(13)上。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，借助喷涂方法，不透明的表面涂层(15)施加到所述装饰层(14)上。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，以树脂(18)密封包括基底(11)在内的设有一个或多个层的基底(11)的端侧表面。
13.一种层状体(10)，所述层状体包括由透明的塑料、尤其是由聚碳酸酯制成的基底(11)以及包括在基底(11)上的、由透明的树脂层(17)、尤其是聚氨酯制成的覆层。
14.根据权利要求13所述的层状体(10)，其特征在于，在基底(11)和树脂层(17)之间集成有透明的加热膜(16)。
15.根据权利要求13或14所述的层状体(10)，其特征在于，所述加热膜(16)全表面地被树脂层(17)覆盖，其中，所述加热膜(16)完全埋入在树脂层(17)和基底(11)之间。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的层状体(10)，其特征在于，直接在基底(11)的背离树脂层(17)的表面上设置漆层(12)。
17.根据权利要求16所述的层状体(10)，其特征在于，在所述漆层(12)上设置透明的增附剂层(13)、尤其是层厚度为5μm至50μm的透明的增附剂层。
18.根据权利要求17所述的层状体(10)，其特征在于，由半导体制成的装饰层(14)借助物理气相沉积、尤其是借助溅射施加到所述透明的增附剂层(13)上。
19.根据权利要求18所述的层状体(10)，其特征在于，不透明的表面涂层(15)借助喷涂方法施加在所述装饰层(14)上。
20.根据权利要求19所述的层状体(10)，其特征在于，包括基底(11)在内的设有一个或多个层的基底(11)的端侧表面以树脂(18)密封。
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