DE10033926A1 - Production of multilayer vehicle cladding, back-foams sheet substrate in mold, shapes sheet metal separately and thermally-bonds assembly in further mold - Google Patents
Production of multilayer vehicle cladding, back-foams sheet substrate in mold, shapes sheet metal separately and thermally-bonds assembly in further moldInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Verkleidungselementes für ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a method for producing a multilayer Cladding element for a motor vehicle.
Im Kraftfahrzeugbau finden Verbundmaterialien in unterschiedlichsten Bereichen ihre Verwendung. Dabei steht im Vordergrund, durch Kombination günstiger Materialeigenschaften eine Funktionalität des jeweils hergestellten Werkteils mit deutlicher Gewichtsreduktion gegenüber homogenen Werkteilen sicherzustellen. Funktionelle Anforderungen können beispielsweise eine Steifigkeit, Lackierfähigkeit, Geräuschdämmung und Wärmeisolation sein. Selbstverständlich sollen auch die Material- und Herstellungskosten möglichst gering gehalten werden.In automotive engineering, composite materials are used in a wide variety of areas Use. The focus here is on combining cheaper Material properties a functionality of the workpiece manufactured with clear Ensure weight reduction compared to homogeneous parts. functional Requirements can include, for example, rigidity, paintability, noise insulation and be thermal insulation. Of course, the material and Manufacturing costs are kept as low as possible.
Unter der Prämisse vorgenannter Randbedingungen werden im Kraftfahrzeugbau Elemente zur Verkleidung und/oder Außenhautbereiche aus Stahl oder Aluminium oder Einschichtkunststoffteile laufend optimiert. So werden beispielsweise Metallbleche mit Kunststoff-Schäumen hinterlegt, um Geräuschdämmung und Wärmeisolation zu verbessern. Zum Schutz und aus ästhetischen Gründen müssen diese Kunststoffschichten häufig mit einem Dekormaterial verkleidet werden. Insgesamt sind also eine Vielzahl teils nur manuell ausführbarer Verfahrensschritte zur Herstellung derartiger mehrschichtiger Verkleidungselemente notwendig.Under the premise of the aforementioned boundary conditions, elements are used in motor vehicle construction for cladding and / or outer skin areas made of steel or aluminum or Single-layer plastic parts continuously optimized. For example, metal sheets with Plastic foams deposited to improve noise insulation and thermal insulation. For protection and for aesthetic reasons, these plastic layers often have to be clad in a decorative material. Overall, a large number are partly only manual Executable process steps for the production of such multilayer Cladding elements necessary.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Verkleidungselementes zur Verfügung zu stellen, das es erlaubt, den Herstellungsprozess zu automatisieren und damit kostengünstiger zu gestalten. Darüber hinaus soll eine Qualität der mehrschichtigen Verkleidungselemente gesteigert werden, indem die Prozessführung vereinfacht und mögliche, den Ausschuss steigernde Fehlerquellen limitiert werden.The object of the present invention is to provide a method for producing a to provide multi-layer cladding element that allows the Automate the manufacturing process and thus make it more cost-effective. About that in addition, the quality of the multi-layer cladding elements is to be increased, by simplifying the process and possible, increasing the committee Sources of error are limited.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das Verfahren zur Herstellung eines
mehrschichtigen Verkleidungselementes für ein Kraftfahrzeug mit den im Anspruch 1
genannten Merkmalen gelöst. Das Verkleidungselement besteht demnach zumindest aus
einem flächigen Substrat, einem Metallblech und einer zwischen Substrat und Metallblech
aufgebrachten Kunststoffschicht. Bei dem Verfahren wird
According to the invention, this object is achieved by the method for producing a multilayer cladding element for a motor vehicle with the features mentioned in claim 1. The cladding element accordingly consists at least of a flat substrate, a metal sheet and a plastic layer applied between the substrate and the metal sheet. In the process
- 1. das Substrat in einem ersten Formwerkzeug mit der Kunststoffschicht zur Herstellung eines Kunststoff-Rohlings hinterschäumt,1. the substrate in a first mold with the plastic layer for production of a plastic blank,
- 2. das Metallblech in einem zweiten Formwerkzeug zu einem konturgerechten Metallblech-Rohling gepresst und anschließend erhitzt, und2. The metal sheet in a second mold to a contour Pressed sheet metal blank and then heated, and
- 3. die beiden Rohlinge zum dauerhaften Fügen in einem dritten Formwerkzeug aneinander gepresst.3. The two blanks for permanent joining together in a third mold pressed.
Derart hergestellte Verkleidungselemente zeichnen sich durch geringes Gewicht, Lackierfähigkeit, hohe Verwindungssteifigkeit, hohe Geräuschdämmung und gesteigerte Wärmeisolation aus. Diese Vorteile lassen sich durch Kombination der günstigen Materialeigenschaften der einzelnen Verbundmaterialien für das mehrschichtige Verkleidungselement erzielen. Vorgenannter Herstellungsprozess ist automatisierungsfähig und führt damit zu einer Reduktion der Herstellungskosten.Cladding elements manufactured in this way are notable for their low weight, Paintability, high torsional stiffness, high noise insulation and increased Thermal insulation. These advantages can be combined by combining the cheap Material properties of the individual composite materials for the multilayer Achieve cladding element. The aforementioned manufacturing process can be automated and thus leads to a reduction in manufacturing costs.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird ein Metallblech auf Basis von Aluminium oder Stahl verwendet, wobei auf bewährte Techniken zur Formgebung, beispielsweise durch Tiefziehen und Pressen, zurückgegriffen werden kann. Ebenso ist es bevorzugt, das flächige Substrat als Dekorfolie und/oder Textilschicht in Anwendung zu bringen. Derartige Dekorfolien können beispielsweise aus einem Kunststoff, insbesondere PE oder PP, hergestellt werden. Wird vorzugsweise als Kunststoffschicht ein Polymerschaum eingesetzt, insbesondere aus EPP, so kann auch hier auf bereits bewährte Hinterspritztechniken zurückgegriffen werden.According to a preferred embodiment of the method, a metal sheet based on Aluminum or steel used, relying on proven shaping techniques, for example, by deep drawing and pressing. It is the same preferred to use the flat substrate as a decorative film and / or textile layer bring. Decorative films of this type can be made, for example, of a plastic, in particular PE or PP. Is preferably a plastic layer Polymer foam used, especially made of EPP, can also be tried and tested here Back injection techniques can be used.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further preferred refinements of the invention result from the others in the Characteristics mentioned subclaims.
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand einer zugehörigen Zeichnung näher erläutert.The invention is described in an exemplary embodiment based on an associated Drawing explained in more detail.
Die einzige Zeichnung skizziert dabei einen Verfahrensablauf wie er zur Herstellung eines mehrschichtige Verkleidungselementes 10 genutzt werden kann. Ein solches Verkleidungselement 10 besteht zumindest aus einem flächigen Substrat 12, einem Metallblech 14 sowie einer zwischen Substrat 12 und Metallblech 14 aufgebrachten Kunststoffschicht 16. Mit dem mehrschichtigen Verkleidungselement 10 können im Kraftfahrzeugbau Verkleidungs- und/oder Außenhautbereiche aus Stahl oder Aluminium oder Einschichtkunststoffteilen ersetzt werden. Eine Auswahl der Verbundmaterialien ist selbstverständlich abhängig von den anwendungsbedingt zu erzielenden Eigenschaften, beispielsweise ein möglichst geringes Gewicht, gute Lackierfähigkeit, hohe Verwindungssteifigkeit und Geräuschdämmung, gute Isolationseigenschaften sowie niedrige Materialkosten.The only drawing outlines a process sequence that can be used to produce a multilayer cladding element 10 . Such a cladding element 10 consists at least of a flat substrate 12 , a metal sheet 14 and a plastic layer 16 applied between substrate 12 and metal sheet 14 . With the multi-layer cladding element 10 , cladding and / or outer skin areas made of steel or aluminum or single-layer plastic parts can be replaced in motor vehicle construction. A selection of the composite materials is of course dependent on the properties to be achieved depending on the application, for example the lowest possible weight, good paintability, high torsional rigidity and noise insulation, good insulation properties and low material costs.
In der Figur sind einzelne Verfahrensschritte I bis V dargestellt, die während der Fertigung durchlaufen werden müssen. In den Verfahrensschritten I und II wird zunächst ein Kunststoff-Rohling 18 gefertigt. Dazu wird in einem ersten Formwerkzeug 20 eine eingespannte, gegebenenfalls vorgeformte Dekorfolie als flächiges Substrat 12 mit der Kunststoffschicht 18 hinterschäumt. Das Formwerkzeug 20 besteht dabei - hier schematisch angedeutet - aus einem oberen und unteren Werkzeugteil 22, 24, die entsprechend konturgerecht zur Ausbildung des Kunststoff-Rohlings 18 ausgearbeitet sind. Im Schritt I kann auf an sich bekannte und bewährte Verfahren im Bereich der Kunststoffertigung, beispielsweise der Hinterspritztechnik, zurückgegriffen werden. So kann beispielsweise zur Vermeidung von Faltenbildung und zur erforderlichen Reduzierung eines Fülldruckes ein Kaskadenspritzguss durchgeführt werden.The figure shows individual method steps I to V which have to be carried out during production. In process steps I and II, a plastic blank 18 is first manufactured. For this purpose, a clamped, optionally pre-shaped decorative film as a flat substrate 12 is back- foamed with the plastic layer 18 in a first molding tool 20 . The molding tool 20 consists - indicated schematically here - of an upper and lower tool part 22 , 24 , which are worked out in accordance with the contour to form the plastic blank 18 . In step I, known and proven methods in the field of plastics production, for example back-injection technology, can be used. For example, a cascade injection molding can be carried out to avoid wrinkling and to reduce the filling pressure.
Das flächige Substrat 12 ist - wie bereits erwähnt - eine Dekorfolie und besteht aus Kunststoff, insbesondere PE oder PP. Denkbar ist aber auch, eine Textilschicht oder eine Kombination der genannten Materialien zu verwenden. Als Kunststoffschaum lassen sich insbesondere Polymerschäume einsetzen. Eine Auswahl der Polymerschäume kann selbstverständlich in Abhängigkeit von der zu gewährenden Funktionalität erfolgen. Soll insbesondere die Verwindungssteifigkeit, Geräuschdämmung und Wärmeisolation verbessert werden, so kann als Kunststoff EPP eingesetzt werden.As already mentioned, the flat substrate 12 is a decorative film and consists of plastic, in particular PE or PP. However, it is also conceivable to use a textile layer or a combination of the materials mentioned. Polymer foams in particular can be used as the plastic foam. The polymer foams can of course be selected depending on the functionality to be granted. If, in particular, the torsional stiffness, noise insulation and thermal insulation are to be improved, EPP can be used as the plastic.
Im Schritt II wird der Kunststoff-Rohling 18 noch erhitzt, um die Verbindung zwischen der Kunststoffschicht 16 und dem flächigen Substrat 12 zu verfestigen und gegebenenfalls die Kunststoffschicht 16 auszuhärten. Gegebenenfalls kann eine Oberfläche im Bereich der Kunststoffschicht 16 durch geeignete Verfahren wie Plasmaentladung, mechanische Aufrauhung und dergleichen für den noch näher zu erläuternden Verfahrensschritt V vorbereitet werden. In step II, the plastic blank 18 is still heated in order to solidify the connection between the plastic layer 16 and the flat substrate 12 and, if necessary, to harden the plastic layer 16 . If necessary, a surface in the area of the plastic layer 16 can be prepared by suitable methods such as plasma discharge, mechanical roughening and the like for the method step V to be explained in more detail.
Die Verfahrensschritte III und IV beinhalten Verfahrensschritte, die zur Herstellung eines für den Schritt V benötigten Metallblech-Rohlings 26 notwendig sind. Zunächst wird das Metallblech 14 in einem zweiten Formwerkzeug 28 zu dem konturgerechten Metallblech-Rohling 26 durch Tiefziehen und Pressen geformt. Auch das Formwerkzeug 28 besteht hier aus einem nur schemenhaft skizzierten oberen und unteren Werkzeugteil 30, 32. Anschließend wird im Verfahrensschritt IV der Metallblech-Rohling 26 erhitzt. Eine Aufheiztemperatur wird in Abhängigkeit von der im letzten Verfahrensschritt V benötigten Temperatur vorgegeben.Process steps III and IV contain process steps which are necessary for producing a metal sheet blank 26 required for step V. First, the metal sheet 14 is formed in a second mold 28 into the contour-correct metal sheet blank 26 by deep drawing and pressing. Here, too, the molding tool 28 consists of an upper and lower tool part 30 , 32 which is only sketched in outline. The metal sheet blank 26 is then heated in process step IV. A heating temperature is specified as a function of the temperature required in the last process step V.
Die beiden Rohlinge 18, 26 werden zum dauerhaften Fügen in einem dritten Formwerkzeug 34 aneinander gepresst. Der Metallblech-Rohling 26 schmilzt dabei zumindest partiell die Oberfläche der Kunststoffschicht 16 an, so dass nach dem Erstarren eine dauerhafte und belastbare Verbindung beider Materialien entstehen kann. Das Formwerkzeug 34 kann dabei in einfacher Weise aus dem oberen Werkzeugteil 22 des ersten Formwerkzeuges 20 und dem unteren Werkzeugteil 32 des Formwerkzeuges 28 bestehen, was wiederum zu einer Reduktion der für die Herstellung des mehrschichtigen Verkleidungselementes 10 notwendigen Kosten führt. The two blanks 18 , 26 are pressed together in a third molding tool 34 for permanent joining. The metal sheet blank 26 melts at least partially on the surface of the plastic layer 16 , so that after solidification a permanent and resilient connection of both materials can arise. The molding tool 34 can consist in a simple manner of the upper tool part 22 of the first molding tool 20 and the lower tool part 32 of the molding tool 28 , which in turn leads to a reduction in the costs required for the production of the multi-layer cladding element 10 .
1010
Verkleidungselement
cladding element
1212
flächiges Substrat
flat substrate
1414
Metallblech
metal sheet
1616
Kunststoffschicht
Plastic layer
1818
Kunststoff-Rohling
Plastic blank
2020
erstes Formwerkzeug
first mold
2222
, .
2424
oberes und unteres Werkzeugteil
upper and lower tool part
2626
Metallblech-Rohling
Sheet metal blank
2828
zweites Formwerkzeug
second mold
3030
, .
3232
oberes und unteres Werkzeugteil
upper and lower tool part
3434
drittes Formwerkzeug
third mold
Claims (5)
- a) das Substrat (12) in einem ersten Formwerkzeug (20) mit der Kunststoffschicht (16) zur Herstellung eines Kunststoff-Rohlings (18) hinterschäumt wird,
- b) das Metallblech (14) in einem zweiten Formwerkzeug (28) zu einem konturgerechten Metallblech-Rohling (26) gepresst und anschließend erhitzt wird, und
- c) die beiden Rohlinge (18, 26) zum dauerhaften Fügen in einem dritten Formwerkzeug (34) aneinander gepresst werden.
- a) the substrate ( 12 ) is back-foamed in a first molding tool ( 20 ) with the plastic layer ( 16 ) to produce a plastic blank ( 18 ),
- b) the metal sheet ( 14 ) is pressed in a second mold ( 28 ) into a contour-correct metal sheet blank ( 26 ) and then heated, and
- c) the two blanks ( 18 , 26 ) are pressed together for permanent joining in a third mold ( 34 ).
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000133926 DE10033926A1 (en) | 2000-07-05 | 2000-07-05 | Production of multilayer vehicle cladding, back-foams sheet substrate in mold, shapes sheet metal separately and thermally-bonds assembly in further mold |
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