DE102005024776A1

DE102005024776A1 - Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffverbundteils

Info

Publication number: DE102005024776A1
Application number: DE102005024776A
Authority: DE
Inventors: Bruno Roth; Stefan Dr. Schneiderbauer; Reinhold Schreff; Gerhard Zehentbauer
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2005-05-31
Filing date: 2005-05-31
Publication date: 2006-12-07
Anticipated expiration: 2025-06-01
Also published as: DE102005024776B4

Abstract

Bei einem Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffverbundteils, insbesondere eines Kraftfahrzeug-Innenausstattungsteils, mit hinterschnittener Bauteilkontur im Sichtbereich, bestehend aus mindestens einer Trägerschicht und einer auf diese aufgebrachten, im Gießverfahren hergestellten Kunststoffformhaut, wird die Formhaut erfindungsgemäß getrennt von der Trägerschicht in einem im Sichtbereich der Formhaut hinterschnitt- und trennfugenfreien Gießwerkzeug vorgeformt und anschließend auf der Trägerschicht mit Hinterschnitt endgeformt und dabei das Kunststoffmaterial auf der Sichtseite der Formhaut unterhalb der plastischen Verformungsgrenze gehalten, wodurch verhindert wird, dass sich die Trennfugen des Gießwerkzeugs auf der Sichtseite der Formhaut abzeichnen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffverbundteils, insbesondere eines Kraftfahrzeug-Innenausstattungsteils, mit einer hinterschnittenen Bauteilkontur im Sichtbereich, bestehend aus mindestens einer Trägerschicht und einer auf diese aufgebrachten Kunststoffformhaut, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist bekannt, Kunststoffformhäute für Verbundbauteile dieser Art, also etwa Innenausstattungsteile wie die Armaturentafel oder die Ablageschale eines Kraftfahrzeugs, im Wege des Slush- oder des Sprühverfahrens oder auch als Tiefziehteil aus einer zumeist genarbten Kunststofffolie herzustellen. Eine einfache und seriengerechte Bauteilfertigung möglichst ohne Materialabfall und mit einer konstanten Wandstärke der Kunststoffhaut lässt sich auf diese Weise jedoch nicht oder nur unzureichend erreichen. Bei dem in der DE 10 2004 033 139 beschriebenen Verfahren, wonach die Formhaut und die Trägerschicht einschließlich einer zur Erzielung bestimmter haptischer Eigenschaften dazwischen eingebrachten Funktionsschicht in einem Spritzgusswerkzeug gefertigt werden, stellt sich hingegen das Problem, dass das Werkzeug im Hinterschnittbereich der Formhaut geteilt werden muss und sich daher auf der Sichtseite des Bauteils eine Werkzeug-Trennfuge abzeichnet.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, das Herstellungsverfahren der eingangs genannten Art so auszubilden, dass das Verbundteil auf herstellungsmäßig einfache und seriengerechte Weise ohne Beschnittabfall sowie mit gleichmäßiger Wandstärke und vor allem mit einer qualitativ hochwertigen, von störenden Werkzeug-Trennspuren im Sichtbereich freien Oberfläche herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Verfahren gelöst.

Durch die zweistufige Formhautherstellung, nämlich zunächst als Vorformling in einem hinterschnittfreien Gießwerkzeug und dann in einem die hinterschnittige Bauteilkontur einprägenden Umformschritt, ohne dass dabei die plastische Verformung bis zur Sichtseite der Formhaut vordringt, wird erfindungsgemäß eine im Hinterschnittbereich trennfugenfreie Bauteilgestaltung mit einer im Wesentlichen konstanten Wandstärke und ohne Beschnittabfall der Formhaut erreicht und zugleich auf das Erfordernis eines manuellen Entformens der Formhaut verzichtet und damit die Möglichkeit einer voll- oder halbautomatischen Bauteilfertigung geschaffen.

Aus Gründen einer hohen Maßhaltigkeit wird die Formhaut vorzugsweise im Spritzgussverfahren z. B. aus einem thermoplastischen Polyurethan, hergestellt und unter Wärmeeinwirkung im Bereich des Hinterschnitts endverformt.

Zweckmäßigerweise wird die Trägerschicht – wiederum aus Herstellungsgründen – ebenfalls als Spritzgussteil, etwa aus Polypropylen, vorgefertigt und auf Seiten der Formhaut mit einer Funktionsschicht, z. B. aus einem thermoplastischen Elastomer, belegt, um so gewünschte haptische Eigenschaften des Verbundbauteils, etwa eine hohe Eindruckweichheit, zu erzielen.

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in stark schematisierter Darstellung:
1 einen Schnitt eines erfindungsgemäß hergestellten Kunststoff-Verbundformteils; und
2 bis 5 aufeinander folgende Fertigungsstufen des Verbundformteils gemäß 1 in Verbindung mit den zugehörigen Spritzgießwerkzeugen.
Das in 1 gezeigte Verbundformteil 1, etwa die Ablageschale einer Kraftfahrzeug-Innenausstattung, enthält eine Trägerschicht 2 in Form eines Einlegers, z. B. aus Polypropylen, eine äußere Kunststoffformhaut 3, etwa aus thermoplastischem, auf der Sichtseite genarbten Polyurethan, sowie eine dazwischen liegende Funktionsschicht 4, die dem Formteil 1 die gewünschten haptischen Eigenschaften, z. B. eine druckweiche Oberfläche, verleiht und vorzugsweise aus einem thermoplastischen Elastomer besteht. Im eingebauten Zustand des Formteils 1 ist die Außenfläche der Formhaut 3 einschließlich der abgerundeten Eckbereiche 5 an den hinterschnittenen, nach innen eingezogenen Formhauträndern 6 sichtbar, und auf die nachfolgend beschriebene Weise wird sichergestellt, dass der gesamte Sichtbereich von Fertigungsspuren aus dem Herstellungsprozess, nämlich insbesondere Werkzeug-Trennfugen, freigehalten bleibt.
Gemäß 2 wird die auf der Außenseite genarbte Formhaut 3 mit einer Wandstärke von weniger als 2 mm getrennt von der Trägerschicht 2 zunächst noch ohne Hinterschnitt an den Formhauträndern 6 in einem Spritzgießwerkzeug 7 vorgefertigt, welches an den Unterkanten der Formhautränder 6, also an einer später nicht sichtbaren Formhautstelle, geteilt ist. Parallel hierzu wird in einem weiteren Spritzgießwerkzeug 8 in Form eines Wendewerkzeugs mit einem drehbaren Werkzeugteil 9 die Trägerschicht 2 als Integralschaumkörper hergestellt (3).
In einer weiteren Fertigungsstufe wird die Formhaut 3 in ein Werkzeugoberteil 10 (4) umgesetzt, welches mit seitlich verstellbaren, an den Formhauträndern 6 anliegenden Umbug-Schiebern 11 versehen ist, und in dem Werkzeugoberteil 10 über dem zwischenzeitlich gewendeten Werkzeugteil 9 positioniert und auf dieses abgesenkt, woraufhin die Umbug-Schieber 11 seitlich zusam mengefahren werden und der Hohlraum zwischen Formhaut 3 und Trägerschicht 2 mit dem thermoplastischen Elastomer der Funktionsschicht 4 befüllt wird (5). Unter der Druck- und Wärmeeinwirkung der Elastomerfüllung wird die Formhaut 3 an den Umbug-Schiebern 11 plastisch verformt, wodurch an den Formhauträndern 6 die hinterschnittige Bauteilkontur entsteht, ohne dass jedoch der Wärmeeintrag der Haptikschicht 4 ausreicht, die Formhaut 3 auf der Sichtseite zu plastifizieren, so dass die Trennfuge zwischen Werkzeugoberteil 10 und Umbug-Schiebern 11 keinerlei Spuren auf der Bauteil-Außenseite hinterlässt.
Gleichzeitig mit dem Ausformen des Bauteils 1 zwischen drehbarem und oberem Werkzeugteil 9, 10 kann auf der Unterseite des Werkzeugteils 9 eine weitere Trägerschicht 2' spritzgegossen und dadurch die Fertigungskapazität des Werkzeugs 8 deutlich erhöht werden. Mach dem Erstarren der elastomeren Funktionsschicht 4 werden die Umbug-Schieber 11 geöffnet, so dass das fertig gestellte Verbundformteil 1 entnommen werden und ein neuer Produktionszyklus beginnen kann.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffverbundteils, insbesondere eines Kraftfahrzeug-Innenausstattungsteils, mit einer hinterschnittenen Bauteilkontur im Sichtbereich, bestehend aus mindestens einer Trägerschicht und einer auf diese aufgebrachten, im Gießverfahren hergestellten Kunststoffformhaut, dadurch gekennzeichnet, dass die Formhaut getrennt von der Trägerschicht in einem im Sichtbereich der Formhaut hinterschnitt- und trennfugenfreien Gießwerkzeug vorgeformt und anschließend auf der Trägerschicht mit Hinterschnitt endgeformt und dabei das Kunststoffmaterial auf der Sichtseite der Formhaut unterhalb der plastischen Verformungsgrenze gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Formhaut im Spritzgussverfahren vorgefertigt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Formhaut aus einem thermoplastischen Polyurethan gefertigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht auf Seiten der Formhaut mit einer Funktionsschicht belegt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsschicht aus einem thermoplastischen Elastomer hergestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht im Wege des Spritzgussverfahrens vorgefertigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht als Polypropylen-Einleger ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Formhaut im Bereich des Hinterschnitts thermisch endverformt wird.