-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines zweischichtigen
Verbundteils.
-
Mehrschichtige
Verbundteile werden in vielen Bereichen eingesetzt, insbesondere
in der Fahrzeugindustrie. Instrumententafeln, Säulenverkleidungen, Türverkleidungen
und Ablagen eines Kraftfahrzeugs sind oftmals mehrschichtige Verbundteile.
-
Üblicherweise
bestehen solche als Innenverkleidung eingesetzten Verbundteile aus
mehreren Lagen von Kunststoffen, wobei jede Lage spezifische Eigenschaften
besitzt. Beispielsweise sind Instrumententafeln bekannt, die aus
einer harten Trägerschicht
aus glasfaserverstärktem
Polypropylen bestehen, auf der sich eine Schaumschicht aus Polyurethan
befindet, die wiederum abgedeckt wird durch eine Dekorschicht aus
einer Folie. Mit solch einem Aufbau soll eine gewisse Stabilität der Instrumententafel
gewährleistet
sein, die gleichermaßen
vorteilhafte haptische und optische Eigenschaften besitzt.
-
Für die Erzeugung
einer Narbung in der Oberfläche
eines Verbundteils, d. h., einer Struktur, die die Oberfläche optisch
aufwertet, gehört
das Kaschieren zum Stand der Technik. Hierbei wird der Träger mit
einer Folie, die aus einem optisch ansprechenden Material besteht,
in einem Kaschierwerkzeug zu einem Verbund verbunden. Das Kaschierwerkzeug
kann des so ausgebildet sein, dass bei dem Kaschierverfahren eine
Narbung in der Folie erzeugt wird. Auf diese Weise können Bauteile
aus einem stabilen und leichten Träger, beispielsweise aus einem
glasfaserverstärktem
Kunststoff, hergestellt werden, die zusätzlich optisch ansprechende
Eigenschaften haben. Nachteilig ist aber, dass der Kaschierprozess
ein weiterer Verfahrensschritt ist, der zudem relativ zeitaufwendig
ist.
-
Es
ist nicht unbedingt ein Verbundteil notwendig, um ein Formteil mit
einer ansprechenden Narbung zu erhalten. Bei geeigneter Wahl des
Kunststoffes lässt
sich beispielsweise über
ein Spritzgussverfahren ein nur einteiliges Formteil mit gewünschter
Narbung herstellen. Nachteilig ist, dass die Kunststoffe, die optisch
ansprechende Eigenschaften haben, in der Regel mechanisch nicht
sehr stabil sind. Für
Bauteile wie Instrumententafeln, die eine gewisse Stabilität aufweisen
müssen,
sind deswegen in diesem Falle wesentlich höhere Dicken notwendig, als
wenn beispielsweise glasfaserverstärkte Kunststoffe verwendet
werden würden.
Dadurch wächst entsprechend
das Gewicht solcher auf diese Art hergestellten Bauteile.
-
Die
DE 10 2004 053 573
A1 beschreibt eine horizontale Spritzgießmaschine
für mehrere
Materialien. Die Spritzgießmaschine
weist einen Drehtisch auf, der ein Drehachsenzentrum in Horizontalrichtung
aufweist, ein Metallspritzgießwerkzeug
für mehrere
Materialien, das auf dem Drehtisch angebracht ist, Spritzkolbeneinheiten,
die so ausgebildet sind, dass sie zum Metallspritzgießwerkzeug
für mehrere Materialien
zugestellt bzw. von diesem zurückgezogen
werden können,
um ein geschmolzenes Harz in Hohlräume des Metallspritzgießwerkzeugs
für mehrere
Materialien einzuspritzen, einen Servomotor zum Drehen des Drehtisches
und einen an dem Servomotor angebrachten Bremsmechanismus, der betätigt wird,
wenn der Servomotor anhält,
um die Position des Drehtisches beizubehalten.
-
Die
DE 39 31 299 C2 beschreibt
ein Kunststoff-Formteil
mit genarbter Oberfläche
und verbesserter Kraftfestigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass die
Oberfläche
eine Narbung besitzt, bei welcher a) die Narbhügel eine allseitig gerundete
Oberfläche besitzen,
b) die Narbhügel
durch Narbtäler
vollständig
voneinander getrennt sind, c) sich auf einer Strecke von 10 mm 13
bis 25 Narbhügel
befinden und d) die mittlere Rautiefe der Narbung 42 bis 58 μm beträgt, und
dadurch, dass das Formteil ein Formteil aus verstärktem Polypropylen
ist.
-
Die
DE 100 14 432 A1 beschreibt
ein Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Kunststoff-Formteils
sowie ein verfahrensgemäß hergestelltes
Kunststoff-Formteil,
wobei eine Kunststoff-Frommasse in einen Formraum eines Werkzeuges
eingebracht wird und dort zumindest teilweise unter Bildung des
Kunststoff- Formteils
erstarrt oder aushärtet
und eine Oberfläche
des Kunststoff-Formteils nach Entformen aus dem Werkzeug zumindest bereichsweise
beschichtet wird. Es ist dabei vorgesehen, dass die zu beschichtende
Oberfläche
während
des Formprozesses des Kunststoff-Formteils mit
einer definierten Rauigkeit hergestellt wird. Die Haftung der Kunststoff-Oberfläche für beliebige
Beschichtungen wird damit erhöht,
wobei die Rauigkeit auf eine zu erzielende Oberflächengüte abgestimmt werden
kann.
-
Die
DE 197 16 409 A1 beschreibt
ein flächiges
Auskleidungselement, insbesondere ein Kraftfahrzeug-Innenverkleidungselement,
aus flächigem, in
die gewünschte
Form gepresstem Auskleidungsmaterial, mit wenigstens zwei Auskleidungsabschnitten,
die zumindest bereichsweise längs
einer Trennlinie voneinander getrennt sind. Für dieses Auskleidungselement
wird eine in das Auskleidungsmaterial von einer Sichtseite des Auskleidungselements
aus eingeprägte,
entlang der Trennlinie verlaufende Trennnut mit einer die Materialstärke des
gepressten Auskleidungsmaterials beidseits der Trennnut nicht unterschreitenden
Nuttiefe vorgeschlagen, wobei das die Trennnut bildende und von
einer der Sichtseite abgewandten Rückseite des Auskleidungselements
als Wulst vorstehende Auskleidungsmaterial im Bereich des Nutgrunds
längs einer
Trennfläche aufgetrennt
ist.
-
Die
DE 10 2004 049 271
A1 beschreibt ein Kunststoff-Formteil aus Polypropylen, dessen Oberfläche eine
Narbung mit Narbhügeln
und Narbtälern aufweist.
Um bei einer matten Oberflächenanmutung die
Schreibempfindlichkeit der Oberfläche zu verringern, wird dort
vorgeschlagen, dass die Narbtäler eine
matte Oberfläche
und die Kuppen der Narbhügel eine glänzende Oberfläche aufweisen.
Die dortige Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung
eines Kunststoff-Formteils.
-
Die
DE 100 54 490 A1 beschreibt
ein Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffbauteils, insbesondere
eines Strukturteiles oder Ausstattungsteiles für ein Fahrzeug, wobei in einem
geeigneten Werkzeug auf eine Kunststoff-Folie ein mit Fasern versehenes
Kunststoffmaterial aufgetragen wird. Die der Folie zugewandte Werkzeugfläche ist
mit Stegen oder Erhebungen versehen, zwischen denen sich Täler befinden,
so dass sich auf der sichtbaren Bauteil-Oberfläche eine Narbung ausbildet,
die jedoch derartige Abmessungen besitzt, dass diese Bauteil-Oberfläche oder
Folien-Oberfläche bei
Betrachtung mit bloßem
Auge einen glatten Eindruck erweckt. Die Erhebungen oder Stege der
Werkzeugfläche
sind in ihren Breitenabmessungen derart auf die Länge der
Fasern abgestimmt, dass sich die Fasern auch durch die aufgrund
der Erhebungen oder Stege dünneren
oder zurückversetzten
Abschnitte der Kunststoff-Folie hindurch nicht abzeichnen. Angegeben
sind bevorzugte Abmessungen für
die Stege bzw. Erhebungen, wobei das Aufbringen des mit Fasern versehenen
Kunststoffmaterials nach einem Spritzpräge-Verfahren oder Hinterpress-Verfahren erfolgen
kann.
-
Die
DE 102 27 636 A1 beschreibt
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen mehrkomponentiger
Kunststoff-Formteile. Zur Fertigung von mehrkomponentigen Kunststoff-Formteilen
durch Spritzgießen
wird dort vorgeschlagen, mindestens eine Komponente unter Einsatz
eines In-Mould-Compounders herzustellen. Zur Herstellung von Mehrkomponentenanteilen
mit Kernen oder Lagen aus Fasergewebe oder -vlies wird dort vorgeschlagen, eine
Wendeplattenmaschine mit zwei Arbeitsbereichen einzusetzen. Dabei
wird das Fasermaterial in einem ersten Arbeitsbereich in einer Werkzeugkavität zu einem
Vorformling umgeformt, und gleichzeitig wird ein in einem vorhergehenden
Takt gefertigter Vorformling im zweiten Arbeitsbereich mit Kunststoff umspritzt,
oder Kunststoff wird angespritzt. Anschließend wird die Wendeplatte um
eine Axialachse verdreht, so dass der Vorformling vom ersten in
den zweiten Arbeitsbereich transportiert wird, das fertige Kunststoff-Formteil
wird entnommen, und der Herstellungstakt beginnt von vorn. Optional
ist in dieser Schrift eine zweite Spritzgießeinheit vorgesehen, mit der
bei Bedarf ein Additiv wie Härter,
Binder oder Ähnliches
in die Kavität
beim Bilden des Vorformlings eingespritzt werden kann.
-
Die
DE 103 46 219 A1 beschreibt
ein Strukturbauteil und ein Verfahren und eine Werkzeugvorrichtung.
Für das
Strukturbauteil mit Lack-Außenfläche ist
ein Verfahren zu dessen Herstellung angegeben, mit den Schritten
Bereitstellen einer Lackfolie, deren Außenfläche im Wesentlichen glatt ist,
Thermoformen der Lackfolie unter Hinterformen der Lackfolie mit
einem Trägermaterial
insbesondere aus Kunststoff, wobei bei zumindest einem der beiden Schritte,
bestehend aus Thermoformen und Hinterformen, eine Außenfläche der
Lackfolie mit einer Oberflächenstruktur
versehen wird, die an der Außenfläche eine
ungleichmäßige Reflexion
hervorruft.
-
Die
vorliegende Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, genannte
Nachteile der eben beschriebenen Verfahren zu vermeiden und ein
Verfahren zur Herstellung genarbter Verbundteile zu schaffen, welches
ermöglicht,
Verbundteile mit geringem Gewicht, guten mechanischen Eigenschaften
in kurzer Verarbeitungszeit optisch ansprechend zu gestalten.
-
Die
vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zur Herstellung eines
zweischichtigen Verbundteils mit einer genarbten Oberfläche, enthaltend
die Schritte:
- a) Herstellen eines Trägers aus
einem glasfaserverstärkten
thermoplastischen Kunststoff mittels eines Spritzgießverfahrens
in einer ersten Kavität,
- b) Überspritzen
des Trägers
mit einem thermoplastischen Kunststoff ohne Glasfaseranteil mittels
eines Spritzgießverfahrens
zur Lösung
einer Deckschicht in einer zweiten Kavität, wobei die zweite Kavität an ihrer
Oberfläche
zumindest bereichsweise eine Narbung aufweist, durch die eine Narbung
in der Oberfläche
der Deckschicht erzeugt wird, und die Deckschicht mit einer mittleren
Wandstärke
von 0,6 mm bis 1,0 mm hergestellt wird.
-
Die
mechanischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Verbundteils werden durch
den Träger
bestimmt: Der Träger
besteht aus einem thermoplastischen Kunst stoff, welcher faserverstärkt ist. Aufgrund
der Faserverstärkung
ist es möglich,
den Träger
mit im Vergleich zu nicht faserverstärkten Trägern in einer geringen Dicke
herzustellen. Das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte
Verbundteil besitzt somit ein vergleichsweise geringes Gewicht bei
gleichen mechanisch vorteilhaften Eigenschaften.
-
Die
optischen Eigenschaften des Verbundteils werden durch die Deckschicht
bestimmt. Die Deckschicht wird deswegen nur mit einer geringen Dicke
hergestellt, die hauptsächlich
durch die Tiefe der Struktur der Narbung bestimmt wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
den zuvor hergestellten Träger
mit einem thermoplastischen Kunststoff ohne Faseranteil in einer
zweiten Kavität,
welche an ihrer Oberfläche
zumindest bereichsweise eine Narbung aufweist, zu überspritzen.
Es wird somit in einem einzigen Prozess eine Deckschicht erzeugt,
die Deckschicht mit dem Träger
verbunden, sowie die Deckschicht mit einer Narbung versehen.
-
Über die
Art der Narbung kann das optische Aussehen der Deckschicht und somit
des Gesamtverbundteils gestaltet werden. Somit ist es beispielsweise
möglich,
Verbundteile bereichsweise mit einer technischen Narbung, wie z.
B. Rauten, oder lederähnlichen
Oberfläche
herzustellen.
-
Erfindungsgemäß ist es
vorgesehen, die Deckschicht aus einem thermoplastischen Kunststoff herzustellen,
der keinen Faseranteil aufweist. Faseranteile im thermoplastischen
Kunststoff würden,
falls der Faseranteil nicht vernachlässigbar gering ist, die Eigenschaften
der Oberfläche
der Deckschicht stark beeinflussen: Mit dem Faseranteil nimmt üblicherweise
die Rauigkeit der Oberfläche
zu. Je höher
der Faseranteil ist, desto schwieriger ist es, eine glatte Oberfläche zu erzeugen.
-
Des
Weiteren kann durch das Material der Fasern das Werkzeug in Mitleidenschaft
gezogen werden: Im Spritzgussverfahren wird die Kunststoffmasse
mit einem hohen Druck in die Kavität eingespritzt. Bestehen die
Fasern aus einem harten Material, wie beispielsweise Glas, so kann
durch das Auftreffen der Fasern auf die Oberfläche der Kavität die Oberfläche der
Kavität
beschädigt
werden. Insbesondere kann auf diese Weise eine in der Kavität vorhandene
Narbung in Mitleidenschaft gezogen werden.
-
Erfindungsgemäß wird deswegen
als Deckschicht ein weicher Kunststoff mit einer geringen Abrasivität bevorzugt,
im Gegensatz zum Träger,
bei dem die Eigenschaften von geringem Gewicht und mechanischer
Stabilität
im Vordergrund stehen.
-
Es
ist möglich,
das Verfahren auf diese Weise weiterzubilden, dass in zusätzlichen
Kavitäten weitere
Schichten überspritzt
werden, und/oder der Träger
nur bereichsweise überspritzt
wird. Letzteres würde
ermöglichen,
Verbundteile mit einer Deckschicht mit unterschiedlichen Farbbereichen
herzustellen. Diesbezüglich
wäre ebenfalls
der Einsatz von Schiebern möglich,
um Bereiche innerhalb der Kavität
abzutrennen und das Verbundteil unterschiedlich ausbilden zu können.
-
Mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren
lassen sich Verbundteile mit Einsatzmöglichkeiten in vielen Bereichen
herstellen. Insbesondere eignen sich diese nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten
Verbundteile als Innenverkleidungen, welche tragende Eigenschaften
aufweisen müssen, Missbrauchlasten
widerstehen müssen,
oder sonstige Sicherheitsanforderungen erfüllen müssen, wie beispielsweise Instrumententa feln,
Mittelkonsolen oder Türverkleidungen.
-
Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindungen werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
-
Eine
vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass für die Durchführung des
Verfahrens ein Wendetellerwerkzeug oder ein Drehtellerwerkzeug verwendet
wird.
-
Erste
und zweite Kavität
sind auf diese Weise in einem Werkzeug integriert. Die Herstellung
des Trägers
in der ersten Kavität,
die Umsetzung des Trägers
in die zweite Kavität
und die Erzeugung der Deckschicht wird somit an einem Werkzeug durchgeführt. Mit
der Automatisierung des Prozesses ist ein Umsetzen der Zwischenprodukte
nicht nötig.
Das Verbundteil kann mit hoher Geschwindigkeit hergestellt werden.
-
Alternativ
ist es natürlich
auch möglich,
für die
Durchführung
des Verfahrens zwei Spritzgusswerkzeuge zu verwenden, und den Träger per
Hand oder per Roboter von der ersten Kavität in die zweite Kavität umzusetzen.
-
Eine
weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass
der die Deckschicht bildende thermoplastische Kunststoff mit einem
mineralischen Zusatzstoff versehen ist.
-
Mit
dem Einsatz von mineralischen Zusatzstoffen kann die Eigenschaft
der Deckschicht der Verbundteile variiert werden. Je nach Einsatz
des Verbundteils kann vorteilhaft die Dichte, das Elastizitätsmodul,
die Schlagzähigkeit,
die Oberflächenhärte der
Deckschicht, die Wärmeformbeständigkeit und/oder
die Schwindung vorteilhaft beeinflusst werden.
-
Erfindungsgemäß wird zur
Herstellung der Deckschicht ein thermoplastischer Kunststoff verwendet,
der als Zusatzstoff insbesondere Talkum in einer plättchenförmigen Modifikation
enthalten kann.
-
Durch
den Zusatz von Talkum lässt
sich die Härte
des Bauteils erhöhen.
Die Deckschicht wird unempfindlicher gegen Kratzer. Es bietet sich
diesbezüglich
ein Gewichtsanteil von Talkum von 5% bis 30% an.
-
Bevorzugt
wird ein Talkum-Gewichtsanteil von 5% bis 15%. Dieser Anteil ist
ausreichend, um die oben genannten Eigenschaften der Deckschicht merklich
zu verstärken,
aber trotzdem noch eine gute optische Oberflächenqualität zu ermöglichen.
-
Eine
weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass
der für
die Herstellung des Trägers
verwendete faserverstärkte
thermoplastische Kunststoff einen Glasfaseranteil von 15 Gew.-% bis
35 Gew.-%, bevorzugt von 20 Gew.-% bis 30 Gew.-% aufweist.
-
Ein
Glasfaseranteil in diesem Bereich gewährleistet einerseits eine merkliche
Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des Trägers, andererseits
ist die Verarbeitung der Kunststoffmasse mit solch einem Glasfaseranteil
noch in einem sinnvollen Maße
möglich.
-
Eine
weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass
als faserverstärkter
thermoplastischer Kunststoff zur Herstellung des Trägers PP-LGF, SMA-GF, PCABS-GF,
ABS-LGF und/oder PBT-GF ver wendet wird.
-
Genannte
glasfaserverstärkte
Kunststoffe sind besonders für
das erfindungsgemäße Verfahren geeignet,
insbesondere für
die Herstellung von Verbundteilen, die als Innenverkleidungsteile,
wie z. B. Instrumententafeln, Mittelkonsolen oder Türverkleidungen,
in der Automobilindustrie eingesetzt werden sollen.
-
Eine
weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass
als thermoplastischer Kunststoff zur Herstellung der Deckschicht
PP-T, PP-EPDM-TV und/oder TPE verwendet wird.
-
Genannte
thermoplastische Kunststoffe lassen sich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren problemlos
verwenden, insbesondere eignen sich diese Kunststoffe zum Erzeugen
einer genarbten Oberfläche.
-
Eine
weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass
der Träger
mit einer mittleren Wandstärke
von 1,5 mm bis 2,5 mm, vorzugsweise 1,7 bis 2,0 mm hergestellt wird.
-
Die
Dicke des Trägers
wird durch die mechanischen Anforderungen festgelegt, die, abhängig vom
Verwendungszweck, an das Verbundteil gestellt werden. Wird das Verbundteil
als Innenverkleidungsteil in einem Fahrzeug verwendet, so hat sich
eine mittlere Wandstärke
des Trägers
von 1,5 mm bis 2,5 mm als genügend
herausgestellt.
-
An
manchen Stellen des Verbundteils, die beispielsweise keinen Belastungen
ausgesetzt sind, kann die mittlere Wandstärke unterschritten werden, sowie
bei Bereichen des Verbundteils, die hohen Belastungen ausgesetzt
werden, die mittlere Wandstärke
auch überschritten
werden kann. Die Wandstärke des
Trägers
kann dabei von 1,5 mm bis 3 mm variieren.
-
Bevorzugt
wird allerdings eine Wandstärke im
Bereich von 1,7 mm bis 2,0 mm. Dies ist für die wesentlichen Anwendungen
in Hinblick auf Stabilität und
Gewicht besonders vorteilhaft.
-
Ein
erfindungsgemäß hergestelltes
Bauteil ist z. B. ein Innenverkleidungsteil eines Kraftfahrzeugs,
insbesondere eine Instrumententafel, mit einem Träger aus
einem glasfaserverstärkten
thermoplastischen Kunststoff und einer Deckschicht aus einem thermoplastischen
Kunststoff ohne Glasfaseranteil, wobei die Deckschicht eine genarbte
Oberfläche
aufweist, und die Deckschicht eine mittlere Wandstärke von
0,6 mm bis 1,0 mm aufweist.
-
Aufgrund
dessen, dass der Träger
des Verbundteils glasfaserverstärkt
ist, besitzt das Verbundteil gute mechanische Eigenschaften sowie
ein geringes Gewicht. Die Verwendung von Polypropylen oder Polypropylen-Derivaten als Deckschicht
erlaubt eine ansprechende Gestaltung des Innenverkleidungsteils,
insbesondere die Einbringung einer Narbung in die Oberfläche der
Deckschicht, die auf bestimmte Bereiche beschränkt sein kann, oder die die
gesamte Oberfläche
der Deckschicht einnehmen kann.
-
Als
mögliche
Innenverkleidungsteile sind insbesondere Instrumententafeln, sowie
Mittelkonsolen oder Tür- oder Seitenverkleidungen
zu nennen.
-
Eine
weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass
der Träger
eine mittlere Wandstärke
von 1,5 mm bis 2,5 mm, vorzugsweise 1,7 mm bis 2,0 mm aufweist.
-
Erfindungsgemäß werden
die mechanischen Eigenschaften des Innenverkleidungsteils durch
den glasfaserverstärkten
Träger
bestimmt. Je nach Anforderungen an das Verbundteil wird entsprechend
die Wandstärke
des Trägers
angepasst.
-
Die
mittlere Wandstärke
der Deckschicht wird durch die optischen Anforderungen an das Innenverkleidungsteil
bestimmt. Insbesondere wird die Wandstärke der Deckschicht durch die
Tiefe der Narbung festgelegt.
-
Je
nach Verwendungszweck des Verbundteils kann die gesamte Wandstärke bereichsweise mehr
oder weniger stark variieren. Die Variation bewegt sich üblicherweise
im Bereich von 1,8 mm bis 3,5 mm für Kraftfahrzeugsinnenverkleidungsteile.
-
Das
erfindungsgemäße Innenverkleidungsteil
ist leicht, besitzt gute mechanische Eigenschaften und eine hohe
Oberflächenqualität.
-
Die
Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung
mit mehreren Figuren erläutert.
Das erfindungsgemäße Verfahren
wird hierzu beispielhaft angewendet auf die Herstellung einer Instrumententafel
unter der Verwendung eines Drehtellerwerkzeugs. Dabei zeigt
-
1 das
erfindungsgemäße Verfahren
zu dem Zeitpunkt, an dem der Spritzgussprozess zur Herstellung des
Trägers
abgeschlossen ist,
-
2 zum
Zeitpunkt des Umsetzens der Kavitäten des Drehtellerwerkzeugs,
-
3 zum
Zeitpunkt des Abschlusses des Überspritzens
des Trägers
mit einer die Deckschicht bildenden Kunststoffmasse,
-
4 die
aus dem Drehtellerwerkzeug entnommene, fertig hergestellte Instrumententafel.
-
Das
für das
Verfahren verwendete in 1 schematisch dargestellte Drehtellerwerkzeug
besteht aus einem unteren Werkzeugteil 9 und einem oberen Werkzeugteil 10.
Das untere Werkzeugteil 9 ist fest, während das obere Werkzeugteil 10 zum
Heben, Senken und Drehen beweglich gelagert ist.
-
Der
untere Werkzeugteil enthält
einen Aufsatz 11.
-
Das
obere Werkzeugteil enthält
eine erste Aussparung 4 und eine zweite Aussparung 5.
-
Durch
Heben-Drehen-Absenken des oberen Werkzeugteils kann entweder die
Aussparung 4 oder die Aussparung 5 mit dem Aufsatz 11 des
unteren Werkzeugteils 9 in Deckung gebracht werden. Auf diese
Weise werden eine erste Kavität
und eine zweite Kavität
geschaffen.
-
Erste
Aussparung 4 und zweite Aussparung 5 sind mit
Einschusskanälen 12 versehen.
Dies ermöglicht
es, Kunststoffmasse in die Kavitäten
einzuspritzen.
-
Die
Innenfläche
der Aussparungen 4 und 5 sowie die Oberfläche des
Aufsatzes 11, der die Aussparung 4 bzw. 5 abschließt, sind
in ihrer Form dem herzustellenden Verbundteil angepasst. Die durch erste
Aussparung und Aufsatz 11 hergestellte erste Kavität entspricht
dabei der Form des Trägers
des Verbundteils, die durch die zweite Aussparung 5 und durch
den Aufsatz hergestellte zweite Kavität dem fertigen zweischichtigen
Verbundteil, bestehend aus Träger
und genarbter Deckschicht.
-
Um
die Oberfläche
des Verbundteils mit einer Narbung versehen zu können, ist die Innenfläche der
Aussparung 5 zumindest teilweise mit einer Narbung 6 versehen.
Die Narbung 6 befindet sich in den Bereichen der Innenfläche der
Aussparung 5, die an die Oberfläche der Deckschicht des herzustellenden Verbundteils
angrenzen. In diesem Ausführungsbeispiel,
in dem eine Instrumententafel hergestellt wird, besitzt die Innenfläche 5 nur
bereichsweise eine Narbung, so dass die Oberfläche der Deckschicht der Instrumententafel
ebenfalls nur bereichsweise eine Narbung aufweist.
-
Die
Narbung 6 wurde mittels eines Ätzprozesses aus der Innenfläche der
Aussparung 5 erzeugt. Die Narbung besitzt Textilcharakter.
Ebenso ist es natürlich
möglich,
mittels gängiger
Verfahren Narbungen mit einem anderen Charakter vorzusehen.
-
Um
das zweischichtige Verbundteil herzustellen, wird in einem ersten
Schritt Aufsatz 11 und Aussparung 4 in Deckung
gebracht, so dass eine erste Kavität gebildet wird.
-
Mittels
eines Spritzgießverfahrens
wird in dieser ersten Kavität
glasfaserverstärktes
Polypropylen mit einem Glasfaseranteil von 20 Gew.-% eingespritzt
und damit der Träger 3 des
Verbundteils hergestellt.
-
Diese
Situation wird in 1 skizzenhaft dargestellt.
-
Nach
Erkalten des Trägers 3 wird
der obere Werkzeugteil 10 des Drehtellerwerkzeugs 8 angehoben
und gedreht. Diese Situation wird in 2 schematisch
dargestellt.
-
Mittels
Drehen des oberen Werkzeugsteils 10 und Absenken des Werkzeugsteils 10 wird
die Aussparung 6 mit dem Aufsatz 11 in Deckung
gebracht.
-
In
diese so erzeugte zweite Kavität
wird der Träger 3 mit
einem thermoplastischen Kunststoff ohne Faseranteil zur Bildung
einer Deckschicht 7 überspritzt.
Dieser Zustand wird in 3 schematisch dargestellt.
-
Dadurch,
dass die Innenfläche
der Aussparung 5 bereichsweise mit einer Narbung versehen wurde,
besitzt die Oberfläche
der Deckschicht 7 bereichsweise eine Narbung 2.
-
Als
thermoplastischer Kunststoff zur Herstellung der Deckschicht wurde
Polypropylen verwendet, welchem ein Anteil von 10 Gew.-% an Talkum
zugesetzt wurde.
-
Nach
Erkalten des Verbundteils 1 wird das Verbundteil aus dem
Drehtellerwerkzeug entnommen. Das entnommene Verbundteil 1 zeigt 4. Die
Abmaße
der ersten Aussparung 4 und der zweiten Aussparung 5 wurden
dabei so gewählt,
dass das Verbundteil bzw. die Instru mententafel bezüglich ihres
Trägers 3 eine
mittlere Wandstärke
von 1,7 mm aufweist, und bezüglich
ihrer Deckschicht 7 eine mittlere Wandstärke von
0,7 mm aufweist.
-
Das
hier beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt sich
auf die Durchführung
des Verfahrens mittels eines Drehtellerwerkzeugs. Alternativ können auch
anderen Werkzeuge, beispielsweise Drehtellerwerkzeuge mit anderer
Funktionsweise oder Wendetellerwerkzeuge, sowie auch getrennte Spritzgusswerkzeuge
eingesetzt werden.