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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Farbprägung eines
Materials unter Verwendung einer dielektrischen Maschine, und ein
farbgeprägtes
Material, das durch dieses Verfahren hergestellt wird.
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Beispiele
für dielektrisches
Prägen
auch von Kfz-Bauteilen, aber ohne Zusatz von Farbe, sind in den
US Druckschriften 3,996,088
A ,
4,380,519
A ,
4,541,885
A und
5,418,032
A beschrieben.
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Aus
der
DE 603 05 513
T2 geht hervor, wie Abdeckmaterialien zum Lackieren eines
Fahrzeugs unter Anderem durch Prägen
geformt werden können.
Dabei können
bestimmte Oberflächenmuster durch
eine Kontrastfarbe oder durch eine Kontraststruktur hervorgehoben
werden, indem die Kontaktfläche
von zum Formen verwendeten Klingen mit einem farbgebenden Material
versehen sind. Die
DE 603
05 513 T2 nimmt jedoch keinen Bezug auf dielektrische Prägeverfahren – ebenso
wenig wie die
DD 122
339 A1 oder die
DE
943 379 B , die weitere Prägeverfahren beschreiben.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu entwickeln,
mit dem insbesondere ästhetisch
ansprechende Kraftfahrzeug-Innenausstattungsbauteile zuverlässig und
kostengünstig
herstellbar sind.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Gemäß zumindest
einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum dielektrischen
Prägen
eines Materials unter Verwendung eines dielektrischen Werkzeugs
zur Verfügung
gestellt. Bei zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren
die Schritte, eine dielektrische Prägemaschine zur Verfügung zu
stellen, die ein dielektrisches Werkzeug aufweist, ein Färbemittel
zur Verfügung
zu stellen, ein Material zur Verfügung zu stellen, das Färbemittel
auf das dielektrische Werkzeug aufzubringen, das Material in der
dielektrischen Prägemaschine
anzuordnen, das dielektrische Werkzeug in Kontakt mit dem Material
zu versetzen, das dielektrische Werkzeug mit Energie zu versorgen,
das Material dielektrisch zu prägen,
die Energieversorgung für das
dielektrische Werkzeug abzuschalten, Abkühlen lassen des Materials und
des Färbemittels,
und Entfernen des Materials von der dielektrischen Prägemaschine.
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Bei
zumindest einer Ausführungsform
liegt das zu prägende
Material in Form einer dünnen
Platte vor. Bei zumindest einer anderen Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist das Färbemittel,
das zum Färben
des geprägten
Abschnitts des Materials verwendet wird, ein Lack. Bei zumindest
einer Ausführungsform
weist das dielektrische Werkzeug einen aufgenommen Abschnitt auf.
Bei zumindest einer anderen Ausführungsform
weist das dielektrische Werkzeug einen aufnehmenden Abschnitt auf.
Bei zumindest einer Ausführungsform
wird der Schritt des Aufbringens des Färbemittels auf das dielektrische
Werkzeug unter Einsatz einer Walze durchgeführt.
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Bei
zumindest einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist das zu prägende Material Kunststoff.
Geeignete Kunststoffmaterialien umfassen, sind jedoch nicht hierauf
beschränkt,
Vinyle, oder thermoplastische Olefine.
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Bei
zumindest einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird das Färbemittel auf das Material übertragen,
nachdem das Werkzeug mit Energie versorgt wurde. Bei zumindest einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird das Färbemittel auf das Material übertragen,
bevor das Werkzeug mit Energie versorgt wurde.
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Bei
zumindest einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist der geprägte Abschnitt des Materials
das Erscheinungsbild einer Naht auf.
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Gemäß zumindest
einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein dielektrisch
geprägtes
Material zur Verfügung
gestellt. Bei zumindest einer Ausführungsform weist das dielektrisch geprägte Material
ein Material auf, das eine äußere Oberfläche hat,
die zumindest teilweise geprägt
ist, wobei der geprägte
Abschnitt eine andere Farbe aufweist als der Rest der äußeren Oberfläche des
Materials, und wobei der unterschiedlich gefärbte, geprägte Abschnitt des Materials
durch ein Verfahren geprägt
wird, das einer der Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung entspricht.
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Bei
zumindest einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein
dielektrisch geprägtes
Kraftfahrzeuginnenausstattungsbauteil zur Verfügung gestellt. Bei zumindest
einer Ausführungsform ist
das dielektrisch geprägte
Kraftfahrzeuginnenausstattungsbauteil als Kraftfahrzeuginnenausstattungsbauteil
ausgebildet, das eine Sichtoberfläche aufweist, die zumindest
teilweise geprägt
ist, wobei der geprägte
Abschnitt eine andere Farbe aufweist als die übrige Sichtoberfläche, und
wobei der unterschiedlich gefärbte,
geprägte
Abschnitt durch ein Verfahren geprägt ist, das einer der Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung entspricht.
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Gemäß zumindest
einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren
zum dielektrischen Prägen
eines Vinylmaterials unter Verwendung eines dielektrischen Werkzeugs
zur Verfügung
gestellt. Bei zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren
die Schritte, eine dielektrische Prägemaschine zur Verfügung zu
stellen, die ein dielektrisches Werkzeug aufweist, ein Färbemittel
zur Verfügung
zu stellen, ein Material zur Verfügung zu stellen, das ein Vinyl
enthält,
das Färbemittel
auf das dielektrische Werkzeug aufzubringen, das Material in der
dielektrischen Prägemaschine
anzuordnen, das dielektrische Werkzeug in Kontakt mit dem Material zu
versetzen, das dielektrische Werkzeug mit Energie zu versorgen,
dielektrisches Prägen
des Materials, Abschaltung der Energieversorgung für das dielektrische
Werkzeug, Abkühlen
lassen des Materials und des Färbemittels,
Abziehen des dielektrischen Werkzeugs von dem Material, und Entfernen
des Materials von der dielektrischen Prägemaschine.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
des dielektrisch geprägten
Vinylmaterials kann das Färbemittel
ein Lack sein. Bei zumindest einer anderen Ausführungsform kann der geprägte Abschnitt
des Vinylmaterials das Erscheinungsbild einer Naht aufweisen.
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Gemäß zumindest
einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren
zum dielektrischen Prägen
eines Kraftfahrzeuginnenaustattungsbauteils zur Verfügung gestellt.
Bei zumindest einer Ausführungsform
umfasst das Verfahren die Schritte, eine dielektrische Prägemaschine
zur Verfügung
zu stellen, die ein dielektrisches Werkzeug aufweist, ein Färbemittel
zur Verfügung
zu stellen, ein Kraftfahrzeuginnenausstattungsbauteil aus Kunststoff
zur Verfügung
zu stellen, das Färbemittel
auf das dielektrische Werkzeug aufzubringen, das Kraftfahrzeuginnenausstattungsbauteil
aus Kunststoff in der dielektrischen Prägemaschine anzuordnen, das
dielektrische Werkzeug in Kontakt mit einem Kraftfahrzeuginnenausstattungsbauteil
aus Kunststoff zu versetzen, Energieversorgung des dielektrischen
Werkzeugs, dielektrisches Prägen
des Kraftfahrzeuginnenaustattungsbauteils aus Kunststoff, Abschaltung
der Energieversorgung des dielektrischen Werkzeugs, Abkühlen lassen
des Kraftfahrzeuginnenaustattungsbauteils aus Kunststoff und des
Färbemittels,
Abziehen des dielektrischen Werkzeugs von dem Kraftfahrzeuginnenausstattungsbauteil
aus Kunststoff, und Entfernen des Kraftfahrzeuginnenaustattungsbauteils
aus Kunststoff von der dielektrischen Prägemaschine.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
des Verfahrens zum dielektrischen Prägen eines Kraftfahrzeuginnenaustattungsbauteils
weist der geprägte Abschnitt
des Kraftfahrzeuginnenaustattungsbauteils aus Kunststoff das Erscheinungsbild
einer Naht oder irgendeines dekorativen Merkmals auf. Bei zumindest
einer anderen Ausführungsform
des dielektrisch geprägten
Kraftfahrzeuginnenaustattungsbauteils ist das Färbemittel ein Lack.
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Zwar
werden beispielhafte Ausführungsformen
gemäß der Erfindung
dargestellt und beschrieben, jedoch ist dies nicht als Einschränkung der
Patentansprüche
zu verstehen. Es wird darauf hingewiesen, dass verschiedene Abänderungen
und alternative Konstruktionen eingesetzt werden können, ohne
vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Beispiele
näher erläutert, aus
welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
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1 eine
schematische Ansicht einer dielektrischen Prägemaschine, die gemäß zumindest
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung einsetzbar ist;
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2 eine
schematische Ansicht, welche den Einsatz eines Färbemittels bei einem dielektrischen
Werkzeug der in 1 dargestellten Maschine zeigt;
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3 eine
schematische Ansicht, die Material zeigt, das in der dielektrischen
Prägemaschine angeordnet
wird, wobei sich die dielektrische Prägemaschine schließt;
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4 eine
schematische Ansicht, welche die dielektrische Prägemaschine
in der geschlossenen Position zeigt; und
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5 eine
schematische Ansicht, welche zeigt, wie sich die dielektrische Prägemaschine öffnet, wobei
das geprägte
Material freigelegt wird.
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Nunmehr
wird Bezug im einzelnen auf die momentan bevorzugten Anordnungen,
Ausführungsformen
und Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung genommen, welche die besten Arten und Weisen der Umsetzung
der Erfindung in die Praxis bilden, die momentan den Erfindern bekannt
sind. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgerecht. Allerdings wird
darauf hingewiesen, dass die dargestellten Ausführungsformen nur Beispiele
für die
Erfindung darstellen, die in verschiedenen und alternativen Arten
und Weisen verwirklicht werden kann. Daher sollen spezielle Einzelheiten,
die hier beschrieben werden, nicht als einschränkend verstanden werden, sondern
nur als repräsentative
Grundlage für
jeden Aspekt der Erfindung und/oder als repräsentative Grundlage dazu, einem
Fachmann auf diesem Gebiet zu erläutern, die vorliegende Erfindung auf
verschiedene Arten und Weisen einzusetzen.
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Bei
zumindest einer Ausführungsform
betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Prägen eines
Materials unter Verwendung einer dielektrischen Prägemaschine,
um nicht nur topographische Merkmale bei dem Material auszubilden,
sondern auch Farbe bei dem geprägten
Abschnitt des Materials vorzusehen. Dielektrisches Prägen unter
Verwendung einer dielektrischen Prägemaschine ist in der Kraftfahrzeugindustrie
bekannt. Eine dielektrische Maschine weist im wesentlichen einen
Werkzeugmontageabschnitt auf, eine Platte, und ein dielektrisches
Werkzeug. Ein dielektrischer Prägeprozess kann
umfassen, das zu prägende
Material in der dielektrischen Prägemaschine zwischen der Platte
und dem Werkzeugmontageabschnitt anzuordnen. Der Werkzeugmontageabschnitt
und die Platte werden dann zusammengeführt, so dass das dielektrische Werkzeug
in Kontakt mit dem zu prägenden
Material gelangt. Zu diesem Zeitpunkt wird die dielektrische Maschine
typischerweise mit Energie versorgt, wodurch der Werkzeugmontageabschnitt
zur Erzeugung von Funkfrequenzwellen veranlasst wird, die von dem
dielektrischen Werkzeug auf die Platte übertragen werden, und durch
das Material hindurchgehen. Das Aussenden von Funkfrequenzwellen
durch das Material führt
zu einer lokalen Erwärmung
des Materials in dem Bereich, durch welchen die Funkfrequenzwellen
hindurchgehen. Typischerweise wird das Material in Reaktion auf
Wärmeeinwirkung
weich oder schmilzt. Bei einem typischen Verfahren führt die
Wärme dazu,
dass das Material sich verflüssigt, schmilzt,
oder auf andere Art und Weise formbar wird. Für das dielektrische Prägen geeignete
Materialien umfassen Kunststoffe wie Vinyle, thermoplastische Olefine,
thermoplastische Urethane, thermoplastische Elastomere, Polyethylene,
und Polyvinylchloride.
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Wenn
die dielektrische Prägemaschine
in der geschlossenen Position mit Energie versorgt wird, und das
dielektrische Werkzeug in Kontakt mit dem Material steht, nimmt
das Material, wenn es sich verflüssigt,
wenn es schmilzt, oder auf andere Art und Weise formbar wird, die
Form des dielektrischen Werkzeugs an, ähnlich jener Art und Weise,
bei welcher geschmolzener Kunststoff die Form eines Hohlraums annimmt,
in welchen er während
eines Kunststoffspritzgussverfahrens eingespritzt wird. Dies führt dazu,
dass die Oberfläche
des Materials sowohl erhöhte
als auch vertiefte Merkmale aufweist.
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Die
Energieversorgung der Maschine wird dann abgeschaltet, und dann
kann das nunmehr geprägte
Material abkühlen
und sich verfestigen. Sobald das Material ausreichend abgekühlt ist,
wird die dielektrische Prägemaschine
geöffnet,
und kann das geprägte
Material entnommen werden. Dieser Vorgang zum dielektrischen Prägen eines
Materials führt zu
geprägten
Merkmalen, welche die gleiche Farbe aufweisen wie die nicht geprägten Abschnitte
des Materials.
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein dielektrisch geprägtes Material
zur Verfügung,
das geprägte Merkmale
aufweist, die eine unterschiedliche Farbe aufweisen als der Rest
des Materials. In 1 ist eine dielektrische Maschine 10 dargestellt,
die einen Werkzeugmontageabschnitt 15 aufweist, eine Platte 20,
und ein dielektrisches Werkzeug 25, das entweder aufgenommen
oder aufnehmend sein kann, oder beides. Vor dem Anordnen von Material
in der dielektrischen Prägemaschine
wird ein Färbemittel
auf das dielektrische Werkzeug 25 auf irgendeine geeignete Art
und Weise aufgebracht. Bei zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, wie in 2 gezeigt, kann eine Walze 30 dazu
eingesetzt werden, das Färbemittel
auf das dielektrische Werkzeug 25 aufzubringen. Dies kann
dadurch erreicht werden, dass das Färbemittel auf die Walze aufgebracht
wird, und dann die Walze über
dem Abschnitt der Oberfläche
des dielektrischen Werkzeugs abgerollt wird, die in Kontakt mit
dem Material gelangt, wenn sich das Werkzeug schließt. Bei
zumindest einer anderen Ausführungsform
kann das Färbemittel durch
Sprühen
aufgebracht werden. Das Färbemittel kann
jedes geeignete Färbemittel
sein, beispielsweise Lack. Nachdem das Färbemittel auf das dielektrische
Werkzeug 25 aufgebracht wurde, wird das zu prägende Material 35 in
der dielektrischen Prägemaschine 10 zwischen
der Platte 20 und dem Werkzeugmontageabschnitt 15 angeordnet,
und so positioniert, dass dann, wenn der Werkzeugmontageabschnitt 15 und
die Platte 20 zusammengeführt werden, das dielektrische
Werkzeug 25 in Kontakt mit dem Material 35 gelangt,
wie dies in 3 gezeigt ist. Nachdem das Material 35 ordnungsgemäß positioniert
wurde, können
der Werkzeugmontageabschnitt 15 und die Platte 20 zusammengeführt werden,
wie dies in den 3 und 4 gezeigt
ist. Das Material 35 kann aus jedem geeigneten Kunststoff bestehen,
und weist typischerweise ein Umschlagteil auf, das nach dem dielektrischen
Prägen
auf einem starren Substrat angebracht wird.
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Sobald
sich der Werkzeugmontageabschnitt 15 über dem Material 35 geschlossen
hat, und das dielektrische Werkzeug 25 in Kontakt mit dem
Material 35 steht, wie in 4 gezeigt,
wird die dielektrische Prägemaschine 10 eingeschaltet
(mit Energie versorgt), so dass Funkfrequenzwellen von dem dielektrischen
Werkzeug 25 auf die Platte 20 übertragen werden. Dies führt zu einer
lokalen Erwärmung
jener Abschnitte des Materials 35, die in Kontakt mit dem dielektrischen
Werkzeug 25 stehen, was dazu führt, dass derartige Abschnitte
sich verflüssigen,
schmelzen oder auf andere Art und Weise formbar werden, und die
Form des dielektrischen Werkzeugs 25 annehmen. Das dielektrische
Werkzeug 25 kann als aufgenommenes und/oder aufnehmendes
Teil ausgebildet sein. Wenn sich die dielektrische Prägemaschine 10 in
der geschlossenen Position befindet, und das dielektrische Werkzeug 25 in
Kontakt mit dem Material 35 steht, wird das Färbemittel
auf der Oberfläche
des dielektrischen Werkzeugs 25 zumindest teilweise auf
jenen Abschnitt des Materials 35 übertragen, der geprägt werden soll.
Ein Teil des Färbemittels
kann auf die Oberfläche
des dielektrischen Werkzeugs 25 infolge der Tatsache übertragen
werden, dass die Oberfläche
des dielektrischen Werkzeugs 25 in Kontakt mit der Oberfläche des
Materials 35 steht. Das Färbemittel kann auch dann übertragen werden,
während
die dielektrische Prägemaschine 10 mit
Energie versorgt wird, was dazu führt, dass das Material 35 weich
oder flüssig
wird, und die Form des Werkzeugs annimmt, so dass es in Kontakt
mit der gesamten Oberfläche
des dielektrischen Werkzeugs 25 gelangt. Während die
dielektrische Prägemaschine 10 Funkfrequenzwellen überträgt, und
das Material 35 erwärmt
wird, kann das Färbemittel
aushärten.
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Dann
wird die Energieversorgung der dielektrischen Maschine 10 abgeschaltet,
und kann sich das Material 35 abkühlen und wieder verfestigen,
wobei während
dieses Zeitraums das Färbemittel
weiter aushärten
kann. Wie in 5 gezeigt, wird dann der Werkzeugmontageabschnitt 15 von
der Platte 20 abgehoben, unter Öffnen der dielektrischen Maschine 10,
um den gefärbten,
dielektrisch geprägten
Abschnitt 40 des Materials 35 freizulegen. Zu
diesem Zeitpunkt in dem Verfahren kann das Material 35 von der
dielektrischen Prägemaschine 10 abgenommen werden.
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Wie
in 5 dargestellt, kann bei zumindest einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung das geprägte Muster 40 das
Erscheinungsbild einer Naht aufweisen. Dies kann dann nützlich sein,
wenn das geprägte
Material als ein Kraftfahrzeuginnenausstattungsbauteil verwendet
wird, oder zum Abdecken eines Bauteils, das als Kraftfahrzeuginnenausstattung
verwendet wird, da das Erscheinungsbild einer Naht auf derartigen
Bauteilen ästhetisch
ansprechend sein kann. Wenn die geprägte Naht eine andere Farbe
aufweist als der Rest des Materials, wird hierdurch das realistische
Erscheinungsbild der geprägten
Naht verbessert, was weiter zum ästhetisch ansprechenden
Erscheinungsbild der Prägung
beiträgt.
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Zwar
wurden Ausführungsformen
der Erfindung dargestellt und beschrieben, jedoch ist nicht angestrebt,
dass diese Ausführungsformen
sämtliche möglichen
Verfahren und Arten der Erfindung darstellen und beschreiben. Die
in der Beschreibung verwendeten Begriffe sind eher beschreibend
als einschränkend,
und es wird darauf hingewiesen, dass verschiedene Änderungen
vorgenommen werden können,
ohne vom Wesen und Umfang der Erfindung abzuweichen.