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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Innenverkleidungsteils für ein Kraftfahrzeug, wobei das Innenverkleidungsteil mindestens eine von einem Trägerbauteil gebildete Trägerschicht und einer auf dem Trägerbauteil aufgebaute Dekorationsschicht aufweist, wobei die Dekorationsschicht aus einem Einkomponenten-Material ausgebildet ist, das vollständig aus einer Substanz A und einer Substanz B besteht, wobei eine der Substanzen Isocyanat enthält.
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Aus dem allgemeinen Stand der Technik sind Innenverkleidungsteile für Fahrzeuge bekannt. Üblicherweise sind die Innenverkleidungsteile aus einer Trägerschicht und einer Dekorschicht gebildet. Üblicherweise wird die Dekorschicht, die eine Folie sein kann, mittels eines Klebemittels auf der Trägerschicht aufgebracht.
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Aufgabe der Erfindung ist, ein Innenverkleidungsteil bereitzustellen, das mit einer möglichst hohen Qualität mit mit relativ geringem Aufwand herstellbar ist.
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Aufgabe der Erfindung ist auch, ein Verfahren zur Herstellung eines Innenverkleidungsteils bereitzustellen, mit dem das Innenverkleidungsteil mit einer möglichst hohen Qualität und mit relativ geringem Aufwand herstellbar ist.
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Vorstehende Aufgaben werden mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsformen sind in den auf diese rückbezogenen Unteransprüchen angegeben.
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Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt insbesondere darin, dass bei diesem das Risiko, dass sich bei der Durchführung des Herstellungsverfahrens Schmutz auf der Dekor-Oberseite insbesondere durch Verwendung von herstellungsbedingt zu verwendenden Zusatzstoffen wie Klebemitteln entsteht, reduziert ist, so dass durch das erfindungsgemäßen Verfahren eine besonderes gute Herstellungsqualität erreichbar ist.
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Nach einer Ausführungsform wird ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Innenverkleidungsteils für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, wobei das Innenverkleidungsteil mindestens eine von einem Trägerbauteil gebildete Trägerschicht und einer auf dem Trägerbauteil aufgebrachte Dekorationsschicht aufweist, aufweisend die Schritte:
- • Einlegen des Trägerbauteils als eine Vorform zur Ausbildung der Trägerschicht in das Formwerkzeug mit einer ersten und einer zweiten Formwerkzeughälfte,
- • Schließen des Formwerkzeuges derart, dass ein Flutungsspalt zwischen dem Trägerbauteil und der ersten und/oder zweiten Formwerkzeughälfte ausgebildet ist,
- • wenigstens teilweises Befüllen des Flutungsspaltes mit einem Einkomponenten-Material derart, dass auf dem Trägerbauteil aus dem Einkomponenten-Material eine Dekorationsschicht gebildet wird,
- • unmittelbar nach dem Befüllen des Flutungsspaltes Öffnen des Formwerkzeugs und diesem Entnehmen des aus Trägerbauteil und Dekorationsschicht gebildeten Innenverkleidungsteils, wobei sich die Dekorationsschicht dabei noch in einem feuchtigkeitshärtenden Zustand befindet.
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Dieses Verfahren bietet den Vorteil, dass das aus dem Verfahren gebildete Innenverkleidungsteil sofort nach dem Herstellen für weitere Bearbeitungsschritte verwendet werden kann, wie beispielsweise Lagern, Transportieren oder es kann in ein Fahrzeug eingebaut werden.
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In einem anderen Verfahrensschritt wird das Einkomponenten-Material auf eine vorbestimmte Temperatur temperiert, sodass das Einkomponenten-Material in den Flutungsspalt einbringbar ist und wenigstens eine der Formwerkzeughälften auf eine vorbestimmte Temperatur temperiert wird, sodass in dem Flutungsspalt eine Temperatur vorliegt, die unter der Temperatur des temperierten Einkomponenten-Materials liegt. Dies bietet den Vorteil, dass das Einkomponenten-Material eine Festigkeit erreicht, so dass das mit dem Einkomponenten-Material gebildete Innenverkleidungsteil schneller weiter verwendet werden kann.
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In einem anderen Verfahrensschritt kann das Einkomponenten-Material auf eine Schmelztemperatur im Bereich von etwa 70–150° erwärmt werden, bevor das Einkomponenten-Material in den Flutungsspalt eingebracht wird. Dies hat den Vorteil, dass das Einkomponenten-Material in einer plastischen Form vorliegt und leichter verarbeitet werden kann sowie eine schnelle Verbindung mit der Trägerschicht eingehen kann.
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Nach einem anderen Verfahrensschritt wird wenigstens eine der Formwerkzeughälften vor dem Befüllen des Flutungsspaltes mit dem Einkomponenten-Material derart abgekühlt, dass in dem Flutungsspalt eine niedrigere Temperatur als die Schmelztemperatur des Einkomponenten-Materials vorliegt. Dies hat den Vorteil, dass das Einkomponenten-Material schneller erhärtet und das in dem Verfahren ausgebildete Innenverkleidungsteil schneller weiterverarbeitet werden kann, insbesondere gelagert, transportiert oder in ein Fahrzeug eingebaut werden kann.
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In einem anderen Verfahrensschritt wird wenigstens eine der Formwerkzeughälften während und/oder nach dem Befüllen des Flutungsspaltes mit dem Einkomponenten-Material abgekühlt, um ein Verfestigen der Dekorationsschicht zu beschleunigen, wobei wenigstens eine der Formwerkzeughälften auf eine Temperatur von etwa 60 Grad Celsius bis 80 Grad Celsius abgekühlt wird, sodass in dem Flutungsspalt eine entsprechende Temperatur vorliegt.
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Dies hat den Vorteil, dass das in den Flutungsspalt eingebrachte Einkomponenten-Material insbesondere der Polymeranteil schneller erhärten kann.
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In einem anderen Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Einkomponenten-Material ein Einkomponentenklebemittel verwendet, das aus einer Mischung aus einer ersten Substanz und einer zweiten Substanz besteht, die derart vorgemischt und verarbeitbar bereitgestellt wird, dass sie in diesem Verfahren verwendet werden kann, wobei eine der beiden Substanzen Isocyanat ist und die andere Substanz ein Polymermaterial ist.
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Nach einem weiteren Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Einkomponentenklebemittel vor dem Einbringen in das Formwerkzeug derart vorgemischt, dass eine verarbeitbare, homogene Mischung vorliegt, wobei der Anteil der Mischung an freien Isocyanat im Bereich von 0,5 bis 4 Gewichtsanteilen in der Mischung beträgt.
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In einem anderen erfindungsgemäßen Verfahrensschritt wird der Anteil in der Mischung an Isocyanat und Polymermaterial, die Temperatur der Mischung und der jeweiligen Temperatur der Formwerkzeughälften derart eingestellt, dass die Dekorationsschicht kurz nach dem vollständigen Aufbringen auf das Innenverkleidungsteil bereits lagerbar, transportierbar und/oder montierbar ist.
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Nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform des Innenverkleidungsteils für ein Kraftfahrzeug wird ein Innenverkleidungsteil bereitgestellt, wobei mindestens eine von einem Trägerbauteil gebildete Trägerschicht und eine auf den Trägerbauteil aufgebrachte Dekorationsschicht vorgesehen sind, wobei die Dekorationsschicht vollständig von einem Einkomponenten-Material ausgebildet ist, was aus einer ersten Substanz A und einer zweiten Substanz B hergestellt worden ist.
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Nach einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Innenverkleidungsteils ist das Einkomponenten-Material ein Einkomponentenklebemittel, das aus einer ersten Substanz A und einer zweiten Substanz B besteht, wobei eine der beiden Substanzen Isocyanat ist und die andere Substanz ein Polymer-Material ist.
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Nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Innenverkleidungsteils ist der Gehalt an freien, ungebundenen Isocyanat im Bereich von etwa 2 bis 4 Gewichtsteilen des Einkomponenten-Materials, sodass das Einkomponenten-Material feuchtigkeitsaushärtend ist.
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Nach einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform des Innenverkleidungsteils ist das Polymer-Material ein Prepolymer-Material, das sich bei der Herstellung des Innenverkleidungsteils bei einer Temperatur im Bereich von 60–80° verfestigt.
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Nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Innenverkleidungsteils ist das Isocyanat ein aliphatisches oder aromatisches Isocyanat oder eine Kombination von Isocyanaten, die zur Mischung mit einem Polymer-Material geeignet ist.
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Nach einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Innenverkleidungsteils ist das Polymer-Material ein Prepolymer Polyurethan.
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Nach einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Innenverkleidungsteils ist das Polymer-Material derart eingestellt, dass wenigstens oder eine Kombination folgender Eigenschaften von dem Polymer-Material bereitgestellt werden können:
- • UV-Resistenz,
- • Transparenz,
- • Farbigkeit,
- • Selbstheilung,
- • haptische Effekte,
- • gute Trennbarkeit aus einem Formwerkzeug.
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Das verwendete Polymer-Material erlaubt die oben genannten Eigenschaften bei dem fertigen Innenverkleidungsteil auch kurz nach seiner Herstellung bereitzustellen, was insbesondere auch die Trennbarkeit bzw. Auslösbarkeit aus den zur Herstellung verwendete Formwerkzeughälften verbessern kann, um ein Verschmutzen und Verklebend er Oberflächen der Formwerkzeughälften zu vermindern oder ganz zu vermeiden.
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Die Erfindung wird näher beschrieben anhand der beigefügten Zeichnungsfiguren. Die verwendeten Begriffe „unten”, „oben”, „links” und „rechts” beziehen sich auf eine Ausrichtung der Figuren mit normal lesbaren Bezugszeichen. Dabei zeigen:
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1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Innenverkleidungsteils mit einer Dekorschicht und einem Trägerbauteil,
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2 eine Schnittansicht gemäß der Schnittführung A-A aus 1 des erfindungsgemäßen Innenverkleidungsteils mit einer Dekorationsschicht und einer Trägerschicht des Trägerbauteils,
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3a ein Herstellungsverfahren eines Einkomponenten-Materials aus einer Substanz A und einer Substanz B,
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4 eine Darstellung des Formwerkzeugs in einem ersten Verfahrensschritt in einem Formwerkzeug zur Herstellung des erfindungsgemäßen Innenverkleidungsteils,
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5 eine Darstellung des Formwerkzeugs in einem weiteren Verfahrensschritt zur Herstellung des erfindungsgemäßen Innenverkleidungsteils, wobei ein Flutungsspalt zwischen einer der Formwerkzeughälften des Formwerkzeugs und dem eingelegten Trägerbauteil zur Ausbildung der Trägerschicht dargestellt ist,
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6 eine Darstellung des Formwerkzeugs in einem nachfolgenden Verfahrensschritt, wobei bereits das Einkomponenten-Material in den Flutungsspalt zur Ausbildung der Dekorschicht auf der Trägerschicht des Trägerbauteils aufgebracht worden ist,
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7 eine Darstellung des Formwerkzeugs in einem weitern nachfolgenden Verfahrensschritt, der die Entnahme des erfindungsgemäßen Innenverkleidungsteils aus aufgebrachten Einkomponenten-Material zur Ausbildung der Dekorschicht auf der Trägerschicht des Trägerbauteils darstellt,
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8 die Verwendung des erfindungsgemäßen Innenverkleidungsteils kurz nach der Entnahme aus dem Formwerkzeug, wobei das Innenverkleidungsteil lagerbar, transportierbar und/oder montierbar ist.
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Zunächst wird Bezug genommen auf 1, die in einer schematischen Teilschnittansicht ein erfindungsgemäßes Innenverkleidungsteil 1 zeigt mit einem Trägerbauteil 10, das die Trägerschicht 11 ausbildet und einer darauf unmittelbar aufgebrachten Dekorationsschicht 20, die vollständig aus einem Einkomponenten-Material M hergestellt ist. Das Einkomponenten-Material ist bevorzugt ein Einkomponenten-Kleber, der aus zwei Substanzen der Substanz A und der Substanz B hergestellt ist. Bei der Substanz A handelt es sich bevorzugt um ein Polymer- oder Prepolymer-Material und bei der Substanz A handelt es sich bevorzugt um ein Isocyanat, das der Substanz A zur Beschleunigung der Festigkeitsentwicklung derselben beigemischt ist, bevorzugt in einem Mengenverhältnis von 0,5 bis –4 Gewichtsteilen der Mischung.
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Es wird nun Bezug genommen auf 2, die eine Teilschnittansicht gemäß der Schnittführung aus 1 zeigt. Hieraus ist ersichtlich, dass das erfindungsgemäße Innenverkleidungsteil im Wesentlichen aus zwei Schichten besteht, einer von einem Trägerbauteil 10 ausgebildeten Trägerschicht 11, auf der unmittelbar eine Dekorationsschicht 20 angrenzt, die aus einem Einkomponenten-Material M ausgebildet ist. Bei dem Einkomponenten-Material handelt es sich bevorzugt um ein Einkomponenten-Klebermaterial, das zu einem bestimmten Anteil die Substanz B, ein Isocyanat, aufweist. Der andere Bestandteil des Einkomponenten-Klebermaterials ist die Substanz A, die ein Polymer-Material und der Hauptbestandteil ist.
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Es wird nun Bezug genommen auf 3, die in schematischen Verfahrensschritten die Herstellung des Einkomponenten-Materials M darstellt. Eine Substanz A, bevorzugt ein Polymer oder ein Prepolymer, das sich bei einer Temperatur von 60–80° verfestigt, wird zusammen mit einer Substanz B, einem Isocyanat zur Förderung der Feuchtigkeitsaushärtung, bevorzugt einem aliphatischen oder aromatischen Isocyanat, in einem Mischer VM derart vermischt, dass eine homogene Mischung M des Einkomponenten-Materials MS gebildet wird. Die Substanz wird hierfür aus dem Behältnis 30 einem Mischsystem 32 zugeführt, wobei die Substanz B in einem Behältnis 31 enthalten ist, wobei entsprechende Sicherheitsmaßnahmen bereitgestellt sind, sodass die Mischung der Substanz A mit der Substanz B ohne die möglichen Gesundheitsschäden erfolgen kann. Die Mischung VM wird in einem Verfahrensschritt 23 dann in ein geeignetes Behältnis 21 überführt, in dem das aus der homogenen Mischung gebildete Einkomponenten-Material M zwischengelagert werden kann. Falls eine längere Lagerung, angegeben mit Bezugszeichen 22 erforderlich ist, kann es erforderlich sein, dass der Container samt Einkomponenten-Material einem Rüttelungsprozess unterstellt werden muss, sodass die erforderliche homogene Mischung des Einkomponenten-Materials M erzielt werden kann. Um ein Verkleben und/oder Verschmutzen der Oberflächen der Formwerkzeughälften 40, 41 mit dem Einkomponenten-Material M zu verhindern, kann der Mischung des Einkomponenten-Material ein Trennmittel beigefügt werden. Ferner können die Oberflächen der Formwerkzeughälften, die in Kontakt mit dem Einkomponenten-Material M kommen vor dem Einbringen desselben mit einem geeigneten Trennmittel behandelt werden.
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Das in dem Behältnis 21 enthaltene Einkomponenten-Material wird entweder unmittelbar nach der Herstellung und Einbringung in dem Behältnis 21, wie mit Verfahrensschritt 22.1 angegeben, für eine weitere Verarbeitung zur Ausbildung des erfindungsgemäßen Innenverkleidungsteils bereitgestellt oder erst nach einer geeigneten Aufbereitung, wie beispielsweise Rüttelung oder Vibration, wenn der Container 21 mit dem Einkomponenten-Material über eine längere Zeit gelagert worden ist, wobei erst nach diesem Aufbereitungsverfahren das Einkomponenten-Material zur weiteren Verarbeitung und zur Herstellung für das Innenverkleidungsteil 1 bereitgestellt, wie mit Verfahrensschritt 22.2 angezeigt.
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Die 4 zeigt den ersten Verfahrensschritt zum Herstellen des erfindungsgemäßen Innenverkleidungsteils 1. Zunächst werden die Formwerkzeughälften 41, 42 des Formwerkzeugs 40 in einer offenen Position gebracht, sodass das Trägerbauteil 10 auf eine der beiden Formwerkzeughälften 41, 42 eingelegt beziehungsweise aufgelegt werden kann. Dies ist mit dem Pfeil H angedeutet.
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Jede Formwerkzeughälfte 41 weist idealerweise Kühlschlangen 43 mit einem Kühlflüssigkeitseingang 44 und einem Kühlflüssigkeitsabgang 45 auf. In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung des Innenverkleidungsteils 10 wird eine von den Formwerkzeughälften 41, 42 gebildete Kavität derart abgekühlt, dass das Einkomponenten-Material M besser abgekühlt werden kann. Ferner ist an einer der Formwerkzeughälften, hier die Formwerkzeughälfte 41 ein Anschlusskanal 50 vorgesehen, der an einer Pumpe 51 und an ein Heizsystem 52 gekoppelt ist und mit dem Container 21, der das Einkomponenten-Material beinhaltet, in einer Fluidkommunikation steht, sodass die Pumpe 51 das Einkomponenten-Material über die Zuleitung 50 vorbei an dem Heizsystem 52 in das Formwerkzeug fördern kann.
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Die 5 zeigt das Formwerkzeug 40 in einem geschlossenen Zustand, wobei die Formwerkzeughälften 42 und 41 aufeinander zu bewegt worden sind und das die Trägerschicht 11 ausbildende Trägerbauteil fest in der unteren Formwerkzeughälfte 42 gehalten wird, beispielsweise durch Vakuum oder andere geeignete Mittel, sodass das Trägerbauteil 10 fest in dem Formwerkzeug fixiert ist und mit dem Einkomponenten-Material M beschichtet werden kann. Vorteilhafterweise werden die Kühlschlangen nun mit einem entsprechend geeigneten Kühlmittel befüllt, sodass eine vorbestimmte Temperatur im Bereich von etwa 60–80° in einem Flutungsspalt 100 zwischen der Oberfläche des Trägerbauteils 10 und der Oberfläche der ersten Formwerkzeughälfte. Der Flutungsspalt 100 wird, wie bereits erwähnt, von der oberen Oberfläche des Trägerteils 10, die zur Kavität des Formwerkzeugs 40 zugewandt ist, und der Oberfläche des ersten oberen Formwerkzeugs 41 ausgebildet. Bevorzugt ist an der ersten Formwerkzeughälfte 41 ein Zugang 53 der Zuführleitung 50 ausgebildet, über den das in den Container 21 beinhaltete Einkomponenten-Material M zugeführt werden kann. Bevorzugt wird das Einkomponenten-Material über eine Pumpe 51 in den Flutungsspalt 100 gefördert und mittels eines Heizsystems 52 auf eine vorbestimmte Temperatur im Bereich von etwa 70–150° erwärmt. Vor dem Einbringen des Einkomponenten-Material und bevorzugt vor dem Schließ des Formwerkzeugs ist die den Flutungsspalt bildende Oberfläche der ersten Formwerkzeughälfte mit einem geeigneten Trennmittel behandelt worden, das ein Anhaften des Einkomponenten-Materials M an der Oberfläche verhindern kann. Die Weite des Flutungsspaltes ist derart zwischen dem Trägerbauteil 10 und der Oberfläche des Formwerkzeuges ausgebildet, dass eine Dekorschicht mit einer Dicke von etwa 2 mm erzielt werden kann. Das Einkomponenten-Material wird bevorzugt über ein Spritzgussverfahren eingebracht. Die Dekorschicht 20 kann jedoch auch mittels einer Schmelz-Vorrichtung für Schmelzkleber auf das Trägerbauteil mit der bevorzugten Schichtdicke von 2 mm aufgebracht werden, wonach dann die Formwerkzeuge geschlossen werden.
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Die 6 stellt das erfindungsgemäße Innenverkleidungsteil in einem Zustand dar, bei dem bereits das Einkomponenten-Material M auf die den Flutungsspalt 100 zugewandte Oberfläche des Trägermaterials aufgebracht worden ist, derart, dass das Einkomponenten-Material eine feste Verbindung mit dem Trägerbauteil 10 eingegangen ist. Aufgrund der Abkühlung des Flutungsspaltes 100 und der Erwärmung des Einkomponenten-Materials ist das die Dekorschicht ausbildende Einkomponenten-Material bereits mit einer verarbeitbaren Festigkeit auf dem Innenverkleidungsteil aufgebracht, sodass das aus der Dekorschicht 20 und dem Trägerteil 10 gebildete Innenverkleidungsteil 1 unmittelbar nach der Öffnung des Formwerkzeugs 14 entnommen und für weitere Bearbeitungsschritte verwendet werden kann.
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Die 7 zeigt das fertig hergestellte aber noch nicht vollständig ausgehärtete Innenverkleidungsteil 10, wobei aufgrund der Substanz B das Einkomponenten-Material eine Festigkeit bereitstellt, aber noch Lösungsmittel in Form von Wasser ausdiffundiert. Zum Herausnehmen des erfindungsgemäßen Innenverkleidungsteils 10 sind die beiden Öffnungen 41 und 42 geöffnet und die Zufuhr von weiterem Einkomponenten-Material M aus dem Container 21 hin in die Kavität des Formwerkzeugs ist unterbrochen.
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Die 8 zeigt das unmittelbar aus dem Formwerkzeug 40 entnommene Innenverkleidungsteil 10, wobei noch Lösungsmittel in Form von Wasser (H2O) aus der Dekorschicht 20 diffundiert, wobei aber bereits eine Weiterverarbeitung des Innenverkleidungsteils 10 entweder zum Lagern, wie mit Bezugszeichen 60 angedeutet, zum Transport wie mit Bezugszeichen 70 angedeutet, oder zum Einbau in ein Fahrzeug möglich ist, wie mit Bezugszeichen 80 dargestellt.
