DE102011120581A1 - Method for producing a front-side galvanically coated control, decorative or display element with uncoated areas - Google Patents
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Abstract
Beschrieben wird ein Verfahren zur Herstellung eines vorderseitig galvanisch beschichteten Bedien-, Dekor- oder Anzeigeelements mit nicht beschichteten Bereichen, mit folgenden Verfahrensschritten: a) Fertigen eines Grundkörpers aus einem transparenten oder transluzenten oder eingefärbten galvanisierbaren Kunststoffmaterial mit einer Vorderseite und einer Rückseite, b) Abdecken oder Abschirmen eines Bereichs der Rückseite zur Vermeidung einer galvanischen Beschichtung in dem Bereich; c) Aufbringen einer Maskierung auf der Vorderseite mittels eines Lacks parallel zum vorgenannten Bereich, d) Halten und Kontaktieren des Grundkörpers an der Oberfläche des galvanisierfähigen Materials, wobei das Kontaktieren außerhalb des Bereichs und der Maskierung erfolgt; e) chemisches und optional galvanisches Vorbehandeln des Grundkörpers nach einem an sich bekannten Verfahren (kolloidales oder ionogenes Verfahren, oder durch Direktmetallisierung) zur Erzeugung einer dünnschichtigen Metallschicht außerhalb des Bereichs und galvanisches Fertigstellen der metallischen Oberflächenbeschichtung, wobei im Verfahrensschritt c) der Lack mittels einer prozessorgesteuerten Spritz- oder Sprühvorrichtung berührungslos aufgebracht wird.The invention relates to a method for producing a front-side electrically coated operating, decorative or display element with non-coated areas, comprising the following method steps: a) finishing a base body made of a transparent or translucent or colored galvanisable plastic material having a front side and a rear side, b) covering or shielding a portion of the backside to avoid electroplating in the region; c) applying a masking on the front side by means of a lacquer in parallel to the aforementioned area, d) holding and contacting the main body on the surface of the electrodepositable material, wherein the contacting takes place outside the area and the masking; e) chemical and optionally galvanic pre-treatment of the base body according to a known method (colloidal or ionic method, or by direct metallization) to produce a thin layer metal outside the range and galvanic finishing the metallic surface coating, wherein in step c) the paint by means of a processor-controlled Spray or spray device is applied without contact.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Verfahrensschritten. Ein solches Verfahren ist aus der deutschen Offenlegungsschrift
Insbesondere die Automobilindustrie setzt immer mehr Echtmaterialien als Oberflächenmaterial ein, welche aber auch zum Teil beleuchtet werden. Speziell bei Tasten innerhalb von Schalterfeldern oder auch bei Einzelschaltern kommen galvanisierte Metalloberflächen zur Anwendung, welche über Aussparungen verfügen, durch die Licht für Funktions- und Ambientbeleuchtung geführt wird.In particular, the automotive industry is using more and more real materials as surface material, which are also partially illuminated. Especially in the case of buttons within switch panels or individual switches, galvanized metal surfaces are used, which have recesses which guide light for functional and ambient lighting.
Diesbezüglich sind Tasten bekannt, die im Zweikomponentenverfahren hergestellt werden. Dabei wird ein Grundkörper zum Beispiel aus Polycarbonat (PC) gespritzt, der zur Sichtseite Erhebungen aufweist, die den darzustellenden Symbolen oder Freimachungen entsprechen. Danach wird dieser Grundkörper mit einer zweiten Komponente aus einem galvanisierfähigem Material, wie beispielsweise Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) oder PC/ABS überspritzt, wobei die Stirnflächen der Erhebungen von der Überspritzung freibleiben. Ein Spritzen eines Vorspritzling aus PC/ABS oder Styrol und ein Hinterspritzen mit PC ist ebenso möglich. Nach dieser Vorbehandlung wird das Bauteil durch einen Galvanikprozess gefahren. Hierbei scheiden sich Metallschichten nur auf dem galvanisierfähigen Material ab, nicht aber auf dem Polycarbonatkörper.In this regard, keys are known which are manufactured in the two-component method. In this case, a base body, for example, polycarbonate (PC) is injected, which has elevations to the visible side, which correspond to the symbols or frankings to be displayed. Thereafter, this base body is overmolded with a second component of a galvanisierfähigem material such as acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) or PC / ABS, with the faces of the surveys of the overmolding remain free. It is also possible to spray a pre-molded part made of PC / ABS or styrene and a back injection with PC. After this pre-treatment, the component is driven by a galvanic process. Here, metal layers are deposited only on the galvanisierfähigen material, but not on the polycarbonate body.
In einem anderen Verfahren, das in der deutschen Patentschrift
Neben dem Lasern, als ein Material abtragendes Verfahren wird in der bereits zuvor genannten
Solche klassischen Druckverfahren sind relativ teuer in der Einrichtung und wenig flexibel, wenn Formteile mit unterschiedlichen Symboldarstellungen gewünscht sind. Daher sind solche Druckverfahren nur für in hohen Stückzahlen zu fertigende Gegenstände wirtschaftlich einsetzbar.Such classic printing methods are relatively expensive in the device and less flexible when moldings are desired with different symbol representations. Therefore, such printing methods can be used economically only for items to be produced in large quantities.
Es stellte sich daher die Aufgabe, dieses Verfahren dahingehend zu verbessern, dass es besonders kostengünstig und flexibel einsetzbar ist.It was therefore an object to improve this process to the extent that it is particularly cost effective and flexible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Lack mittels einer prozessorgesteuerten Spritz- oder Sprühvorrichtung berührungslos aufgebracht wird.This object is achieved in that the paint is applied by means of a processor-controlled injection or spraying contact.
Die Aufbringung eines Lackes mittels einer prozessorgesteuerten Spritz- oder Sprühvorrichtung ist im Vergleich zu einer konventionellen berührenden Drucktechnik besonders einfach und kostengünstig, da die Einrichtung von Druckformen entfällt. Das Verfahren ist zudem äußerst flexibel, da die aufzubringende Symbolik allein durch eine Software vorgegeben wird und daher ohne eine Unterbrechung des Druckvorgangs von einem zu bedruckenden Werkstück zum anderen geändert werden kann. Damit entfallen auch kostenaufwändige Umrüstzeiten, die bei konventionellen Drucktechniken zum Austauschen der Druckformen erforderlich sind.The application of a paint by means of a processor-controlled injection or spraying device is particularly simple and inexpensive compared to a conventional printing technique, since the establishment of printing plates is eliminated. The method is also extremely flexible, since the applied symbolism is given by software alone and therefore can be changed without interrupting the printing process from one to be printed workpiece to another. This also eliminates the costly changeover times that are required in conventional printing techniques for replacing the printing plates.
Die prozessorgesteuerte Spritz- oder Sprühvorrichtung soll im Folgenden kurz als Digitaldrucker bezeichnet werden und das von diesem ausgeführte Beschichtungsverfahren entsprechend als Digitaldruck. Besonders vorteilhaft ist, dass der Digitaldrucker funktionell weitgehend einem Tintenstrahldrucker entsprechen kann, wie er als graphisches Ausgabegerät auf dem Gebiet der elektronischen Datenverarbeitung verwendet wird. Hinsichtlich der Mechanik wird somit auf eine grundsätzlich bekannte, ausgereifte und mittlerweile sehr kostengünstige Technik zurückgegriffen.The processor-controlled injection or spraying device will be referred to below as a digital printer and the coating process carried out by it accordingly as digital printing. It is particularly advantageous that the digital printer can functionally correspond largely to an inkjet printer, as it is used as a graphic output device in the field of electronic data processing. With regard to the mechanics, a well-known, mature and now very cost-effective technique is thus used.
Tintenstrahldrucker weisen bekanntermaßen Druckköpfe auf, welche, etwa mittels Heiz- oder Piezoelemente, einen oder auch mehrere verschiedene Farbstoffe durch eine matrixförmige Düsenanordnung pressen, und so berührungslos und mit hoher Auflösung zur Erzeugung einer graphischen Darstellung auf eine Oberfläche aufsprühen.Inkjet printers are known to have printheads which, for example by means of heating or piezoelectric elements, press one or more different dyes through a matrix-shaped nozzle arrangement, and thus spray on a surface without contact and with high resolution for generating a graphic representation.
Durch Digitaldruck werden die freizustellenden Bereiche, vorzugsweise mittels einer unter UV-Strahlung härtenden Farbe oder einem unter UV-Strahlung härtendem Lack auf einen bereits fertig gestellten Grundkörper aufgebracht. Das Verfahren ist sehr präzise und ermöglicht die Erstellung grober bis feinster Symbolik. Durch ein- oder zweidimensionale Relativbewegungen zwischen dem Druckkopf und dem zu bedruckenden Grundkörper können auch größere Flächen mit einer graphisch strukturierten Lackbeschichtung versehen werden.By digital printing, the areas to be exposed, preferably applied by means of a UV-curable ink or UV-curing lacquer on an already finished base body. The process is very precise and allows the creation of coarse to finest symbolism. By one or two-dimensional relative movements between the print head and the base body to be printed, even larger areas can be provided with a graphically structured paint coating.
Mittels Digitaldruck können sowohl unifarbene als auch transparente Beschichtungen hergestellt werden. Je nach gewünschter Farbwirkung kann eine kombinierte Lackzusammenstellung vorgesehen werden. Beispiele für Schichtreihenfolgen: Substrat, transparenter Lack, farbiger Lack, oder Substrat, farbiger Lack, transparenter Lack. Damit werden auch Höhenanpassungen an die Schichtdicke der abschließend aufzubringenden metallischen Oberflächenbeschichtung (beispielsweise Verchromung) möglich. By means of digital printing both single-colored and transparent coatings can be produced. Depending on the desired color effect, a combined coating composition can be provided. Examples of layer sequences: Substrate, transparent lacquer, colored lacquer or substrate, colored lacquer, transparent lacquer. This also height adjustments to the layer thickness of the final applied metallic surface coating (for example, chrome plating) are possible.
Eine weitere Ausgestaltung dieses Verfahrens sieht das Bedrucken von vorzugsweise aus PC/ABS oder ABS bestehenden galvanisierfähigen Folien vor. Nach dem Bedrucken der freizustellenden Bereiche werden diese Folien in einem weiteren Prozess verformt, freigeschnitten und danach in einem Werkzeug, beispielsweise mit Polycarbonat, hinterspritzt.A further embodiment of this method provides for the printing preferably of PC / ABS or ABS existing galvanisierfähigen films. After printing the areas to be exposed, these films are deformed in a further process, cut free and then back-injected in a tool, for example with polycarbonate.
In einer Verfahrensvariante dazu wird die zuvor verformte und beschnittene galvanisierfähige Folie zunächst hinterspritzt und danach, wie in der vorgenannten Variante mittels Digitaldruck eine Lackbeschichtung auf freizustellende Bereiche aufgebracht.In a variant of the method, the previously deformed and trimmed electroplated film is first back-injected and then, as in the aforementioned variant by means of digital printing applied a paint coating on areas to be released.
In allen Ausführungsvarianten werden die Bauteile danach durch einen Galvanikprozess geführt, in dem die Bauteile gebeizt und metallisiert werden. Dabei werden sie vorzugsweise erst vernickelt und anschließend verkupfert und verchromt. Die mit Farb- und oder Klarlack bedruckten Bereiche werden nicht durch den Heizprozess angegriffen und verbleiben auf dem Bauteil. Da die Lackschicht elektrisch isolierend wirkt, bauen sich in den bedruckten Bereichen im Galvanikprozess keine metallischen Schichten auf. Sofern die hierbei verwendeten Lacke transluzent bzw. transparent sind, sind diese durchleuchtfähig.In all embodiments, the components are then passed through a galvanic process in which the components are pickled and metallized. They are preferably first nickel plated and then copper plated and chrome plated. The areas printed with color and / or clear varnish are not attacked by the heating process and remain on the component. Since the lacquer layer has an electrically insulating effect, no metallic layers build up in the printed areas during the electroplating process. If the lacquers used in this case are translucent or transparent, they are transilluminable.
Eine weitere Ausführungsmöglichkeit sieht eine zusätzliche Digitalbedruckung auf der Innenseite des Bauteils vor, und zwar vorzugsweise im Bereich der freigestellten Bereiche. Hierdurch ergeben sich weitere Möglichkeiten in der Farbgestaltung. Zudem kann eine Kontrastverbesserung erreicht werden. Alternativ kann die Innenseite des Bauteils auch auf bekannte Weise mit einem nicht galvanisierfähigem Kunststoff hinterspritzt sein und so das Bauteil als Zweikomponententeil gefertigt sein.Another embodiment provides for additional digital printing on the inside of the component, preferably in the region of the released areas. This results in further possibilities in color design. In addition, a contrast improvement can be achieved. Alternatively, the inside of the component can also be back-injected in a known manner with a non-galvanisierfähigem plastic and so the component be made as a two-component part.
Durch die vorgesehene Prozessorsteuerung der Sprüh- oder Spritzvorrichtung können graphische Symboldarstellungen, die innerhalb eines den Digitaldrucker steuernden Mikroprozessors oder Personal Computers gespeichert sind, unmittelbar durch den Digitaldrucker ausgegeben werden. Hierdurch kann das aufzubringende Symbol im laufenden Betrieb von einem zum anderen Werkstück geändert werden, ohne dass Unterbrechungen oder aufwendige Umrüstmaßnahmen erforderlich werden.The intended processor control of the spraying or spraying device allows graphical symbol representations stored within a digital printer controlling microprocessor or personal computer to be directly output by the digital printer. As a result, the symbol to be applied during operation can be changed from one to the other workpiece without interruptions or costly retooling required.
Das Verfahren ist auf Grund des Digitaldruckprozesses sehr flexibel. Jede im in der Steuervorrichtung gespeicherte Schriftart und Schriftgröße kann verwendet werden. Auch die Ausbringung von sehr hochaufgelösten Symboldarstellungen ist problemlos möglich.The process is very flexible due to the digital printing process. Any font and font size stored in the controller can be used. The application of very high-resolution symbol representations is easily possible.
Es müssen keine Teile aus dem Galvanikprozess entnommen werden, um diese zu lasern oder andersartig von einer Nickelschicht zu befreien. Es können größere Schriftbreiten oder Bereiche freigestellt werden, was beim Lasern auf Grund der geringen Abtragsraten sehr lange dauern würde. Das gleiche gilt für einen Zweikomponentenprozess, wobei hier keine komplexen Werkzeuge mit Freistellungen oder Schiebern erstellt werden müssen. Durch die Verwendung von Lacken bzw. Farben wird insbesondere im Vergleich zu dem Laserverfahren ein reduzierter Übergang zwischen Freimachung und Galvanik ermöglicht, weil es durch den Lack bereits zu einem Schichtdickenzuwachs auf der zuvor ebenen Fläche kommt. Dadurch wird ebenso ein Überwachsen der Symbolik reduziert. Farbige Lacke lassen eine farbige Beleuchtung durch das Bauteil zu. Gegebenenfalls können so auch nützliche Farbfilter realisiert werden, zudem auch Kontrasteinfärbungen, Kontrastverstärkungen oder Lichtstreuungen.There are no parts to be removed from the electroplating process to laser or otherwise rid of a nickel layer. Larger font widths or areas can be released, which would take a very long time in lasering due to the low removal rates. The same is true for a two-component process, where no complex tools with exemptions or sliders must be created. By using lacquers or paints, a reduced transition between franking and electroplating is made possible, in particular in comparison with the laser process, because the lacquer already causes a layer thickness increase on the previously flat surface. This also reduces overgrowth of the symbolism. Colored paints allow a colored illumination through the component. If necessary, useful color filters can also be realized, as well as contrasting colorations, contrast enhancements or light scattering.
Darüber hinaus lassen sich neue Ausführungen im Tagdesign darstellen, die bisher so nicht möglich waren. Es kann ein sogenannter Verschwindeeffekt realisiert werden, der tagsüber eine schwarze oder andersfarbige Symbolik darstellt und mittels Hinterleuchtung bei Nacht eine ambiente Darstellung ermöglicht. Der Digitaldruck ermöglicht sehr feine Strichkonturen oder Freistellungen und scharfkantige Absätze.In addition, it is possible to present new designs in tag design that were previously not possible. A so-called disappearance effect can be realized, which represents a black or other-colored symbolism during the day and enables an ambiente representation by means of backlighting at night. Digital printing allows very fine stroke contours or reliefs and sharp-edged heels.
Insgesamt ist das vorgeschlagene Herstellungsverfahren sehr kostengünstig, weil im Vergleich zu bekannten Verfahren deutlich weniger manuelle Tätigkeiten notwendig sind. Bei bekannten Verfahren werden etwa die Bauteile aus dem unterbrochenen Galvanikprozess herausgefahren, von den Gestellen demontiert, gelasert und anschließend wieder auf das Gestell montiert. Danach werden die Bauteile zurück in den Galvanikprozess geführt und weiter behandelt. Diese Schritte entfallen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren komplett.Overall, the proposed manufacturing process is very cost-effective, because compared to known methods significantly less manual activities are necessary. In known methods, for example, the components are moved out of the interrupted electroplating process, disassembled from the racks, lasered and then mounted again on the frame. Thereafter, the components are returned to the electroplating process and treated further. These steps are completely eliminated in the method according to the invention.
Weiterhin gibt es die Möglichkeit die Bedruckungsprozesse für Fertigteile unmittelbar nach dem Spritzprozess durchzuführen und dabei das Handling, welches vorzugsweise durch Roboter erfolgen kann, zu nutzen, um die Bauteile direkt am Druckkopf vorbei zu führen oder die Teile in entsprechende Transportvorrichtungen abzulegen. Diese können dann beispielsweise in einen entsprechenden Digitaldrucker eingelegt, bedruckt und danach in dieser Verpackung zum Galvaniseur transportiert werden.Furthermore, there is the possibility to carry out the printing processes for finished parts immediately after the injection process and to use the handling, which can preferably be done by robots, to lead the components directly past the print head or to place the parts in corresponding transport devices. These can then be inserted, for example, in a corresponding digital printer, printed and then transported in this package to the galvanizer.
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WO2013083667A2 (en) | 2013-06-13 |
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