DE102013014420A1

DE102013014420A1 - Verfahren zur Herstellung eines Dekorteils und nach diesem Verfahren hergestelltes Dekorteil

Info

Publication number: DE102013014420A1
Application number: DE102013014420.5A
Authority: DE
Inventors: Edgar Menche; Edward Ziebko
Original assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Current assignee: Kostal Automobil Elektrik GmbH and Co KG
Priority date: 2013-08-29
Filing date: 2013-08-29
Publication date: 2015-03-05

Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren zur Herstellung eines Dekorteils, aufweisend ein Kunststoffteil und mindestens ein Einlegeteil aus einem Echtmaterial, welches folgende Verfahrensschritte aufweist: a) Herstellung eines Kunststoffteils in einem ersten Spritzgießwerkzeug durch Spritzgießen oder durch Hinterspritzen einer Folie, b) Einbringen des Kunststoffteils und des Einlegeteils in ein zweites Spritzgießwerkzeug, und fixieren des Einlegeteils neben dem Kunststoffteil, und zwar derart, dass sich ein Zwischenraum zwischen Oberflächen des Kunststoffteils und des Einlegeteils ergibt, c) Einbringen eines niederviskosen, lichtdurchlässigen und durch Vernetzung aushärtenden Materials in das zweiten Spritzgießwerkzeug und Überfluten der Oberfläche des Kunststoffteils mit dem Material, wobei zugleich der Zwischenraum zwischen dem Kunststoffteil und dem Einlegeteil mit dem Material aufgefüllt wird. Beschrieben wird außerdem ein nach diesem Verfahren hergestelltes Dekorteil.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Dekorteils, aufweisend ein Kunststoffteil und mindestens ein Einlegeteil aus einem Echtmaterial. Die Erfindung betrifft außerdem ein Dekorteil, das nach diesem Verfahren hergestellt ist.
Solche Dekorteile werden beispielsweise in Kraftfahrzeugen eingesetzt und dienen dort als Verzierungen im Bereich der Instrumente oder des Armaturenbretts. Das Einbringen von Zierelementen aus Echtmaterialien (Nichtkunststoffmaterialien) wie beispielsweise Glas oder Keramik in die Bedienoberfläche eines Kraftfahrzeuges kann die Wertigkeit der Bedienoberfläche erheblich erhöhen. Dabei ist es oftmals erwünscht, dass das Echtmaterial auch haptisch erkennbar ist.
Bevorzugt sollen Dekorteile auch Bedienelemente ausbilden, indem elektrische oder elektronische Komponenten mit dem Dekorteil verbunden oder in dieses integriert werden.
Bekannt ist es, Einlegeteile durch Hinterspritzen mit thermoplastischen Materialien oder durch Kleben mit einem Kunststoffteil zu verbinden.
Allerdings sind diese Verfahren zur Befestigung spröder Materialien wie Glas oder Keramik nur wenig geeignet. Das Hinterspritzen von Glas- und Keramikelementen mit Thermoplasten scheitert meistens an der zu hohen mechanischen Beanspruchung während des Spritzgießprozesses. Auch sind die in diesem Verfahren erzielbaren minimalen Wandstärken oft zur Realisierung einer zuverlässig funktionierenden kapazitiven Sensorik zu hoch. Das konventionelle Kleben birgt die Gefahr der Luftblasenbildung in sich und ist relativ zeitaufwendig.
Es stellte sich die Aufgabe ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zur Herstellung eines solchen Dekorteils zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Verfahrensmerkmale gelöst. Weitere Ansprüche beschreiben vorteilhafte Ausgestaltungen eines durch das Verfahren herstellbaren Dekorteils.
Erfindungsgemäß wird ein niederviskoses, lichtdurchlässiges und durch Vernetzung aushärtendes Material sowohl als Überflutungsmaterial für das Kunststoffteil als auch als Hinterflutungsmaterial für das Einlegeteil eingesetzt. Hierzu besonders geeignete Materialien finden sich in den Stoffgruppen der Polyurethane und der Flüssig-Silikonkautschuke. Letztere sind auch unter der Bezeichnung LSR (für liquid silicone rubber) bekannt.
In der folgenden Erläuterung der Erfindung wird die Bezeichnung Polyurethan stellvertretend und ohne jede Beschränkung der Allgemeinheit, für alle erfindungsgemäß einsetzbaren Materialien genannt.
Vorteilhafterweise kann ein sehr dünnflüssiges Polyurethan vorgesehen werden, welches die Oberfläche des Kunststoffteils mit einer sehr dünnen Polyurethanschicht überzieht und zugleich den Zwischenraum zwischen dem Kunststoffteil und dem Einlegeteil vollständig, und damit sowohl luftspaltfrei als auch luftblasenfrei ausfüllt.
Hierdurch können vorteilhafterweise störende Einflüsse vermieden werden, etwa wenn auf dem Kunststoffteil unterhalb des Einlegeteils kapazitive Sensoren angeordnet sind, welche durch Berührung der Oberseite der Einlegeteil betätigbar sein sollen. Hierbei ist es zudem vorteilhaft, dass das Polyurethan in sehr dünnen Schichten nicht nur auf das Kunststoffteil sondern auch zwischen Kunststoffteil und Einlegeteil eingebracht werden kann. Durch die sehr geringe Schichtstärke nimmt das Polyurethan kaum Einfluss auf die Eigenschaften der kapazitiven Sensorik.
Durch die Vermeidung von Lufteinschlüssen können vorteilhafterweise visuelle Störstellen unter transparenten Einlegeteilen, welche etwa durch Glaselemente ausgeführt sind, vermieden werden. Besonders vorteilhaft ist, dass das Polyurethan sehr gut lichtdurchlässig ist, was es ermöglicht Einlegeteile zu hinterleuchten oder mit ausleuchtbaren Symbolen zu versehen.
Ebenfalls vorteilhaft ist, dass Polyurethan bei der Verarbeitung schnell aushärtet, wodurch das Dekorteil für eine kostensparende Massenfertigung geeignet ist.
Das Polyurethan wirkt zudem als Haftvermittler zwischen dem Einlegeteil und dem Kunststoffteil, so dass beide Teile nach dem Überflutungs-/Hinterflutungsprozess sicher miteinander verbunden sind. Dabei ist es besonders vorteilhaft, dass das Polyurethan bei, verglichen mit thermoplastischen Hinterspritzungen, relativ geringen Drücken und Temperaturen appliziert werden kann. Hierdurch gelingt es, auch sehr spröde Materialien wie Glas oder Keramik in dünnen Schichten als Einlegeteile zu verarbeiten, da deren mechanischen Beanspruchungen gering bleiben.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen aufgeführt. Im Folgenden soll der erfindungsgemäße Verfahrensablauf zur Herstellung eines erfindungsgemäßen ausgestalteten Dekorteils anhand der Zeichnung dargestellt und näher erläutert werden.
Die 1 und 2 stellen zwei wesentliche Verfahrensschritte zur Herstellung eines ersten Dekorteils dar. Die 3 und 4 skizzieren diese beiden Verfahrensschritte bei der Herstellung eines zweiten Dekorteils.
In der 1 ist in einer Schnittansicht ein Kunststoffteil 1 in einem Spritzgießwerkzeug 3 erkennbar, welches aus einer ersten Werkzeughälfte 3a und einer zweiten Werkzeughälfte 3b besteht. An der ersten Werkzeughälfte 3a liegt eine Seite eines Kunststoffteils 1 an, welches in einem nicht dargestellten vorhergehenden Verfahrensschritt vorzugsweise durch Spritzgießen gefertigt wurde.
Die erste Werkzeughälfte 3a kann hierbei vorzugsweise auch Bestandteil des zur Fertigung des Kunststoffteils 1 verwendeten Werkzeugs sein. Die erste Werkzeughälfte 3a kann so, zusammen mit dem darin vorgefertigten Kunststoffteil 1, direkt in den hier dargestellten Verfahrensschritt übernommen und an die zweite Werkzeughälfte 3b angefügt werden.
Erkennbar ist, dass das Kunststoffteil 1 hier so geformt ist, dass es zwischen Randabschnitten 13 eine Vertiefung 5 ausbildet. Oberhalb dieser Vertiefung 5 wird an der Unterseite der zweiten Werkzeughälfte 3b ein aus einem Echtmaterial, wie beispielsweise Glas, Keramik oder einem Metall bestehendes Einlegeteil 2 durch Unterdruck gehalten. Dieses wird speziell durch eine zwischen dem Einlegeteil 2 und der zweiten Werkzeughälfte 3b eingelegte umlaufende Dichtung 8 erreicht, welche ein Volumen einschließt, welches über einen Vakuumkanals 9 in der zweiten Werkzeughälfte 3b evakuiert werden kann.
Das Einlegeteil 2 wird dabei so an der zweiten Werkzeughälfte 3b gehalten, dass es sowohl zum Boden und als auch zu den Rändern der Vertiefung 5 einen Abstand einhält, so dass ein Zwischenraum 4 zwischen dem Kunststoffteil 1 und dem Einlegeteil 2 entsteht.
Der sich zwischen dem Einlegeteil 2 und dem Kunststoffteil 1 ergebende Zwischenraum 4 wird im folgenden Verfahrensschritt, dargestellt in der 2, über einen Angusskanal 10 mit einem dünnflüssigen Polyurethan 6 geflutet, welches den Zwischenraum 4 vollständig ausfüllt und zudem noch die Randabschnitte 13 des Kunststoffteils 1 überflutet. Die bereits erwähnte umlaufende Dichtung 8 übernimmt hierbei die zusätzliche Funktion, ein Überfluten der Oberseite des Einlegeteils 2 zu verhindern.
Nach dem Einfüllen in das Spritzgießwerkzeug 3 härtet das Polyurethan 6 nach kurzer Zeit zu einer dünnen und glasklaren Schicht 11 aus. Nach dem Aushärten kann das Dekorteil dem Spritzgießwerkzeug 3 entnommen werden. Das Polyurethan 6 befestigt das Einlegeteil 2 am Kunststoffteil 1 und sorgt für eine transparente Oberflächenbeschichtung des Kunststoffteils 1.
Die 3 und 4 verdeutlichen die Herstellung einer Ausführungsvariante des in den 1 und 2 darstellten Dekorteils. Das Einlegeteil 2' weist hier zusätzlich einen oder mehrere Durchbrüche 7 auf, der bzw. die in einer hier nicht dargestellten Draufsicht auf die Oberfläche des Einlegeteils 2' ein Symbol ausbilden.
Beim fertigen Dekorteil soll das Symbol allerdings nicht durch Durchbrüche ausgeführt sein, sondern durch eine von der übrigen Oberfläche des Einlegteils 2' unterscheidbare Struktur. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Symbol als eine hinterleuchtbare Fläche auf einer ansonsten intransparenten Fläche des Einlegeteils 2' erscheint. Dies wird dadurch erreicht, dass die Symboldurchbrüche 7 ebenfalls mit Polyurethan 6 ausgefüllt werden, wobei die Füllung plan mit der Oberfläche des Einlegeteils 2' abschließt.
Hierzu ist eine weitere Dichtung 12 zwischen dem Einlegeteil 2' und der zweiten Werkzeughälfte 3b eingesetzt, welche die Durchbrüche 7 auf der Oberseite des Einlegeteils 2' dicht abschließt. Beim Einlassen des Polyurethans 6 in das Werkzeug füllt das Polyurethan 6 beim Hinterfluten des Einlegeteils 2' auch die Durchbrüche 7 aus, so dass beim fertigen Dekorteil eine Symboldarstellung aus Polyurethan 6 in das Echtmaterial des Einlegeteils 2' eingeformt ist. Das so gebildete Symbol kann, etwa durch eine Lichtquelle, die hinter dem transparent oder opak ausgeführten Kunststoffteil 1 des Dekorteils angebracht wird, hinterleuchtet werden.
Die hier dargestellten Figuren sollen nur das Prinzip des erfindungsgemäßen Fertigungsverfahrens verdeutlichen, so dass die Dekorteile hier in sehr einfachen Ausführungen skizziert sind. Vorteilhafterweise eignet sich dieses Verfahren in gleicher Weise auch zur Ausbildung sehr komplex strukturierter Bedienflächen, die vorzugsweise zur Verwendung in Kraftfahrzeugen vorgesehen sein können.
Bezugszeichenliste

1: Kunststoffteil
2, 2': Einlegeteil
3: Spritzgießwerkzeug
3a: erste Werkzeughälfte
3b: zweite Werkzeughälfte
4: Zwischenraum
5: Vertiefung
6: Polyurethan (Material)
7: Durchbrüche
8: Dichtung
9: Vakuumkanal
10: Angusskanal
11: (Polyurethan)Schicht
12: (weitere) Dichtung
13: Randabschnitte

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Dekorteils, aufweisend ein Kunststoffteil (1) und mindestens ein Einlegeteil (2, 2') aus einem Echtmaterial, aufweisend folgende Verfahrensschritte: a) Herstellung eines Kunststoffteils (1) in einem ersten Spritzgießwerkzeug durch Spritzgießen oder durch Hinterspritzen einer Folie, b) Einbringen des Kunststoffteils (1) und des Einlegeteils (2) in ein zweites Spritzgießwerkzeug (3), und fixieren des Einlegeteils (2, 2') neben dem Kunststoffteil (1), und zwar derart, dass sich ein Zwischenraum zwischen Oberflächen des Kunststoffteils (1) und des Einlegeteils (2) ergibt, c) Einbringen eines niederviskosen, lichtdurchlässigen und durch Vernetzung aushärtenden Materials in das zweiten Spritzgießwerkzeug (3) und Überfluten der Oberfläche des Kunststoffteils (1) mit dem Material (6), wobei zugleich der Zwischenraum (4) zwischen dem Kunststoffteil (1) und dem Einlegeteil (2, 2') mit dem Material (6) aufgefüllt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Material (6) ein Polyurethan ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Material (6) ein Flüssig-Silikon-Kautschuk ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Spritzgießwerkzeug in die Oberfläche des Kunststoffteils (1) wenigstens eine Vertiefung (5) geformt wird, und dass das Einlegeteil (2) im zweiten Spritzgießwerkzeug (3) oberhalb der Vertiefung (5) fixiert ist.
Dekorteil, dadurch gekennzeichnet, dass es durch das Verfahren nach Anspruch 1 hergestellt ist.
Dekorteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeteil (2, 2') aus Keramik, Glas oder Holz besteht.
Dekorteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in das Einlegeteil (2, 2') mindestens ein Durchbruch (7) eingebracht ist.
Dekorteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchbruch (7) nachträglich durch Fräsen oder Lasern hergestellt ist.
Dekorteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchbruch (7) ein Symbol oder Ornament ausbildet.
Dekorteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffteil (1) unterhalb des Durchbruchs (7) lichtdurchlässig ist.
Dekorteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffteil (1) durch eine hinterspritzte Folie ausgebildet ist und die Folie mehrschichtig ausgebildet ist und wenigstens eine Folienschicht elektrische Leiterbahnen aufweist.
Dekorteil nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass das Dekorteil Bestandteil von Armaturen eines Kraftfahrzeugs ist.