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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen eines Bauteils mit einer mindestens ein Symbol aufweisenden Dekorschicht, wobei ein Konturbereich des Symbols eine Innenfläche des Symbols von einem Außenbereich des Symbols abgrenzt. Das Bauteil kann dabei beispielsweise als Kappe für eine Bedieneinrichtung ausgestaltet sein, also für ein Gerät oder eine Gerätekomponente, die zum Empfangen einer Bedienhandlung eines Benutzers und zum Umsetzen der empfangenen Bedienhandlung in ein elektrisches Signal ausgelegt ist.
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In Kraftfahrzeugen werden Komfortelektronik und Design zu immer wichtigeren Schwerpunkten. Mit zunehmender Anzahl von bedienbaren Komfortsystemen beziehungsweise deren Funktionen liegt das Augenvermerk verstärkt auf der Ausgestaltung der entsprechenden Bedieneinrichtungen. Solche Bedieneinrichtungen umfassen häufig ein Bauteil, das eine durch den Benutzer sichtbare Oberfläche hat.
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Sowohl bei einem Bauteil, das eine dekorative Funktion und/oder funktionelle Bedeutung haben kann, als auch bei der entsprechenden Bedieneinrichtung, zum Beispiel einer Taste, die beispielsweise durch einen Schriftzug für die mit der Taste auszuführende Funktion gekennzeichnet sein kann, ist es neben dem optischen Designeffekt auch von erheblicher Wichtigkeit, dass beispielsweise eine Beschriftung gut sichtbar ist und die sichtbare Oberfläche sehr robust ist. Problematisch ist dabei das Aufbringen einer Symbolik, also eines Symbols oder einer Symbolfolge, wobei ein Konturbereich des Symbols eine Innenfläche abgrenzt, also einen inselartigen Anteil bildet, wie zum Beispiel bei einem A, O, R oder P oder einer 0. Da der Konturbereich besser erkennbar ist, wenn er keine Dekorschicht aufweist, ist der Konturbereich vorzugsweise elektrisch isolierend und kann nicht galvanisiert werden.
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Bei der Darstellung von beleuchtbaren Symbolen in einer verchromten Oberfläche müssen die inneren Bereiche eines Symbols, also die Innenfläche des Symbols (zum Beispiel die Innenfläche der „0“) mit einem dünnen Steg an die restliche Fläche mit angebunden sein, um mit galvanisiert werden zu können. Hierdurch entstehen unschöne Trennstege.
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Die
DE 10 208 674 A1 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen beschichteter Bedienelemente mit hinterleuchtbaren Symbolen, wobei zu galvanisierende Bereiche eines Bedienelements mit Verbindungsstegen verbunden sind. Die Kontur des Symbols wird dabei nach einer Direktmetallisierung der Oberfläche, die das Symbol tragen soll, und vor dem eigentlichen Galvanisieren erzeugt. Ein hierzu ähnliches Prinzip wird durch die
DE 10 2007 015 625 A1 beschrieben.
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Ein weiteres Verfahren zur Herstellung galvanisch beschichteter Tasten ist aus der
DE 10 2007 052 849 A1 bekannt. Bei diesem Verfahren wird jedoch keine Symbolik erzeugt, sodass die oben angesprochene Problematik nicht behandelt wird.
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Nachteil ist, dass entweder keine elektrisch isolierten Innenflächen galvanisiert werden können, sodass der Bereich der Innenfläche wenig robust und nicht gut gegen Abnutzung geschützt ist, oder dass die Kontur aufgrund der Unterbrechungen durch Verbindungsstege weniger gut erkennbar ist.
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Eine der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist das Bereitstellen eines Bauteils mit einer gut lesbaren, robusten Symbolik.
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Die Aufgabe wird von dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtungen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gegeben.
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Die Erfindung basiert auf der Idee, nach einem chemischen Abscheideprozess einer Dekorschicht diese nur teilweise abzutragen. Hierdurch wird eine der die Dekorschicht bildenden Metallschichten sichtbar, deren Vorteile im sichtbaren Konturbereich genutzt werden können.
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Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Bereitstellen eines Bauteils mit einer mindestens ein Symbol aufweisenden Dekorschicht, wobei ein Konturbereich des Symbols eine Innenfläche des Symbols von einem Außenbereich des Symbols abgrenzt, und weist die folgenden Schritte auf:
- - Bereitstellen eines Werkstücks, das eine elektrisch leitfähige Werkstückoberfläche aufweist, beispielsweise ein Werkstück aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoffgemisch,
- - Erzeugen des Konturbereichs des Symbols auf der Werkstückoberfläche als elektrisch isolierenden Bereich, wobei die Innenfläche und der Außenbereich über einen elektrisch leitenden Verbindungsbereich miteinander verbunden werden,
- - chemisches Abscheiden der Dekorschicht auf die Innenfläche, den Außenbereich und den Verbindungsbereich, sodass die Dekorschicht in dem Verbindungsbereich ein Verbindungselement bildet, und
- - teilweises Abtragen des Verbindungselements.
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Der Konturbereich ist dabei derjenige Bereich, der sich von der das Symbol tragenden Oberfläche optisch abhebt. Beispielhaft ist bei einem O der Konturbereich dann der Ring des Os um die Innenfläche. Das Verbindungselement kann beispielsweise als Steg zwischen der Innenfläche und dem Außenbereich ausgestaltet sein.
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Hierdurch muss die Innenfläche in dem Symbol nicht mehr mit der restlichen Oberfläche, also mit dem Außenbereich, verbunden sein. Dies ermöglicht einen Designvorteil, erhöht jedoch auch die Robustheit der Oberfläche. Das erfindungsgemäße Verfahren stellt auch eine unkomplizierte, kostengünstige Alternative zu bekannten Verfahren dar.
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Dadurch, dass die Dekorfläche nur teilweise abgetragen wird, kann eine von mehreren die Dekorschicht bildenden Metallschichten sichtbar werden. Neben dem Designvorteil ergibt sich auch der Vorteil, dass die Dekorschicht nicht nachbehandelt werden muss, um einer Optik des Konturbereichs zu entsprechen, falls die Optik der sichtbaren Metallschicht der Dekorschicht der Optik des Konturbereichs bereits ähnelt. Außerdem kann durch die Eigenschaften der die Dekorschicht bildenden, nach dem teilweisen Abtragen sichtbaren Metallschicht ein Korrosionsschutz des Konturbereichs im Bereich des Verbindungselements bereitgestellt werden. Hierbei wird jedoch nicht der komplette Galvanikaufbau geöffnet, sodass der verbleibende Anteil des Verbindungselements weiterhin gegen eine Beschädigung durch zum Beispiel eine Handcreme eines Benutzers geschützt ist.
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Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das teilweise Abtragen des Verbindungselements mechanisch, vorzugsweise durch Lasern. Hierdurch können die inselartigen Innenbereiche besonders unkompliziert und mit wenig Aufwand bereitgestellt werden.
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Das chemische Abscheiden der Dekorschicht kann, gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform, durch Abscheiden mehrerer Metallschichten erfolgen, und das teilweise Abtragen des Verbindungselements kann ein Abtragen einer Anzahl von Metallschichten umfassen, wobei die Anzahl der abgetragenen Metallschichten geringer ist als die Anzahl der die Dekorschicht bildenden Metallschichten. Dadurch wird eine der verbleibenden Metallschichten zur sichtbaren Schicht des Konturbereichs. Auf diese Weise können dem sichtbaren Konturbereich gezielt bestimmte Eigenschaften verliehen werden.
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In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann das teilweise Abtragen des Verbindungselements das Abtragen derjenigen Metallschichten umfassen, die auf einer weiteren das Verbindungselement bildenden Metallschicht, die zumindest teilweise aus Nickel besteht, aufliegen, vorzugsweise auf einer galvanischen Nickelschicht. Eine solche sichtbare Nickelschicht im Konturbereich stellt einen besonders guten Korrosionsschutz dar und erscheint gräulich matt. Dadurch ist die Nickelschicht fast nicht mehr von dem Grundmaterial der Symbolik unterscheidbar. Das Verbindungselement wird so kaum mehr wahrgenommen. Eine Nachbearbeitung der Dekorschicht im Bereich des Verbindungselements, zum Beispiel ein Mattieren, ist nicht oder kaum mehr notwendig.
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Als zusätzlichen Schutz für den Galvanikaufbau und für die sichtbare Metallschicht kann eine Schutzschicht, beispielsweise aus einem Klarlack, auf dem verbleibenden Anteil des Verbindungselements angeordnet werden.
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Vorzugsweise kann das Verbindungselement eine Breite und/oder eine Länge aufweisen, die zehnfach bis fünfhundertfach geringer sein kann als eine Breite oder Länge der Innenfläche. Neben einem Designvorteil wird hier auch das teilweise Abtragen des Verbindungselements vorteilhaft begünstigt.
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Idealerweise kann das Verbindungselement eine Breite und/oder eine Länge aus einem Wertebereich von 0,05 Millimeter bis 0,1 Millimeter aufweisen. Es ergibt sich auch hier der zuvor genannte Vorteil.
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Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen noch einmal durch konkrete Ausführungsbeispiele näher erläutert. Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen aber die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils eigene, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar. Funktionsgleiche Elemente weisen in den Figuren dieselben Bezugszeichen auf. Es zeigt:
- 1a, 1b jeweils eine schematische Skizze zu einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,
- 2 eine schematische Skizze zu einer Ausführungsform eines erfindungsgemäß hergestellten Bauteils einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung, und
- 3 eine schematische Skizze zu einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs.
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Die 1a und die 1b veranschaulichen schematisch das Prinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines ersten Ausführungsbeispiels. Dabei zeigt die 1a ein Werkstück 10 in einem Querschnitt.
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Die 1a zeigt das in einem ersten Verfahrensschritt S1 bereitgestellte Werkstück 10, das beispielsweise ein Zwei-Komponenten-Kunststoffteil oder ein Ein-Komponenten-Kunststoffteil umfassen kann. Das Werkstück 10 kann dabei vorzugsweise einen elektrisch leitfähigen Kunststoff oder ein elektrisch leitfähiges Kunststoffgemisch umfassen, beispielsweise ein Kunststoffgemisch aus Polykarbonat (PC) und Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS). Das Werkstück 10 kann dabei gemäß einem dem Fachmann bekannten Verfahren hergestellt werden, beispielsweise durch ein dem Fachmann bekanntes Spritzgussverfahren. Alternativ kann das Werkstück 10 auch zum Beispiel als Metallblock ausgestaltet sein.
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Im Beispiel der 1a soll dabei beispielsweise ein O als Symbol 14 auf die Oberfläche aufgebracht werden. Auf der elektrisch leitfähigen Werkstückoberfläche wird ein Konturbereich 12 des Symbols 14 erzeugt, wobei der Konturbereich 12 elektrisch isolierend ist (S2). Das Erzeugen des Konturbereichs 12 (S2) kann beispielsweise durch Lasern der Werkstückoberfläche erfolgen, sodass die Struktur der elektrisch leitfähigen Werkstückoberfläche derart gestört ist, dass sie in diesem Bereich nicht mehr leitfähig ist, sondern isoliert. Alternativ kann der Konturbereich auch zum Beispiel durch eine elektrisch isolierende Kunststoffkomponente in einem Zwei-Komponenten-Kunststoffteil bereitgestellt werden, wobei beispielsweise eine elektrisch isolierende Kunststoffkomponente den Konturbereich 12 formen kann. Die 1 zeigt, dass deine Innenfläche 16 und ein Außenbereich 18 dabei über einen elektrisch leitfähigen Verbindungsbereich 20, also über eine Unterbrechung des Konturbereichs 12, miteinander verbunden werden.
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In Verfahrensschritt S3 erfolgt ein chemisches Abscheiden einer Dekorschicht 22, die mehrere Metallschichten 24, 26, 28 aufweisen kann. Die äußere Metallschicht 28, also diejenige Metallschicht, die während des Galvanikprozesses zuletzt aufgetragen wird, wird dabei vorzugsweise aus Chrom gebildet.
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Der Galvanikprozess (S3) kann dabei gemäß einem dem Fachmann bekannten Verfahren hierzu durchgeführt werden. Wie aus der 1a gut erkennbar, wird der elektrisch isolierende Konturbereich 12 dabei nicht galvanisiert.
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Das Werkstück 10 kann beispielsweise in einem Säurebad mit Chromsäure vorbehandelt werden. Nach einem Impfen mit beispielsweise Palladium und einem anschließenden Säurebad zum Auslösen von beispielsweise Zinnionen aus der beispielhaften Acrylnitril-Butadien-Styrol-Komponente kann eine mechanische Haftung von Nickel an die Palladiumionen, die sich nach dem Impfen in Kavernen der ABS-Komponente befinden, gebunden werden. Eine solche mechanische Haftung kann beispielsweise durch ein dem Fachmann bekanntes Chemisch-Nickel-Verfahren erreicht werden. Daraufhin kann eine Chemisch-Kupfer-Behandlung zum Grundieren der späteren beispielhaften Chromschicht durchgeführt werden.
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In dem eigentlichen galvanischen Prozess kann zunächst eine erste Metallschicht 24, vorzugsweise eine Kupferschicht, galvanisch auf die Kupfergrundierung mit einer Schichtdicke von beispielsweise 30 Mikrometern aufgebracht werden.
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Nach einem Abscheiden einer zweiten Metallschicht 26, beispielsweise durch Galvanisieren mit Nickel, wobei die zweite Metallschicht 26 beispielsweise einen vorbestimmten Glanzgrad aufweisen und beispielsweise eine Schichtdicke von beispielsweise 1 Mikrometer bis 10 Mikrometern aufweisen kann, kann beispielsweise eine 0,3 Mikrometer dicke dritte Metallschicht als äußere Metallschicht 28, vorzugsweise eine Chromschicht, durch erneutes Galvanisieren erfolgen. Im Anschluss kann eine Kaskadenspülung für eine Zwischenreinigung und/oder ein Säurebad mit beispielsweise Salpetersäure erfolgen.
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Die Dekorschicht 22 bildet in dem Bereich des Verbindungsbereichs 20 ein Verbindungselement 30, das als Verbindungssteg ausgestaltet sein kann. Das Verbindungselement 30 kann vorzugsweise eine Länge und/oder eine Breite in einem Bereich von beispielsweise 5/100 bis 1/10 der Breite oder Höhe der Dekorschicht 22 aufweisen. Weist beispielsweise die Innenfläche 16 in einer Erstreckungsrichtung eine Länge von 3 Millimeter auf, so kann das Verbindungselement 30 beispielsweise eine Breite von 0,3 Millimetern aufweisen. Eine Schichtdicke des Verbindungselement 30 kann vor dem teilweisen Abtragen zum Beispiel 0,3 Millimeter aufweisen.
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In einem Verfahrensschritt S4 wird das Verbindungselement 30 teilweise abgetragen, vorzugsweise durch Lasern. Lasern stellt dabei eine besonders elegante Methode dar, bei der die beispielhafte Metallschicht 28 sehr punktgenau abgetragen werden kann. Vorzugsweise erfolgt das Abtragen (S4) durch ein mechanisches Verfahren, also vorzugsweise durch Lasern und/oder Fräsen und/oder Schneiden des Verbindungselements 30. Im Beispiel der 1a kann dabei zum Beispiel die äußere Metallschicht 28 abgetragen werden, sodass die zweite Metallschicht 26, also die beispielhafte galvanische Nickelschicht, freiliegt.
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Die 1b zeigt das erfindungsgemäße Verfahren der 1a, wobei das Werkstück 10 zur besseren Veranschaulichung noch einmal in einer dreidimensionalen Ansicht dargestellt ist. Die Galvanikschicht, also die Dekorschicht 22, ist dabei in der 1b schraffiert dargestellt.
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Die 2 zeigt beispielhaft ein Bauteil 32 einer Bedieneinrichtung 34, das zum Beispiel mit dem erfindungsgemäßen Verfahren des Ausführungsbeispiels der 1a hergestellt werden und zum Beispiel als Abdeckung eines Tasters ausgestaltet sein kann. Zu sehen ist die Oberfläche mit der Dekorschicht 22 und mehreren Symbolen 14. Die Symbole 14 sind dabei beispielsweise Buchstaben. Der Übersicht halber wurden in der 2 nicht alle Symbole 14 und nicht alle Innenflächen 16 mit Bezugszeichen gekennzeichnet. Zu sehen ist deutlich, dass bei den Symbolen 14, bei denen der Konturbereich 12 eine Innenfläche 16 begrenzt, diese zwar mit den verbleibenden Metallschichten 24, 26 des Verbindungselements 30 mit der restlichen Oberfläche der Vorderseite verbunden sind und die darunterliegende Metallschicht 26 zu sehen ist (in der 2 schraffiert dargestellt). Dies ist beispielhaft der Fall bei den Buchstaben A, R, O und P.
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Wie beispielhaft schematisch in der 3 gezeigt ist, kann das Bauteil 32 beispielsweise als Kappe einer Bedieneinrichtung 34 ausgestaltet sein, die beispielsweise als Taste oder Taster ausgebildet sein kann. Die Bedieneinrichtung 34 kann sich beispielsweise in einer Mittelkonsole 36 eines Kraftfahrzeugs 38 befinden. Die 4 zeigt eine beispielhafte Abdeckung einer Schaltung als Bedieneinrichtung 34 und ein weiteres Beispiel eines Bauteils 32, das als Kappe eines Drehstellers oder Dreh-Drückstellers als Bedieneinrichtung 34 ausgestaltet sein kann.
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Die oben angeführten Ausführungsbeispiele veranschaulichen die Idee der Erfindung, das Verbindungselement 30 bei einem galvanisierten, zum Beispiel verchromten Symbol 14, teilweise abzutragen, vorzugsweise bis auf eine Nickelschicht der Dekorschicht 22.
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Hierdurch ergibt sich vorteilhaft, dass das Verbindungselement 30 nahezu nicht mehr sichtbar sind. Das erfindungsgemäße Verfahren stellt eine effiziente Alternative zu den bekannten Verfahren dar.
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Das Bauteil 32 und/oder die Oberfläche wird wie bereits bekannt hergestellt. Als finaler Arbeitsschritt wird eine Metallschicht 28, vorzugsweise eine äußere Chromschicht, oder mehrere Metallschichten 26, 28 der Dekorschicht 22 des Verbindungselements 30, beispielsweise eines Verbindungsstegs, abgetragen, vorzugsweise abgelasert, insbesondere bis auf eine unmittelbar darunter liegende Nickelschicht. Die beispielhafte Nickelschicht erscheint dann zum Beispiel gräulich matt. Dadurch ist diese fast nicht mehr von dem Grundmaterial der Symbolik, also beispielsweise einer Kunststoffkomponente des Werkstücks 10, zu unterscheiden. Das Verbindungselement 30 kann somit fast nicht mehr optisch wahrgenommen werden.
