DE102015207988A1 - Method for producing a hybrid component and hybrid component - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Herstellen einer als Hybridbauteil ausgebildeten Kraftfahrzeugkomponente, insbesondere einer Zierleiste oder einer Abdeckblende, mit folgenden Verfahrensschritten zur Verfügung: Anordnen eines Substrats in einem Spritzgießwerkzeug; Hinterspritzen des Substrats mit einem Kunststoff; Schäumen des Kunststoffs während dessen Abkühlen derart, dass die Volumenabnahme des Kunststoffs beim Abkühlen zumindest teilweise durch die Volumenzunahme des Kunststoffs beim Schäumen ausgeglichen wird. Ferner stellt die vorliegende Erfindung ein Hybridbauteil zur Verfügung, welches mit einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden ist.The present invention provides a method for producing a motor vehicle component designed as a hybrid component, in particular a trim strip or a cover panel, comprising the following method steps: arranging a substrate in an injection mold; Injecting the substrate with a plastic; Foaming of the plastic during its cooling such that the volume decrease of the plastic is compensated during cooling at least partially by the volume increase of the plastic during foaming. Furthermore, the present invention provides a hybrid component which has been produced by a method according to the invention.

Description

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Hybridbauteils und ein Hybridbauteil. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer als Hybridbauteil ausgebildeten Kraftfahrzeugkomponente, insbesondere einer Zierleiste oder einer Abdeckblende.The present invention relates to a method of manufacturing a hybrid component and a hybrid component. In particular, the present invention relates to a method for producing a hybrid component designed as a motor vehicle component, in particular a trim strip or a cover panel.

TECHNISCHER HINTERGRUNDTECHNICAL BACKGROUND

Im heutigen Automobilbau liegt ein Fokus der Entwicklung und Produktion in der Gewichtseffizienz und Leichtbau. Aus diesem Grund fordert die Automobilindustrie nach leichten sowie optisch anspruchsvollen Bauteilen. Insbesondere im Premiumbereich wird ein hoher Anspruch auf die optische und materielle Wertigkeit der Bauteile gelegt. Diese Wertigkeit spiegelt sich in der Auswahl und der Echtheit der Materialien wieder.In today's automotive industry, one focus of development and production is on weight efficiency and lightweight construction. For this reason, the automotive industry calls for lightweight and visually sophisticated components. Especially in the premium sector, high demands are placed on the visual and material value of the components. This value is reflected in the selection and the authenticity of the materials.

Metalle spielen als Stylingelement in Premiumsegment eine wichtige Rolle. Metalloptik soll auch durch echte Metalle erzeugt werden. Metalle und hier insbesondere (Edel-)Stahl bringen aufgrund deren hohen Dichte aber Gewichtsnachteile mit sich, welche sich negativ auf das Fahrzeuggewicht, die Fahrdynamik und den Verbrauch auswirken.Metals play an important role as a styling element in the premium segment. Metal optics should also be generated by real metals. Due to their high density, however, metals and here especially (high-grade) steel entail weight disadvantages, which have a negative effect on the vehicle weight, the driving dynamics and the consumption.

Abhilfe bringen hier Hybridbauteile aus Kunststoff und Metall. Diese Hybridbauteile zeichnen sich durch eine vergleichsweise dünne optische Metalloberfläche aus, welche durch eine tragende und mit Befestigungselementen versehene Kunststoffschicht kombiniert wird.This is remedied by hybrid components made of plastic and metal. These hybrid components are distinguished by a comparatively thin optical metal surface, which is combined by a supporting plastic layer provided with fastening elements.

Die DE 10 327 725 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils, wobei in einem Formraum eines Spritzgießwerkzeugs eine Dekorschicht auf ihrer von einer Sichtseite abgewandten Nicht-Sichtseite mit einer fließfähigen Kunststoffmasse hinterspritzt wird, wobei die fließfähige Kunststoffmasse außerhalb des Formraums mit einem Treibgas beladen wird, wobei Prozessparameter so gewählt werden, dass außerhalb des Formraums eine im Wesentlichen einphasige Lösung des Treibgases in der Kunststoffmasse entsteht und innerhalb des Formraums das Treibgas expandiert.The DE 10 327 725 A1 describes a method for producing a composite component, wherein in a mold cavity of an injection molding a decorative layer is back-injected on its side facing away from a visible side non-visible side with a flowable plastic mass, wherein the flowable plastic material outside the mold cavity is loaded with a propellant gas, wherein process parameters are chosen in that a substantially single-phase solution of the propellant gas in the plastic mass is formed outside the mold space and the propellant gas expands within the mold space.

Beim Hinterspritzen erfolgen physikalische Prozesse, welche sich durch einen Bauteilverzug bemerkbar machen. Während des Hinterspritzvorganges wird das Metall von Raumtemperatur durch die Wärmekapazität der hinterspritzten Kunststoffmasse fast auf deren Temperatur erwärmt, um anschließend im Werkzeug während der Kühlphase und danach an der Umgebung wieder auf Raumtemperatur abzukühlen. Auch der Kunststoff wird zum Plastifizieren und Einspritzen erwärmt, um nach dem Hinterspritzen des Metalls gemeinsam mit diesem während der Kühlphase und anschließend an der Umgebung wieder auf Raumtemperatur abzukühlen.In the case of injection molding, physical processes take place, which are manifested by a component distortion. During the back-injection process, the metal is heated from room temperature by the heat capacity of the back-injected plastic mass almost to its temperature to then cool in the tool during the cooling phase and then to the environment back to room temperature. The plastic is also heated for plasticizing and injecting in order to cool back to room temperature after the metal has been injected together with the latter during the cooling phase and subsequently to the environment.

Das Metall erfährt während der Erwärmung eine Ausdehnung und während des Abkühlens eine Schrumpfung gemäß seines Wärmeausdehnungskoeffizienten. Der Kunststoff erfährt zusätzlich zur Ausdehnung bzw. Schrumpfung aufgrund seines Wärmeausdehnungskoeffizienten eine Schwindung. Die Schwindung ist eine Volumenreduktion, welche durch die Kristallisation beim Aushärten des Kunststoffes erfolgt.The metal undergoes expansion during heating and shrinkage according to its thermal expansion coefficient during cooling. The plastic undergoes a shrinkage in addition to the expansion or shrinkage due to its thermal expansion coefficient. The shrinkage is a volume reduction, which takes place by the crystallization during curing of the plastic.

Der Kunststoff erfährt so während der Abkühlphase eine deutlich größere Volumenreduktion gegenüber dem Metall. Da während des Abkühlens die Kunststoff-Metall-Verbindung ebenfalls intensiver wird, führen die unterschiedlichen Volumenänderungen der Werkstoffe zu einem Verzug. Dieser wird allgemeinhin als Bimetalleffekt bezeichnet. Dabei wird durch die größere Volumenschwindung des Kunststoffes die Metalloberfläche überwölbt.The plastic undergoes during the cooling phase a significantly larger volume reduction compared to the metal. Since the plastic-metal compound also becomes more intense during cooling, the different volume changes of the materials lead to a delay. This is commonly referred to as a bimetal effect. The metal surface is arched over by the larger volume shrinkage of the plastic.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen eines Hybridbauteils und ein verbessertes Hybridbauteil bereitzustellen.Against this background, it is an object of the present invention to provide an improved method for manufacturing a hybrid component and an improved hybrid component.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Herstellen eines Hybridbauteils mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, und durch ein Hybridbauteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst.This object is achieved by a method for producing a hybrid component having the features of patent claim 1, and by a hybrid component having the features of claim 10.

Demgemäß ist vorgesehen:
Ein Verfahren zum Herstellen einer als Hybridbauteil ausgebildeten Kraftfahrzeugkomponente, insbesondere einer Zierleiste oder einer Abdeckblende, mit den Verfahrensschritten: Anordnen eines Substrats in einem Spritzgießwerkzeug; Hinterspritzen des Substrats mit einem Kunststoff; Schäumen des Kunststoffs während dessen Abkühlen derart, dass die Volumenabnahme des Kunststoffs beim Abkühlen zumindest teilweise durch die Volumenzunahme des Kunststoffs beim Schäumen ausgeglichen wird.Accordingly, it is provided:
A method for producing a motor vehicle component designed as a hybrid component, in particular a trim strip or a cover panel, comprising the steps of: arranging a substrate in an injection mold; Injecting the substrate with a plastic; Foaming of the plastic during its cooling such that the volume decrease of the plastic is compensated during cooling at least partially by the volume increase of the plastic during foaming.

Ferner wird ein Hybridbauteil zur Verfügung gestellt, welches mit einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde.Furthermore, a hybrid component is provided, which was produced by a method according to the invention.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, die Schwindung des Kunststoffes bei der Abkühlung durch das Schäumen zu kompensieren. Auf diese Weise wird es möglich Hybridbauteile mit geringem Verzug und wenig Einfallstellen herzustellen. Um während des Abkühlvorganges die Volumenschwindung des Kunststoffes zu verringern und an die Volumenschwindung des Substrats anzunähern, wird die Volumenschwindung des Kunststoffes gemäß der Erfindung durch Schäumen, beispielsweise durch physikalisches oder chemisches Schäumen, kompensiert. Der Kunststoff schwindet bereits in der Spritzgussform und verliert an Volumen. Beim Schäumen wird die Schwindung des Kunststoffes durch eine parallel zur Schwindung verlaufenden Gasblasenbildung in der Kunststoffmasse – und hier vorwiegend in den später abkühlenden inneren Zonen der noch plastischen Kunststoffseele – kompensiert. D. h. während sich das Kunststoffvolumen durch die Schwindung reduzieren möchte, bilden sich im gleichen Maße größer werdende Gasblasen in der Kunststoffmasse und gleichen so die Volumenschwindung aus.The idea underlying the present invention is to compensate for the shrinkage of the plastic during cooling by the foaming. In this way it is possible hybrid components with low distortion and little Making sinks. In order to reduce the volume shrinkage of the plastic during the cooling process and to approximate the volume shrinkage of the substrate, the volume shrinkage of the plastic according to the invention by foaming, for example by physical or chemical foaming, compensated. The plastic already disappears in the injection mold and loses volume. During foaming, the shrinkage of the plastic is compensated for by a gas bubble formation in the plastic compound running parallel to the shrinkage, and here predominantly in the later cooling inner zones of the still plastic plastic core. Ie. while the plastic volume would like to reduce by the shrinkage, larger gas bubbles are formed in the plastic mass to the same extent and thus compensate for the volume shrinkage.

Mit zunehmender Verfestigung der Kunststoffmasse können sich auch weniger Gasblasen ausbilden und der Kunststoff erfährt dann noch eine geringe Volumenänderung. Diese ist wesentlich geringer als bei ungeschäumten Kunststoffen und gleicht so den ungewünschten Bimetalleffekt aus. Durch das Schäumen des Kunststoffsubstrates wird damit der Verzugsneigung des Hybridbauteils entgegengewirkt.With increasing solidification of the plastic mass and less gas bubbles can form and the plastic undergoes then still a small change in volume. This is much lower than with unfoamed plastics and thus compensates for the unwanted bimetal effect. Foaming of the plastic substrate thus counteracts the tendency of the hybrid component to warp.

Die Verbindung zwischen dem Substrat und dem Kunststoff wird z. B. durch eine auf das Metall aufgebrachte Primerschicht erzeugt oder aber durch ein dem Kunststoff zugemischten Primer erzeugt.The connection between the substrate and the plastic is z. B. generated by a metal applied to the primer layer or generated by a plastic mixed with the primer.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung.Further advantageous embodiments and further developments will become apparent from the other dependent claims and from the description with reference to the figures of the drawing.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Substrat zumindest teilweise aus Metall, Glas, und/oder einem Verbundwerkstoff ausgebildet. Das Substrat kann beispielsweise auch aus einem Edelmetall, aus Aluminium oder einer Legierung ausgebildet sein. Auch kann das Substrat aus glasfaserverstärktem Kunststoff oder kohlefaserverstärktem Kunststoff ausgebildet sein. Das Substrat ist jedoch nicht auf die obigen Materialen beschränkt.In an advantageous embodiment, the substrate is at least partially formed of metal, glass, and / or a composite material. The substrate may for example also be formed from a noble metal, aluminum or an alloy. Also, the substrate may be formed of glass fiber reinforced plastic or carbon fiber reinforced plastic. However, the substrate is not limited to the above materials.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt das Schäumen des Kunstoffs derart, dass die Volumenabnahme des Kunststoffs beim Abkühlen durch die Volumenzunahme des Kunststoffs beim Schäumen ausgeglichen wird. Auf diese Weise lassen sich die Form- und Lagetoleranzen minimieren.According to a further embodiment, the foaming of the plastic takes place in such a way that the volume decrease of the plastic during cooling is compensated for by the volume increase of the plastic during foaming. In this way, the shape and position tolerances can be minimized.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung enthält der Kunststoff Acrylnitril/Butadien/Styrol (ABS), Polybutylenterephthalat (PBT, PBTP), Polycarbonat (PC), Polypropylen (PP), Polyoxymethylen/Polyacetal (POM), thermoplastisches Olefin-Polymer (TPO-ET), Polyamid (PA) oder Mischungen hiervon. Auch andere Arten von Kunststoffen können verwendet werden.In a further advantageous embodiment, the plastic contains acrylonitrile / butadiene / styrene (ABS), polybutylene terephthalate (PBT, PBTP), polycarbonate (PC), polypropylene (PP), polyoxymethylene / polyacetal (POM), thermoplastic olefin polymer (TPO-ET) , Polyamide (PA) or mixtures thereof. Other types of plastics can be used.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung enthält der Kunststoff ein Füll- und Verstärkungsmaterial, wie beispielsweise Glasfasern, Carbonfasern oder Kunststofffasern. Auch andere anorganische oder organische Füllstoffe können verwendet werden. Auf diese Weise kann die Festigkeit des Kunststoff und des Hybridbauteils gesteigert werden. Ferner kann durch die Beimengung des Füllmaterials die Schwindung oder Expansion des Kunststoffmaterials noch besser beeinflusst werden.In a further advantageous embodiment, the plastic contains a filling and reinforcing material, such as glass fibers, carbon fibers or plastic fibers. Other inorganic or organic fillers may also be used. In this way, the strength of the plastic and the hybrid component can be increased. Furthermore, the shrinkage or expansion of the plastic material can be influenced even better by the addition of the filling material.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt das Schäumen des Kunstoffs durch physikalisches und/oder durch chemisches Schäumen. Beim physikalischen Schäumen wird ein Gas, z. B. Stickstoff oder Kohlendioxid, in die Kunststoffschmelze geleitet. Das Gas wird dabei entweder direkt in den Plastifizierzylinder (Verfahren nach Mucell) oder in die Düse des Plastifizierzylinders (Verfahren nach SULZER) eingeleitet. Das Gas löst sich hierbei in der Kunststoffschmelze unter entsprechendem Druck und expandiert, sobald die Schmelze in das Spritgießwerkzeug gespritzt wird. Die Gasexpansion übernimmt zudem vorteilhafter Weise die Funktion des Nachdrucks, so dass ein Hybridbauteil ohne Einfallstellen und mit geringerem Verzug entsteht.In a further advantageous embodiment, the foaming of the plastic takes place by physical and / or by chemical foaming. In physical foaming, a gas, e.g. As nitrogen or carbon dioxide, passed into the plastic melt. The gas is introduced either directly into the plasticizing cylinder (Mucell method) or into the nozzle of the plasticizing cylinder (SULZER method). The gas dissolves in the plastic melt under appropriate pressure and expands as soon as the melt is injected into the injection mold. The gas expansion also advantageously takes over the function of reprinting, so that a hybrid component without sink marks and with less distortion arises.

Gasschlieren, die gegebenenfalls bei der Injektion der Schmelze entstehen können, können mit Hilfe von Gasgegendruck oder durch spezielle Materialauswahl bzw. Additive vollständig vermieden werden. Auf diese Weise entsteht ein Bauteil mit kompakter Außenhaut und einem so genannten mikrozellularen Schaum oder auch Schaum mit integraler Dichteverteilung.Gas streaks, which can possibly occur during the injection of the melt, can be completely avoided by means of gas back pressure or by special material selection or additives. In this way, a component with a compact outer skin and a so-called microcellular foam or foam with integral density distribution.

Beim chemischen Schäumen wird dem Kunststoff ein Treibmittel zum Schäumen in Form von Pulver oder Granulat zugefügt. Dieser chemische Zusatz zersetzt sich unter Abgabe eines Gases, beispielsweise Kohlendioxid, während der Plastifizierung des Kunststoffs mit steigender Temperatur. Vorteil dieses Verfahrens ist, dass man hierfür keine spezielle Anlagentechnik benötigt.In chemical foaming, a foaming agent in the form of powder or granules is added to the plastic. This chemical additive decomposes while releasing a gas, for example carbon dioxide, during the plasticization of the plastic with increasing temperature. The advantage of this method is that you do not need any special system technology for this.

In einer weiteren Ausführungsform wird die Volumenzunahme des Kunststoffs beim Schäumen durch Regelung der Anzahl von Kristallisationskeimen in dem Kunststoff geregelt. Je höher die Anzahl an Kristallisationskeimen in dem Kunststoff ist, desto weniger wird der Kunststoff schäumen, und sein Volumen beim Schäumen vergrößern. Auf diese Weise kann die Volumenänderung des Kunststoffes beim Schäumen sehr gut geregelt werden. In a further embodiment, the volume increase of the plastic during foaming is regulated by regulating the number of crystallization nuclei in the plastic. The higher the number of nuclei in the plastic, the less the plastic will foam and increase its volume in foaming. In this way, the volume change of the plastic during foaming can be controlled very well.

In einer weiteren Ausführungsform wird die Volumenzunahme des Kunststoffs beim Schäumen durch Regelung des Formfüllgrads geregelt. Auf diese Art kann die Volumenänderung des Kunststoffs beim Schäumen gezielt beeinflusst werden.In a further embodiment, the volume increase of the plastic during foaming is regulated by regulating the degree of mold filling. In this way, the volume change of the plastic during foaming can be specifically influenced.

In einer weiteren Ausführungsform wird die Volumenzunahme des Kunststoffs beim Schäumen durch Regelung des Druck und/oder der Temperatur in dem Spritzgießwerkzeug geregelt. Auch durch diese Maßnahmen kann die Volumenänderung des Kunststoffs beim Schäumen sehr genau geregelt werden.In a further embodiment, the volume increase of the plastic during foaming is regulated by regulating the pressure and / or the temperature in the injection mold. Even by these measures, the change in volume of the plastic during foaming can be controlled very accurately.

In einer weiteren Ausführungsform ist das Hybridbauteil als eine Kraftfahrzeugkomponente, insbesondere als Zierblende oder Abdeckblende, ausgebildet. Auch andere Fahrzeugkomponenten, wie z. B. Innenraumpaneele oder Verkleidungen, können mit diesem Verfahren in vorteilhafterweise hergestellt werden.In a further embodiment, the hybrid component is designed as a motor vehicle component, in particular as a trim panel or cover panel. Other vehicle components, such. As indoor panels or panels, can be prepared with this method in an advantageous manner.

Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch einzelne Aspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.The above embodiments and developments can, if appropriate, combine with each other as desired. Further possible refinements, developments and implementations of the invention also include combinations, not explicitly mentioned, of features of the invention described above or below with regard to the exemplary embodiments. In particular, the person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the present invention.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:The present invention will be explained in more detail with reference to the exemplary embodiments indicated in the schematic figures of the drawings. It shows:

1 ein schematisches Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines Hybridbauteils; und 1 a schematic flow diagram of a method according to the invention for producing a hybrid component; and

2 eine schematische Schnittansicht eines gewöhnlichen Hybridbauteils, und eines Hybridbauteils gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 a schematic sectional view of a conventional hybrid component, and a hybrid component according to an embodiment of the present invention.

Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.The accompanying drawings are intended to provide further understanding of the embodiments of the invention. They illustrate embodiments and, together with the description, serve to explain principles and concepts of the invention. Other embodiments and many of the stated advantages will become apparent with reference to the drawings. The elements of the drawings are not necessarily shown to scale to each other.

In den Figuren der Zeichnungen sind gleiche, funktionsgleiche und gleichwirkende Elemente, Merkmale und Komponenten – sofern nichts anderes ausgeführt ist – jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.In the figures of the drawings are identical, functionally identical and equivalent elements, features and components - unless otherwise stated - each provided with the same reference numerals.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELENDESCRIPTION OF EMBODIMENTS

1 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines Hybridbauteils. In einem ersten Verfahrensschritt S1 wird ein Substrat 2 bereitgestellt. Das Substrat 2 kann beispielsweise ein Edelstahl sein. In einem zweiten Verfahrensschritt S2 wird das Substrat 2 in einem Spritzgießwerkzeug angeordnet. Im Verfahrensschritt S3 wird das Substrat 2 mit einem Kunststoff hinterspritzt. Im Verfahrensschritt S4 wird der Kunststoff 3 derart geschäumt, dass die Volumenabnahme des Kunststoffs 3 beim Abkühlen zumindest teilweise durch die Volumenzunahme des Kunststoffs 3 beim Schäumen ausgeglichen wird. Weiter Verfahrensschritte können sich anschließen und/oder zwischengeschaltet sein. 1 shows a schematic flow diagram of a method according to the invention for producing a hybrid component. In a first method step S1, a substrate is formed 2 provided. The substrate 2 For example, it can be a stainless steel. In a second method step S2, the substrate 2 arranged in an injection mold. In step S3, the substrate 2 injected with a plastic behind. In method step S4, the plastic 3 so foamed that the volume decrease of the plastic 3 during cooling, at least partially due to the volume increase of the plastic 3 is compensated during foaming. Further method steps may follow and / or be interposed.

2 zeigt eine schematische Schnittansicht eines gewöhnlichen Hybridbauteils 1, und eines Hybridbauteils 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der obigen Ansicht ist ein Hybridbauteil 1 dargestellt, welches ein Substrat 2 aufweist, welches mit einem Kunststoff 3 hinterspritzt wurde. Aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Substrats 2 und des Kunststoffs 3 kommt es zu einem sogenannten Bimetalleffekt. Der Kunststoff 3 hat nach seiner Aushärtung eine geringe Länge als das Substrat 2, und es kommt daher zu einer ungewollten Wölbung des gesamten Hybridbauteils 1. 2 shows a schematic sectional view of a conventional hybrid component 1 , and a hybrid component 1 according to an embodiment of the present invention. In the above view is a hybrid component 1 which is a substrate 2 having, which with a plastic 3 was injected behind. Due to the different thermal expansion coefficients of the substrate 2 and the plastic 3 it comes to a so-called bimetallic effect. Plastic 3 has a short length after curing as the substrate 2 , And it therefore comes to an unwanted curvature of the entire hybrid component 1 ,

Das unten dargestellte Hybridbauteil 1 wurde mit einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt. Das Hybridbauteil 1 ist beispielsweise eine Zierblende, und weist ein Substrat 2, z. B. aus Metall, auf, welches mit einem Kunststoff 3 hinterspritzt wurde. Der Kunststoff 3 ist beispielsweise ABS. Der Kunststoff 3 wurde mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens derart geschäumt, dass die Volumenabnahme des Kunststoffs 3 beim Abkühlen vollständig durch die Volumenzunahme des Kunststoffs 3 beim Schäumen ausgeglichen wurde. Auf diese Weise ist das Hybridbauteil 1 sehr eben ausgebildet und weist keinen Verzug und/oder Einfallstellen auf.The hybrid component shown below 1 was prepared by a method according to the invention. The hybrid component 1 is, for example, a decorative panel, and has a substrate 2 , z. B. of metal, on, which with a plastic 3 was injected behind. Plastic 3 is for example ABS. Plastic 3 was foamed by the method according to the invention such that the volume decrease of the plastic 3 when cooling completely by the volume increase of the plastic 3 was compensated during foaming. This is the hybrid component 1 very flat and has no delay and / or sink marks.

In der Schnittansicht sind die Blasen 4 in dem Kunststoff 3 schematisch dargestellt, welche durch das Schäumen des Kunststoffs 3 entstanden sind. Die Größe der Blasen 4 lässt sich sehr genau einstellen, indem man dem Kunststoff Füll- und Verstärkungsmaterial, wie beispielsweise Glasfasern, Carbonfasern oder Kunststofffasern, hinzufügt. Auch kann die Anzahl der Blasen in dem Kunststoff 3 beim Schäumen durch Regelung der Anzahl von Kristallisationskeimen in dem Kunststoff 3 geregelt werden. Ebenfalls ist es möglich, die Volumenzunahme durch Blasenbildung des Kunststoffs 3 beim Schäumen durch Regelung des Formfüllgrads des Spritzgießwerkzeuges zu regeln. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Volumenzunahme des Kunststoffs beim Schäumen durch Regelung des Druck und/oder der Temperatur in dem Spritzgießwerkzeug zu regeln.In the sectional view are the bubbles 4 in the plastic 3 shown schematically, which by the foaming of the plastic 3 have arisen. The size of the bubbles 4 can be adjusted very precisely by giving the plastic filling and reinforcing material, such as glass fibers, carbon fibers or synthetic fibers, adds. Also, the number of bubbles in the plastic can be 3 in foaming by controlling the number of nuclei in the plastic 3 be managed. It is also possible to increase the volume by blistering the plastic 3 to control the foaming by controlling the Formfüllgrads the injection mold. Another possibility is to control the volume increase of the plastic during foaming by regulating the pressure and / or the temperature in the injection mold.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.Although the present invention has been fully described above with reference to preferred embodiments, it is not limited thereto but is modifiable in a variety of ways.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Hybridbauteilhybrid component
22
Substratsubstratum
33
Kunststoffplastic
S1–S4S1-S4
Verfahrensschrittesteps

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10327725 A1 [0005] DE 10327725 A1 [0005]

Claims (11)

Verfahren zum Herstellen einer als Hybridbauteil ausgebildeten Kraftfahrzeug-Komponente, insbesondere einer Zierleiste oder einer Abdeckblende, mit den Verfahrensschritten: Anordnen eines Substrats in einem Spritzgießwerkzeug; Hinterspritzen des Substrats mit einem Kunststoff; Schäumen des Kunststoffs während dessen Abkühlen derart, dass die Volumenabnahme des Kunststoffs beim Abkühlen zumindest teilweise durch die Volumenzunahme des Kunststoffs beim Schäumen ausgeglichen wird.Method for producing a motor vehicle component designed as a hybrid component, in particular a trim strip or a cover panel, with the method steps: Placing a substrate in an injection mold; Injecting the substrate with a plastic; Foaming of the plastic during its cooling such that the volume decrease of the plastic is compensated during cooling at least partially by the volume increase of the plastic during foaming. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat zumindest teilweise aus Metall, Glas, und/oder einem Verbundwerkstoff ausgebildet ist.A method according to claim 1, characterized in that the substrate is at least partially formed of metal, glass, and / or a composite material. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff Acrylnitril/Butadien/Styrol (ABS), Polybutylenterephthalat (PBT, PBTP), Polycarbonat (PC), Polypropylen (PP), Polyoxymethylen/Polyacetal (POM), thermoplastisches Olefin-Polymer (TPO-ET), Polyamid (PA) oder Mischungen hiervon enthält.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the plastic acrylonitrile / butadiene / styrene (ABS), polybutylene terephthalate (PBT, PBTP), polycarbonate (PC), polypropylene (PP), polyoxymethylene / polyacetal (POM), thermoplastic olefin polymer (TPO-ET), polyamide (PA) or mixtures thereof. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff ein Füll- und Verstärkungsmaterial, wie beispielsweise Glasfasern, Carbonfasern oder Kunststofffasern, enthält.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the plastic contains a filling and reinforcing material, such as glass fibers, carbon fibers or plastic fibers. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schäumen des Kunstoffs durch physikalisches und/oder durch chemisches Schäumen erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the foaming of the plastic takes place by physical and / or by chemical foaming. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schritt des Schäumens die Volumenabnahme des Kunststoffs beim Abkühlen vollständig durch die Volumenzunahme des Kunststoffs beim Schäumen ausgeglichen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the step of foaming, the volume decrease of the plastic during cooling is completely compensated by the volume increase of the plastic during foaming. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Volumenzunahme des Kunststoffs beim Schäumen durch Regelung der Anzahl von Kristallisationskeimen in dem Kunststoff geregelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the volume increase of the plastic during foaming is regulated by regulating the number of crystallization nuclei in the plastic. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Volumenzunahme des Kunststoffs beim Schäumen durch Regelung des Formfüllgrads geregelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the volume increase of the plastic during foaming is regulated by controlling the Formfüllgrads. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Volumenzunahme des Kunststoffs beim Schäumen durch Regelung des Drucks und/oder der Temperatur in dem Spritzgießwerkzeug geregelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the volume increase of the plastic during foaming is regulated by regulating the pressure and / or the temperature in the injection mold. Hybridbauteil, hergestellt mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1–9.Hybrid component made by a method according to any one of claims 1-9. Hybridbauteil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass Hybridbauteil als eine Kraftfahrzeugkomponente, insbesondere eine Zierblende oder Abdeckblende, ausgebildet ist.Hybrid component according to claim 10, characterized in that the hybrid component is designed as a motor vehicle component, in particular a trim panel or cover panel.
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Christoph Jaroschek, Spritzgießen für Praktiker, S. 103, Ausgabe: 06/2013, ISBN: 978-3-446-43610-7 *

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