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Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Dekorteil zur Verwendung in einem Fahrzeuginnenraum gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Außerdem betrifft die Anmeldung ein Verfahren zum Herstellen eines Dekorteils.
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Aus dem Stand der Technik sind Dekorteile für Fahrzeuginnenräume bekannt. Solche Dekorteile sind typischerweise zur Befestigung an einem Fahrzeuginnenverkleidungsteil, wie beispielsweise einer Instrumententafel, eingerichtet. Eine Sichtseite des Dekorteils weist in einem fertig montierten Zustand in den Fahrzeuginnenraum, so dass die Sichtseite des Dekorteils für einen in dem Fahrzeuginnenraum befindlichen Fahrzeuginsassen sicht- und anfassbar ist. Um eine ästhetisch ansprechende optische und haptische Erfahrung zu erzeugen ist es beispielsweise aus der Druckschrift
DE 10 2014 203 641 A1 bekannt, Dekorteile aus Holz mit einer durch Laserbestrahlung oder durch Prägen hervorgerufenen Oberflächenstrukturierung an der Sichtseite zu fertigen.
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Der vorliegenden Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dekorteil vorzuschlagen, welches sich durch eine für den Fahrzeuginsassen besonders ansprechende Optik und Haptik auszeichnet. Eine weitere Aufgabe der Anmeldung ist es, ein Herstellungsverfahren für ein entsprechendes Dekorteil vorzuschlagen.
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Die Aufgabe wird durch ein Dekorteil mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich mit den Merkmalen der abhängigen Ansprüche und der Ausführungsbeispiele.
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Das vorgeschlagene Dekorteil zur Verwendung in einem Fahrzeuginnenraum weist ein Substrat mit einer Sichtseite auf. Das Substrat umfasst auf der Sichtseite mehrere Aussparungen, in die Kugeln eingesetzt sind. Die Aussparungen sind mit Zugangsöffnungen versehen, die einen Öffnungsdurchmesser aufweisen, der geringer ist als ein Durchmesser der Kugeln, und die Kugeln sind jeweils in eine der Aussparungen derart eingebettet, dass die Kugeln drehbar sind und teilweise durch die Zugangsöffnungen hindurchragen.
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Dadurch, dass die Kugeln drehbar sind und teilweise durch die Zugangsöffnungen hindurchragen, ergibt sich für einen Fahrzeuginsassen eine besonders ansprechende Haptik, wenn dieser mit einer Hand über das Dekorteil streicht. Hierbei führen schon leichte Bewegungen der Hand zu Rotationen der durch die Hand berührten Kugeln in den jeweiligen Aussparungen. Die Rotationen der Kugeln folgen hierbei einer Bewegungsrichtung der Hand. Auf diese Weise bekommt der Fahrzeuginsasse durch das Berühren des Dekorteils ein Gefühl, welches einem Gefühl bei einem Berühren einer Flüssigkeit ähnelt.
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Bei dem Dekorteil kann es sich beispielsweise um ein Paneel handeln, welches an einem Fahrzeuginnenverkleidungsteil befestigt ist. Die Anmeldung betrifft auch ein Fahrzeuginnenverkleidungsteil, welches ein Dekorteil der beschriebenen Art aufweist. Hierbei kann das Dekorteil beispielsweise in Form einer Zierleiste ausgebildet sein.
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Die Kugeln können verteilt über die gesamte Sichtseite des Dekorteils angeordnet sein. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass das Dekorteil nur in einem Bereich oder mehreren Bereichen Kugeln aufweist. Diese Bereiche können beispielsweise einen Schriftzug oder ein anderes Muster bilden.
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Die Anmeldung betrifft auch ein Herstellungsverfahren für ein Dekorteil der beschriebenen Art durch ein additives Fertigungsverfahren wie beispielsweise durch selektives Lasersintern. Bei dem Verfahren kann es vorgesehen sein, dass eine Lage eines pulverförmigen Werkstoffs auf eine Unterlage aufgebracht wird. Anschließend kann ein bereichsweises Schmelzen oder Sintern des Werkstoffs durch einen Laserstrahl erfolgen. Daraufhin kann durch wiederholtes Aufbringen und bereichsweises Schmelzen oder Sintern des Werkstoffs in weiteren Lagen ein von der Sichtseite abgewandter Teil des Substrats aus dem Werkstoff gebildet werden.
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In einem weiteren Schritt kann es vorgesehen sein, dass durch wiederholtes Aufbringen und bereichsweises Schmelzen oder Sintern des Werkstoffs in weiteren Lagen die Kugeln und ein der Sichtseite zugewandter Teil des Substrats aus dem Werkstoff gebildet wird.
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Es kann hierbei oder bei anderen Herstellungsverfahren vorgesehen sein, dass die Kugeln und das Substrat aus demselben Material gefertigt werden. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass der gleiche pulverförmige Ausgangswerkstoff für die Herstellung der Kugeln sowie für die Herstellung des Substrats verwendet wird.
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Typischerweise wird anschließend verbliebenes nicht geschmolzenes oder gesintertes pulverförmiges Material entfernt. Hierbei entstehen Hohlräume zwischen den Kugeln und dem Substrat im Bereich der Aussparungen, so dass bei einem fertig hergestellten Dekorteil die Kugeln in den Aussparungen frei drehbar sind.
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Es kann bei dem Herstellungsverfahren auch vorgesehen sein, dass durch wiederholtes Aufbringen und bereichsweises Schmelzen oder Sintern des Werkstoffs in weiteren Lagen von der Sichtseite abgewandte Teile der Aussparungen gebildet werden. Typischerweise wird hierbei solange schichtweise Material geschmolzen oder gesintert, bis die gebildeten Teile der Aussparungen eine derartige Breite und Tiefe aufweisen, dass diese geeignet sind, Teile der Kugeln, beispielsweise Hemisphären der Kugeln, zu umfassen. Es kann anschließend vorgesehen sein, dass verbliebenes nicht geschmolzenes oder gesintertes pulverförmiges Material entfernt wird. Daraufhin können die Kugeln in die Teile der Aussparungen eingebracht werden. Durch wiederholtes Aufbringen und bereichsweises Schmelzen oder Sintern des Werkstoffs in weiteren Lagen können anschließend der Sichtseite zugewandte Teile der Aussparungen gebildet werden.
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Die Kugeln weisen einen geringeren Durchmesser als die Aussparungen auf, so dass die Kugeln bei einem fertig hergestellten Dekorteil in den Aussparungen frei drehbar sind.
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Es kann hierbei und bei anderen Herstellungsverfahren vorgesehen sein, dass die Kugeln und das Substrat aus unterschiedlichem Material gefertigt werden.
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Auch andere additive Fertigungsverfahren können für die Herstellung des Dekorteils zweckmäßig sein. Beispielsweise können das Substrat und/oder die Kugeln durch Multi-Jet-Modeling schichtweise aufgebaut werden. Eine Herstellung des Substrats und/oder der Kugeln durch ein additives Fertigungsverfahren bringt den Vorteil mit sich, dass hierbei keine formspeichernden Werkzeuge wie Gussformen zum Herstellen des Substrats beziehungsweise der Kugeln notwendig sind.
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Das Dekorteil ist typischerweise derart ausgeführt, dass die Kugeln einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweisen und die Kugeln in den Aussparungen um eine beliebige Achse drehbar sind. Auf diese Weise kann der oben beschriebene gewünschte haptische Effekt erreicht werden, unabhängig davon, in welcher Richtung die Hand des Fahrzeuginsassen über das Dekorteil geführt wird.
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Die Aussparungen können im Wesentlichen die Form von Kugelsegmenten aufweisen, so dass die Kugeln von den Aussparungen gleichmäßig umgeben werden. Ein Innendurchmesser der Aussparungen ist hierbei größer als ein Durchmesser der Kugeln, so dass sich zwischen den Kugeln und dem Substrat im Bereich der Aussparungen die Hohlräume ausbilden. Typischerweise beträgt der Innendurchmesser der Aussparungen weniger als ein 1,5-faches, vorzugsweise weniger als ein 1,2-faches, des Durchmessers der Kugeln.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Zugangsöffnungen im Wesentlichen kreisrunde Öffnungsflächen aufweisen. Auf diese Weise kann eine Reduzierung der Sichtbarkeit der Hohlräume zwischen den Kugeln und dem Substrat im Bereich der Aussparungen erreicht werden.
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Typischerweise weisen die Kugeln einen Durchmesser von weniger als 5 mm, vorzugsweise weniger als 1 mm, auf. Außerdem können die Kugeln einen Durchmesser von mindestens 0,1 mm aufweisen. Die Kugeln können beispielsweise Metall, Kunststoff oder keramisches Material umfassen. Insbesondere können die Kugeln aus einem Metallpulver oder aus einem Kunststoffpulver durch Lasersintern gefertigt sein. Alternativ können die Kugeln zum Beispiel aus einem Kunststoff, wie beispielsweise einem Photopolymer, gedruckt sein.
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Typischerweise weist das Substrat starres Material auf. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Substrat vollständig aus einem starren Material gefertigt ist. Eine Dicke des Substrats von einer Rückseite des Substrats bis zu der Sichtseite beträgt typischerweise mindestens 1 mm, bevorzugt mindestens 2 mm, besonders bevorzugt mindestens 5 mm.
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Das Substrat kann ein Metall und/oder einen Kunststoff umfassen. Insbesondere kann das Substrat aus einem Metallpulver oder aus einem Kunststoffpulver durch Lasersintern gefertigt sein. Alternativ kann das Substrat zum Beispiel aus einem Kunststoff, wie beispielsweise einem Photopolymer, gedruckt sein.
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Kugelsegmente der Kugeln ragen durch die Zugangsöffnungen und können somit für den Fahrzeuginsassen nicht nur anfassbar, sondern auch sichtbar sein. Es kann vorgesehen sein, dass die Kugeln in unterschiedlichen Bereichen ihrer Oberflächen unterschiedliche Farben aufweisen. Auf diese Weise kann eine ansprechende optische Wahrnehmung des Dekorteils durch den Fahrzeuginsassen erreicht werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Kugeln zumindest bereichsweise optisch transparent sind. Es kann beispielsweise auch vorgesehen sein, dass die Kugeln unterschiedliche Oberflächentexturen aufweisen und/oder dass die Kugeln in unterschiedlichen Bereichen ihrer Oberflächen unterschiedliche Oberflächentexturen aufweisen. Beispielsweise können die Kugeln in Bereichen ihrer Oberfläche glatt und in anderen Bereichen ihrer Oberfläch rau sein.
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Außerdem können die Kugeln Beschichtungen aufweisen. Beschichtungen können einerseits vorgesehen sein, um eine gewünschte optische Wirkung der Kugeln zu erzielen. Darüber hinaus können Beschichtungen beispielsweise vorgesehen sein, um gewünschte Reibungseigenschaften der Kugeln in den Aussparung zu erreichten. Beispielsweise kann die Beschichtung vorgesehen sein, um die Rotation der Kugeln in den Aussparungen leichtgängiger zu machen.
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Ausführungsbeispiele werden nachfolgend anhand der Abbildungen beschrieben. Es zeigen
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1 ein Dekorteil im Querschnitt,
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2 eine schematische Aufsicht auf das Dekorteil,
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3(a) eine Kugel in einer Seitenansicht,
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3(b) eine weitere Kugel im Querschnitt,
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4(a) einen Querschnitt des Substrats zu einem Zeitpunkt während einer Herstellung des Dekorteils gemäß einem ersten Verfahren,
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4(b) einen weiteren Querschnitt des Substrats zu einem weiteren Zeitpunkt während der Herstellung des Dekorteils,
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4(c) einen weiteren Querschnitt des Substrats sowie Kugeln zu einem weiteren Zeitpunkt während der Herstellung des Dekorteils,
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4(d) einen weiteren Querschnitt des Substrats sowie Kugeln zu einem weiteren Zeitpunkt während der Herstellung des Dekorteils,
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5(a) einen Querschnitt des Substrats zu einem Zeitpunkt während der Herstellung des Dekorteils gemäß einem zweiten Verfahre n,
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5(b) einen weiteren Querschnitt des Substrats zu einem weiteren Zeitpunkt während der Herstellung des Dekorteils,
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5(c) einen weiteren Querschnitt des Substrats sowie Kugeln zu einem weiteren Zeitpunkt während der Herstellung des Dekorteils sowie
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5(d) einen weiteren Querschnitt des Substrats sowie Kugeln zu einem weiteren Zeitpunkt während der Herstellung des Dekorteils.
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1 zeigt ein Dekorteil 1. Das Dekorteil 1 umfasst ein Substrat 2 mit einer Sichtseite 3. Das Dekorteil 1 ist zur Befestigung an einem Fahrzeuginnenverkleidungsteil, wie beispielsweise einer Instrumententafel oder einer Türverkleidung, eingerichtet. In einem fertig montierten Zustand weist die Sichtseite 3 des Dekorteils 1 in Richtung eines Fahrzeuginnenraums 4. Auf der Sichtseite 3 weist das Substrat 2 Aussparungen 5, 5', 5'' auf. Die Aussparungen 5, 5', 5'' sind in Form von Kugelsegmenten ausgeführt, die in dem dargestellten Querschnitt die Form von Kreissegmenten aufweisen. An der Sichtseite 3 weisen die Aussparungen 5, 5', 5'' jeweils Zugangsöffnungen 6, 6', 6'' auf.
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Das Substrat 2 ist aus einem starren Material gefertigt, so dass dieses für einen Fahrzeuginsassen nicht verformbar ist. In einigen Ausführungen ist das Substrat 2 beispielsweise aus einem Metall oder aus einem Kunststoffgefertigt. Das Substrat 2 weist von einer Rückseite 18 bis zu seiner Sichtseite 3 eine Dicke von zum Beispiel 6 mm auf.
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In die Aussparungen 5, 5', 5'' sind jeweils Kugeln 7, 7', 7'' eingebettet. Die Kugeln 7, 7', 7'' weisen einen kreisförmigen Querschnitt auf. Ein Durchmesser der Kugeln 7, 7', 7'' ist etwa um ein 1,1-faches geringer als ein Innendurchmesser der Aussparungen 5, 5', 5'', so dass zwischen den Kugeln 7, 7', 7'' und dem Substrat 2 im Bereich der Aussparungen 5, 5', 5'' Hohlräume 8, 8', 8'' ausgebildet sind. In anderen Ausführungen ist vorgesehen, dass der Durchmesser der Kugeln 7, 7', 7'' nur unwesentlich geringer als der Innendurchmesser der Aussparungen 5, 5', 5'' ist, so dass Kugeln 7, 7', 7'' im Bereich der Aussparungen 5, 5', 5'' an dem Substrat 2 anliegen. Typischerweise berühren die Kugeln 7, 7', 7'' das Substrat 2 im Bereich der Aussparungen 5, 5', 5'', so dass die Hohlräume 8, 8', 8'' entgegen der schematischen Darstellung in 1 nicht exakt die Form von Teilen von Kugelschalen aufweisen. Die Hohlräume 8, 8', 8'' montierfertigen Dekorteils 1 sind typischerweise mit Luft gefüllt.
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Die Kugeln 7, 7', 7'' sind drehbar in die Aussparungen 5, 5', 5'' eingebettet und ragen durch die Zugangsöffnungen 6, 6', 6'' in den Fahrzeuginnenraum 4 hinein, so dass die Kugeln 7, 7', 7'' von dem Fahrzeuginsassen gesehen und berührt werden können. Die Zugangsöffnungen 6, 6', 6'' weisen einen Öffnungsdurchmesser auf, der geringer ist als der Durchmesser der Kugeln 7, 7', 7'', so dass die Kugeln 7, 7', 7'' sicher durch das Substrat 2 gehalten werden und nicht in den Fahrzeuginnenraum 4 hineinfallen können.
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In 2 ist eine Aufsicht auf das Dekorteil 1 schematisch dargestellt. Wiederkehrende Merkmale sind in dieser und in den folgenden Abbildungen mit denselben Bezugszeichen versehen. Das Dekorteil 1 weist in einem Bereich Kugeln auf, von denen eine beispielhaft mit dem Bezugszeichen 7 gekennzeichnet ist. Die Kugel 7 ragt durch die Zugangsöffnung 6 des Substrats 2 hindurch. Die Zugangsöffnung 6 ist kreisförmig. Das Dekorteil 1 ist derart ausgebildet, dass bei einer Berührung des Bereichs des Dekorteils 1, der die Kugeln aufweist, durch eine Fingerkuppe des Fahrzeuginsassen mehrere Kugeln gleichzeitig berührbar sind. Dafür weisen die Kugeln einen Durchmesser von weniger als 1 mm, beispielsweise 0,5 mm, auf und benachbarte Kugeln sind nah nebeneinander angeordnet.
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3(a) und (b) zeigen beispielhaft zwei Ausführungen der Kugeln 9, 9'. In 3(a) ist eine Kugel 9 in einer Seitenansicht gezeigt. Die Kugel 9 ist mit einem oberen Bereich 10 und einem unteren Bereich 11 versehen. In dem oberen Bereich 10 ist die Oberfläche 12 der Kugel 9 schwarz eingefärbt. Außerdem weist die Oberfläche 12 der Kugel 9 in dem oberen Bereich 10 eine Rauheit auf. In dem unteren Bereich 11 ist die Oberfläche 12 der Kugel 9 glatt und hell eingefärbt. Somit ergibt sich für diese Kugel 9 in einem Dekorteil 1 eine unterschiedlich optische sowie haptische Wahrnehmung, je nachdem, zu welchen Teilen der obere Bereich 10 oder der untere Bereich 11 der Oberfläche 12 der Kugel 9 durch die Zugangsöffnung 6 hindurchragen.
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In 3(b) ist eine weitere Kugel 9' im Querschnitt gezeigt. Die Kugel 9' unterscheidet von der Kugel 9 dadurch, dass die Kugel 9' eine Beschichtung 13 aufweist. Die Beschichtung 13 besteht aus einem optisch transparenten Kunststoff. Ein Kern 14 der Kugel 9' ist ebenfalls aus einem Kunststoffgefertigt, der wie die Beschichtung 13 optisch transparentes Material umfasst.
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Die Kugeln 7, 7', 7'', 9, 9' sind wie das Substrat 2 aus einem starren Material gefertigt. Beispielsweise können die Kugeln 7, 7', 7'', 9 aus einem Metall, einem Kunststoff oder einem keramischen Material gefertigt sein.
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Die 4(a)–(d) zeigen das Dekorteil 1 zu unterschiedlichen Zeitpunkten während eines additiven Herstellungsprozesses. In 4(a) ist eine schematische Seitenansicht des Substrats 2 gezeigt. Die Herstellung des Dekorteils 1 erfolgt mittels eines selektiven Lasersinterverfahrens. Hierbei wird zunächst eine erste Lage eines sehr feinkörnigen Metallpulvers 15 mit einer Rolle auf eine Unterlage aufgebracht. Anschließend wird das Metallpulver 15 durch Bestrahlung mit einem Laserstrahl 16 bereichsweise gesintert oder verschmolzen, so dass gesinterte oder verschmolzene Bereiche 17 entstehen. Daraufhin wird eine weitere Lage des Metallpulvers 15 auf die erste Lage aufgebracht und erneut durch den Laserstrahl 16 gesintert oder verschmolzen. Auf diese Weise entsteht Lage für Lage ein von der Sichtseite 3 abgewandter Teil des Substrats 2, wie in 4(a) gezeigt. In der Darstellung bewegt sich der Laserstrahl 16 nach links, so dass in der obersten Lage angeordnetes Metallpulver 15 von rechts nach links bereichsweise gesintert oder geschmolzen wird.
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Die nachfolgende 4(b) zeigt das Dekorteil 1 zu einem späteren Zeitpunkt während der Herstellung. Hierbei werden die Kugeln 7, 7', 7'' wie das Substrat durch lagenweises Lasersintern gebildet. Auf diese Weise werden das Substrat 2 und die Kugeln 7, 7', 7'' aus demselben Material hergestellt. Zwischen den Kugeln 7, 7', 7'' und den entstehenden Aussparungen 5, 5', 5'' bilden sich die Hohlräume 8, 8', 8'' aus, die zu dem dargestellten Zeitpunkt mit Metallpulver 15 gefüllt sind.
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In 4(c) ist das bis zur Sichtseite 3 fertig gesinterte oder geschmolzene Dekorteil 1 dargestellt. Anschließend wird das Metallpulver 15 entfernt, so dass das fertig hergestellte Dekorteil 1 entsteht, wie in 4(d) dargestellt.
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Bei dem Metallpulver kann es sich beispielsweise um ein Aluminium-, Titan- oder Stahl-Pulver handeln. In anderen Ausführungen können auch Kunststoffe, wie beispielsweise Polyamid, das gegebenenfalls mit Glasfasern verstärkt ist, für die Herstellung des Dekorteils 1 Verwendung finden.
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5(a)–(d) zeigen unterschiedliche Zeitpunkte während einer Herstellung des Dekorteils 1 gemäß einem weiteren additiven Herstellungsverfahren. In dem in 5(a) dargestellten ersten Schritt unterscheidet sich dieses Herstellungsverfahren nicht von dem mit Bezug auf 4(a) beschriebenen.
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Anschließend werden jedoch nicht die Kugeln 7, 7', 7'' mit dem beschriebenen Lasersinterverfahren geformt, sondern es wird lediglich das Substrat 2 derart lagenweise geformt, dass untere Teile der Aussparungen 5, 5', 5'' gebildet werden. Wie in 5(b) gezeigt ist, sind diese Teile der Aussparungen 5, 5', 5'' zunächst mit Metallpulver 15 gefüllt. Das Substrat 2 wird von einer seiner Sichtseite 3 abgewandten Seite her so lange lagenweise gebildet, bis die Teile der Aussparungen 5, 5', 5'' die Form von Halbkugeln annehmen. Anschließend wird das Metallpulver aus den halbkugelförmigen Teilen der Aussparungen 5, 5', 5'' entfernt und es werden vorgefertigte Kugeln 19, 19', 19'' in die Teile der Aussparungen 5, 5', 5'' eingesetzt, wie in 5(c) gezeigt ist.
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Schließlich wird der restliche Teil des Substrats 2 bis zur Sichtseite 3 durch lagenweises Lasersintern gebildet, wie in 5(d) dargestellt ist. Hierbei wird erneut Metallpulver 15 auf das Substrat 2 aufgebracht und anschließend durch den Laserstrahl 16 gesintert oder verschmolzen. Das Metallpulver 15 kann hierbei gegebenenfalls auch die zwischen den Kugeln 19, 19', 19'' und dem Substrat 2 ausgebildeten Hohlräume 8, 8', 8'' ausfüllen. Auf diese Weise werden die Zugangsöffnungen 6, 6', 6'' gebildet, so dass die Kugeln 19, 19', 19'' in die Aussparungen 5, 5', 5'' des Substrats 2 drehbar eingebettet sind.
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Lediglich in den Ausführungsbeispielen offenbarte Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen können miteinander kombiniert und einzeln beansprucht werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014203641 A1 [0002]
