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Die Erfindung betrifft ein Herstellungswerkzeug, insbesondere Spritzgießwerkzeug, und ein Verfahren zur Herstellung eines Formteils, insbesondere eines als Formteils ausgebildeten Dekor- und/oder Verkleidungsteils für einen Fahrzeuginnenraum, sowie einen Einleger für ein derartiges Herstellungswerkzeug.
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Das Herstellungswerkzeug zur Herstellung eines Formteils umfasst eine Oberform und eine Unterform, die zwischen sich eine Kavität zur Herstellung des Formteils ausbilden. Die Kavität weist eine Oberformseite und eine Unterformseite auf, wobei eine oberformseitige Wandung der Kavität von der Oberform und eine unterformseitige Wandung von der Unterform ausgebildet ist. Das Herstellungswerkzeug umfasst ferner einen Einleger mit einer Vorderseite und einer Rückseite, wobei der Einleger mit seiner Vorderseite der oberformseitigen Wandung zugewandt ist und insbesondere an der oberformseitigen Wandung angelegt oder anlegbar ist.
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Im Fahrzeuginnenraum werden zahlreiche als Formteil ausgebildete Dekor- und Verkleidungsteile eingebaut, beispielsweise Türverkleidungen, Konsolen- und Instrumentenverblendungen. Zu den Dekor- und Verkleidungsteilen zählen auch Bedientasten bzw. die Abdeckungen von Bedientasten.
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Derartige Formteile weisen eine als Sichtseite ausgebildete Vorderseite und eine Rückseite auf, wobei das Formteil wenigstens einen Träger umfasst und an seiner Vorderseite eine Lack- oder Harzschicht und eine Oberflächenstruktur aufweist. Die Oberflächenstruktur kann in der Lack-oder Harzschicht und/oder in dem Träger und/oder in einer gegebenenfalls vorgesehenen Dekorschicht zwischen Lack-oder Harzschicht und Träger ausgebildet sein.
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Die Herstellung einer solchen Oberflächenstruktur, beispielsweise durch einen Holzschliff, gestaltet sich am fertigen Formteil aufgrund der dreidimensionalen Geometrie des Formteils schwierig. Zum Beispiel kann es vorkommen, dass gewünschte Erhebungen an der Oberfläche des Formteils mit abgeschliffen werden. Zudem besteht das Problem, dass die hergestellte Oberflächenstruktur durch das anschließende Aufbringen einer Lack- oder Harzschicht verwaschen wird, oder beim Holzschliff anfallender Schleifstaub durch die Lackschicht oder Harzschicht mit eingeschlossen wird.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues Herstellungswerkzeug anzugeben, insbesondere ein Herstellungswerkzeug, mit dem die Herstellung von Formteilen ermöglicht wird, bei denen die vorgenannten Probleme zumindest weitestgehend vermieden werden. Zudem ist es Aufgabe der Erfindung, ein neues Verfahren anzugeben, insbesondere ein Verfahren, mit dem ebenfalls die Herstellung von Formteilen ermöglicht wird, bei denen die vorgenannten Probleme zumindest weitestgehend vermieden werden. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, einen neuen Einleger für ein derartiges Herstellungswerkzeug anzugeben.
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Die Aufgabe wird hinsichtlich des Herstellungswerkzeugs gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1, hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 7 sowie hinsichtlich des Einlegers durch die Merkmale des Anspruchs 12. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Das erfindungsgemäße Herstellungswerkzeug ist dadurch gekennzeichnet, dass der Einleger an seiner Vorderseite eine erste Schicht und an seiner Rückseite eine zweite Schicht umfasst, wobei die erste Schicht an ihrer der zweiten Schicht zugewandten Seite eine Oberflächenstruktur zur Ausbildung der Oberflächenstruktur des Formteils aufweist, und wobei die zweite Schicht eine an der ersten Schicht vorgesehene Lack- oder Harzschicht ist.
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Die zweite Schicht ist somit eine Lack- oder Harzschicht, an die nach dem Einlegen des Einlegers in die Kavität der Träger angespritzt oder angepresst wird. Gegebenenfalls können vor dem Anbringen oder Anpressen des Trägers noch eine oder mehrere weitere Schichten, insbesondere Dekorschichten, in die Kavität eingelegt werden, so dass diese im fertigen Formteil zwischen der zweiten Schicht des Einlegers und dem Träger angeordnet sind.
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Bei der Oberflächenstruktur kann es sich beispielsweise um eine raue, gerillte, geprägte oder wellige Oberfläche handeln. Beispielsweise ist die Oberflächenstruktur haptisch fühlbar oder ertastbar. Die Oberflächenstruktur kann Ausnehmungen, Löcher oder Vorsprünge aufweisen. Die Oberflächenstruktur ist zu unterscheiden von der dreidimensionalen Formgebung des Formteils. Unter Oberflächenstruktur wird im Unterschied zur dreidimensionalen Form des Formteils die Feinstruktur der Oberfläche an der Sichtseite des Formteils verstanden.
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Die Vorteile des erfindungsgemäßen Herstellungswerkzeugs liegen insbesondere darin, dass mit diesem Herstellungswerkzeug ein Formteil mit einer Oberflächenstruktur erzeugt wird und das Formteil gleichzeitig lackiert wird. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass flexibel, ohne das Herstellungswerkzeug umrüsten zu müssen, durch Verwendung unterschiedlicher Einleger unterschiedliche Oberflächenstrukturen und Lackierungen erzeugt werden können.
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Zudem bringt die Erfindung den Vorteil mit sich, dass Kosten für Herstellungswerkzeuge, Einleger und zusätzliche Arbeitsschritte, wie das Lackieren, eingespart werden können.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die erste Schicht des Einlegers Papier umfasst oder aus Papier gebildet ist, wobei das Papier vorzugsweise eine hohe Dichte aufweist. Der Einleger kann beispielsweise aber auch Metall oder Kunststoff umfassen oder aus Metall oder Kunststoff gebildet sein.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Lack- oder Harzschicht Melamin und/oder Acrylat und/oder PUR und/oder Epoxidharz umfasst oder aus Melamin und/oder Acrylat und/oder PUR und/oder Epoxidharz gebildet ist.
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Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung kann der Einleger flexibel ausgebildet sein. Hierbei kann der Einleger zunächst ohne Vorformung in die Kavität eingelegt werden und durch das Einspritzen oder Andrücken des Trägermaterials gegen die Oberform gedrückt und dadurch verformt werden. Alternativ kann der Einleger aber auch beim Einlegen bereits vorgeformt sein und somit direkt an der Oberform anliegen.
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Eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, dass die Lack-oder Harzschicht eingefärbt ist.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass Mittel zur Fixierung des Einlegers an der oberformseitigen Wandung der Kavität vorgesehen sind, insbesondere wenigstens eine Einrichtung zur Vakuumansaugung.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Formteils, insbesondere eines als Formteil ausgebildeten Dekor- und/oder Verkleidungsteils für einen Fahrzeuginnenraum, betrifft die Herstellung eines Formteils, das eine als Sichtseite ausgebildete Vorderseite und eine Rückseite aufweist. Das Formteil umfasst wenigstens einen Träger und an seiner Vorderseite eine Lack- oder Harzschicht und eine Oberflächenstruktur. Das Verfahren wird mit einem Herstellungswerkzeug durchgeführt, vorzugsweise mit einem erfindungsgemäßen Herstellungswerkzeug. Das Herstellungswerkzeug umfasst eine Oberform und eine Unterform, die zwischen sich eine Kavität zur Herstellung des Formteils ausbilden, wobei die Kavität eine Oberformseite und eine Unterformseite aufweist, und wobei eine oberformseitige Wandung der Kavität von der Oberform und eine unterformseitige Wandung der Kavität von der Unterform ausgebildet ist.
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Das Verfahren umfasst folgende Schritte:
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Einlegen eines Einlegers in das geöffnete Herstellungswerkzeug, wobei der Einleger eine Vorderseite und eine Rückseite aufweist, und wobei der Einleger an seiner Vorderseite eine erste Schicht und an seiner Rückseite eine zweite Schicht umfasst. Die erste Schicht weist an ihrer der zweiten Schicht zugewandten Seite eine Oberflächenstruktur zur Ausbildung der Oberflächenstruktur des Formteils auf. Diese Oberflächenstruktur kann beispielsweise durch Prägung der ersten Schicht vor der Aufbringung der zweiten Schicht erzeugt worden sein. Die zweite Schicht ist eine an der ersten Schicht vorgesehene Lack- oder Harzschicht. Der Einleger wird mit seiner Vorderseite der oberformseitigen Wandung der Kavität zugewandt eingelegt. Folglich ist die Lack- oder Harzschicht der Kavität zugewandt, beispielsweise zur Kontaktierung eingebrachten Trägermaterials oder eingelegten Materials zur Bildung einer Dekorschicht in Folgeschritten.
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Hinterspritzen oder Hinterpressen des Einlegers mit einem Trägermaterial zur Bildung des Trägers des Formteils, wobei die Lack- oder Harzschicht des Einlegers den Träger oder ein weiteres zwischen Einleger und Trägermaterial eingelegtes Material zur Bildung einer Dekorschicht kontaktiert und damit die Lack- oder Harzschicht an der Vorderseite des Formteils bildet, wobei die Oberflächenstruktur der ersten Schicht des Einlegers der Lack-oder Harzschicht und/oder dem Träger und/oder der Dekorschicht an der Vorderseite des Formteils als Oberflächenstruktur aufgeprägt wird.
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Entnehmen des gebildeten Formteils aus der Kavität, wobei der Einleger noch mit dem Formteil verbunden ist.
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Entfernen, insbesondere abziehen der ersten Schicht des Einlegers vom Formteil zur Freilegung der Lack-oder Harzschicht und der Oberflächenstruktur an der Vorderseite des Formteils.
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Mit diesem Verfahren wird somit die Lack- oder Harzschicht von der Rückseite des Einlegers auf die als Sichtseite vorgesehene Vorderseite des Formteils übertragen und gleichzeitig die an der ersten Schicht des Einlegers ausgebildete Oberflächenstruktur auf die Lack- oder Harzschicht und/oder den Träger und/oder die Dekorschicht an der Vorderseite des Formteils übertragen, so dass die Vorderseite des Formteils diese Oberflächenstruktur aufweist.
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Eine bevorzugte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass die Viskosität der Lack- oder Harzschicht des Einlegers zur Verbesserung der Kontaktierung mit dem Träger oder dem weiteren zwischen Einleger und Trägermaterial eingelegten Material zur Bildung der Dekorschicht durch Temperatureinwirkung während des Hinterspritzens oder Hinterpressens reduziert wird. Vorzugsweise wird die Lack- oder Harzschicht durch Temperatureinwirkung verflüssigt. Beim anschließenden Aushärten des Trägers verbindet sich die Lack- oder Harzschicht mit dem Träger oder dem weiteren zwischen Einleger und Trägermaterial eingelegten Material zur Bildung der Dekorschicht.
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Bevorzugt wird der Einleger vor dem Einlegen in eine der vorgesehenen Form des Formteils entsprechende Form vorgeformt. Alternativ ist es aber auch möglich, den Einleger ohne entsprechende Vorformung in die Kavität einzulegen und erst beim Hinterspritzen oder Hinterpressen mit Trägermaterial zu formen.
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Wie bereits angesprochen kann vorgesehen sein, dass das Formteil eine Dekorschicht an der Vorderseite des Trägers umfasst, wobei das zur Bildung der Dekorschicht vorgesehene Material im Herstellungswerkzeug zwischen Einleger und einzuspritzendem oder einzulegendem Trägermaterial angeordnet wird und somit an der Rückseite des Einlegers vorgesehen ist. Das die Dekorschicht bildende Material kann ein Holzfurnier und/oder eine Metalllage und/oder eine Folie und/oder ein Textil und/oder Leder und/oder ein Stoff sein oder eines oder mehrere dieser Materialien umfassen. Es kann sich bei dem die Dekorschicht bildenden Material auch um einen Verbundwerkstoff umfassend eine Dekorlage, insbesondere ein Holzfurnier und/oder eine Metalllage und/oder eine Folie, vorzugsweise eine Kunststoff- und/oder Metallfolie, und/oder eine Textillage und/oder einen Stoff, handeln. Als weitere Lagen kann der die Dekorschicht bildende Werkstoff eine Klebstofflage und eine über die Klebstofflage an der Dekorschicht angebundene Schutzschicht, insbesondere eine Textilmatte auf Faserbasis oder eine Vlieslage oder eine thermoplastische Kunststofflage oder eine Folie auf Kunststoff- und/oder Faserbasis oder ein Furnier, umfassen.
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Gemäß einer Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass der Einleger an der oberformseitigen Wandung der Kavität fixiert wird, insbesondere durch Vakuumansaugung.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Bildung des Trägers aus dem Trägermaterial, vorzugsweise einer Kunststoffformmasse, durch Hinterspritzen erfolgt, wobei zunächst die Kavität durch Zusammenfahren von Oberform und Unterform geschlossen und anschließend die Kunststoffformmasse an der Rückseite des Einlegers oder des die Dekorschicht bildenden Materials eingespritzt wird.
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Gemäß einer Weiterbildung wird nach dem Hinterspritzen bzw. Hinterpressen und Aushärten des Trägermaterials die Kavität durch Auseinanderfahren von Oberform und Unterform geöffnet und das Formteil zusammen mit dem Einleger entnommen, anschließend wird die erste Schicht des Einlegers vom Formteil entfernt.
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Der erfindungsgemäße Einleger, insbesondere bestimmt zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Herstellungswerkzeug und/oder zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, weist eine Vorderseite und eine Rückseite auf. Der erfindungsgemäße Einleger ist dadurch gekennzeichnet, dass der Einleger an seiner Vorderseite eine erste Schicht und an seiner Rückseite eine zweite Schicht umfasst, wobei die erste Schicht an ihrer der zweiten Schicht zugewandten Seite eine Oberflächenstruktur aufweist, und wobei die zweite Schicht eine an der ersten Schicht vorgesehene Lack- oder Harzschicht ist.
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Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen
- 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Herstellungswerkzeug in einer schematischen Querschnittsdarstellung, und
- 2 ein Ausführungsbeispiel eines mit dem erfindungsgemäßen Herstellungswerkzeug und dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Formteils in einer schematischen Querschnittsdarstellung.
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Einander entsprechende Teile und Komponenten sind, auch über die verschiedenen Ausführungsbeispiele hinweg, in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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Ferner sei angemerkt, dass die Größenverhältnisse hinsichtlich der Schichtdicken und besonders hinsichtlich der Oberflächenstruktur zur Verdeutlichung der Erfindung rein schematisch dargestellt sind und nicht den realen Größenverhältnissen entsprechen müssen.
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1 zeigt ein erfindungsgemäßes Herstellungswerkzeug 10. Bei dem Herstellungswerkzeug 10 handelt es sich um ein Spritzgießwerkzeug zur Herstellung eines als Formteil 11 ausgebildeten Dekor- und/oder Verkleidungsteils für den Fahrzeuginnenraum gemäß 2.
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Das Formteil 11 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 2 weist eine als Sichtseite ausgebildete Vorderseite 12 und eine Rückseite 13 auf. Das Formteil 11 umfasst einen Träger 14 und eine Dekorschicht 28 an der Vorderseite des Trägers 14. Ferner weist das Formteil 11 an seiner Vorderseite 12 eine Lackschicht 27 und eine Oberflächenstruktur 15 auf.
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Das Herstellungswerkzeug gemäß 1 umfasst eine Oberform 16 und eine Unterform 17, die zwischen sich eine Kavität 18 zur Herstellung des Formteils 11 ausbilden. Die Kavität 18 weist eine Oberformseite 19 und eine Unterformseite 20 auf, wobei eine oberformseitige Wandung 21 der Kavität 18 von der Oberform 16 und eine unterformseitige Wandung 22 von der Unterform 17 ausgebildet ist.
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Das Herstellungswerkzeug 10 umfasst einen erfindungsgemäßen Einleger 23 mit einer Vorderseite 24 und einer Rückseite 25, wobei der Einleger 23 mit seiner Vorderseite 24 der oberformseitigen Wandung 21 zugewandt ist.
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Der erfindungsgemäße Einleger 23 umfasst an seiner Vorderseite 24 eine erste Schicht 26 und an seiner Rückseite eine zweite Schicht 27. Die erste Schicht 26 weist an ihrer der zweiten Schicht zugewandten Seite eine Oberflächenstruktur zur Ausbildung der Oberflächenstruktur 15 des Formteils 11 auf. Die zweite Schicht 27 ist eine an der ersten Schicht 26 vorgesehene Lackschicht 27.
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Die erste Schicht 26 des Einlegers 23 ist aus einem Papier gebildet, das vorzugsweise eine hohe Dichte aufweist. Die Lackschicht 27 ist aus Melamin gebildet und eingefärbt.
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Der Einleger 23 ist zum einen flexibel ausgebildet und zum anderen im dargestellten Ausführungsbeispiel vorgeformt.
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Es sind Mittel zur Fixierung (nicht in den Figuren dargestellt) des Einlegers 23 an der oberformseitigen Wandung 21 der Kavität 18 vorgesehen. Bei den Mitteln kann es sich um eine Einrichtung zur Vakuumansaugung handeln.
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An der Rückseite 25 des Einlegers 23 kann, wie in 1 gezeigt, ein Material 29 zur Bildung einer Dekorschicht in die Kavität 18 eingelegt werden, dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich.
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Mit dem Herstellungswerkzeug 10 gemäß 1 lässt sich ein Verfahren zur Herstellung eines Formteils 11 gemäß 2 durchführen.
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In einem ersten Schritt wird der erfindungsgemäße Einleger 23 in das Herstellungswerkzeug 10 eingelegt, wobei die Kavität 18 des Herstellungswerkzeugs 10 geöffnet ist.
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Der Einleger 23 kann vor dem Einlegen in eine der vorgesehenen Form des Formteils 11 entsprechende Form vorgeformt sein, dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich.
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Der Einleger 23 wird anschließend beispielsweise durch Vakuumansaugung an der oberformseitigen Wandung 21 der Kavität 18 fixiert.
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Nach dem Einlegen des Einlegers 23 wird an der Rückseite 25 des Einlegers 23 das zur Bildung der Dekorschicht 28 vorgesehene Material 29 im Herstellungswerkzeug 10 vorgesehen, wobei dieser Schritt entfällt, wenn keine Dekorschicht im Formteil vorgesehen ist.
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Anschließend wird das Herstellungswerkzeug 10 durch Zusammenfahren von Oberform 16 und Unterform 17 geschlossen.
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Nach dem Schließen wird der Einleger 23 mit einem Trägermaterial zur Bildung des Trägers 14 des Formteils 11 hinterspritzt, wobei zwischen Einleger 23 und Trägermaterial gegebenenfalls das die Dekorschicht 28 bildende Material 29 eingeschlossen wird.
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Der Träger 14 und damit das herzustellende Formteil 11 werden beim Hinterspritzen in der vorgesehenen Form geformt.
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Die Lackschicht 27 des Einlegers 23 kontaktiert hierbei die Dekorschicht 28 bzw. den Träger 14 direkt, sofern keine Dekorschicht vorgesehen ist, und bildet damit die Lackschicht 27 an der Vorderseite 12 des Formteils 11. Dabei wird auch die Oberflächenstruktur der ersten Schicht 26 des Einlegers 23 der Lackschicht 27 und der Dekorschicht 28 an der Vorderseite 12 des Formteils 11 als Oberflächenstruktur 15 aufgeprägt. Somit wird die Lackschicht 27 und auch die Oberflächenstruktur 15 auf die als Sichtseite vorgesehene Vorderseite 12 des Formteils 11 übertragen. Hierzu kann die Lackschicht 27 durch Temperatureinwirkung während des Hinterspritzens verflüssigt werden und sich beim Aushärten des Trägermaterials mit dem Träger 14 bzw. der Dekorschicht 28 verbinden.
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Nach dem Hinterspritzen und Aushärten des Trägermaterials wird die Kavität 18 durch Auseinanderfahren von Oberform 16 und Unterform 17 geöffnet und das Formteil 11 zusammen mit dem Einleger 23 entnommen. Der Einleger 23 wird anschließend vom Formteil 11 entfernt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Herstellungswerkzeug
- 11
- Formteil
- 12
- Vorderseite des Formteils
- 13
- Rückseite des Formteils
- 14
- Träger
- 15
- Oberflächenstruktur
- 16
- Oberform
- 17
- Unterform
- 18
- Kavität
- 19
- Oberformseite
- 20
- Unterformseite
- 21
- oberformseitige Wandung
- 22
- unterformseitige Wandung
- 23
- Einleger
- 24
- Vorderseite des Einlegers
- 25
- Rückseite des Einlegers
- 26
- erste Schicht
- 27
- zweite Schicht, Lack- oder Harzschicht
- 28
- Dekorschicht
- 29
- Material zur Bildung der Dekorschicht
