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Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft das Teilplattieren eines Fahrzeugteils.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Gemäß der Entwicklung einer Kunststofftechnologie, die eine ausgezeichnete Festigkeit, Wärmebeständigkeit und Wärmeleitfähigkeit vergleichbar mit Metall aufweisen kann, hat die Verwendung von Kunststoffen als Leichtbaumaterial zur Verbesserung der Kraftstoffeffizienz in den Außenteilen eines Fahrzeugs zugenommen.
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Da sich die Anforderungen der Verbraucher an die Außenteile eines Fahrzeugs schrittweise diversifizieren und die Differenzierung von Design und Funktion bei jedem Fahrzeughersteller erfolgt, wird insbesondere die Bedeutung einer Technik zur Behandlung von Kunststoffoberflächen zur Verbesserung der äußeren Erscheinung von Kunststoffbauteilen zur Diversifizierung des Produktdesigns und Verbesserung der Qualität und Sicherstellung der Haltbarkeit, wie etwa der Wetterbeständigkeit, des Wärmewiderstands, des Wasserwiderstands oder dergleichen, zur Verlängerung der Lebensdauer von Fahrzeugteilen und zur Verbesserung der Sicherheit hervorgehoben.
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Gemäß einer der Techniken zur Behandlung von Kunststoffoberflächen kann ein Außenteil aus Kunststoffmaterial mit einer Metallkomponente plattiert werden, um dadurch ein metallisches Aussehen auszubilden und gleichzeitig die Leichtigkeit des Kunststoffmaterials sicherzustellen.
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Jedoch ist die Technik des Plattierens einer Außenfläche des Kunststoffmaterials mit einer Metallkomponente nach dem Stand der Technik dahingehend problematisch, dass eine große Menge der Metallkomponente zum Plattieren erforderlich ist, da die Metallkomponente auf der gesamten Oberfläche des Außenteils aus Kunststoffmaterial plattiert wird.
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Die Offenbarung dieses Abschnitts soll den Hintergrund der Erfindung bereitstellen. Die Anmelderin führt aus, dass dieser Abschnitt Informationen enthalten kann, die vor dieser Anmeldung zur Verfügung standen. Durch das Bereitstellen dieses Abschnitts erkennt die Anmelderin jedoch nicht an, dass in diesem Abschnitt enthaltene Informationen Stand der Technik darstellen.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zum Teilplattieren eines Harzteils eines Fahrzeugs, bei dem ein Abschnitt eines Kunststoffaußenteils des Fahrzeugs maskiert wird, um das Kunststoffaußenteil in einen Plattierungsbereich und einen Nicht-Plattierungsbereich zu unterteilen, und nasses Elektroplattieren durchgeführt wird, so dass nur der Plattierungsbereich mit einer Metallkomponente plattiert wird, und ein plattiertes Harzteil eines Fahrzeugs unter Verwendung desselben.
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Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind anhand der folgenden Beschreibung zu verstehen und werden mit Bezug auf die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offensichtlich. Es ist für Fachleute, an die sich die vorliegende Erfindung richtet, auch offensichtlich, dass die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung durch die beanspruchten Mittel und Kombinationen davon realisiert werden können.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Teilplattieren eines Harzteils eines Fahrzeugs: einen Maskierungsschritt des Aufbringens von Maskierungslack auf ein Spritzgussprodukt aus Kunststoffharz, um das Spritzgussprodukt in einen Plattierungsbereich, auf den eine Metallkomponente zu plattieren ist, und einen Nicht-Plattierungsbereich, auf den die Metallkomponente nicht zu plattieren ist, zu unterteilen, einen Ätzschritt des Ätzens des maskierten Spritzgussprodukts in einer Ätzlösung, um einige Komponenten des Harzes aus dem Plattierungsbereich zu eluieren, und einen Elektroplattierungsschritt des Elektroplattierens des geätzten Spritzgussprodukts in einem Plattierungsbad.
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Bei dem Maskierungsschritt kann der Maskierungslack, der eine Polymerharzzusammensetzung enthält, entlang eines Umfangs des Nicht-Plattierungsbereichs aufgebracht werden.
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Der Maskierungslack kann in einer geschlossenen Kurvenform aufgebracht werden.
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Der Maskierungslack kann ein Polyvinylchlorid-(PVC-)Lack sein.
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Der Maskierungslack kann ein Gemisch aus Polyvinylchlorid (PVC) und einem Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (EVA) sein.
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Zumindest zwei Elektroden können in den Plattierungsbereich des Spritzgussprodukts eingebracht werden.
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Bei dem Maskierungsschritt kann der Nicht-Plattierungsbereich einen Abschnitt umfassen, auf den der Maskierungslack aufgebracht wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein plattiertes Harzteil eines Fahrzeugs unter Verwendung des Verfahrens zum Teilplattieren eines Harzteils eines Fahrzeugs, das durch Elektroplattieren eines aus Kunststoffharz hergestellten und an einem Außenbereich eines Fahrzeugs angebrachten Spritzgussprodukts mit einer Metallkomponente hergestellt ist, durch Aufbringen von Maskierungslack auf das Spritzgussprodukt, um das Spritzgussprodukt in einen Plattierungsbereich, auf den die Metallkomponente plattiert ist, und einen Nicht-Plattierungsbereich, auf den die Metallkomponente nicht plattiert ist, zu unterteilen, Ätzen des maskierten Spritzgussprodukts und anschließendes Elektroplattieren des geätzten Spritzgussprodukts in einem Plattierungsbad, in dem die Metallkomponente gelöst wird, hergestellt.
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Der Maskierungslack kann in einer geschlossenen Kurvenform entlang eines Umfangs des Nicht-Plattierungsbereichs aufgebracht werden.
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Der Maskierungslack kann ein Gemisch aus Polyvinylchlorid (PVC) und einem Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (EVA) sein.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Kühlergrill in dem Zustand eines Halbzeugs (Zwischenprodukts) darstellt, bevor das Teilplattieren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
- 2 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A von 1 und stellt einen Zustand dar, in dem ein Harzteil durch das Maskieren von Lack gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einen Plattierungsbereich und einen Nicht-Plattierungsbereich unterteilt wird.
- 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Kühlergrills nach dem Teilplattieren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A von 3.
- 5 ist ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung des Verfahrens zum Teilplattieren eines Harzteils eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden wird das Verfahren zum Teilplattieren eines Harzteils eines Fahrzeugs gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
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Das Verfahren zum Teilplattieren eines Harzteils eines Fahrzeugs gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst einen Maskierungsschritt (S110) des Aufbringens von Maskierungslack 13 auf ein Spritzgussprodukt aus Kunststoffharz zur Unterteilung des Spritzgussprodukts in einen Plattierungsbereich 11, auf den eine Metallkomponente zu plattieren ist, und einen Nicht-Plattierungsbereich 12, auf den die Metallkomponente nicht zu plattieren ist, einen Ätzschritt (S120) des Ätzens des maskierten Spritzgussprodukts in einer Ätzlösung, um einige Komponenten des Harzes aus dem Plattierungsbereich zu eluieren, und einen Elektroplattierungsschritt (S130) des Elektroplattierens des geätzten Spritzgussprodukts in einem Plattierungsbad.
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In dem Maskierungsschritt (S110) ist das durch Spritzgießen hergestellte Kunststoffspritzgussprodukt unter Verwendung des Maskierungslacks in den Plattierungsbereich 11, auf den die Metallkomponente zu plattieren ist, und den Nicht-Plattierungsbereich 12, auf den die Metallkomponente nicht zu plattieren ist, unterteilt.
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Lediglich ein Abschnitt des Spritzgussprodukts, der nach außen freiliegt, wird mit der Metallkomponente plattiert, und ein Abschnitt, der nicht nach außen freiliegt, wird nicht mit der Metallkomponente plattiert, wobei das Spritzgussprodukt ein Außenteil eines Fahrzeugs ist. Daher wird der nach außen freiliegende Abschnitt zu dem Plattierungsbereich 11, und der Abschnitt, der nicht nach außen freiliegt, wird zu dem nicht plattierten Bereich 12.
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Ein Beispiel für das Spritzgussprodukt kann einen Kühlergrill 10 umfassen, der an einer Frontfläche des Fahrzeugs angebracht ist. Der Kühlergrill 10 dient zum Schutz eines in einem Motorraum des Fahrzeugs eingebauten Kühlers und ist auch ein Hauptelement zur Ausbildung der Frontoberflächengestaltung des Fahrzeugs. In der Regel besteht der Kühlergrill 10 aus Kunststoffharz, einige hochwertige Fahrzeuge bestehen jedoch aus einem Metallmaterial, oder wird durch Plattieren des Kunststoffharzes mit einer Metallkomponente hergestellt.
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Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird bei dem Verfahren zum Plattieren des Kunststoffharzes mit der Metallkomponente lediglich ein Abschnitt mit der Metallkomponente plattiert, wodurch sich der Bereich, auf den das Metallmaterial plattiert wird, verringert, wobei ein metallisches Aussehen ausreichend realisiert wird.
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Im Maskierungsschritt (S110) wird der Maskierungslack entlang eines Umfangs des Nicht-Plattierungsbereichs 12 aufgebracht. Da der Maskierungslack entlang des Umfangs des Nicht-Plattierungsbereichs aufgebracht wird, wird der Maskierungslack in einer geschlossenen Kurvenform aufgebracht. Der Maskierungslack wird in der geschlossenen Kurvenform aufgebracht, so dass der Abschnitt, auf den der Maskierungslack aufgebracht wird, und ein innerer Abschnitt der geschlossenen Kurve der Nicht-Plattierungsbereich 12 sind.
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1 stellt den Kühlergrill 10 in einem Halbzeug-(Zwischenprodukt-)Zustand dar. Eine Frontfläche des Kühlergrills ist der Plattierungsbereich 11, der nach außen freiliegt, und der verbleibende Abschnitt, der einen Umfang der Frontfläche umfasst, ist der Nicht-Plattierungsbereich 12. Ferner ist die gesamte Rückfläche des Kühlergrills 10 der Nicht-Plattierungsbereich 12.
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Das heißt, dass, wie in 2 dargestellt, bei dem Kühlergrill 10 der Maskierungslack 13 entlang des Umfangs der Frontfläche des Kühlergrills 10 aufgebracht ist, und somit sind der Abschnitt A auf der Vorderfläche und die gesamte Rückfläche der Nicht-Plattierungsbereich 12, und der Abschnitt B auf der Frontfläche, der nach außen freiliegt, ist der Plattierungsbereich 11.
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In dem Maskierungsschritt (S110) enthält der zur Maskierung verwendete Maskierungslack 13 eine Polymerharzzusammensetzung. Beispielsweise kann der Maskierungslack 13 Polyvinylchlorid (PVC) oder ein Gemisch aus dem PVC-Lack und einem Ethylen-Vinylacetat-Copolymer-(EVA-)Lack sein.
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In dem Ätzschritt (S120) wird das Spritzgussprodukt in der Ätzlösung geätzt. Durch den Ätzschritt (S120) werden einige Komponenten aus dem Spritzgussprodukt eluiert.
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Einige Komponenten des Harzes werden aus dem Spritzgussprodukt eluiert, so dass die Metallkomponente in den Abschnitt eindringt, aus dem einige Komponenten zum Zeitpunkt des Plattierens eluiert sind. Dadurch wird eine Bindungskraft zwischen der Metallkomponente, die auf eine Oberfläche des Plattierungsbereichs 11 plattiert ist, und dem Spritzgussprodukt verbessert.
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Währenddessen wird in dem Ätzschritt S120 in dem Abschnitt, auf den der Maskierungslack aufgebracht ist, aufgrund des Maskierungslacks 13 keine Komponente aus dem Spritzgussprodukt eluiert, und da der Maskierungslack 13 aufgebracht ist, wird die Metallkomponente nicht darauf plattiert, und somit wird der Abschnitt, auf den der Maskierungslack aufgebracht ist, zu dem Nicht-Plattierungsbereich. Ferner wird auch ein von dem Maskierungslack 13 umgebener Abschnitt ebenfalls zu dem Nicht-Plattierungsbereich, da die Metallkomponente zum Zeitpunkt der nachfolgend zu beschreibenden Plattierung nicht darauf plattiert wird.
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Beispielsweise dient, wenn das Spritzgussprodukt aus einem Acrylnitril-Butadien-Styrol-(ABS-)Harz besteht, der Maskierungslack 13 dazu, im Ätzschritt (S120) eine Elution des Butadiens aus dem ABS-Harz zu verhindern. Da durch das Ätzen Butadien von dem ABS-Harz nach außen eluiert wird, dringt in dem Plattierungsbereich 11 die Metallkomponente in den eluierten Abschnitt ein, wodurch sich die Bindungskraft der auf den Plattierungsbereich 11 aufgebrachten Metallkomponente erhöht.
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In dem Elektroplattierungsschritt (S130) wird das geätzte Spritzgussprodukt in dem Plattierungsbad, in dem die Metallkomponente gelöst ist, mit der Metallkomponente plattiert.
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In dem Elektroplattierungsschritt (S130) wird ein Strom durch eine in das Spritzgussprodukt eingebrachte Elektrode angelegt, so dass die in dem Plattierungsbad gelöste Metallkomponente auf die Oberfläche des Spritzgussprodukts plattiert wird.
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Insbesondere wird in dem Elektroplattierungsschritt (S130) die Metallkomponente nicht auf den durch Unterteilen des Spritzgussprodukts durch den Maskierungslack 13 gebildeten Nicht-Plattierungsbereich plattiert. In dem Spritzgussprodukt sind zumindest zwei Elektroden entlang des Umfangs des Plattierungsbereichs 11 zur Elektroplattierung eingebracht, und bei Anlegen des Stroms an die Elektrode fließt der Strom durch die Innenseite des Plattierungsbereichs 11. Der Maskierungslack 13 dient als Isoliermaterial, so dass der Abschnitt, auf den der Maskierungslack 13 aufgebracht ist, und ein innerer Abschnitt davon nicht mit der Metallkomponente plattiert werden.
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Entsprechend weist das Spritzgussprodukt nach dem Elektroplattieren des geätzten Spritzgussprodukts eine abgeschlossene Form auf, wie in 3 dargestellt. Ein Abschnitt in dem Kühlergrill 10, der mit diagonalen Linien schraffiert ist, ist eine Metallplattierungsschicht, die auf dem Kunststoffharz durch das Elektroplattieren gebildet ist.
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4 ist eine Querschnittsansicht, die veranschaulicht, dass in dem Maskierungsschritt (S110) lediglich auf dem als Plattierungsbereich 11 festgelegten Abschnitt eine gleichmäßige Metallplattierungsschicht 14 ausgebildet wird. Die Metallplattierungsschicht 14 ist nicht auf den verbleibenden Abschnitten ausgebildet, das heißt auf dem Abschnitt, auf dem der Maskierungslack 13 aufgebracht ist, und der Rückseite des Spritzgussprodukts.
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Die Metallplattierungsschicht 14 wird lediglich auf dem Plattierungsbereich 11 ausgebildet, der ein nach außen freiliegender Bereich ist, wodurch der plattierte Bereich reduziert wird.
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Ein plattiertes Harzteil eines Fahrzeugs unter Verwendung des Verfahrens zum Teilplattieren eines Harzteils eines Fahrzeugs gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird unter Verwendung des Verfahrens zum Teilplattieren eines Harzteils eines Fahrzeugs wie oben beschrieben hergestellt.
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Das in dem Fahrzeug zu verwendende Harzteil eines Fahrzeugs wird in einem Halbzeug-(Zwischenprodukt-)Zustand durch Spritzgießen unter Verwendung des Kunststoffharzes hergestellt und wird dann unter Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens zum Teilplattieren zu einem teilweise plattierten Gesamtprodukt, bei dem lediglich der nach außen freiliegende Abschnitt mit der Metallkomponente plattiert wird.
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Hierbei kann ein Beispiel für das Harzteil eines Fahrzeugs den an der Frontfläche des Fahrzeugs angebrachten Kühlergrill 10 umfassen.
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Der Abschnitt des Kühlergrills 10, der nach außen freiliegt, das heißt die Frontfläche, wird für ein verbessertes Erscheinungsbild mit der Metallkomponente plattiert, und der Umfang der Vorderfläche und der Rückfläche, die nicht nach außen freiliegen, werden nicht mit der Metallkomponente plattiert, wodurch sich der plattierte Bereich verringert.
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Da der mit der Metallkomponente plattierte Bereich verringert wird, verringert sich die Gebrauchsmenge an teurer Metallkomponente so stark wie die verringerte Fläche, wodurch die Kosten gesenkt werden können.
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In Ausführungsformen wird ein Zwischenprodukt aus einem Kunststoff- oder Harzmaterial für die Teilplattierung bereitgestellt. In Ausführungsformen wird das Zwischenprodukt durch Spritzgießen hergestellt. In Ausführungsformen umfasst das Zwischenprodukt zumindest eine Oberfläche für eine Metallplattierung und zumindest eine zusätzliche Oberfläche für keine Metallplattierung. In Ausführungsformen kann die zumindest eine Oberfläche für eine Plattierung getrennt von der zumindest einen zusätzlichen Oberfläche für eine Nicht-Plattierung sein oder nicht. In den Ausführungsformen umfasst das Kunststoffzwischenprodukt eine erste Oberfläche zum Plattieren und eine zweite Oberfläche zum Nicht-Plattieren, die unmittelbar neben der ersten Oberfläche liegt, so dass die erste Oberfläche an die zweite Plattierungsoberfläche angrenzt. In den Ausführungsformen sind die erste und die zweite angrenzende Oberfläche aus dem gleichen Harzmaterial gefertigt, dies ist jedoch nicht notwendig. In einigen Ausführungsformen umfassen die erste und die zweite angrenzende Oberfläche ein Acrylnitril-Butadien-Styrol-(ABS-)Harzmaterial.
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In Ausführungsformen wird auf das Zwischenprodukt teilweise ein Maskierungsmaterial oder Maskierungslack aufgebracht, um die Oberfläche zum Plattieren von den angrenzenden Oberflächen zum Nicht-Plattieren zu trennen. Bei dem Zwischenprodukt, das die erste Oberfläche zum Plattieren und die zweite Oberfläche zum Nicht-Plattieren umfasst, wird das Maskierungsmaterial über die zweite Oberfläche entlang des Randes der zweiten Oberfläche derart aufgebracht, dass die erste Oberfläche zum Plattieren nicht von dem Maskierungsmaterial bedeckt wird, während das Maskierungsmaterial die zweite Oberfläche oder ein Band entlang der Kante überlagert oder bedeckt. In Ausführungsformen wird die erste Oberfläche zum Plattieren freigelegt, während die zweite Oberfläche zumindest teilweise bedeckt ist, um die äußere Begrenzung der ersten Oberfläche zu definieren. In Ausführungsformen wird das Maskierungsmaterial entlang der Begrenzung der ersten Oberfläche zum Plattieren aufgebracht, so dass das Maskierungsmaterial eine geschlossene Schleife bildet, die die erste Oberfläche umgibt.
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In Ausführungsformen wird die erste Oberfläche zum Plattieren des teilweise maskierten Zwischenprodukts einer Ätzung unterzogen, indem die erste Oberfläche mit einem flüssigen Ätzmittel in Kontakt gebracht wird. In Ausführungsformen wird zumindest eine Komponente des Harzmaterials von der freigelegten ersten Oberfläche durch das Ätzmittel eluiert oder gelöst. In Ausführungsformen verhindert das Maskierungsmaterial, dass das Ätzmittel die zweite Oberfläche oder den Bandabschnitt der zweiten Fläche, der mit dem Maskierungsmaterial bedeckt ist, kontaktiert. In Ausführungsformen wird, wenn die erste Oberfläche ein ABA-Harzmaterial umfasst, Butadien von der ersten Oberfläche zum Plattieren eluiert.
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In Ausführungsformen wird das geätzte Zwischenprodukt zur Bildung einer metallischen Schicht auf der ersten Oberfläche einer Metallplattierung unterzogen. In Ausführungsformen sind eine oder mehrere Elektroden auf der ersten Oberfläche zum Plattieren, z. B. entlang der von dem Maskierungsmaterial umgebenen Begrenzung der ersten Oberfläche, ausgebildet. In Ausführungsformen wird das Zwischenprodukt so in ein Plattierungsbad verbracht, dass die erste Oberfläche und die eine oder mehreren Elektroden in Kontakt mit einer in dem Plattierungsbad enthaltenen Plattierungsflüssigkeit kommen. Anschließend wird in Ausführungsformen ein elektrischer Strom zum Elektroplattieren auf die erste Oberfläche angelegt, um eine metallische Schicht zu bilden, die von dem Maskierungsmaterial umgeben ist. Anschließend wird das Maskierungsmaterial entfernt. In Ausführungsformen umfasst das resultierende Produkt die metallisch plattierte Schicht auf der ersten Oberfläche, während die zweite Oberfläche für die Nicht-Plattierung nicht vergrößert wird.
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Gemäß dem Verfahren zum Teilplattieren eines Harzteils eines Fahrzeugs und dem plattierten Harzteil eines Fahrzeugs unter Verwendung desselben mit der oben beschriebenen Konfiguration gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist es durch das Durchführen einer Maskierung zum Unterteilen des Harzteils in den Plattierungsbereich und den Nicht-Plattierungsbereich und das Durchführen einer Plattierung mit der Metallkomponente derart, dass lediglich der Abschnitt des Außenteils des Fahrzeugs, der nach außen freiliegt, mit der Metallkomponente plattiert wird, möglich, den Plattierungsbereich zu verringern.
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Wenn der Plattierungsbereich verringert wird, wird die Menge an Metallkomponente, die zum Plattieren benötigt wird, verringert, und damit ist es möglich, Kosten und Gewicht der Außenteile zu reduzieren.
