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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines integralen Emblems (Logo), und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Spritzgießen eines integrales Fahrzeug-Emblems mittels einer Spritzgießmaschine, die mit einer Folien-Zuführeinrichtung ausgerüstet ist, die der Form kontinuierlich In-Mold-Decoration-Foilen (IMD) zuführt.
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Beschreibung der verwandten Technik
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Im Allgemeinen ist ein Emblem oder Logo eine bildliche Darstellung eines Unternehmens oder einer Organisation, die in Form einer Zahl, eines Buchstabens, eines Symbols oder einer Kombination daraus gebildet wird. Ein Emblem eines Produktionsunternehmens wird auf einer Oberfläche eines von der Firma hergestellten Produkts angebracht und dient als Werbung für die Herstellerfirma oder das Produkt. Fahrzeugembleme werden zur Repräsentation der Herstellerfirma auf Außen- und/oder Innenabschnitten eines Fahrzeugs angebracht, einschließlich eines Airbags, der Oberfläche einer Kühlerhaube, einer Radkappe, einer Seitenverkleidung, eines Schaltknüppels usw.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht und eine vergrößerte Schnittansicht einer herkömmlichen Radkappe mit einem Emblem.
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Wie in 1 dargestellt wird ein Dünnblech 2-1' aus Aluminium zur einer Form, z. B. einer Kreisform, formgepresst, gewaschen, getrocknet und dann partiell mittels einer Maskierschablone mit einem Emblem oder Logo 2-2' lackiert. Anschließend wird das Logo 2-2' mit einem Klarlack 30' beschichtet, um den getrockneten Lackfilm zu schützen und mit Glanz zu versehen, um Wetterbeständigkeit und Beständigkeit gegen Abplatzen sicherzustellen.
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Zusätzlich zu den obigen Arbeitsgängen ist ein spritzgegossener Kunststoffartikel 10' für das Emblem oder Logo getrennt herzustellen, das auf den Innen- und/oder Außenabschnitten des Fahrzeugs anzubringen ist. Das Dünnblech aus Aluminium 2-1' mit dem Emblem oder Logo 2-2' darauf und der spritzgegossene Kunststoffartikel 10' werden mittels eines doppelseitigen Klebebands oder eines Klebstoffs zu dem Endprodukt kombiniert.
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Das derzeitige Herstellungsverfahren umfasst zahlreiche Prozesse, die die Herstellung kompliziert machen und die Qualitätsprobleme während den Prozessen verschärfen. Insbesondere bestehen das Dünnblech aus Aluminium und der spritzgegossene Kunststoffartikel aus verschiedenen Materialien, so dass sie bei einer schwachen Adhäsionskraft abblättern oder getrennt werden können, und die Rückseite des Dünnblechs aus Aluminium eine weiße Rostfarbe durch Erosion annimmt.
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Die in diesem Hintergrund-Abschnitt der Erfindung offenbarten Informationen dienen nur dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sind nicht als Bestätigung oder irgendeine Form eines Hinweises zu verstehen, dass sie den dem Fachmann bekannten Stand der Technik darstellen.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG
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Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung sind auf die Bereitstellung einer Fertigungsvorrichtung und eines Fertigungsverfahrens gerichtet, mit denen ein auf Fahrzeugelementen anzubringendes integrales Emblem unter Verwendung einer mit einer In-Mold Decoration (IMD)- Folienzuführeinrichtung verbundenen Spritzgießmaschine spritzgegossen wird.
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Eine Vorrichtung zur Herstellung eines integralen Emblems gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann eine Form mit einer ersten und einer zweiten Form und einem im geschlossenen Zustand darin ausgebildeten Hohlraum enthalten; eine an der ersten Form angeordnete IMD-Folienzuführeinrichtung zum Zuführen der IMD-Folie; einen in der Form angeordneten Positionsdetektor, der zum Detektieren der Position der IMD-Folie konfiguriert ist; und einen Injektor für das Einspritzmaterial, der an der Rückseite der zweiten Form angeordnet und mit einem Fluidpfad der zweiten Form kombiniert ist, wenn die Form geschlossen ist.
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Ferner kann gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Form eine Mehrzahl Hohlräume aufweisen.
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Ferner kann gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die IMD-Folie mindestens drei oder mehr Referenzpunkte aufweisen, die vom Positionsdetektor detektiert werden können.
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Ferner kann gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der Positionsdetektor einen Kameradetektor aufweisen, der an der ersten Form angeordnet ist.
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Ferner kann gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der Hohlraum eine erste Innenoberfläche haben, die geprägt oder graviert sein kann.
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Ferner kann gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung Vorrichtung auch einen Kühler enthalten, der zum Härten des eingespritzten Materials konfiguriert ist.
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Ein Verfahren zur Herstellung eines integrierten Emblems gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann das Anbringen und Markieren eines Referenzpunktes auf einer IMD-Folie enthalten; die Zuführung der IMD-Folie in einen Hohlraum der Form; die Detektion des Referenzpunktes durch den Positionsdetektor; das Einspritzen eines geschmolzenen Einspritzmaterials in den Hohlraum; und das Härten des Einspritzmaterials.
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Ferner können gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mindestens drei oder mehr Referenzpunkte an Ecken der IMD-Folie markiert werden.
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Ferner kann gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Detektion des Referenzpunktes durch den Positionsdetektor die Detektion des Referenzpunktes durch einen Kameradetektor und die Ausführung einer Feinjustierung zur Positionierung der IMD-Folie im Hohlraum enthalten.
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Ferner kann gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung das Einspritzmaterial ein oder mehrere Materialien enthalten, die aus einer Gruppe bestehend aus Acrylonitril-Butadien-Styrol (ABS), Polycarbonat/Acrylonitril-Butadien-Styrol (PC/ABS), modifiziertes Polyphenylenoxid (mPPO), Poly(methylmethacrylat) (PMMA), Polyamid (PA) und Polyphenylenether (PPE) gewählt werden.
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Ferner kann gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung das Verfahren nach dem Härten des Einspritzmaterials eine Klarlackbeschichtung der Oberfläche der IMD-Folie enthalten.
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Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben weitere Merkmale und Vorteile, die sich aus den beiliegenden Zeichnungen erschließen oder darin genauer dargestellt sind, die hiermit einbezogen werden, sowie der folgenden detaillierten Beschreibung, die zusammen zur Erläuterung bestimmter Prinzipien der vorliegenden Erfindung dienen.
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Figurenliste
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- 1A ist eine perspektivische Ansicht einer Radkappe mit einem Emblem gemäß der verwandten Technik;
- 1B ist eine vergrößerte Schnittansicht einer Radkappe mit einem Emblem gemäß der verwandten Technik;
- 2 ist eine Schnittansicht einer In-Mold Decoration (IMD)- Folie gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 3 ist eine Schnittansicht einer Vorrichtung zur Herstellung eines integralen Emblems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 4A ist eine perspektivische Ansicht eines integralen Emblems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 4B ist eine vergrößerte Schnittansicht eines integralen Emblems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
- 5 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Herstellung eines integralen Emblems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt.
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Es versteht sich, dass die beigefügten Zeichnungen nicht unbedingt maßstäblich sind, da sie eine etwas vereinfachte Darstellung der verschiedenen bevorzugten Merkmale zeigen, die für die Grundlagen der Erfindung beispielhaft sind. Die hierin offenbarten spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung die z. B. bestimmte Abmessungen, Ausrichtungen, Orte und Formen umfassen, werden zum Teil durch die besondere vorgesehene Anwendung und die Umgebungsbedingungen am Einsatzort bestimmt.
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In den Figuren kennzeichnen identische Bezugszeichen gleiche oder äquivalente Teile der vorliegenden Erfindung in den verschiedenen Figuren der Zeichnung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Nunmehr wird ausführlich auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung(en) eingegangen, von denen Beispiele in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind und nachstehend beschrieben werden. Obwohl die Erfindung(en) in Zusammenhang mit Ausführungsbeispielen beschrieben wird/ werden, versteht es sich, dass die vorliegende Beschreibung die Erfindung(en) nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränken soll. Die Erfindung(en) soll(en) vielmehr nicht nur die Ausführungsbeispiele, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen, die von Geist und Gültigkeitsbereich der Erfindung, die in den angefügten Ansprüchen definiert sind, abdecken.
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Es werden nicht alle Elemente der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben, und auf Beschreibungen von allgemein Bekanntem aus dem Stand der Technik oder von Überlappungen in den Ausführungsbeispielen wird verzichtet.
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Der Begriff „enthält (oder enthaltend)“ oder „weist auf (oder aufweisend)“ ist umfassend oder offen und schließt zusätzliche, unerwähnte Elemente oder Verfahrensschritte nicht aus, sofern nicht anderweitig angegeben.
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Obwohl die Begriffe „erster, erste, erstes“, „zweiter, zweite, zweites“, „dritter, dritte, drittes“ usw. hierin zur Beschreibung verschiedener Elemente, Bauteile, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte verwendet werden können, versteht es sich, dass diese Elemente, Bauteile, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte durch diese Begriffe nicht eingeschränkt werden sollten. Diese Begriffe dienen nur dazu, ein Element, ein Bauteil, einen Bereiche, eine Schicht und/oder einen Abschnitt gegenüber einem anderen Bereich, einer anderen Schicht oder einem anderen Abschnitt zu unterscheiden.
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Es versteht sich, dass die Singularformen „einer, eine, eines„ und „der, die, das“ auch die Pluralformen umfassen, sofern der Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes vorschreibt.
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Für Verfahrensschritte verwendete Bezugszeichen dienen nur zur Vereinfachung der Erläuterung, aber nicht zur Einschränkung der Reihenfolge der Schritte. Sofern der Zusammenhang also nicht eindeutig etwas anderes vorschreibt, kann die schriftliche Reihenfolge auch in anderer Weise ausgeführt werden.
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Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines integralen Emblems bereitzustellen. Ein Emblem ist eine bildliche Darstellung eines Unternehmens oder einer Organisation, die in Form einer Zahl, eines Buchstabens, eines Symbols oder einer Kombination daraus gebildet wird, und enthält ein Logo. Ein integrales Emblem gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung betrifft ein Emblem, das auf Innen- und/oder Außenabschnitten eines Fahrzeugs anzuordnen ist und das anhand eines Beispiels von Radkappen der vier Räder beliebiger Fahrzeugtypen beschrieben wird. Der Gültigkeitsbereich der der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf das Emblem auf der Radkappe beschränkt, sondern umfasst jegliches Emblem, das auf jeglichen Innen- und/oder Außenabschnitten des Fahrzeugs anzubringen ist.
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2 ist eine Schnittansicht einer In-Mold Decoration (IMD)-Folie, die in einer Herstellungsvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Zunächst wird anhand von 2 eine in einer Herstellungsvorrichtung und einem Verfahren gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung verwendete IMD-Folie 20 beschrieben.
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IMD ist eine Technologie zur Übertragung eines gedruckten Musters auf eine Oberfläche z. B. eines Kunststoffprodukts oder des Keramikprodukts in einer Form gleichzeitig mit dem Spritzgießen, indem eine mit dem gedruckten Muster laminierte Folie während des Spritzgießens des Kunststoffprodukts oder des Keramikprodukts in die Form eingeführt wird, und eine IMD-Folie eine im IMD-Verfahren verwendete Folie ist. Die IMD-Folie wird in weitem Umfang zur Dekoration und zum Schutz eines Gehäuses des SmartPhones, des Laptop Personal Computers (PC), und/oder der Digitalkamera, eines Gehäuses einer Mehrzahl Küchengeräte, eines Kosmetikbehälters und/oder einer Oberfläche von Fahrzeugelementen verwendet.
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Die IMD-Folie 20 kann eine Klebeschicht 1, eine bedruckte Schicht 2 und eine Deckschicht 3 enthalten.
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Bei einer Vorrichtung und einem Verfahren zur Herstellung eines integralen Emblems, das später beschrieben wird, kann die Klebeschicht 1 die Adhäsionskraft zwischen einem Einspritzmaterial und der bedruckten Schicht 2 verstärken, wobei die IMD-Folie 20 in einer ersten Form 41 platziert ist, wenn ein geschmolzenes Einspritzmaterial in eine geschlossene Form 40 eingespritzt wird.
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Die bedruckte Schicht 2 ist auf der Klebeschicht 1 ausgebildet und kann eine silber bedruckte Schicht 2-1 entsprechend einem Dünnfilm aus Aluminium 2-1' und eine schwarz bedruckte Schicht 2-2 entsprechend einer partiellen Lackierung 2-2' enthalten. Die silber bedruckte Schicht 2-1 kann eine silberne Druckfarbe und Verdünnungsmittel enthalten, wobei die silberne Druckfarbe z. B. Chrom (Cr) enthält. Die schwarz bedruckte Schicht 2-2 kann eine schwarze Druckfarbe und Verdünnungsmittel enthalten.
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Die Deckschicht 3 kann auf der bedruckten Schicht 2 ausgebildet und ein elastischer und flexibler Harzfilm sein. Die Deckschicht 3 kann z. B. ein Polyethylenterephthalat- (PET) Harz sein.
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3 ist eine Schnittansicht einer Vorrichtung zur Herstellung eines integralen Emblems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Wie in 3 dargestellt enthält eine Vorrichtung 100 zur Herstellung eines integralen Emblems gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung die Form 40 mit der ersten Form 41 und einer zweiten Form 45 und einem im geschlossenen Zustand gebildeten Hohlraum 50; eine IMD-Folienzuführeinrichtung 60, die an der ersten Form 41 zum Zuführen der IMD-Folie 20 angeordnet ist; einen in der Form 40 angeordneten und zur Detektion einer Position der IMD-Folie 20 konfigurierten Positionsdetektor 70; und einen Einspritzmaterial-Injektor 80, der an einer hinteren Oberfläche der zweiten Form 45 angeordnet und mit einem Fluidpfad der zweiten Form 45 verbunden ist, wenn die Form 40 geschlossen ist.
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Die Form 40 enthält die erste Form 41 und die zweite Form 45. Die erste und die zweite Form 41 und 45 sind zwischen einer geschlossenen Position, in der die erste und die zweite Form 41 und 45 in engem Kontakt miteinander stehen, und einer offenen Position, in der die erste und die zweite Form 41 und 45 voneinander getrennt sind, beweglich. Im Allgemeinen wird die zweite Form 45 zwischen der geschlossenen Position und der offenen Position bewegt, indem sie sich nahe zur ersten Form 41 oder von der ersten Form 41 weg bewegt, während die erste Form 41 unbeweglich bleibt; aber auch der umgekehrte Fall ist möglich.
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Wenn die erste und die zweite Form 41 und 45 geschlossen sind, können sie den Hohlraum 50 bilden, einen geschlossenen Bereich, der Spritzgussartikel eines integralen Emblems gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Erfindung entspricht. Der Hohlraum 50 kann eine Form haben, die so definiert ist, dass eine erste Innenoberfläche 43 des Hohlraums 50 einer oberen Oberfläche des Spritzgussartikels eines integralen Emblems und eine zweite Innenoberfläche 47 einer unteren Oberfläche des Spritzgussartikels eines integralen Emblems entspricht.
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Obwohl die Form 40 mit einem einzigen darin ausgebildeten Hohlraum 50 dargestellt ist, kann die Form 40 der Herstellungsvorrichtung 100 auch mit einer Mehrzahl Hohlräumen 50 ausgebildet sein. Zum Beispiel können zwei oder mehr Hohlräume 50 zur Erhöhung der Produktivität vorgesehen sein. Im vorliegenden Fall kann die IMD-Folienzuführeinrichtung 60, die später beschrieben wird, die mit einem, Emblem bedruckte IMD-Folie 20 entsprechend der Mehrzahl Hohlräume 50 zuführen.
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Die IMD-Folie 20 kann von der IMD-Folienzuführeinrichtung 60 nacheinander zugeführt werden, wenn die Hohlräume 50 in der Form 40 positioniert sind.
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Die IMD-Folienzuführeinrichtung 60 kann an der ersten Form 41 angeordnet sein und der Form 40 eine Rolle oder ein Blatt der IMD-Folie 20 zuführen, die um die IMD-Folienzuführeinrichtung 60 gewickelt ist. Dabei wird die IMD-Folie 20 für die Deckschicht 3 der IMD-Folie 20 so zugeführt, dass sie zur ersten Innenoberfläche 43 des Hohlraums 50 weist. Die IMD-Folienzuführeinrichtung 60 kann die IMD-Folie 20 in Abhängigkeit vom Öffnen oder Schließen der Form 40 automatisch zuführen. Wenn z. B. die Form 40 nach dem Spritzgießen geöffnet wird, kann die IMD-Folienzuführeinrichtung 60 die IMD-Folie 20 automatisch zuführen.
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Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die erste Innenoberfläche 43 des Hohlraums 50 geprägt oder graviert sein. Da die Form eines Emblems oder Logos auf der ersten Innenoberfläche 43 des Hohlraums 50 geprägt oder graviert ist, kann das Emblem oder Logo eines spritzgegossenen Produkts in Tiefdruck oder Hochdruck erscheinen. Mit anderen Worten, in einem Fall, in dem das Emblem auf der ersten Innenoberfläche 43 des Hohlraums 50 geprägt ist, erscheint das Emblem in Tiefdruck, also in einer von der oberen Oberfläche des spritzgegossenen Produkts nach innen konkaven Form, und in einem Fall, in dem das Emblem auf der ersten Innenoberfläche 43 des Hohlraums 50 graviert ist, erscheint das Emblem in Hochdruck, also in einer aufgrund des Einspritzdrucks aus der Oberfläche des spritzgegossenen Produkts hervortretenden Form.
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Im Vergleich zum herkömmlichen Prozess mit dem Dünnfilm aus Aluminium 2-1' kann das Prägen oder Gravieren der ersten Innenoberfläche 43 des Hohlraums 50 entsprechend der Form des auf die IMD-Folie 20 zu druckenden Emblems eine dreidimensionale Ausführungsform des Emblems oder Logos vereinfachen.
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Die der Form 40 zuzuführende IMD-Folie 20 muss zur Positionierung des Emblems oder Logos dem Hohlraum 50 genau entsprechen. Wenn das Emblem der IMD-Folie 20 z. B. nicht genau in den Mittelpunkt des Hohlraums 50 eines runden integralen Emblems zugeführt wird, kann das spritzgegossene Endprodukt einseitig nach oben, unten, links oder rechts versetzt sein.
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Die Vorrichtung 100 zur Herstellung eines integralen Emblems enthält den in der Form 40 angeordneten und zur Detektion einer Position der IMD-Folie 20 konfigurierten Positionsdetektor 70. Der Positionsdetektor 70 kann detektieren, ob die Position der IMD-Folie 20 einer erforderlichen Position im Hohlraum 50 entspricht. Wenn die Position der IMD-Folie 20 nicht der erforderlichen Position im Hohlraum 50 entspricht, kann die IMD-Folienzuführeinrichtung 60 einen Folienpositionseinsteller zur Feinjustierung der Position der IMD-Folie 20 enthalten.
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Der Positionsdetektor 70 kann an der ersten Form 41 oder an der zweiten Form 45 angeordnet sein. In einem Fall, in dem der Positionsdetektor 70 an der ersten Form 41 oder an der zweiten Form 45 angeordnet ist, kann der Detektor 70 an einer Innenoberfläche der Form 40 angeordnet sein, was bei geöffneter Form 40 dargestellt ist, um die Position der nacheinander zugeführten IMD-Folie 20 zu detektieren. Wahlweise kann der Positionsdetektor 70 an einer Seite der ersten Form 41 oder der zweiten Form 45 angeordnet sein.
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Zur Feinjustierung kann die IMD-Folie 20 einen Referenzpunkt 71 enthalten, den der Positionsdetektor 70 detektieren kann. Der Referenzpunkt 71 kann außen am auf der IMD-Folie 20 gedruckten Emblem oder Logo angebracht sein, und es können mindestens drei oder mehr Referenzpunkte vorgesehen sein. Wenn nur zwei oder weniger Referenzpunkte 71 vorhanden sind, kann nur eine zweidimensionale Scgrägstellung der IMD-Folie 20 detektiert werden, weshalb es wünschenswert ist, drei oder mehr Referenzpunkte 71 zu markieren. In dem Fall, in dem die Form 40 z. B. rechteckig ist, können vier Referenzpunkte markiert werden.
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Der den Referenzpunkt 71 detektierende Positionsdetektor 70 kann einen Kameradetektor enthalten. Der Kameradetektor kann an der ersten Form 41 oder an der zweiten Form 45 zum Detektieren des Referenzpunktes 71 auf der zugeführten IMD-Folie 20 angeordnet sein. Wenn sich der vom Kameradetektor detektierte Referenzpunkt 71 nicht in der korrekten Position befindet, wird die Form 40 nach der Feinjustierung der Position geschlossen.
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Durch die Justierung der Position der IMD-Folie 20 mittels des Positionsdetektors 7 kann sich das integrale Emblem, das gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Erfindung von der Herstellungsvorrichtung 100 spritzgegossen wird, bei der Herstellung genau in der Mitte oder an einer gewünschten Position befinden.
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Ein Einspritzmaterial-Injektor 80 kann an der Rückseite der zweiten Form 45 angeordnet und mit einem Einspritzmaterial-Fluidpfad in der zweiten Form 45 verbunden werden, wenn die Form 40 geschlossen ist. Der Einspritzmaterial-Injektor 80 spritzt das Einspritzmaterial durch den Einspritzmaterial-Fluidpfad in den Hohlraum 50 ein, um den Hohlraum 50 zu füllen. Sobald die IMD-Folie 20 zugeführt worden ist und die Feinjustierung durch den Positionsdetektor 70 beendet ist, wird die Form 40 geschlossen und der Einspritzmaterial-Injektor 80 kann zur Kombination mit einem Kombinierer an der Rückseite der zweiten Form 45 bewegt werden, wenn die Form 40 geschlossen ist, und das Einspritzmaterial durch den Einspritzmaterial-Fluidpfad in den Hohlraum 50 ausleiten.
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Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Vorrichtung 100 zur Herstellung eines integralen Emblems ferner einen Kühler zum Härten des eingespritzten Einspritzmaterials enthalten. Der Kühler kann das in den Hohlraum 50 eingespritzte Einspritzmaterial durch Kühlen der geschlossenen Form 40 härten.
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4 zeigt eine perspektivische Ansicht und eine vergrößerte Schnittansicht eines integralen Emblems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Wie in 4 dargestellt wird ein integrales Emblem, das mittels der Herstellungsvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, integral mit dem spritzgegossenen Artikel 10' hergestellt, der herkömmliche Dünnfilm aus Aluminium 2-1' und die partielle Lackierung 2-2' durch die IMD-Folie 20 ersetzt werden. Ein geschmolzenes Einspritzmaterial hoher Temperatur wird mit der Klebeschicht 1 auf der hinteren Oberfläche der IMD-Folie 20 nicht nur chemisch, sondern aus physisch durch den Einspritzdruck des Einspritzmaterials aus dem Einspritzmaterial-Injektor 80 verbunden, wodurch das Problem des Abplatzens oder Ablösens gelöst wird.
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Das integrale Emblem kann ferner eine Klarlack-Deckschicht 30 auf der oberen Oberfläche der IMD-Folie 20 zur Verbesserung der Wetterbeständigkeit und der Beständigkeit gegen Abplatzen enthalten.
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Im Folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung eines integralen Emblems gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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5 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Herstellung eines integralen Emblems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt.
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Das Verfahren kann das Markieren eines Referenzpunktes auf einer IMD-Folie enthalten (S10); die Zuführung der IMD-Folie in einen Hohlraum der Form (S20); die Detektion des Referenzpunktes durch den Positionsdetektor (S30); das Einspritzen eines geschmolzenen Einspritzmaterials in den Hohlraum (S40); und das Härten des Einspritzmaterials (S50).
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Zur Vorbereitung der IMD-Folie mit einem darauf markierten Referenzpunkt (S10) ist eine IMD-Folie, z. B. die mit einem Emblem bedruckte IMD-Folie 20 (siehe 2), bereitzustellen. Wie oben beschrieben kann die IMD-Folie 20 eine mit einem Emblem bedruckte Schicht 2 haben, und der vom Positionsdetektor 70 detektierbare Referenzpunkt 71 kann an Ecken um das Emblem markiert werden.
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Die Ecken, in denen Referenzpunkte 71 markiert werden, liegen nicht in einer oberen Oberfläche eines spritzgegossenen Endprodukts der IMD-Folie 20. Es können mindestens drei oder mehr Referenzpunkte 71 markiert werden, um die korrekte Position der IMD-Folie 20 zu detektieren, und vorzugsweise können vier oder mehr Referenzpunkte 71 markiert werden.
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Die Operation der Zufuhr der IMD-Folie in einen Hohlraum einer Form (S20) enthält die Zufuhr der IMD-Folie 20 durch die IMD-Folienzuführeinrichtung 60, wobei eine Oberfläche, in der der Hohlraum 60 geöffneten ersten Form 41 ausgebildet ist, und die Deckschicht 3 der IMD-Folie 20 zueinander weisen. Die IMD-Folienzuführeinrichtung 60 kann die IMD-Folie 20 nacheinander zuführen, und die IMD-Folie 20 automatisch zuführen, sobald die Form 40 nach dem Spritzgießen geöffnet ist.
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Die Operation der Detektion des Referenzpunktes durch den Positionsdetektor (S30) enthält die Detektion des Referenzpunktes 71 durch den Positionsdetektor 70, um das auf der zugeführten IMD-Folie 20 gedruckte Emblem genau in der Mitte des Hohlraums 50 zu positionieren. Der Positionsdetektor 70 kann ein Kameradetektor sein, und wenn der Kameradetektor detektiert, dass der Referenzpunkt 71 nicht korrekt positioniert ist, kann Feinjustieren ausgeführt werden. Wenn sich der Referenzpunkt 71 in der korrekten Position befindet oder feinjustiert worden ist, wird die Form 40 geschlossen.
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Die Operation des Einspritzens eines geschmolzenen Einspritzmaterials in den Hohlraum (S40) enthält das Einspritzen eines Einspritzmaterials in den Hohlraum 50 der geschlossenen Form 40 durch den Einspritzmaterial-Injektor 80. Der Einspritzmaterial-Injektor 80 wird zur Verbindung mit einem Kombinierer für den Einspritzmaterial-Injektor bewegt, der an der hinteren Oberfläche der zweiten Form 45 angeordnet ist, und nachdem der Einspritzmaterial-Injektor 80 mit dem Kombinierer verbunden ist, wird das Einspritzmaterial durch den Einspritzmaterial-Fluidpfad in der zweiten Form 45 in den Hohlraum 50 ausgeleitet. Der Einlass des Einspritzmaterial-Fluidpfads ist mit dem Kombinierer für den Einspritzmaterial-Injektor kombiniert, und der Auslass des Einspritzmaterial-Fluidpfads ist mit einem Punkt in der Mitte der zweiten Innenoberfläche 47 des Hohlraums 50 verbunden.
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Das Einspritzmaterial kann ein thermoplastisches Harz enthalten und ein oder mehrere Materialien enthalten, die aus einer Gruppe bestehend aus Acrylonitril-Butadien-Styrol (ABS), Polycarbonat/Acrylonitril-Butadien-Styrol (PC/ABS), modifiziertes Polyphenylenoxid (mPPO), Poly(methylmethacrylat) (PMMA), Polyamid (PA) und Polyphenylenether (PPE) gewählt werden. Ein Einspritzmaterial auf ABS-Basis hat gute Adhäsionseigenschaften, speziell für die IMD-Folie 20.
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Der Vorgang des Härtens des Einspritzmaterials (S50) enthält das Ausbilden eines spritzgegossenen Endprodukts, d. h. eines integrales Emblems, durch Kühlen der geschlossenen Form 40 zum Härten des in den Hohlraum 50 eingespritzten geschmolzenen Einspritzmaterials. Ein stabiles integrales Emblem kann durch die physische und chemische Kombination zwischen der Klebeschicht 1 der IMD-Folie 20 sowie dem Einspritzmaterial gebildet werden. Zum Kühlen der geschlossenen Form 40 kann der oben genannte Kühler für eine rasche Abkühlung verwendet werden. Sobald das Härten abgeschlossen ist, kann das spritzgegossene Fertigprodukt, d. h. das integrale Emblem, durch Öffnen der ersten und der zweiten Form 41 und 45 entnommen werden.
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Außerdem kann ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ferner enthalten, die Oberfläche der IMD-Folie (S60) nach dem Härten des Einspritzmaterials (S50) mit Klarlack zu versehen.
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Die obere Oberfläche des entnommenen integralen Emblems ist aus der IMD-Folie 20 gebildet, für die eine erhöhte Wetterbeständigkeit und Beständigkeit gegen Abplatzen bei einem Emblem gefordert ist, in und an einem Fahrzeug zu verwenden ist, und im vorliegenden Fall kann eine Klarlackbeschichtung ausgeführt werden. Eine Klarlack-Deckschicht kann ein Lack auf Polyurethanbasis sein, der einen Ultraviolett- (UV) Stabilisator enthält.
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Wie oben beschrieben kann die erste Innenoberfläche 43 des Hohlraums 50 geprägt oder graviert sein. Da die Form eines Emblems oder Logos auf der ersten Innenoberfläche 43 des Hohlraums 50 geprägt oder graviert ist, kann das Emblem oder Logo eines spritzgegossenen Produkts in Tiefdruck oder Hochdruck erscheinen. Mit anderen Worten, in einem Fall, in dem das Emblem auf der ersten Innenoberfläche 43 des Hohlraums 50 geprägt ist, erscheint das Emblem in Tiefdruck, also in einer von der oberen Oberfläche des spritzgegossenen Produkts nach innen konkaven Form, und in einem Fall, in dem das Emblem auf der ersten Innenoberfläche 43 des Hohlraums 50 graviert ist, erscheint das Emblem in Hochdruck, also in einer aufgrund des Einspritzdrucks aus der Oberfläche des spritzgegossenen Produkts hervortretenden Form.
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Ein dreidimensionales Emblem kann durch Anwenden nur des IMD-Verfahrens ausgeführt werden, und es ist auch möglich, unterschiedliche Ausführungen selbst durch eine Kombination mit einem INS-Verfahren oder eine Kombination mit einem metallbeschichteten Artikel zu verwirklichen. Das INS-Verfahren betrifft ein Verfahren, bei dem eine Folie pressgeformt wird, die geprägte oder gravierte Folie übertragen wird und Spritzgießen mit dem übetragenen Resultat erfolgt. Es ist möglich, Kombinationen aus Emblemen in verschiedenen Farben und mit verschiedenen dreidimensionalen Figuren herzustellen, indem ein dreidimensionaler Spritzgussartikel gemäß dem INS-Verfahren und ein Spritzgussartikel gemäß dem IMD-Verfahren der vorliegenden Erfindung kombiniert werden.
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Für Ausführungsbeispiele einer Vorrichtung und eines Verfahrens zur Herstellung eines integralen Emblems sind die folgenden Vorteile zu erwarten: Verringerung der Anzahl der Prozesse und damit Sicherung der Kostenwettbewerbsfähigkeit im Vergleich mit dem derzeitigen Prozess der getrennten Herstellung und der Befestigung eines Aluminium-Dünnblechs und eines Spritzgussartikels aufeinander, Verbesserung des Freiheitsgrades im Entwurf zur Verwirklichung eines Emblems oder Logos durch Verwendung eines auf einer IMD-Folie gedruckten Musters, einfaches Ausdrücken von Farbei und dreidimensionalem Effekt des Emblems oder Logos, was beim derzeitigen Dünnfilm aus Aluminium schwierig ist, und Lösung des möglichen Erosionsproblems an der hinteren Oberfläche des Aluminium-Dünnfilm und des Problems des Abplatzens vom spritzgegossenen Artikel.
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Zur Vereinfachung der Beschreibung und zur genauen Definition in den beigefügten Ansprüchen dienen die Begriffe „oberer, obere, oberes, oberen“, „unterer, untere, unteres, unteren“, „aufwärts“, „abwärts“, „nach oben“, „nach unten“, „innen“, „außen“, „innerhalb“, „außerhalb“, „nach innen“, „nach außen“, „intern“, „extern“, „vorne“, „hinten“, „vorwärts“ und „rückwärts“ zur Beschreibung von Merkmalen der Ausführungsbeispiele bezogen auf die Positionen solcher Merkmale wie sie in den Figuren dargestellt sind.
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Die obigen Beschreibungen spezifischer Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dienen zu Beispiel- und Beschreibungszwecken. Sie sind nicht erschöpfend oder sollen die Erfindung nicht auf die offenbarten Formen beschränken, und offensichtlich sind zahlreiche Modifikationen und Variationen angesichts der obigen Lehren möglich. Die Ausführungsbeispiele wurden gewählt und beschrieben, um bestimmte Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erklären, damit andere Fachleute verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sowie verschiedene Alternativen und Modifikationen ausführen und nutzen können. Der Gültigkeitsbereich der Erfindung soll durch die beiliegenden Ansprüche und ihre Äquivalente definiert werden.
