DE102018104482A1

DE102018104482A1 - Geformte polymerstrukturen mit einer metallisierten fläche

Info

Publication number: DE102018104482A1
Application number: DE102018104482.8A
Authority: DE
Inventors: Paul Kenneth Dellock; Thomas Musleh; LaRon Michelle Brown; Michael A. Musleh; Stuart C. Salter
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-03-03
Filing date: 2018-02-27
Publication date: 2018-09-06
Also published as: CN108528378A; US20180250854A1

Abstract

Eine geformte metallisierte Polymerstruktur beinhaltet eine mit Metall plattierbare Polymerkomponente, die eine metallisierte Fläche aufweist, wobei die Komponente ein oder mehrere Sicherungselemente beinhaltet. Die geformte metallisierte Polymerstruktur beinhaltet zusätzlich ein Polymerharz, das an einen oder mehrere Anbindungsbereiche der metallisierten Fläche gekoppelt ist, wobei das Polymerharz so positioniert ist, dass es mit dem einen oder den mehreren Sicherungselementen in Kontakt ist. Die geformte metallisierte Polymerstruktur weist einen oder mehrere optisch freigelegte Abschnitte der metallisierten Fläche auf.

Description

GEBIET DER OFFENBARUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen Komponenten mit einem verchromten Abschnitt und konkreter einen Fahrzeugkühlergrill oder eine Komponente mit komplexen Geometrien, die mindestens eine teilweise metallisierte Fläche aufweisen.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Polymermaterialen werden in einer breiten Palette von Anwendungen in Fahrzeugen verwendet. Zum Beispiel können diese Kunststoffmaterialien verwendet werden, um, neben anderen Vorteilen, eine Reduzierung von Gewicht und Kosten und eine erhöhte Korrosionsbeständigkeit bereitzustellen. Bei manchen Anwendungen können Kunststoffmaterialien als dekorative Komponenten, zum Beispiel bei Verzierungen an Kühlergrillen, Logos und Verkleidung, verwendet werden. Diese Arten von dekorativen Komponenten können zusätzlich in einer breiten Palette von anderen Anwendungen, wie etwa Konsumgüter, Haushaltsgeräte oder Komponenten in der Architektur, verwendet werden. Bei vielen dieser Anwendungen kann es erwünscht sein, dass die Kunststoffmaterialien mehrere Oberflächenausführungen aufweisen, zum Beispiel kann ein Abschnitt der Oberflächenausführung eine verchromte oder metallisierte Fläche sein, während ein anderer Abschnitt der Oberflächenausführung ein nicht-metallisierter oder farbiger Abschnitt sein könnte. Abhängig von der Art der Ausführung und des verwendeten Materials müssen diese Komponenten haltbar, ästhetisch ansprechend und kostengünstig sein.
Aktuell verwendete Verfahren auf dem Gebiet sind in ihrer Fähigkeit, Komponenten mit mehreren Oberflächenausgestaltungen in einer kostengünstigen und effizienten Weise zu fertigen, begrenzt. Zum Beispiel ist die Verwendung von Heißprägen einer Metallschicht oder -folie in die gewünschte Form oder präzisem Anordnen von Metallfolie in eine Spritzgussform zeitaufwändig und erzeugt Produkte mit begrenzter Haltbarkeit und Präzision. Diese vorhandenen Ansätze erfordern neue Verfahren zum Fertigen von Komponenten mit komplexen Geometrien, die mindestens eine teilweise metallisierte Fläche aufweisen, auf effiziente und kostengünstige Art und Weise.
KURZDARSTELLUNG DER OFFENBARUNG
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine geformte metallisierte Polymerstruktur bereitgestellt. Die geformte metallisierte Polymerstruktur beinhaltet eine mit Metall plattierbare Polymerkomponente, die eine vollständig metallisierte Fläche mit einem oder mehreren Sicherungselementen aufweist, ein Polymerharz, das an einen oder mehrere Bereiche der vollständig metallisierten Fläche gekoppelt ist, wobei das Polymerharz so positioniert ist, dass es mit dem einen oder den mehreren Sicherungselementen in Kontakt ist, und einen oder mehrere optisch freigelegte Abschnitte der vollständig metallisierten Fläche.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zum Ausbilden einer geformten metallisierten Polymerstruktur bereitgestellt. Das Verfahren beinhaltet Spritzgießen einer mit Metall plattierbaren Polymerkomponente, die ein oder mehrere Sicherungselemente aufweist, Metallplattieren der mit Metall plattierbaren Polymerkomponente, um eine vollständig metallisierte Fläche auszubilden, und Spritzgießen eines Polymerharzes, um dieses chemisch an einen oder mehrere Bereiche der vollständig metallisierten Fläche, die durch das eine oder die mehreren Sicherungselemente in Position gehalten wird, zu bonden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine verchromte Gitterkomponente für ein Automobil bereitgestellt. Die verchromte Gitterkomponente beinhaltet eine Komponente aus Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer, die eine vollständig verchromte Fläche aufweist, wobei die Komponente ein oder mehrere Sicherungselementen beinhaltet, ein Polymerharz, das an einen oder mehrere Bereiche der vollständig verchromten Fläche gekoppelt ist, wobei das Polymerharz so positioniert ist, dass es mit dem einen oder den mehreren Sicherungselementen in Kontakt ist, und einen oder mehrere optisch freigelegte Abschnitte der vollständig verchromten Fläche.
Diese und andere Aspekte, Gegenstände und Merkmale der vorliegenden Offenbarung werden durch den Fachmann nach der Lektüre der folgenden Beschreibung, der Ansprüche und der beigefügten Zeichnungen verstanden und geschätzt.
Figurenliste
Beschreibung der Zeichnungen:

1 ist eine perspektivische Vorderansicht eines Fahrzeugs gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
2A ist eine teilweise fragmentarische, isometrische Ansicht eines Kühlergrillabschnitts des Fahrzeugs gemäß einigen Ausführungsformen, entnommen und vergrößert aus dem mit II bezeichneten Abschnitt in dem Fahrzeug der 1;
2B ist eine teilweise fragmentarische, isometrische Ansicht eines Kühlergrillabschnitts des Fahrzeugs gemäß einigen Ausführungsformen, entnommen und vergrößert aus dem mit II bezeichneten Abschnitt in dem Fahrzeug der 1;
2C ist eine teilweise fragmentarische, isometrische Ansicht eines Kühlergrillabschnitts des Fahrzeugs gemäß einigen Ausführungsformen, entnommen und vergrößert aus dem mit II bezeichneten Abschnitt in dem Fahrzeug der 1;
2D ist eine teilweise fragmentarische, isometrische Ansicht eines Kühlergrillabschnitts des Fahrzeugs gemäß einigen Ausführungsformen, entnommen und vergrößert aus dem mit II bezeichneten Abschnitt in dem Fahrzeug der 1;
3A ist eine Querschnittansicht des Kühlergrills der 2A entlang der Linie IIIA-IIIA;
3B ist eine Querschnittansicht des Kühlergrills der 2B entlang der Linie IIIB-IIIB;
4A eine schematische Teil-Querschnittsansicht einer Zweikomponenten-Drehspritzgussmaschine gemäß einigen Ausführungsformen der aktuellen Offenbarung;
4B ist eine schematische Teil-Querschnittsansicht der in 4A gezeigten Zweikomponenten-Drehspritzgussmaschine nach der Einspritzung;
5A ist eine isometrische Ansicht einer mit Metall plattierbaren Polymerkomponente gemäß einigen Ausführungsformen der aktuellen Offenbarung;
5B ist eine isometrische Ansicht der mit Metall plattierbaren Polymerkomponente der 5A mit einer metallisierten Fläche gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
5C ist eine isometrische Ansicht der mit Metall plattierbaren Polymerkomponente mit der metallisierten Fläche der FIG. 5B, die ein daran gekoppeltes Polymerharz aufweist, gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
6 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Ausbilden einer geformten metallisierten Polymerstruktur gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung; und
7 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Verchromen einer mit Metall plattierbaren Polymerkomponente gemäß einigen Ausführungsformen der aktuellen Offenbarung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Für die Zwecke dieser Beschreibung beziehen sich die Ausdrücke „obere/s“, „untere/s“, „rechte/s“, „linke/s“, „hintere/s“, „vordere/s“, „vertikale/s“, „horizontale/s“ und Ableitungen davon auf die Vorrichtung in ihrer Ausrichtung in 1. Dabei versteht es sich jedoch, dass die Einrichtung verschiedene alternative Ausrichtungen annehmen kann, sofern nicht ausdrücklich das Gegenteil vorgegeben ist. Zudem versteht es sich, dass die in der beigefügten Zeichnung veranschaulichten und in der nachstehenden Beschreibung beschriebenen konkreten Vorrichtungen und Verfahren lediglich beispielhafte Ausführungsformen der in den beigefügten Patentansprüchen definierten erfindungsgemäßen Konzepte sind. Dementsprechend sind spezifische Abmessungen und andere physischen Eigenschaften bezüglich der hierin offenbarten Ausführungsformen nicht als einschränkend zu betrachten, sofern die Ansprüche nicht ausdrücklich anderweitig vorgeben. Sofern nicht anderweitig vorgegeben, versteht es sich darüber hinaus, dass die Erörterung eines bestimmten Merkmals einer Komponente, die sich in oder entlang einer gegebenen Richtung oder dergleichen erstreckt, nicht bedeutet, dass das Merkmal oder die Komponente einer geraden Linie oder Achse in einer derartigen Richtung folgt oder dass es/sie sich nur in einer derartigen Richtung oder auf einer derartigen Ebene ohne andere Richtungskomponenten oder -abweichungen erstreckt, sofern nicht anderweitig vorgegeben.
Der Begriff „und/oder“, wenn er hierin in einer Auflistung von zwei oder mehr Elementen verwendet wird, bedeutet, dass ein beliebiges der aufgeführten Elemente für sich allein verwendet werden kann, oder jede beliebige Kombination von zwei oder mehr der aufgeführten Elemente verwendet werden kann. Wenn zum Beispiel ein Aufbau so beschrieben wird, dass er Bauteile A, B und/oder C enthält, kann die Struktur A alleine; B alleine; C alleine; A und B in Kombination; A und C in Kombination; B und C in Kombination; oder A, B und C in Kombination enthalten.
Bezugnehmend auf 1 bis 7 bezeichnet Bezugszeichen 10 allgemein eine geformte metallisierte Polymerstruktur. Die geformte metallisierte Polymerstruktur 10 beinhaltet eine mit Metall plattierbare Polymerkomponente 14, die eine metallisierte Fläche 18 aufweist, wobei die Komponente 14 ein oder mehrere Sicherungselemente 22 beinhaltet. Die geformte metallisierte Polymerstruktur 10 beinhaltet zusätzlich ein Polymerharz 26, das an einen oder mehrere Anbindungsbereiche 30 der metallisierten Fläche 18 gekoppelt ist, wobei das Polymerharz 26 so positioniert ist, dass es mit dem einen oder den mehreren Sicherungselementen 22 in Kontakt ist. Die geformte metallisierte Polymerstruktur 10 weist einen oder mehrere optisch freigelegte Abschnitte 34 der metallisierten Fläche 18 auf.
Die mit Metall plattierbare Polymerkomponente 14 kann aus einer Vielfalt von Thermoplast- oder Duroplastpolymeren und/oder -copolymeren gefertigt sein. In einigen Beispielen kann die mit Metall plattierbare Polymerkomponente 14 zum Beispiel aus Acrylnitril-Butadien-Styrol(ABS)-Copolymer, einem Polycarbonat-Acrylnitril-Butadien-Styrol(PC-ABS)-Copolymer, Polypropylen, Polysulfon, Polyethersulfon, Polyetherimid, Polyaramiden, Teflon, Polyarylether, Polycarbonat, Polyphenylenoxid, Polyacetal, Ureaformaldehyd, Diallylphtalat, mineralverstärktem Nylon und Phenolpolymeren gefertigt sein. In anderen Ausführungsformen kann die mit Metall plattierbare Polymerkomponente 14 aus einem Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer, einem Polycarbonat-Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer und Kombinationen daraus gefertigt oder ausgebildet sein.
Das Polymerharz 26 der geformten metallisierten Polymerstruktur 10 kann einen oder mehrere Thermoplast- oder Duroplastpolymere und/oder -copolymere beinhalten. Das verwendete Polymerharz 26 sollte aus Materialen ausgewählt werden, die chemisch an eine verchromte oder entsprechend metallisierte Fläche 18 gebondet werden und/oder daran haften können. In einigen Ausführungsformen bondet das Polymerharz 26 chemisch an der metallisierten Fläche 18 und in anderen Ausführungsformen haftet das Polymerharz 26 physikalisch an der metallisierten Fläche 18. In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Polymerharz 26 ein Acrylnitril-Styrol-Acrylat(ASA)-Copolymer. Das Polymerharz 26 kann zusätzlich Metallflocken, Farbstoffe, lichtbrechende Teilchen, lichtbeugende Teilchen, andere Zusätze oder eine Kombination daraus enthalten, um der endgültigen geformten metallisierten Polymerstruktur 10 ein gewünschtes Aussehen und/oder Materialeigenschaften zu verleihen. Zusätzlich kann das Polymerharz 26 eine unterschiedlich glänzende Oberflächenausführung, eine hochglänzende, mattglänzende, gekörnte, strukturierte, matte, gebürstete oder polierte Oberflächenausführung, aufweisen.
Die Verwendung der mit Metall plattierbaren Polymerkomponente 14 und/oder des Polymerharzes 26 kann Vorteile bieten, einschließlich geringer Kosten, geringem Wärmeausdehnungskoeffizienten, einfachem Formen, guter Metallhaftung und gutem Erscheinungsbild nach dem Metallplattieren.
Die metallisierte Fläche 18 der geformten metallisierten Polymerstruktur 10 kann eine Vielfalt von unterschiedlichen Metallen oder Metalllegierungen beinhalten, um das gewünschte Aussehen der metallisierten Fläche 18 zu erzeugen. In einigen Ausführungsformen kann die metallisierten Fläche 18 eine Auflage aus Chrom, Satinchrom, Messing, Gold, Silber, Kupfer, Titan, Aluminium, Nickel und/oder einer anderen Metalllegierung sein. In einigen Ausführungsformen ist die metallisierte Fläche 18 eine Chromauflage. Abhängig von der Anwendung und/oder dem erwünschten Erscheinungsbild kann die metallisierte Fläche 18 die gesamte Fläche der geformten metallisierten Polymerstruktur 10 oder nur einen Abschnitt der geformten metallisierten Polymerstruktur 10 bedecken. Auf dem Gebiet bekannte Beschichtungen oder Abdeckungen können verwendet werden, um zu verhindern, dass Abschnitte der geformten metallisierten Polymerstruktur 10 galvanisiert oder verchromt werden.
Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Fahrzeug 38 gezeigt, das die geformte metallisierte Polymerstruktur 10, einschließlich eines Kühlergrills 42, aufweist. Das Fahrzeug 38 ist als ein Auto gezeigt, auch wenn die Art des Fahrzeugs 38 nicht einschränkend gedacht ist und das Fahrzeug 38 zusätzlich zum Beispiel ein Minivan, ein Lastwagen, ein Nutzfahrzeug oder ein anderes motorisiertes Fahrzeug mit Rädern sein könnte. Die geformte metallisierte Polymerstruktur 10 soll nicht auf den Kühlergrill 42 beschränkt sein und kann beliebige dekorative Komponenten am Fahrzeug 38, ein Haushaltsgerät oder eine alternative Vorrichtung beinhalten. Zum Beispiel kann die geformte metallisierte Polymerstruktur 10 in einigen Ausführungsformen Seitenverkleidungen, Logos, Embleme, Plaketten, Verkleidungen, Verschalungen und/oder andere Dekorationsteile beinhalten.
Bezugnehmend nun auf 2A bis 2D sind mehrere verschiedene Kühlergrille 42 für das Fahrzeug 38 gezeigt. 2A ist ein linearer Kühlergrill 42A, entnommen und vergrößert aus dem Abschnitt des Kühlergrills 42, der in dem Fahrzeug der 1 gezeigt ist. 2B ist ein schachbrettartiger Kühlergrill 42B, der eine in der Mitte des schachbrettartigen Kühlergrills 42B positionierte Plakette beinhaltet. 2C ist ein einheitlich geschmückter Kühlergrill 42C, wobei der einheitlich geschmückte Kühlergrill 42C eine Vielzahl von Lüftungslöchern aufweist, die gleichmäßig über den gesamten Kühlergrill 42C verteilt ist. 2D ist ein uneinheitlich geschmückter Kühlergrill 42D, wobei der uneinheitlich geschmückte Kühlergrill 42 eine Vielzahl von Löchern in einem uneinheitlichen Muster aufweist. Die im Kühlergrill 42 positionierten Löcher oder Öffnungen können in einer Vielfalt von Formen und Mustern bereitgestellt sein und sind nicht als einschränkend gedacht. In einigen Ausführungsformen können die Löcher kreisförmig, rechteckig, oval, rautenförmig, schrägt oder elliptisch sein und können mit einem einheitlichen oder uneinheitlichen Abstand positioniert sein. Alle Kühlergrille 42A-42D sind als geformte metallisierte Polymerstrukturen 10 gezeigt, die optisch freigelegte Bereiche 34 der metallisierten Fläche 18 beinhalten, die in Lücken im Polymerharz 26 positioniert sind.
Unter Bezugnahme auf 3A ist eine Querschnittsansicht des in 2A dargestellten linearen Grills 42A entlang der Linie IIIA-IIIA gezeigt. Jeder der Kühlergrille 42A bis 42D kann ein oder mehrere Sicherungselemente 22 aufweisen, die entlang jedem der Kantenelemente des Kühlergrills 42 positioniert sind. 3A zeigt zusätzlich die mit Metall plattierbare Polymerkomponente 14, wobei die metallisierte Fläche 18 dort gekoppelt ist, wo die mit Metall plattierbare Polymerkomponente 14 eine Fläche ausbildet, die den Anbindungsbereich 30 ergibt. Die gesamte metallisierte Fläche 18, die auf die mit Metall plattierbare Polymerkomponente 14 plattiert ist, kann als der Anbindungsbereich 30 für das Polymerharz 26 (3B) dienen, auch wenn ein oder mehrere optisch freigelegte Bereiche 34 für ein teilweise freigelegtes verchromtes oder metallisiertes Erscheinungsbild vorhanden sein sollten. Der Anbindungsbereich 30 beinhaltet das Sicherungselement 22 entlang des Kantenelements 46. 3B zeigt eine Querschnittansicht des Kühlergrills 42B der 2B entlang der Linie IIIB-IIIB, wo das Polymerharz 26 an den Anbindungsbereich 30 der metallisierten Fläche 18 gekoppelt ist, die mit der mit Metall plattierbaren Polymerkomponente 14, die aus einem mit Metall plattierbaren Polymer 54 geformt ist, gekoppelt ist.
In einigen Ausführungsformen können die Kunststoffverbindungen relativ schwach sein, wenn das Polymerharz 26 an der Basis der metallisierten Fläche 18 umspritzt wird. Zusätzlich kann das Polymerharz 26 häufig einen höheren Koeffizienten der linearen Ausdehnung (coefficient of linear expansion - CLTE) als die metallisierte Fläche 18 aufweisen, wodurch Probleme mit der Haftung vorhanden sein können, wenn das Polymerharz 26 und die geformte metallisierte Polymerstruktur 10 wechselnden Temperaturen, zum Beispiel in der heißen Sonne oder im kalten Schnee, ausgesetzt sind. Um dazu beizutragen, dass das Polymerharz 26 mit der metallisierten Fläche 18 der mit Metall plattierbaren Polymerkomponente 14 gekoppelt bleibt, kann das Polymerharz 26 auf die metallisierte Fläche 18 spritzgegossen werden und so positioniert werden, dass es mit dem einen oder den mehreren Sicherungselementen 22 in Kontakt ist. In einigen Ausführungsformen weisen die Sicherungselemente 22 einen Flansch und/oder ein Klammerelement auf, die dazu dienen, das Positionieren einer Schicht des Polymerharzes 26 auf die metallisierte Fläche 18 der mit Metall plattierbaren Polymerkomponente 14 zu unterstützen. Diese Sicherungselemente 22 können dazu beitragen, das relative Wachstum zwischen dem umspritzten Polymerharz 26 und der metallisierten Fläche 18 der mit Metall plattierbaren Polymerkomponente 14 zu verringern, indem ein mechanisches Befestigungs-/Sicherungsmerkmal geschaffen wird, um die zwei Materialen zu befestigen und zu koppeln.
Abhängig von dem Design der geformten metallisierten Polymerstruktur 10 kann das eine oder die mehreren Sicherungselemente eine Vielfalt unterschiedlicher Formen aufweisen. Zum Beispiel kann der lineare Grill 42A (gezeigt in 2A) ein längsgestrecktes Kantensicherungselement 22 aufweisen, das entlang eines Stegs am linearen Kühlergrill 42A verläuft. In einem weiteren Beispiel kann der schachbrettförmige Kühlergrill 42B (gezeigt in 2B) ein rautenförmig oder rechteckig geformtes Sicherungselement 22 aufweisen, um das Polymerharz 26 auf die metallisierte Fläche 18 der mit Metall plattierbaren Polymerkomponente 14 zu positionieren. Abhängig von den optisch freigelegten Bereichen 34 und ihrem entsprechenden Design kann/können das eine oder die mehreren Sicherungselemente 22 längsgestreckte Kantensicherungselemente, kreisförmige Sicherungselemente, ovale Sicherungselemente, quadratische Sicherungselemente, rechteckige Sicherungselemente, rautenförmige Sicherungselemente, pyramidenförmige Sicherungselemente oder eine beliebige andere geometrische Form oder eine Kombination daraus aufweisen.
Bezugnehmend auf 4A bis 4B kann eine Zweikomponenten-Drehspritzgussmaschine 50 zum Fertigen der geformten metallisierten Polymerstruktur 10 verwendet werden. Aufgrund der Herstellungs- und Montageschritte, die innerhalb einer oder mehrerer Formen durchgeführt werden, ermöglichen geformte Objekte aus mehreren Materialien eine deutliche Verringerung der Montagevorgänge und Produktionszykluszeiten. Weiterhin kann die Produktqualität verbessert werden und die Möglichkeit von Herstellungsfehlern und die Gesamtherstellungskosten können verringert werden. Beim Spritzgießen mit mehreren Materialien werden mehrere unterschiedliche Materialien in eine Mehrstufenform eingespritzt. Die Bereiche der Form, die während der Formstufe nicht gefüllt werden sollen, werden vorübergehend blockiert. Nachdem sich das erste eingespritzte Material gesetzt hat, wird/werden dann ein oder mehrere blockierte Abschnitte der Form geöffnet und das nächste Material wird eingespritzt. Dieser Vorgang wird fortgesetzt, bis das erforderliche Teil aus mehreren Materialien geschaffen ist.
Gemäß einigen Ausführungsformen wird ein Mehrkomponenten-Formvorgang verwendet, um die mit Metall plattierbare Polymerkomponente 14 der geformten metallisierten Polymerstruktur 10 auszubilden. Die mit Metall plattierbare Polymerkomponente 14 wird durch einen ersten Spritzgussschritt geformt und wird aus dem mit Metall plattierbaren Polymer 54 gefertigt. In diesem Schritt wird das mit Metall plattierbare Polymer 54 durch ein erstes Zugabeelement 58 beschleunigt, das das mit Metall plattierbare Polymer 54 in eine erste Einspritzschnecke 62 einleitet, die das mit Metall plattierbare Polymer 54 schmilzt und außerdem zu einem ersten offenen Formraum 66 einer ersten Form 70 zuführt.
Das Polymerharz 26 kann an den einen oder die mehreren Anbindungsbereiche 30 der metallisierten Fläche 18 gekoppelt werden, wobei das Polymerharz 26 durch ein zweites Zugabeelement 74 beschleunigt wird, das das Polymerharz 26 in eine zweite Einspritzschnecke 78 einleitet, die das Polymerharz 26 schmilzt und außerdem zu einem zweiten offenen Formraum 82 einer zweiten Form 86 zuführt. Sobald das Polymerharz 26 an die metallisierte Fläche 18 der mit Metall plattierbaren Polymerkomponente 14 gekoppelt ist, ist die geformte metallisierte Polymerstruktur 10 ausgebildet. In einigen Ausführungsformen ziehen sich die erste und zweite Form 70, 86 nach Beendigung der dualen Einspritzschritte zurück und können um 180° drehen, so dass die im ersten offenen Formraum 66 gefertigte mit Metall plattierbare Polymerkomponente 14 in dem zweiten offenen Formraum 82 positioniert ist, so dass das Polymerharz 26 in dem Zweischrittvorgang gekoppelt werden kann. In anderen Ausführungsformen können Kanten der geformten metallisierten Polymerstruktur 10, einschließlich der mit Metall plattierbaren Polymerkomponente 14, der metallisierten Fläche 18 und dem Polymerharz 26, nach Beendigung der dualen Einspritzschritte mit einem zusätzlichen Mehrkomponenten-Formschritt unter Verwendung eines zweiten Polymerharzes oder mehr von dem Polymerharz 26 umspritzt werden.
Bezugnehmend auf 5A bis 5C stellen diese Figuren den Fortgang der Herstellung der geformten metallisierten Polymerstruktur 10 dar, indem das Produkt sichtbar bei jedem der jeweiligen Schritte, die oben in Bezug auf 4A bis 4B beschrieben wurden, gezeigt ist. 5A stellt die mit Metall plattierbare Polymerkomponente 14 dar, die in dem ersten offenen Formraum 66 der Zweikomponenten-Drehspritzgussmaschine 50 gefertigt wurde. 5B zeigt die mit Metall plattierbare Polymerkomponente 14, bei der die metallisierte Fläche 18 an ihre Fläche gekoppelt ist, um den Anbindungsbereich 30 für das daran zu koppelnde Polymerharz 26 bereitzustellen. 5C stellt die geformte metallisierte Polymerstruktur 10 dar, bei der das Polymerharz 26 an den Anbindungsbereich 30 der metallisierten Fläche 18, die auf der mit Metall plattierbaren Polymerkomponente 14 positioniert ist, gekoppelt ist.
Bezugnehmend nun auf 1 bis 6 beinhaltet das Verfahren 200 zum Ausbilden einer geformten metallisierten Polymerstruktur 10 Spritzgießen einer mit Metall plattierbaren Polymerkomponente 14, die ein oder mehrere Sicherungselemente 22 aufweist (Schritt 204). Das Verfahren beinhaltet außerdem Metallplattieren der mit Metall plattierbaren Polymerkomponente 14, um eine vollständig metallisierte Fläche 18 auszubilden (Schritt 208). Das Verfahren beinhaltet ferner Spritzgießen eines Polymerharzes 26, um dieses chemisch an einen oder mehrere Bereiche der vollständig metallisierten Fläche 18 zu bonden, die durch das eine oder die mehreren Sicherungselemente 22 in Position gehalten wird (Schritt 212).
Bezugnehmend nun auf 7 ist ein Verfahren 300 zum Ausbilden der metallisierten Fläche 18 auf der mit Metall plattierbaren Polymerkomponente 14 gezeigt. Das Verfahren beinhaltet Beschicken der mit Metall plattierbaren Polymerkomponente 14 (Schritt 304) und Säurereinigung der Komponente 14 (Schritt 308). Die säuregereinigte Komponente 14 wird dann geätzt (Schritt 312) und die Komponente 14 wird einer stromlosen Plattierung unterzogen (Schritt 316). Das Verfahren beinhaltet zusätzlich Kupferplattierung (Schritt 320) und/oder Nickelplattierung (Schritt 324), wobei die mit Kupfer- und/oder Nickel plattierte Komponente 14 dann verchromt wird (Schritt 328). Die mit Metall plattierbare Polymerkomponente 14 mit der metallisierten Fläche 18 wird dann getrocknet (Schritt 332) und dann entnommen, um später mit dem Polymerharz 26 gekoppelt zu werden.
Der Reinigungsschritt 308 beinhaltet Reinigen der mit Metall plattierbaren Polymerkomponente 14 in einem Säurebad, während der Ätzschritt 312 Ätzen der Fläche der mit Metall plattierbaren Polymerkomponente 14 unter Verwendung eines Chromsäure- und/oder Schwefelsäurebads beinhaltet. Ein zusätzlicher Schritt zum Neutralisieren der Fläche der geätzten, mit Metall plattierbaren Polymerkomponente 14 unter Verwendung einer Waschung mit Wasser kann vor dem stromlosen Plattieren in Schritt 316 angewandt werden. Der stromlose Plattierschritt 316 beinhaltet Hinzufügen von einer oder mehreren Schichten aus Kupfer und/oder Nickel unter Verwendung eines Kupfer- und/oder Nickelsalzbads. Sobald die mit Metall plattierbare Polymerkomponente 14 eine aktivierende Schicht der metallisierten Fläche 26 aus Kupfer und/oder Nickel aufweist, wird die metallisierte Fläche 26 der mit Metall plattierbaren Polymerkomponente 14 in Schritt 328 verchromt.
Es versteht sich, dass Variationen und Modifikationen der vorstehenden Struktur erfolgen können, ohne von den Konzepten der vorliegenden Offenbarung abzuweichen, und es versteht sich ferner, dass derartige Konzepte dazu bestimmt sind, von den folgenden Ansprüchen abgedeckt zu werden, sofern diese Ansprüche durch ihren Wortlaut nicht ausdrücklich etwas anderes festlegen.
Für die Zwecke dieser Offenbarung bedeutet der Begriff „gekoppelt“ (in allen seinen Formen, koppeln, Kopplung, gekoppelt, usw.) allgemein, dass zwei (elektrische oder mechanische) Komponenten direkt oder indirekt miteinander verbunden werden. Ein solches Verbinden mag dem Wesen nach stationär oder beweglich sein. Ein solches Verbinden kann erzielt werden, indem die zwei (elektrischen oder mechanischen) Komponenten und beliebige zusätzliche dazwischenliegende Elemente integral als ein einzelner einheitlicher Körper miteinander oder mit den zwei Komponenten ausgebildet werden. Ein solches Verbinden kann dem Wesen nach permanent sein oder kann dem Wesen nach entfernbar oder lösbar sein, solange nicht anderweitig angegeben.
Es ist auch wichtig zu beachten, dass die Konstruktion und Anordnung der Elemente der Offenbarung, wie in den verschiedenen Ausführungsbeispielen gezeigt ist, nur veranschaulichend ist. Wenngleich nur einige Ausführungsformen der vorliegenden Innovationen in dieser Offenbarung ausführlich beschrieben wurden, wird der Fachmann, der diese Offenbarung betrachtet, ohne Weiteres erkennen, dass etliche Abwandlungen möglich sind (z. B. Variationen von Größen, Abmessungen, Strukturen, Formen und Proportionen der verschiedenen Elemente, Werte von Parametern, Befestigungsanordnungen, Verwendung von Materialien, Farben, Orientierungen usw.), ohne wesentlich von den neuen Lehren und Vorteilen des genannten Gegenstands abzuweichen. Beispielsweise können Elemente, die als integral ausgebildet gezeigt sind, aus mehreren Abschnitten konstruiert sein, oder Elemente, die als mehrere Abschnitte gezeigt sind, können integral ausgebildet sein, die Bedienung der Schnittstellen kann umgekehrt oder anderweitig verändert werden, die Länge oder Breite der Strukturen und/oder Elemente oder Verbindungsglieder oder anderer Elemente des Systems können variiert werden, und die Art oder Anzahl der zwischen den Elementen bereitgestellten Verstellungspositionen kann verändert werden. Es ist anzumerken, dass die Elemente und/oder Baugruppen des Systems aus einer Vielzahl von unterschiedlichen Materialien konstruiert werden können, die ausreichende Festigkeit oder Haltbarkeit liefern, in einer Vielzahl von unterschiedlichen Farben, Texturen und Kombinationen. Dementsprechend ist beabsichtigt, dass sämtliche solche Abwandlungen im Umfang der vorliegenden Innovationen eingeschlossen sind. Andere Substitutionen, Abwandlungen, Veränderungen und Auslassungen können in Design, Betriebsbedingungen und Anordnung der gewünschten und anderen beispielhaften Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne vom Geist der vorliegenden Innovationen abzuweichen.
Es versteht sich, dass alle beschriebenen Prozesse oder Schritte in den beschriebenen Prozessen mit anderen offenbarten Prozessen oder Schritten zur Bildung von Strukturen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung kombiniert werden können. Die hierin offenbarten beispielhaften Strukturen und Prozesse dienen lediglich zu Illustrationszwecken und sind nicht als einschränkend auszulegen.
AUFLISTUNG DER NICHT-EINSCHRÄNKENDEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsform A ist eine geformte metallisierte Polymerstruktur, die eine mit Metall plattierbare Polymerkomponente, die eine vollständig metallisierte Fläche mit einem oder mehreren Sicherungselementen aufweist, ein Polymerharz, das an einen oder mehrere Bereiche der vollständig metallisierten Fläche gekoppelt ist, wobei das Polymerharz so positioniert ist, dass es mit dem einen oder den mehreren Sicherungselementen in Kontakt ist, und einen oder mehrere optisch freigelegte Abschnitte der vollständig metallisierten Fläche umfasst.
Struktur der Ausführungsform A, wobei das eine oder die mehreren Sicherungselemente die Kopplung des Polymerharzes an der vollständig metallisierten Fläche aufrechterhalten.
Struktur der Ausführungsform A oder Ausführungsform A mit einem beliebigen der dazwischenliegenden Merkmale, wobei die mit Metall plattierbare Polymerkomponente Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer oder Polycarbonat-Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymermischungen umfasst.
Struktur der Ausführungsform A oder Ausführungsform A mit einem beliebigen der dazwischenliegenden Merkmale, wobei das Polymerharz ein Acrylnitril-Styrol-Acrylat-Copolymer umfasst.
Struktur der Ausführungsform A oder Ausführungsform A mit einem beliebigen der dazwischenliegenden Merkmale, wobei das eine oder die mehreren Sicherungselemente einen Flansch umfasst/umfassen.
Struktur der Ausführungsform A oder Ausführungsform A mit einem beliebigen der dazwischenliegenden Merkmale, wobei das Polymerharz Metallflocken, Farbstoffe, unterschiedlich glänzende Oberflächenausführungen oder eine Kombination daraus umfasst.
Struktur der Ausführungsform A oder Ausführungsform A mit einem beliebigen der dazwischenliegenden Merkmale, wobei die vollständig metallisierte Fläche aus Chrom, Nickel und/oder einer beliebigen anderen Metalllegierung ist.
Struktur der Ausführungsform A oder Ausführungsform A mit einem beliebigen der dazwischenliegenden Merkmale, wobei die geformte metallisierte Polymerstruktur ein verchromter Kühlergrill ist.
Ausführungsform B ist ein Verfahren zum Ausbilden einer geformten metallisierten Polymerstruktur, wobei das Verfahren Spritzgießen einer mit Metall plattierbaren Polymerkomponente, die ein oder mehrere Sicherungselemente aufweist, Metallplattieren der mit Metall plattierbaren Polymerkomponente, um eine vollständig metallisierte Fläche auszubilden, und Spritzgießen eines Polymerharzes, um dieses chemisch an einen oder mehrere Bereiche der vollständig metallisierten Fläche, die durch das eine oder die mehreren Sicherungselemente in Position gehalten wird, zu bonden, umfasst.
Verfahren der Ausführungsform B, wobei das eine oder die mehreren Sicherungselemente die Kopplung des Polymerharzes an der vollständig metallisierten Fläche aufrechterhalten.
Verfahren der Ausführungsform B oder Ausführungsform B mit einem beliebigen der dazwischenliegenden Merkmale, wobei die mit Metall plattierbare Polymerkomponente Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer oder Polycarbonat-Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymermischungen umfasst.
Verfahren der Ausführungsform B oder Ausführungsform B mit einem beliebigen der dazwischenliegenden Merkmale, wobei das Polymerharz ein Acrylnitril-Styrol-Acrylat-Copolymer umfasst.
Verfahren der Ausführungsform B oder Ausführungsform B mit einem beliebigen der dazwischenliegenden Merkmale, wobei das Polymerharz Metallflocken, Farbstoffe, unterschiedlich glänzende Oberflächenausführungen oder eine Kombination daraus umfasst.
Verfahren der Ausführungsform B oder Ausführungsform B mit einem beliebigen der dazwischenliegenden Merkmale, wobei die vollständig metallisierte Fläche aus Chrom, Nickel und/oder einer beliebigen anderen Metalllegierung ist.
Verfahren der Ausführungsform B oder Ausführungsform B mit einem beliebigen der dazwischenliegenden Merkmale, wobei der Metallplattierungsschritt ferner Reinigen der mit Metall plattierbaren Polymerkomponente in einem Säurebad, Ätzen einer Fläche der mit Metall plattierbaren Polymerkomponente unter Verwendung eines Chromsäure- und/oder Schwefelsäurebads, Neutralisieren der Fläche der mit Metall plattierbaren Polymerkomponente unter Verwendung einer Waschung mit Wasser, Hinzufügen von einer oder mehreren Schichten aus Kupfer und/oder Nickel unter Verwenden eines Kupfer- und/oder Nickelsalzbads und Verchromen der Fläche der mit Metall plattierbaren Polymerkomponente umfasst.
Verfahren der Ausführungsform B oder Ausführungsform B mit einem beliebigen der dazwischenliegenden Merkmale, wobei die Spritzgussschritte unter Verwendung einer Zweikomponenten-Formmaschine durchgeführt werden.
Ausführungsform C ist eine verchromte Gitterkomponente für ein Fahrzeug, umfassend eine Komponente aus Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer, die eine vollständig verchromte Fläche aufweist, wobei die Komponente ein oder mehrere Sicherungselemente beinhaltet, ein Polymerharz, das an einen oder mehrere Bereiche der vollständig verchromten Fläche gekoppelt ist, wobei das Polymerharz so positioniert ist, dass es mit dem einen oder den mehreren Sicherungselementen in Kontakt ist, und einen oder mehrere optisch freigelegte Abschnitte der vollständig verchromten Fläche.
Komponente der Ausführungsform C, wobei das Polymerharz ein Acrylnitril-Styrol-Acrylat-Copolymer umfasst.
Komponente der Ausführungsform C oder Ausführungsform C mit einem beliebigen der dazwischenliegenden Merkmale, wobei das Polymerharz Metallflocken, Farbstoffe, unterschiedlich glänzende Oberflächenausführungen oder eine Kombination daraus umfasst.
Komponente der Ausführungsform C oder Ausführungsform C mit einem beliebigen der dazwischenliegenden Merkmale, wobei das eine oder die mehreren Sicherungselemente die Kopplung des Polymerharzes an der vollständig verchromten Fläche aufrechterhalten.

Claims

Geformte metallisierte Polymerstruktur, umfassend: eine mit Metall plattierbare Polymerkomponente, die eine vollständig metallisierte Fläche mit einem oder mehreren Sicherungselementen aufweist; ein Polymerharz, das an einen oder mehrere Bereiche der vollständig metallisierten Fläche gekoppelt ist, wobei das Polymerharz so positioniert ist, dass es mit dem einen oder den mehreren Sicherungselementen in Kontakt ist; und einen oder mehrere optisch freigelegte Abschnitte der vollständig metallisierten Fläche.
Geformte metallisierte Polymerstruktur nach Anspruch 1, wobei das eine oder die mehreren Sicherungselemente die Kopplung des Polymerharzes an der vollständig metallisierten Fläche aufrechterhalten.
Geformte metallisierte Polymerstruktur nach Anspruch 1, wobei die mit Metall plattierbare Polymerkomponente Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer oder Polycarbonat-Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymermischungen umfasst.
Geformte metallisierte Polymerstruktur nach Anspruch 1, wobei das Polymerharz ein Acrylnitril-Styrol-Acrylat-Copolymer umfasst.
Geformte metallisierte Polymerstruktur nach Anspruch 1, wobei das eine oder die mehreren Sicherungselemente einen Flansch umfassen.
Geformte metallisierte Polymerstruktur nach Anspruch 1, wobei das Polymerharz Metallflocken, Farbstoffe, unterschiedlich glänzende Oberflächenausführungen oder eine Kombination daraus umfasst.
Geformte metallisierte Polymerstruktur nach Anspruch 1, wobei die vollständig metallisierte Fläche aus Chrom, Nickel und/oder einer beliebigen anderen Metalllegierung ist.
Geformte metallisierte Polymerstruktur nach Anspruch 1, wobei die geformte metallisierte Polymerstruktur ein verchromter Kühlergrill ist.
Verfahren zum Ausbilden einer geformten metallisierten Polymerstruktur, wobei das Verfahren umfasst: Spritzgießen einer mit Metall plattierbaren Polymerkomponente, die ein oder mehrere Sicherungselemente aufweist; Metallplattieren der mit Metall plattierbaren Polymerkomponente, um eine vollständig metallisierte Fläche auszubilden; und Spritzgießen eines Polymerharzes, um dieses chemisch an einen oder mehrere Bereiche der vollständig metallisierten Fläche zu bonden, die durch das eine oder die mehreren Sicherungselemente in Position gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Spritzgussschritte unter Verwendung einer Zweikomponenten-Formmaschine durchgeführt werden.