DE102018216385B4

DE102018216385B4 - Verfahren zum Herstellen eines Anzeige- oder Bedienelementes und damit hergestelltes Anzeigeelement sowie Bedienelement

Info

Publication number: DE102018216385B4
Application number: DE102018216385.5A
Authority: DE
Inventors: Jörg Isensee
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2018-09-26
Filing date: 2018-09-26
Publication date: 2023-05-11
Anticipated expiration: 2038-09-27
Also published as: DE102018216385A1

Abstract

Verfahren zum Herstellen eines Anzeige- oder Bedienelementes, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit folgenden Schritten:- Bereitstellen eines Grundkörpers (10), der aus einem lichtdurchlässigen Material gefertigt ist und eine Vorderseite (11) und eine Rückseite (12) aufweist;- Beschichten der Vorderseite (11) mit einer lichtundurchlässigen Deckschicht (20);- stellenweises Entfernen der lichtundurchlässigen Deckschicht (20), wobei bis zum Grundkörper (10) reichende Leerstellen (25) in der Deckschicht (20) erzeugt werden;- Auftragen eines UV-härtenden Lacks (30) auf die Vorderseite (11), wobei der UV-härtende Lack (30) flächig auf die Vorderseite (11) aufgetragen wird und dabei auch die Leerstellen (25), wo zuvor die lichtundurchlässige Deckschicht (20) entfernt wurde, mit dem UV-härtenden Lack (30) aufgefüllt werden;- Beleuchten mit UV-Licht von der Rückseite (12), wobei der UV-härtende Lack (30) nur in den Leerstellen (25) aushärtet;- Entfernen des nicht ausgehärteten Lacks (30) von der Vorderseite (11) .

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Anzeige- oder Bedienelementes, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Die Erfindung betrifft ferner ein verfahrensgemäß hergestelltes Anzeigeelement sowie ein Bedienelement.
Die nächstliegende EP 1 500 487 A1 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines Bedienelementes, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, bei dem an einer Vorderseite des Bedienelementes ein lichtdurchlässiger Bereich in Form mindestens eines Symbols zur Kennzeichnung der Bedienfunktion und ein lichtundurchlässiger Bereich gebildet wird. Das Verfahren sieht vor, dass an der Vorderseite des Bedienelementes mindestens ein Durchbruch erzeugt wird entsprechend der Form des lichtdurchlässigen Bereichs und dass der Durchbruch mit einer transparenten Masse gefüllt wird. Die transparente Masse wird, insbesondere im zähflüssigen Zustand, von der Rückseite her aufgetragen und dringt in den Durchbruch ein, insbesondere derart, dass diese bündig mit der Vorderseite abschließt. Die transparente Masse kann dann ausgehärtet werden, z. B. durch UV-Strahlung.
Ein anderes Verfahren zur Herstellung einer Bedienelementkappe ist in der DE 10 2007 018 905 A1 beschrieben.
Zum Stand der Technik wird ferner hingewiesen auf die DE 10 2015 117 410 A1 , in der ein Funktionselement sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung beschrieben sind, und auf die DE 10 2007 012 252 B4 , in der ein Betätigungs- und/oder Anzeige- und/oder Griffelement und ein Verfahren zur Herstellung einer Abdeckung eines Betätigungs- und/oder Anzeige- und/oder Griffelements beschrieben sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein weiteres Verfahren zum Herstellen eines Anzeige- oder Bedienelementes anzugeben, mit dem eine glatte Vorderseite ohne Einfallstellen erzeugbar ist.
Die Aufgabe wird gelöst durch das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 2. Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Erfindungsbeschreibung und den Figuren der Zeichnung. Mit den nebengeordneten Patentansprüchen erstreckt sich die Erfindung ferner auf ein hinterleuchtbares Anzeigeelement sowie auf ein hinterleuchtbares Bedienelement, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt sind.
Beide erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines Anzeigeelementes oder Bedienelementes weisen zumindest die folgenden Schritte auf:

- Bereitstellen eines Grundkörpers, der aus einem lichtdurchlässigen (transluzentem) Material gefertigt ist und eine Vorderseite (Oberseite) und eine Rückseite (Unterseite) aufweist;
- zumindest bereichsweises Beschichten der Vorderseite mit einer lichtundurchlässigen (opaken) Deckschicht, wobei der bereitgestellte Grundkörper auch bereits mit einer solchen Deckschicht versehen sein kann;
- stellenweises bzw. partielles Abtragen bzw. Entfernen der lichtundurchlässigen Deckschicht, womit insbesondere ein definiertes Entfernen gemeint ist, um vor allem Buchstaben, Ziffern und/oder Symbole (z. B. Piktogramme) zu erzeugen;
- Auftragen bzw. Applizieren eines UV-härtenden bzw. UV-härtbaren Lacks auf die Vorderseite;
- Beleuchten mit UV-Licht von der Rückseite, sodass der UV-härtende Lack im Bereich der entfernten Deckschicht, d. h. an den Stellen, wo zuvor die lichtundurchlässige Deckschicht entfernt bzw. abgetragen wurde, aushärtet.

Die Erfindung beinhaltet die Idee, dass beim stellenweisen Abtragen bzw. Entfernen der Deckschicht bis zum Grundkörper reichende Leerstellen bzw. Freibereiche in der Deckschicht erzeugt werden, die dann mit einem UV-härtenden Lack aufgefüllt werden. Der in den Leerstellen bzw. Freibereichen befindliche UV-härtende Lack wird dann mittels rückseitiger UV-Beleuchtung (durch den lichtdurchlässigen Grundkörper hindurch) ausgehärtet. Dadurch können Einfallstellen verhindert und an der Vorderseite eine besonders glatte Oberfläche hergestellt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren des Patentanspruchs 1 sieht vor, dass der UV-härtende Lack flächig auf die Vorderseite bzw. Deckschicht aufgetragen wird, wobei auch die Leerstellen bzw. Freibereiche aufgefüllt werden (s. o.). Da die lichtundurchlässige Deckschicht das UV-Licht blockiert, erfolgt nur in den Leerstellen bzw. Freibereichen eine Aushärtung. Nach dem Beleuchten und UV-Härten wird der nicht ausgehärtete Lack wieder von der Oberseite der Deckschicht entfernt, bspw. durch Abwaschen.
Das erfindungsgemäße Verfahren des Patentanspruchs 2 sieht vor, dass der UV-härtende Lack gezielt nur an den Stellen bzw. in den Bereichen (d. h. in den Leerstellen bzw. Freibereichen) aufgetragen wird, an denen zuvor die lichtundurchlässige Deckschicht entfernt wurde. Damit ergibt sich hinsichtlich der benötigten Lackmenge ein großes Einsparungspotential. Das gezielte Auftragen kann bspw. durch ein Tampondruckverfahren mittels eines entsprechend geformten Tampons oder mittels einer Düse erfolgen. Dabei wird der UV-härtende Lack insbesondere so aufgetragen, dass dieser im Wesentlichen bündig mit der Deckschicht abschließt, d. h., der UV-härtende Lack wird mit einer Schichtdicke appliziert, welche im getrockneten bzw. gehärteten Zustand etwa der Schichtdicke der lichtundurchlässigen Deckschicht entspricht. Hierzu kann optional eine Rakel verwendet werden, mit der der UV-härtende Lack in die Leerstellen bzw. Freibereiche gedrückt und überschüssiger Lack abgezogen wird.
Das Entfernen der lichtundurchlässigen Deckschicht erfolgt bevorzugt mittels Laserstrahl, insbesondere derart, dass an den betreffenden Stellen die Deckschicht bis zum Grundkörper abgetragen wird, ohne dabei den Grundkörper zu schädigen. Die lichtundurchlässige Deckschicht kann auch durch Stanzen (und Abziehen), Fräsen, Ätzen oder dergleichen stellenweise entfernt werden. Ferner ist denkbar, dass die lichtundurchlässige Deckschicht, insbesondere wenn diese eine ausreichende mechanische Stabilität aufweist, zunächst stellenweise gelasert, gestanzt oder gefräst wird und erst danach auf den lichtdurchlässigen Grundkörper aufgebracht wird.
Der verwendete UV-härtende Lack kann ein Klarlack sein. Der UV-härtende Lack kann auch eingefärbt sein, bspw. in den Farben gelb, orange, rot, grün oder blau. Dadurch lassen sich mit oder auch ohne Hinterleuchtung Farbeffekte erzielen, die insbesondere in einem Kontrast zur Farbe (bspw. grau oder schwarz) der lichtundurchlässigen Deckschicht stehen.
Nach der UV-Härtung des Lacks und gegebenenfalls Entfernen des nicht ausgehärteten Lacks kann die Vorderseite, zumindest im Bereich der durch den Lack aufgefüllten Leerstellen, poliert werden, um eine glatte Oberfläche zu erhalten. Alternativ oder ergänzend dazu kann ein Decklack, insbesondere ein Klarlack (oder auch ein eingefärbter Lack), auf die Vorderseite aufgetragen werden, wobei dieser Decklack bevorzugt ganzflächig aufgetragen wird und damit die Oberfläche quasi versiegelt wird. Der Decklack schafft einen Kantenschutz (verbesserte Kantenfestigkeit) an den Übergängen zwischen dem UV-gehärten Lack und der lichtundurchlässigen Deckschicht. Außerdem bietet der Decklack auch Schutz vor Cremes, Handschweiß und dergleichen. Ferner kann der Decklack dem Anzeige- bzw. Bedienelement auch eine gewünschte Brillanz (Hochglanzoberfläche) verleihen.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird insbesondere zur Herstellung eines Anzeige- oder Bedienelementes für ein Kraftfahrzeug verwendet. Ein solches Anzeige- oder Bedienelement kann auch als Kraftfahrzeuganzeigeelement bzw. Kraftfahrzeugbedienelement bezeichnet werden. Bevorzugt handelt es sich um ein hinterleuchtbares Anzeigeelement, wie bspw. eine Gangwahlanzeige, oder um ein hinterleuchtbares Bedienelement, wie bspw. ein Betätigungselement (Wippe, Hebel, Knopf oder dergleichen) für einen elektrischen Schalter (z. B. für einen elektrischen Fensterheber). Die Formgebung ist an die jeweilige Anzeige- bzw. Bedienfunktion angepasst.
Bei Hinterleuchtung deckt die lichtundurchlässige Deckschicht an den nicht abgetragenen Stellen die nicht zu durchleuchtenden Flächen sicher gegen Durchleuchtung ab, sodass ausschließlich die gewünschte Anzeige (Buchstaben, Ziffern und/oder Symbole) sichtbar ist. Die Erfindung kann aber auch zur Herstellung von Anzeige- oder Bedienelementen, die nicht hinterleuchtet werden sollen, verwendet werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.

1 veranschaulicht schematisch einen Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Anzeige- oder Bedienelementes.
2 veranschaulicht schematisch einen weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens.
3 veranschaulicht schematisch einen weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens.

1 zeigt einen Grundkörper bzw. ein Trägerbauteil 10, der aus einem lichtdurchlässigen (transluzenten) Material, z. B. ABS-Kunststoff, gefertigt ist und eine Vorderseite 11 sowie eine Rückseite 12 aufweist. In einem vorausgehenden Verfahrensschritt wurde die Vorderseite 11 mit einer lichtundurchlässigen (opaken) Deckschicht 20 beschichtet. Die Deckschicht 20 kann eine Lackschicht, eine Metallschicht (z. B. eine Chromschicht), eine Holzschicht, eine CFK-Schicht, eine Folie (z. B. eine Kunststoff- oder Metallfolie) oder dergleichen sein. Die Deckschicht 20 kann z. B. eine Schichtdicke zwischen 5 µm und 20 µm aufweisen, aber auch dünner oder dicker sein. Mithilfe eines Laserstrahls L wird die Deckschicht 20 stellenweise entfernt bzw. abgetragen, sodass sich in der Deckschicht 20 definierte Leerstellen 25 ergeben. Dieser Vorgang kann auch als Freilasern bezeichnet werden.
Durch Auftragen eines UV-härtenden Lacks 30 auf die Vorderseite 11 werden die Leerstellen 25 spaltfrei aufgefüllt, wie in 2 gezeigt. Der UV-härtende Lack 30 wird mithilfe einer feinen Düse 40 (oder in anderer geeigneter Weise) nur dort aufgetragen, wo zuvor die lichtundurchlässige Deckschicht 20 entfernt wurde. Die freigelaserten Stellen bzw. Bereiche 25 werden sozusagen mit UV-härtbarem Lack (bspw. einem flüssigen Harz) ausgefüllt und die Deckschicht 20 wird auf diese Weise eingeebnet. Der UV-härtende Lack 30 wird dabei so in die Leerstellen 25 eingebracht, dass dieser im Wesentlichen bündig (z. B. +/- 2 µm) mit der Deckschicht 20 abschließt. (Der UV-härtende Lack 30 kann auch flächig auf die Deckschicht 20 aufgetragen und später wieder teilweise abgewaschen werden, wie oben beschrieben.)
Der UV-härtende Lack 30 wird dann durch rückseitiges Beleuchten mittels UV-Licht ausgehärtet, wie in 3 gezeigt. Die Anzahl und Anordnung der gezeigten UV-Lampen 50 ist nur beispielhaft. Das UV-Licht (bzw. die UV-Strahlen) dringt durch den lichtdurchlässigen Grundkörper 10 und bewirkt eine Aushärtung des Lacks 30 genau in den Leerstellen 25 der Deckschicht 20. Einfallstellen, die zu einer unruhigen Oberfläche an der Vorderseite 11 führen, sind dabei nicht zu befürchten. Optional kann nun noch eine sogenannte Veredelung der Vorderseite 11 erfolgen, indem die Vorderseite 11 poliert und/oder ein Decklack aufgebracht wird. Der Decklack weist dann eine einfallstellenfreie sowie organgenhautfreie und somit sehr ruhige Oberfläche auf, die auch hohen Qualitätsanforderungen gerecht wird.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Anzeige- oder Bedienelementes, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit folgenden Schritten: - Bereitstellen eines Grundkörpers (10), der aus einem lichtdurchlässigen Material gefertigt ist und eine Vorderseite (11) und eine Rückseite (12) aufweist; - Beschichten der Vorderseite (11) mit einer lichtundurchlässigen Deckschicht (20); - stellenweises Entfernen der lichtundurchlässigen Deckschicht (20), wobei bis zum Grundkörper (10) reichende Leerstellen (25) in der Deckschicht (20) erzeugt werden; - Auftragen eines UV-härtenden Lacks (30) auf die Vorderseite (11), wobei der UV-härtende Lack (30) flächig auf die Vorderseite (11) aufgetragen wird und dabei auch die Leerstellen (25), wo zuvor die lichtundurchlässige Deckschicht (20) entfernt wurde, mit dem UV-härtenden Lack (30) aufgefüllt werden; - Beleuchten mit UV-Licht von der Rückseite (12), wobei der UV-härtende Lack (30) nur in den Leerstellen (25) aushärtet; - Entfernen des nicht ausgehärteten Lacks (30) von der Vorderseite (11) .
Verfahren zum Herstellen eines Anzeige- oder Bedienelementes, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit folgenden Schritten: - Bereitstellen eines Grundkörpers (10), der aus einem lichtdurchlässigen Material gefertigt ist und eine Vorderseite (11) und eine Rückseite (12) aufweist; - Beschichten der Vorderseite (11) mit einer lichtundurchlässigen Deckschicht (20); - stellenweises Entfernen der lichtundurchlässigen Deckschicht (20), wobei bis zum Grundkörper (10) reichende Leerstellen (25) in der Deckschicht (20) erzeugt werden; - Auftragen eines UV-härtenden Lacks (30) auf die Vorderseite (11), wobei der UV-härtende Lack (30) gezielt nur in den Leerstellen (25), wo zuvor die lichtundurchlässige Deckschicht (20) entfernt wurde, aufgetragen wird; - Beleuchten mit UV-Licht von der Rückseite (12), wobei der UV-härtende Lack (30) in den Leerstellen (25) aushärtet.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der UV-härtende Lack (30) so aufgetragen wird, dass dieser bündig mit der lichtundurchlässigen Deckschicht (20) abschließt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das stellenweise Entfernen der lichtundurchlässigen Deckschicht (20) mittels Laserstrahl (L) erfolgt, derart, dass an den betreffenden Stellen die Deckschicht (20) bis zum Grundkörper (10) abgetragen wird, ohne dabei den Grundkörper (10) zu schädigen.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim stellenweisen Entfernen der lichtundurchlässigen Deckschicht (20) Buchstaben, Ziffern und/oder Symbole erzeugt werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der verwendete UV-härtende Lack (30) eingefärbt ist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt: - Polieren der Vorderseite (11) und/oder Beschichten der Vorderseite (11) mit einem Decklack.
Hinterleuchtbares Anzeigeelement, insbesondere Gangwahlanzeige, hergestellt mit einem Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche 1 bis 7.
Hinterleuchtbares Bedienelement, insbesondere Betätigungselement für einen elektrischen Schalter, hergestellt mit einem Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche 1 bis 7.