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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Teils für ein Fahrzeug, ein Teil für ein Fahrzeug und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Teils für ein Fahrzeug.
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Im Stand der Technik ist es bekannt, in einem Fahrzeug verbaute Originalteile durch neue Teile zu ersetzen, wenn diese defekt, gerissen, verschlissen oder unansehnlich sind. Beispielsweise werden Zierteile im Interieur eines Oldtimers durch neue Teile ersetzt, die zu einem früheren Zeitpunkt gefertigt wurden und zwischenzeitlich gelagert wurden.
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Nach
DE 10 2007 022 919 A1 sind ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils mit einer Reliefoberfläche sowie ein solches Bauteil bekannt.
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Nach
DE 10 2017 002 890 A1 sind ein Verfahren zur Bearbeitung einer Platte mit einer Holzoberfläche sowie eine nach dem Verfahren hergestellte Platte bekannt.
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Nach
DE 10 2007 017 503 B3 sind ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils mit einer bedruckten Echtholzoberfläche sowie ein nach dem Verfahren hergestelltes Bauteil bekannt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Teils für ein Fahrzeug, ein verbessertes Teil für ein Fahrzeug und eine verbesserte Vorrichtung zur Herstellung eines Teils für ein Fahrzeug anzugeben.
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Die Aufgabe wird das Verfahren betreffend erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit der in Anspruch 1 angegeben Merkmalskombination gelöst. Das Teil betreffend wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Teil mit der in Anspruch 7 angegebenen Merkmalskombination gelöst. Die Vorrichtung betreffend wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die in Anspruch 8 angegebene Merkmalskombination gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein Verfahren dient zur Herstellung eines Teils für ein Fahrzeug. Erfindungsgemäß wird das Teil schichtweise additiv gefertigt und anschließend mittels eines Tintenstrahls bedruckt.
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Unter einer schichtweisen, additiven Fertigung wird dabei ein Verfahren verstanden, bei dem mittels eines 3D-Druckers ein Material Schicht für Schicht aufgetragen und dadurch ein dreidimensionales Teil erzeugt wird. Der schichtweise Aufbau erfolgt computergesteuert aus einem oder mehreren flüssigen oder festen Werkstoffen nach einem vorgegebenen Maß und einer vorgegebenen Form. Während des schichtweisen Aufbaus erfolgen physikalische oder chemische Härtungs- und optional Schmelzprozesse. Als Werkstoffe für das 3D-Drucken können Kunststoffe oder Kunstharze oder ausnahmsweise Keramiken oder Metalle verwendet werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders vorteilhaft, da dadurch eine Lagerhaltung für Ersatzteile weitgehend entfallen kann, weil jedes zu ersetzende Originalteil durch ein Teil ersetzt werden kann, welches bei Anforderung einfach und individuell im 3D-Druck herstellbar ist. Zudem sind keine speziellen Werkzeuge erforderlich, denen die jeweilige Geometrie des herzustellenden Teils inhärent ist, wie dies beispielsweise bei Gussformen erforderlich ist. Auch sonstige Werkzeuge zur Formgebung eines Rohlings sind nicht erforderlich. Besonders vorteilhaft ist, dass Teile bei Bedarf individuell herstellbar sind, so dass eine kostenintensive Lagerhaltung und Bevorratung der Teile entfallen kann.
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Dadurch, dass das Teil erfindungsgemäß mittels eines Tintenstrahls bedruckt wird, kann das Teil nach dessen gewünschter Formgebung mit einer jeweils gewünschten farblichen Gestaltung versehen werden. Besonders vorteilhaft ist, dass durch die erfindungsgemäße Kombination aus schichtweise additiver Fertigung und anschließendem Bedrucken mittels eines Tintenstrahls eine Oberflächengestaltung möglich ist, die nicht nur eine individuelle gewünschte farbliche Gestaltung, sondern auch eine individuelle Formgebung der Oberfläche des Teils ermöglicht, beispielsweise eine individuelle Maserung, Profilierung oder Rauigkeit. Dadurch ist eine gewünschte individuelle Haptik gezielt herstellbar.
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Eine wichtige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass als Teil ein Ersatzteil für ein Interieur des Fahrzeugs hergestellt wird. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass ein Ersatzteil herstellbar ist, das nicht nur in seiner dreidimensionalen Form, sondern auch sowohl in seiner konkreten, die Haptik bestimmenden, Oberflächengestaltung als auch in seiner konkreten farblichen Gestaltung dem zu ersetzenden Originalteil entspricht.
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Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das Teil unter Verwendung hinterlegter Daten zur Geometrie des Teils gefertigt wird. Dadurch kann ein Teil, insbesondere ein Ersatzteil hergestellt werden, das in seiner dreidimensionalen Form mit einem zu ersetzenden Originalteil identisch oder zumindest nahezu identisch ist.
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Bevorzugt werden dabei Daten zur Oberflächenstruktur des Teils verwendet. Dadurch kann ein Teil, insbesondere ein Ersatzteil hergestellt werden, dessen Oberflächenbeschaffenheit mit der Oberflächenbeschaffenheit des zu ersetzenden Originalteils identisch oder zumindest nahezu identisch ist. Dadurch unterscheidet sich die Haptik des Teils nicht oder zumindest unmerklich von der Haptik des zu ersetzenden Originalteils.
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Eine besonders wichtige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das Teil unter Verwendung hinterlegter Daten zur Farbe des Teils bedruckt wird. Dadurch kann ein Teil, insbesondere ein Ersatzteil hergestellt werden, dessen farbliche Beschaffenheit mit der farblichen Beschaffenheit des zu ersetzenden Originalteils identisch oder zumindest nahezu identisch ist.
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Eine weitere, besonders wichtige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass
- - die Daten zur Geometrie des Teils und/oder
- - die Daten zur Oberflächenstruktur des Teils und/oder
- - die Daten zur Farbe des Teils
zunächst mittels einer Scanvorrichtung durch Scannen eines Referenzteils, das als neues Teil nachgebildet werden soll, ermittelt werden und in einem Datenspeicher hinterlegt werden. Dazu wird das Referenzteil gescannt, das heißt, dass von dem Referenzteil die vorgenannten Daten ermittelt werden. Bei dem Referenzteil kann es sich gemäß einer ersten Alternative um das zu ersetzende Teil handeln, insbesondere, wenn Daten zur Geometrie ermittelt werden. Bei dem Referenzteil kann es sich aber gemäß einer zweiten Alternative auch um ein Einbauteil aus der Umgebung des herzustellenden und in das Fahrzeug einzubauenden Ersatzteils handeln. Beispielsweise kann es sich bei dem Referenzteil um ein zwar gealtertes und verblichenes, jedoch schadensfreies Verkleidungsteil eines Handschuhfaches handeln, das eine Referenz liefern soll für die farbliche Gestaltung eines herzustellenden Ersatzteils für ein zu ersetzendes Originalteil einer Mittelkonsole desselben Fahrzeugs, insbesondere Yougtimers oder Oldtimers. Dadurch ist es möglich, die farbliche Gestaltung des herzustellenden Ersatzteils so zu wählen, dass dieses sich farblich optimal in eine Gruppe korrespondierender, eingebauter Einbauteile einfügt. Demgegenüber besteht im Stand der Technik beim Einbau von Neuteilen in Fahrzeuge, insbesondere in Yougtimer oder Oldtimer, die Gefahr, dass das jeweilige Neuteil als solches auffällt, da es nicht dieselben Verbleichungs- oder Vergilbungserscheinungen aufweist wie bereits verbaute Einbauteile. Insbesondere ist es möglich, dass das hergestellte Ersatzteil ein Originalteil ersetzt, das aus Holz gefertigt ist und ausgeblichen ist, wobei das hergestellte Ersatzteil in seiner Oberflächenbeschaffenheit, insbesondere seine Maserung und Haptik betreffend, und in seiner farblichen Beschaffenheit, insbesondere einen Verbleichungsgrad betreffend, den bereits eingebauten Einbauteilen entspricht. Die Daten zur Geometrie des herzustellenden Ersatzteils können einer Datenbank entnommen sein.
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Es ist möglich, mit dem Verfahren zunächst ein Zierteil mit Holzoberfläche als zu ersetzendes Originalbauteil einzuscannen, wobei die reale Oberfläche einschließlich einer originalen Maserung und einer ausgeblichenen Farbe gescannt wird und dass anschließend ein Ersatzteil hergestellt wird, dessen Form und Aussehen dem Originalteil entspricht.
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Ein Teil für ein Fahrzeug ist nach einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt, besonders bevorzugt ist das Teil ein Ersatzteil für ein Interieur des Fahrzeugs. Dieses Teil ist besonders einfach und damit kostengünstig herstellbar und fügt sich wesentlich besser in das Interieur ein als ein herkömmliches Ersatzteil. Insbesondere ist ein erfindungsgemäßes Teil nach seinem Einbau nicht als Neuteil im betreffenden Fahrzeug erkennbar.
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Eine Vorrichtung dient zur Herstellung eines Teils für ein Fahrzeug. Die Vorrichtung ist geeignet zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung einen 3D-Drucker zur schichtweisen additiven Fertigung des Teils und einen Tintenstrahldrucker zum Bedrucken des Teils auf. Damit ermöglicht die Vorrichtung auf einfache Weise die Herstellung des erfindungsgemäßen Teils.
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Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist eine Scanvorrichtung zur Erfassung von Daten zur Geometrie des Teils und/oder von Daten zur Oberflächenstruktur des Teils und/oder von Daten zur Farbe des Teils auf. Außerdem weist die Vorrichtung einen Datenspeicher zur Speicherung der erfassten Daten auf. Mittels der Scanvorrichtung sind die genannten Daten sehr einfach und berührungslos erfassbar. Im Datenspeicher können jedoch nicht nur Daten gespeichert werden, die mittels des Scanners ermittelt wurden, sondern auch Daten, die auf andere Weise ermittelt wurden, insbesondere die Geometrie des zu fertigenden Teils betreffend.
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Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist eine Steuerungseinheit 1.5 auf, die in Wirkverbindung mit dem 3D-Drucker 1.1, dem Tintenstrahldrucker 1.2, dem Datenspeicher 1.4 und der Scanvorrichtung 1.3 steht. Mittels der Steuerungseinheit 1.5 ist auf einfache Weise die Steuerung der Herstellung des Teils 2 und optional das Scannen des Referenzteils 3 möglich.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
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Dabei zeigt:
- 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung eines Teils für ein Fahrzeug.
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1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Herstellung eines Teils 2 als räumliche Kopie eines Referenzteils 3. Das Teil 2 soll als Ersatzteil eines Originalteils dienen, das als Referenzteil 3 genutzt wird. Das als Referenzteil 3 genutzte Originalteil ist ein ausgebautes, etwa 20 Jahre altes Zierteil aus einem Interieur eines Fahrzeugs und weist eine oberseitige Oberfläche auf, deren Erscheinungsbild und Haptik von einem bereits ausgeblichenen Holz mit einer erkennbaren Maserung geprägt wird. Das als Referenzteil 3 gezeigte Originalteil soll im genannten Fahrzeug ersetzt werden, aber nicht durch ein nicht gezeigtes, bislang ungenutztes und über etwa 20 Jahre ordnungsgemäß eingelagertes Neuteil, weil dieses Neuteil im Interieur als neu erkennbar wäre und sich somit ungewollt von weiteren, ebenfalls im Interieur verbauten Zierteilen abheben und unterscheiden würde.
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Das Teil 2 wurde mittels eines 3D-Druckers 1.1 zunächst schichtweise additiv gefertigt und anschließend mittels eines Tintenstrahls bedruckt, der mittels eines Tintenstrahldruckers 1.2 erzeugt wurde. Das Teil 2 entspricht in seiner Größe und Form weitgehend genau dem Referenzteil 3, welches mittels einer Scanvorrichtung 1.3 gescannt wurde. Dabei wurden alle erfassbaren Daten des Referenzteil 3 erfasst und als Daten zur Geometrie des Teils 2, zur Oberflächenstruktur des Teils 2 und zur Farbe des Teils 2 ermittelt und in einem Datenspeicher 1.4 gespeichert.
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Diese Daten wurden sowohl bei der schichtweisen additiven Fertigung eines Grundkörpers 2.1 des Teils 2 als auch beim Auftrag einer Farbschicht 2.2 mittels des Tintenstrahls des Tintenstrahldruckers 1.2 verwendet.
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Dabei wurde bei der schichtweisen additiven Fertigung eine prognostizierte Schichtstärke der Farbschicht 2.2 derart berücksichtigt, dass die Größe und die Oberflächenbeschaffenheit des Teils 2, also der Gesamtheit aus Grundkörper 2.1 und Farbschicht 2.2 mit Größe und Oberflächenbeschaffenheit des Referenzteils 3 identisch sind. Optional ist es möglich, dass die oberseitige Oberfläche des Grundkörpers 2.1 nach dessen schichtweisen additiven Fertigung bearbeitet wird, insbesondere eine Struktur herausgearbeitet wird, bevor die Farbschicht 2.2 aufgedruckt wird. Der 3D-Drucker 1.1 und der Tintenstrahldrucker 1.2 greifen dabei auf die im Datenspeicher 1.4 hinterlegten Daten zu. Eine Steuerungseinheit 1.5, die in Wirkverbindung mit dem 3D-Drucker 1.1, dem Tintenstrahldrucker 1.2, dem Datenspeicher 1.4 und optional der Scanvorrichtung 1.3 steht, steuert die Herstellung des Teils 2 und optional das Scannen des Referenzteils 3.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007022919 A1 [0003]
- DE 102017002890 A1 [0004]
- DE 102007017503 B3 [0005]
