DE102019122627B4

DE102019122627B4 - Verfahren zur Herstellung eines 2K-Kunststoffzierteils und 2K-Kunststoffzierteil

Info

Publication number: DE102019122627B4
Application number: DE102019122627.9A
Authority: DE
Inventors: Matthias Becker; Tobias Richard Kern
Original assignee: HIB Trim Part Solutions GmbH
Current assignee: HIB Trim Part Solutions GmbH
Priority date: 2019-08-22
Filing date: 2019-08-22
Publication date: 2023-07-06
Anticipated expiration: 2039-08-23
Also published as: DE102019122627A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines zweikomponentigen Kunststoffzierteils (1), welches zumindest eine Sichtseite (S0, S1, S2, S3, S4) und eine von der zumindest einen Sichtseite (S0, S1, S2, S3, S4) abgewandte Rückseite (R) aufweist, wobei das Kunststoffzierteil (1) zumindest aus einem Träger (10) aus einem ersten Kunststoffmaterial und einer den Träger (10) zu der zumindest einen Sichtseite (S0, S1, S2, S3, S4) hin vollständig überdeckenden Zierschicht (20) aus einem zweiten Kunststoffmaterial gebildet ist, umfassend die Schritte:a. Anordnen oder Ausbilden des Trägers (10) in einer Spritzgussform;b. Spritzgießen der Zierschicht (20), wobeidazu das zweite Kunststoffmaterial ausschließlich über zumindest einen Angusskanal (30) in die Spritzgussform eingespritzt wird, welcher an der Rückseite (R) des Kunststoffzierteils (1) in der Spritzgussform mündet, wobeider Träger (10) an der zumindest einen Sichtseite (S0, S1, S2, S3, S4) mit einem durch den zumindest einen Angusskanal (30) gespeisten und von der Rückseite (R) des Kunststoffzierteils (1) ausgehenden Materialstrom des zweiten Kunststoffmaterials mit dem zweiten Kunststoffmaterial umspritzt wird, wobeidie Rückseite (R) des Kunststoffzierteils (1) durch einen von der Zierschicht (20) gebildeten Randbereich (21) und einen an den Randbereich (21) angrenzenden und von dem Träger (10) gebildeten Kernbereich (11) bestimmt ist und der zumindest eine Angusskanal (30) in den Bereich des Kernbereichs (11) mündet, wobeidie Zierschicht (20) durch das zweite Kunststoffmaterial den Träger (10) zu der zumindest einen Sichtseite (S0, S1, S2, S3, S4) vollständig überdeckend ausgebildet wird und wobeian der Rückseite (R) des Kunststoffzierteils (1) durch jeden Angusskanal (30) ein mit der Zierschicht verbundener Anguss gebildet wird;c. Entfernen des zumindest einen Angusses an der Rückseite (R) des Kunststoffzierteils (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines zwei Komponenten (2K) umfassenden Kunststoffzierteils und das damit hergestellte Kunststoffzierteil.
Im Stand der Technik ist eine Vielzahl von Verfahren zur Herstellung von Kunststoffzierteilen bekannt, wobei die Zierteile oftmals als Zierelemente im Bereich der Fahrzeugtechnik und insbesondere im Fahrzeuginnenraum verwendet werden.
Die herkömmlichen Verfahren sehen meist vor, ein zweikomponentiges Zierteil durch Umspritzen eines Trägers mit einer Zierschicht auszubilden, wobei die Angüsse bzw. Angusskanäle an einer Sichtseite des Zierteils in die für das Verfahren verwendete Spritzgussform münden. Nach dem Spritzgießen und Entformen des Zierteilrohlings müssen die Angüsse entfernt werden, wodurch an den Sichtseiten des Zierteils sichtbare Oberflächenstörungen entstehen bzw. zurückbleiben. Diese werden anschließend durch mechanische Bearbeitung, wie beispielsweise Fräsen entfernt, wobei die Störungen in der Oberfläche der Sichtseite weiterhin sichtbar bleiben.
Da die Zierteile an ihrer Sichtseite jedoch unmittelbar durch die Zierschicht eine beim bestimmungsgemäßen Gebrauch sichtbare Oberfläche bereitstellen, welche makellos und fehlerfrei sein soll, ist es im Stand der Technik notwendig, dass die Sichtseiten der Zierteile mehrmals poliert werden müssen, bis keine durch den Anguss oder die mechanische Bearbeitung verursachten Fehlstellen mehr sichtbar sind.
Weitere Verfahren zur Herstellung eines zweikomponentigen Kunststoffzierteils sowie zugehörige Vorrichtungen sind beispielsweise aus den Schriften DE 20 2009 015 218 U1 und DE 691 17 724 T2 bekannt.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile zu überwinden und ein kostengünstiges sowie einfaches Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffzierteils bereitzustellen, dessen Sichtseiten nach der Ausbildung einer die Sichtseiten bestimmenden Zierschicht keine weitere mechanische Bearbeitung erfordern.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung eines zweikomponentigen Kunststoffzierteils mit der Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung eines 2K-Kunststoffzierteils vorgeschlagen, welches im Weiteren vereinfacht als Kunststoffzierteil oder Zierteil bezeichnet wird. Das Kunststoffzierteil weist zumindest eine Sichtseite und eine von der zumindest einen Sichtseite abgewandte Rückseite auf, wobei die Rückseite einer Sichtseite gegenüberliegend oder orthogonal zu einer Sichtseite angeordnet sein kann. Das Kunststoffzierteil ist ferner zumindest und vorzugsweise genau aus einem Träger aus einem ersten Kunststoffmaterial und einer den Träger zu der zumindest einen Sichtseite hin vollständig überdeckenden Zierschicht aus einem zweiten Kunststoffmaterial gebildet. Im Weiteren wird das erste bzw. zweite Kunststoffmaterial auch vereinfacht als erstes bzw. zweites Material bezeichnet. Dabei entsprechen der Träger einer ersten Komponente und die Zierschicht einer zweiten Komponente des zweikomponentigen Zierteils. Vorzugsweise besteht das Kunststoffzierteil hierbei aus genau diesen beiden Komponenten, wobei weitere Funktionselemente, wie Befestigungsmittel, beispielsweise integral durch den Träger gebildet sein können.
Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren umfasst die Schritte:

a. Anordnen oder Ausbilden bzw. Herstellen des Trägers in einer Spritzgussform;
b. Spritzgießen der Zierschicht, wobei dazu das zweite Kunststoffmaterial ausschließlich über zumindest einen Angusskanal in die Spritzgussform eingespritzt wird, welcher an der Rückseite des Kunststoffzierteils in der Spritzgussform mündet. Bei dem Spritzgießen der Zierschicht ist ferner vorgesehen, dass der Träger an der zumindest einen Sichtseite mit einem durch den zumindest einen Angusskanal gespeisten und von der Rückseite des Kunststoffzierteils ausgehenden Materialstrom des zweiten Kunststoffmaterials mit dem zweiten Kunststoffmaterial umspritzt wird, wobei die Zierschicht durch das zweite Kunststoffmaterial den Träger zu der zumindest einen Sichtseite vollständig überdeckend ausgebildet wird und wobei an der Rückseite des Kunststoffzierteils durch jeden Angusskanal ein mit der Zierschicht verbundener Anguss gebildet wird;
c. Entfernen des zumindest einen Angusses an der Rückseite des Kunststoffzierteils.

Die grundlegende erfinderische Idee ist es in anderen Worten also, den Angusskanal in dem Spritzgusswerkzeug bzw. an der Spritzgussform so vorzusehen, dass der Angusskanal an einer im bestimmungsgemäßen Einsatz des Zierteils nicht sichtbaren Rückseite des Kunststoffzierteils mündet, so dass die Zierschicht, welche die an den Sichtseiten des Zierteils sichtbare Oberfläche bildet, ausgehend von der Rückseite des Zierteils ausgebildet wird. Dadurch, dass ein Anguss nach dem Entformen des Zierteils aus dem Spritzgusswerkzeug bzw. aus der Spritzgussform nur an der im bestimmungsgemäßen Gebrauch nicht sichtbaren Rückseite zurückbleibt, muss diese nicht aufwändig nachbearbeitet werden. Es ist ausreichend, den Anguss zu entfernen und optional die Stelle, an welcher der Anguss mit dem Zierteil verbunden war, zu entgraten. Die Sichtseiten des Zierteils bzw. die Zierschicht an den Sichtseiten des Zierteils muss dadurch nicht aufwändig nachbearbeitet und beispielsweise poliert werden, wodurch gegenüber einem herkömmlichen Herstellungsverfahren eines 2K-Kunststoffzierteils kostenintensive und fehleranfällige Herstellungsschritte entfallen.
Ein herkömmliches dreidimensionales Kunststoffzierteil hat üblicherweise sechs Seiten, wobei eine Seite die Rückseite und zumindest eine weitere Seite eine Sichtseite ist. Beispiels- und vorzugsweise hat ein Kunststoffzierteil somit eine Rückseite und fünf Sichtseiten.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Zierschicht an den Sichtseiten homogen und störungsfrei ausgebildet wird. Hierzu können bei dem vorliegenden Verfahren zusätzlich auch standardisierte Verfahren zur Temperierung der Spritzgussform und/oder ein Kaskaden-Spritzgießen verwendet werden.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Rückseite des Kunststoffzierteils durch einen von der Zierschicht gebildeten Randbereich und einen an den Randbereich angrenzenden und von dem Träger gebildeten Kernbereich bestimmt ist und der zumindest eine Angusskanal in den Bereich des Kernbereichs mündet.
Ferner sieht eine Weiterbildung vor, dass der Randbereich den Kernbereich an der Rückseite des Kunststoffzierteils vollständig umschließt bzw. umläuft, so dass der Kernbereich bzw. der Träger an der Rückseite vollständig durch den Randbereich bzw. die Zierschicht umrandet ist.
Der Randbereich wird bei einer vorteilhaften Variante zudem durch die Zierschicht gebildet, welche sich von zumindest einer an die Rückseite angrenzenden Sichtseite zu der Rückseite erstreckt. Dadurch kann das die Zierschicht bildende Kunststoffmaterial bei dem Verfahren von dem Randbereich an der Rückseite unmittelbar zu den Sichtseiten strömen.
Die Oberfläche an der Rückseite des Zierteils wird somit vorzugsweise durch einen durch den Träger gebildeten Kernbereich und einen durch die Zierschicht gebildeten Randbereich bestimmt, welche sich von den Sichtseiten aus zu der Rückseite erstreckt. Die Sichtseiten bzw. die Oberfläche des Zierteils an den Sichtseiten wird dahingegen vorzugsweise vollständig durch die Zierschicht bestimmt.
Um das zweite Kunststoffmaterial von der Mündung des Angusskanals, welcher im Bereich des Trägers in die Spritzgussform mündet, zu dem Randbereich bzw. in den die Zierschicht bestimmenden Hohlraum in der Spritzgussform zu führen, ist bei einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung zudem vorgesehen, dass in dem Träger im Bereich der Mündung des zumindest einen Angusskanals bzw. in dem Bereich des Trägers, der in dem Spritzgusswerkzeug unmittelbar angrenzend an die Mündung des Angusskanals angeordnet ist, für jeden Angusskanal jeweils ein Übergangskanal vorgesehen ist, der sich von der jeweiligen Mündung des jeweiligen Angusskanals zu dem Randbereich erstreckt. Der die Zierschicht bildende Materialstrom wird beim Spritzgießen der Zierschicht durch den jeweiligen Angusskanal und den jeweiligen Übergangskanal in den Randbereich und zu der zumindest einen Sichtseite gespritzt.
Zur Homogenisierung des Materialstroms des zweiten Kunststoffmaterials im Bereich der Mündung des zumindest einen Angusskanals und Reduktion von Strömungswirbeln ist bei einer Variante ferner vorgesehen, dass der Übergangskanal in dem Träger unmittelbar gegenüber der Mündung des jeweiligen Angusskanals einen Aufnahmeraum bzw. eine Vertiefung bildet. In einem Querschnitt durch das Kunststoffzierteil gesehen, geht der Aufnahmeraum des Übergangskanals im Wesentlichen gleichmäßig und vorzugsweise über einen ersten Radius in einen sich zu dem Randbereich erstreckenden Abschnitt des Übergangskanals über.
Ferner kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass ein bzw. der sich zu dem Randbereich erstreckender Abschnitt des Übergangskanals in einem Querschnitt durch das Kunststoffzierteil gesehen im Wesentlichen gleichmä-ßig und insbesondere über einen zweiten Radius in die zumindest eine Sichtseite bestimmende Zierschicht übergeht.
Um eine feste Verbindung zwischen den Komponenten des Kunststoffzierteils herzustellen und das Kunststoffzierteil einteilig auszubilden kann darüber hinaus vorgesehen sein, dass der Träger und/oder die Zierschicht thermisch oder chemisch aktiviert werden und diese sich chemisch verbinden und eine stoffschlüssige Verbindung miteinander eingehen. Das erste und das zweite Kunststoffmaterial können sich auch beispielsweise bereits durch die Hitze während des Einspritzens des zweiten Kunststoffmaterials miteinander verbinden.
Nach oder während dem Entformen des Kunststoffzierteils aus der Spritzgussform ist ferner vorgesehen, dass der zumindest eine Anguss beim Entfernen durch ein Schnittwerkzeug abgetrennt wird. Als Anguss wird hierbei das Material verstanden, welches angrenzend an das eigentliche Kunststoffzierteil beim Abkühlen in dem Angusskanal erstarrt. Vorzugsweise wird der Anguss durch ein Pneumatikmesser oder alternativ ein Ultraschallmesser abgetrennt, welches an der Oberfläche der Rückseite entlanggeführt wird.
Bei dem Entfernen des Angusses kann es dazu kommen, dass an der Rückseite ein scharfkantiger Grat zurückbleibt, von welchem eine Verletzungsgefahr ausgehen kann. Um einen solchen Grat zu entfernen, sieht eine ebenfalls vorteilhafte Variante vor, dass nach dem Entfernen des zumindest einen Angusses der Bereich, in welchem der Anguss angeordnet war, berührungslos, insbesondere durch Infrarot-Strahlung, entgratet wird. Durch Infrarot-Strahlung wird der Bereich, in welchem der Anguss angeordnet war, erhitzt, so dass der Grat mit dem umliegenden Material verschmolzen wird.
Als das erste Kunststoffmaterial ist vorzugsweise ein Polycarbonat (PC) und ein Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS) als ein Verbund- bzw. Kompositwerkstoff vorgesehen, wodurch ein günstiger und vergleichsweise leichter Träger gebildet werden kann, der zugleich belastbar ist. Alternativ kann als erstes Kunststoffmaterial auch Polybutylenterephthalat (PBT), Polyamide (PA), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS) oder Acrylnitril-Styrol-Acrylat-Copolymer (ASA) und sofern möglich Kompositwerkstoffe aus diesen vorgesehen sein.
Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass das zweite Kunststoffmaterial ein Polymethylmethacrylat ist, welches aus als PMMA oder Acrylglas bezeichnet wird. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das zweite Kunststoffmaterial mit einem Additiv eingefärbt ist. Beispielsweise ist das zweite Kunststoffmaterial ein schwarz eingefärbtes PMMA, wodurch die Zierschicht auf dem Träger eine Tiefenwirkung und edle Anmutung erhält.
Als zweites Kunststoffmaterial kann jedoch alternativ auch PA, PC, ABS oder ein Kompositwerkstoff aus ABS und PC gewählt werden.
Vorzugsweise wird der Träger durch Spritzgießen gebildet, wobei der Träger in demselben Spritzgusswerkzeug wie die Zierschicht ausgebildet werden kann, wobei ein solches Spritzgusswerkzeug mehrere Komponenten bzw. eine variable Spritzgussform vorsehen muss. Alternativ kann der Träger auch in einem weiteren Spritzgusswerkzeug oder einer weiteren Spritzgussform gebildet und in die Spritzgussform für den Spritzguss der Zierschicht umgesetzt werden.
Darüber hinaus sieht eine Variante vor, dass der Träger durch Spritzgießen gebildet wird und zu der Rückseite hin Befestigungselemente und/oder Schweißrippen und/oder Zentrierelemente ausbildet, welche integral durch das Spritzgießen bzw. während des Spritzgießens des Trägers gebildet werden. Solche Befestigungselemente können beispielsweise Befestigungslaschen, Sacklöcher oder Rastvorsprünge sein.
Die Rückseite des Kunststoffzierteils ist vorzugsweise in einer unteren Ebene angeordnet und die der Rückseite unmittelbar gegenüberliegende Sichtseite des Kunststoffzierteils in einer oberen Ebene. Bei einer vorteilhaften Variante des Verfahrens ist vorgesehen, dass der zumindest eine Angusskanal entlang seiner Längserstreckung mehrere Abschnitte aufweist. Ein erster Abschnitt erstreckt sich zwischen der oberen und unteren Ebene und im Wesentlichen parallel zu diesen und geht in einen zweiten Abschnitt über, welcher von der oberen Ebene aus gesehen hinter die untere Ebene verläuft bzw. führt und dort in einen dritten Abschnitt übergeht, welcher im Wesentlichen orthogonal zu der unteren Ebene zu der unteren Ebene hin verläuft und an dem Kunststoffzierteil bzw. in die Spritzgussform mündet. Vorteilhaft hieran ist, dass der Angusskanal wie im Stand der Technik zunächst seitlich auf das Kunststoffzierteil zuläuft, jedoch dann vom Stand der Technik abweichend zu der Rückseite des Kunststoffzierteils umgelenkt bzw. geführt ist, so dass die Anschlüsse an dem Spritzgusswerkzeug zum Einspritzen des Kunststoffmaterials identisch zum Stand der Technik vorgesehen werden können und durch die Führung des Angusskanals das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist, durch welches ein Anguss nur auf der nicht zum Sichtbereich gehörenden Rückseite des Kunststoffzierteils ausgebildet wird, so dass ein Fräsen bzw. eine mechanische Bearbeitung im Sichtbereich entfällt.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft das Kunststoffzierteil bzw. das 2K-Kunststoffzierteil, welches durch ein erfindungsgemäßes Verfahren hergestellt wird. Ein solches Kunststoffzierteil ist aus einem Träger und einer Zierschicht gebildet, wobei das Kunststoffzierteil zumindest eine Sichtseite und eine von der zumindest einen Sichtseite abgewandte Rückseite aufweist. Das Kunststoffzierteil ist zu der zumindest einen Sichtseite hin durch die Zierschicht und zu seiner Rückseite hin durch den Träger und die Zierschicht bestimmt. Ferner erstecken sich an der Rückseite vorzugsweise Vorsprünge der Zierschicht in den Träger hinein.
Entsprechend ist bei dem Kunststoffzierteil vorzugsweise vorgesehen, dass an seiner Rückseite ein Kernbereich durch den Träger und ein Randbereich durch die Zierschicht gebildet ist und in dem Träger ein oder mehrere Übergangskanäle vorgesehen sind, welche sich von dem Kernbereich zu dem Randbereich erstrecken und welche mit dem Material der Zierschicht gefüllt sind.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

1 eine Teilansicht eines Querschnitts durch ein Kunststoffzierteil;
2 eine Aufsicht auf die Rückseite eines Kunststoffzierteils.

Die Figuren sind beispielhaft schematisch. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche funktionale und/oder strukturelle Merkmale hin.
Sowohl das Kunststoffzierteil 1 in 1 als auch das Kunststoffzierteil 1 in 2 weisen im Wesentlichen die Form eines Quaders auf, dessen Kanten abgerundet sein können und welcher fünf Sichtseiten S0, S1, S2, S3, S4 und eine Rückseite R aufweist.
In 1 ist eine Teilansicht eines Querschnittes durch ein Kunststoffzierteil 1 gezeigt, welches im Wesentlichen aus einem Träger 10 und einer den Träger 10 teilweise umhüllenden bzw. ummantelnden Zierschicht 20 besteht, wobei der Querschnitt der in 2 dargestellten Schnittverlaufslinie A-A folgt. Durch die Teilansicht ist der in der Bildebene der 2 linksseitige Randbereich des Kunststoffzierteils 1 abgebildet, wobei der linksseitige Randbereich die in der Darstellung linksseitige Sichtseite S1 bestimmt.
Die grundlegende Idee der Erfindung ist es, die Herstellung des Kunststoffzierteils 1 zu vereinfachen, indem eine aufwändige mechanische Nacharbeit der Zierschicht 20 vermieden wird.
Die Zierschicht 20 muss an den Sichtseiten S0, S1, S2, S3, S4 des Kunststoffzierteils 1, also an den Seiten, welche bei seinem bestimmungsgemäßen Gebrauch für einen Betrachter sichtbar sind, makellos und ohne Beschädigungen oder störende Inhomogenitäten sein. Wird die Zierschicht 20, wie bei im Stand der Technik bekannten Verfahren üblich, durch einen an den Sichtseiten des Kunststoffzierteils in die Spritzgussform mündenden Angusskanal ausgebildet, verbleibt nach dem Entformen eines solchen Kunststoffzierteils aus der Spritzgussform ein Anguss an der Sichtseite, welcher beispielsweise durch Fräsen entfernt und der Bereich anschließend poliert werden muss.
Durch die Schnittdarstellung der 1 ist zu erkennen, dass der Angusskanal 30, durch welchen das zweite, die Zierschicht 20 bildenden Material in eine Spritzgussform, in welcher der Träger 10 eingelegt ist, zu der Rückseite R des Kunststoffzierteils 1 geführt ist, welche in der Bildebene der 1 unten liegt. Ferner weist das in 1 dargestellte Kunststoffzierteil 1 in der Bildebene linksseitig die Sichtseite S1 und oben die Sichtseite S0 auf. Eine rechtsseitig liegende Sichtseite S3 des Kunststoffzierteils 1 ist durch die Teilansicht in 1 nicht dargestellt, jedoch in 2 bezeichnet.
Bei dem vorgeschlagenen Verfahren wird zunächst der Träger 10 ausgebildet bzw. hergestellt und in ein in den Figuren nicht dargestelltes Spritzgusswerkzeug bzw. in eine in den Figuren nicht dargestellte Spritzgussform eingelegt, wobei der in der Spritzgussform um den Träger 10 verbleibende Hohlraum die auszubildende Zierschicht 20 bestimmt und als Negativ wiedergibt. In diesen verbleibenden Hohlraum wird über den Angusskanal 30 das zweite Material eingespritzt. Wie in 1 illustriert, ist der Angusskanal 30, welcher durch die Spritzgussform hindurch verläuft und zu einem mehrere Angusskanäle 30 umfassenden Angusssystem gehören kann, zu der Rückseite R des Kunststoffzierteils 1 geführt und mündet angrenzend an den Träger 10 bzw. an einem in dem Träger 10 ausgebildeten Aufnahmeraum 13. Der Aufnahmeraum 13 ist Teil eines Übergangskanals 12, welcher von dem Aufnahmeraum 13 bzw. von der Mündung 34 des Angusskanals 30 zu dem Hohlraum in der Spritzgussform führt, in welchen das zweite Material eingespritzt und die Zierschicht ausgebildet werden soll. Würde der Angusskanal 30 an der Rückseite R des Kunststoffzierteils unmittelbar an der Zierschicht 20 bzw. in den in 2 gekennzeichneten Randbereich 21 münden, kann es bei einem späteren Entfernen des Angusses zu einer Beschädigung der Zierschicht 20 kommen, welche sich bis zu einer der Sichtseiten S0, S1, S2, S3, S4 des Kunststoffzierteils 1 erstreckt, so dass wiederum eine aufwändige Nachbearbeitung des Kunststoffzierteils 1 nötig werden würde oder das Kunststoffzierteil 1 Ausschuss wäre.
Ausgehend von dem Aufnahmeraum 13 erstreckt sich der Übergangskanal 12 zu der Zierschicht 20 bzw. dem die Zierschicht 20 in der Spritzgussform bestimmenden Hohlraum. Bei dem Verfahren wird das zweite Material dementsprechend durch den Angusskanal 30 und den Übergangskanal 12 in den Hohlraum zur Ausbildung der Zierschicht 20 eingespritzt.
Der Aufnahmeraum 13 bildet in der in 1 dargestellten Variante gegenüber dem zu der Zierschicht 20 führenden Abschnitt des Übergangskanals 12 eine Vertiefung. Durch diese Vertiefung kann sich das zweite Material sammeln und strömungstechnisch beruhigen, bevor es weiter transportiert wird, so dass sich durch den Übergangskanal ein homogener und verwirbelungsarmer Materialfluss ergibt. Ferner kommt hinzu, dass durch die durch den Aufnahmeraum 13 gebildete Vertiefung zugleich eine Rastaufnahme gebildet wird. Das in dem Übergangskanal 12 und dem Aufnahmeraum 13 erstarrende zweite Material ist dadurch integral mit der Zierschicht 20 verbunden bzw. wird integral von ihr ausgebildet und greift formschlüssig in die Rastaufnahme ein, so dass die Zierschicht 20 nach dem Aushärten des zweiten Materials formschlüssig mit dem Träger 10 verbunden ist.
Um den Strömungspfad des zweiten Materials von dem Aufnahmeraum 13 zu dem die Zierschicht 20 in der Spritzgussform bestimmenden Hohlraum weiter zu verbessern, ist bei der dargestellten Variante ferner vorgesehen, dass der Aufnahmeraum 13 über einen ersten Radius R1 in den zu dem Hohlraum führenden Abschnitt des Übergangskanals 12 und der Übergangskanal 12 über einen zweiten Radius R2 in den Hohlraum übergeht.
Wurde das zweite Material in die Spritzgussform eingespritzt, erfolgt vorzugsweise ein Abkühlen und Aushärten der Zierschicht 20. Ist diese zumindest formfest ausgehärtet, wird das Kunststoffzierteil 1 aus der Spritzgussform entnommen bzw. entformt, wobei dabei ein Materialrest des zweiten Materials im Bereich der Mündung 34 des Angusskanals 30 an dem Kunststoffzierteil 1 als Anguss verbleibt. Dieser Anguss wird anschließend durch ein Schnittwerkzeug 40 entfernt, welches vorzugsweise ein pneumatisch angetriebenes Messer ist. Eine Beschädigung des Kunststoffzierteils 1 im Bereich der Mündung 34 ist dabei unerheblich, da sich die Beschädigung auf die im bestimmungsgemäßen Gebrauch nicht sichtbare Rückseite R beschränkt.
Da nach dem Abtrennen des Angusses ein scharfkantiger Grad verbleiben kann, wird der Bereich, an dem der Anguss entfernt wurde, anschließend durch Infrarot-Strahlung entgratet.
Bei der in 1 dargestellten Variante folgt der Angusskanal 30 zudem einem vorteilhaften Verlauf, bei welchem sich ein günstiger kontinuierlicher Materialfluss durch den Angusskanal 30 in die Spritzgussform ergibt. Der Angusskanal 30 umfasst hierfür im Wesentlichen drei Abschnitte. Die Rückseite R des Kunststoffzierteils liegt in einer unteren bzw. zweiten Ebene E2 und die ihr gegenüberliegende Vorderseite, welche die Sichtseite S0 ist, in einer oberen bzw. ersten Ebene E1. Ein erster Abschnitt 31 des Angusskanals 30 verläuft parallel zu der ersten bzw. zweiten Ebene E1, E2 und zwischen diesen und geht in einen zweiten Abschnitt 32 über, welcher sich von dem ersten Abschnitt 31 aus und von der ersten Ebene E1 gesehen hinter bzw. unter die zweite Ebene E2 erstreckt. Der zweite Abschnitt 32 geht entlang der Fließrichtung des zweiten Materials in einen dritten Abschnitt 33 über, welcher orthogonal zu der zweiten Ebene E2 auf diese zu verläuft und mit der Mündung 34 an dem Träger 10 bzw. an dem Aufnahmeraum 13 des Trägers 10 mündet.
In 2 ist eine Draufsicht auf die Rückseite R des Kunststoffzierteils 1 dargestellt. Die Rückseite R bzw. die zu der Rückseite R gewandte Fläche des Kunststoffzierteils 1 wird durch einen durch den Träger 10 gebildeten Kernbereich 11 und einen durch die Zierschicht 20 gebildeten Randbereich 21 bestimmt, welcher den Kernbereich 11 vollständig umschließt und einrahmt. Die Sichtseiten S0, S1, S2, S3, S4 des Kunststoffzierteils 1 bzw. die Flächen der Sichtseiten S0, S1, S2, S3, S4 des Kunststoffzierteils 1 werden jeweils vollständig von der Zierschicht 20 bestimmt.
Beispielhaft sind in 2 an vier Stellen Übergangskanäle 12 (12^I, 12^II, 12^III, 12^IV) mit jeweils zugehörigem Aufnahmeraum 13 dargestellt, wobei jeweils eine Mündung 34 eines nicht dargestellten Angusskanals 30 in den jeweiligen Aufnahmeraum 13 mündet.
Zur Illustration verschiedener Ausgestaltungsvarianten des Übergangskanals 12 sind in 2 vier verschiedene Varianten eines Übergangskanals 12 dargestellt, wobei in einem Träger 10 ausschließlich gleiche bzw. gleichförmige Übergangskanäle 12 ausgebildet sein können. Ferner ist an jeder der vier in der Darstellungsebene der 2 liegenden Seiten der Rückseite R ein Übergangskanal 12 angeordnet, wobei abhängig von der Größe des Kunststoffzierteils 1 und dem Fließverhalten des zweiten Materials an einer Seite auch kein oder mehrere Übergangskanäle 12 mit jeweils daran mündendem Angusskanal 30 vorgesehen sein können.
Bei der ersten Variante des Übergangskanals 12^I weist der von dem Aufnahmeraum 13 zu dem Randbereich 21 führende Abschnitt eine Breite auf, welchem dem Durchschnitt des aus der Aufsicht kreisförmig ausgebildeten Aufnahmeraums 13 entspricht.
Davon abweichend wird die Breite des zu dem Randbereich führenden Abschnitts der zweiten Variante des Übergangskanals 12^II zu dem Randbereich hin größer, wobei sich eine orthogonal zu der Bildebene gemessene Tiefe des Abschnitts verkleinern kann, so dass der Strömungsquerschnitt des Übergangskanals 12^II im Wesentlichen gleich bleibt.
Die dritte Variante des Übergangskanals 12^III schlägt vor, dass sich die Breite des zu dem Randbereich 21 führenden Abschnitts ausgehend von dem Aufnahmeraum 13 linear und kontinuierlich vergrößert, wobei ebenfalls vorgesehen sein kann, dass sich die Tiefe des Übergangskanals 12^III zu dem Randbereich 12 hin verkleinert, so dass der Strömungsquerschnitt des Übergangskanals 12^III im Wesentlichen konstant bleibt.
Alternativ kann ferner eine Variante des Übergangskanals 12^IV vorgesehen sein, bei welcher der zu dem Randbereich 21 führende Abschnitt des Übergangskanals 12^IV in seiner Breite kleiner ist, als der Durchmesser des zugehörigen Aufnahmeraums 13. Hierbei ist vorgesehen, dass der Strömungsquerschnitt des Übergangskanals 12^IV dem Strömungsquerschnitt des zugehörigen Angusskanals 30 entspricht, so dass sich Verunreinigungen des zweiten Materials in dem Aufnahmeraum 13 sammeln können und dort verbleiben, ohne den Strömungsquerschnitt zu verengen oder in die Zierschicht 20 transportiert zu werden.
Bezugszeichenliste

1: Kunststoffzierteil
10: Träger
11: Kernbereich
12: Übergangskanal
20: Zierschicht
21: Randbereich
S0, S1, S2, S3, S4: Sichtseite
R: Rückseite
R1: erster Radius
R2: zweiter Radius
E1: obere Ebene
E2: untere Ebene

Claims

Verfahren zur Herstellung eines zweikomponentigen Kunststoffzierteils (1), welches zumindest eine Sichtseite (S0, S1, S2, S3, S4) und eine von der zumindest einen Sichtseite (S0, S1, S2, S3, S4) abgewandte Rückseite (R) aufweist, wobei das Kunststoffzierteil (1) zumindest aus einem Träger (10) aus einem ersten Kunststoffmaterial und einer den Träger (10) zu der zumindest einen Sichtseite (S0, S1, S2, S3, S4) hin vollständig überdeckenden Zierschicht (20) aus einem zweiten Kunststoffmaterial gebildet ist, umfassend die Schritte: a. Anordnen oder Ausbilden des Trägers (10) in einer Spritzgussform; b. Spritzgießen der Zierschicht (20), wobei dazu das zweite Kunststoffmaterial ausschließlich über zumindest einen Angusskanal (30) in die Spritzgussform eingespritzt wird, welcher an der Rückseite (R) des Kunststoffzierteils (1) in der Spritzgussform mündet, wobei der Träger (10) an der zumindest einen Sichtseite (S0, S1, S2, S3, S4) mit einem durch den zumindest einen Angusskanal (30) gespeisten und von der Rückseite (R) des Kunststoffzierteils (1) ausgehenden Materialstrom des zweiten Kunststoffmaterials mit dem zweiten Kunststoffmaterial umspritzt wird, wobei die Rückseite (R) des Kunststoffzierteils (1) durch einen von der Zierschicht (20) gebildeten Randbereich (21) und einen an den Randbereich (21) angrenzenden und von dem Träger (10) gebildeten Kernbereich (11) bestimmt ist und der zumindest eine Angusskanal (30) in den Bereich des Kernbereichs (11) mündet, wobei die Zierschicht (20) durch das zweite Kunststoffmaterial den Träger (10) zu der zumindest einen Sichtseite (S0, S1, S2, S3, S4) vollständig überdeckend ausgebildet wird und wobei an der Rückseite (R) des Kunststoffzierteils (1) durch jeden Angusskanal (30) ein mit der Zierschicht verbundener Anguss gebildet wird; c. Entfernen des zumindest einen Angusses an der Rückseite (R) des Kunststoffzierteils (1).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Randbereich (21) den Kernbereich (11) an der Rückseite (R) des Kunststoffzierteils (1) vollständig umschließt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Randbereich (21) durch die Zierschicht (20) gebildet wird, welche sich von zumindest einer an die Rückseite (R) angrenzenden Sichtseite (S0, S1, S2, S3, S4) zu der Rückseite (R) erstreckt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in dem Träger (10) im Bereich der Mündung (34) des zumindest einen Angusskanals (30) jeweils ein Übergangskanal (12) vorgesehen ist, der sich von der jeweiligen Mündung (34) des jeweiligen Angusskanals (30) zu dem Randbereich (21) erstreckt, und wobei der die Zierschicht (20) bildende Materialstrom beim Spritzgie-ßen der Zierschicht (20) durch den jeweiligen Angusskanal (30) und den jeweiligen Übergangskanal (12) in den Randbereich (21) und zu der zumindest einen Sichtseite (S0, S1, S2, S3, S4) gespritzt wird.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Übergangskanal (12) unmittelbar gegenüber der Mündung (34) des jeweiligen Angusskanals (30) einen Aufnahmeraum (13) bildet und der Aufnahmeraum (13) des Übergangskanals (12) in einem Querschnitt durch das Kunststoffzierteil (1) gesehen gleichmäßig und insbesondere über einen ersten Radius (R1) in einen sich zu dem Randbereich (21) erstreckenden Abschnitt des Übergangskanals (12) übergeht.
Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei ein sich zu dem Randbereich (21) erstreckender Abschnitt des Übergangskanals (12) in einem Querschnitt durch das Kunststoffzierteil (1) gesehen gleichmäßig und insbesondere über einen zweiten Radius (R2) in die zumindest eine Sichtseite (S0, S1, S2, S3, S4) bestimmende Zierschicht (20) übergeht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Träger (10) und/oder die Zierschicht (20) thermisch oder chemisch aktiviert werden und sich chemisch verbinden und eine stoffschlüssige Verbindung miteinander eingehen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zumindest eine Anguss beim Entfernen durch ein Schnittwerkzeug (40) abgetrennt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach dem Entfernen des zumindest einen Angusses der Bereich, in welchem der Anguss angeordnet war, berührungslos, insbesondere durch Infrarot-Strahlung, entgratet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Kunststoffmaterial ein Polycarbonat (PC) oder ein Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS) ist.
.Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Kunststoffmaterial ein Polymethylmethacrylat (PMMA) ist und/oder mit einem Additiv eingefärbt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Träger (10) durch Spritzgießen gebildet wird, zu der Rückseite (R) hin Befestigungselemente und/oder Schweißrippen und/oder Zentrierelemente ausbildet und die Befestigungselemente integral durch das Spritzgießen des Trägers (10) gebildet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rückseite (R) des Kunststoffzierteils (1) in einer unteren Ebene (E2) angeordnet ist und die der Rückseite (R) unmittelbar gegenüberliegende Sichtseite (S0, S1, S2, S3, S4) des Kunststoffzierteils in einer oberen Ebene (E1) angeordnet ist, wobei der zumindest eine Angusskanal (30) entlang seiner Längserstreckung mehrere Abschnitte aufweist, wobei sich ein erster Abschnitt (31) zwischen der oberen Ebene (E1) und unteren Ebene (E2) und parallel zu diesen erstreckt und in einen zweiten Abschnitt (32) übergeht, welcher von der oberen Ebene (E1) aus gesehen hinter die untere Ebene (E2) verläuft und in einen dritten Abschnitt (33) übergeht, welcher orthogonal zu der unteren Ebene (E2) zu der unteren Ebene (E2) hin verläuft und in die Spritzgussform mündet.
Kunststoffzierteil (1) aus einem Träger (10) und einer Zierschicht (20), wobei das Kunststoffzierteil (1) zumindest eine Sichtseite (S0, S1, S2, S3, S4) und eine von der zumindest einen Sichtseite (S0, S1, S2, S3, S4) abgewandte Rückseite (R) aufweist, das Kunststoffzierteil (1) zu der zumindest einen Sichtseite (S0, S1, S2, S3, S4) hin durch die Zierschicht (20) und zu seiner Rückseite (R) hin durch den Träger (10) und die Zierschicht (20) bestimmt ist, wobei das Kunststoffzierteil nach einem Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildet ist.