DE102019135458A1

DE102019135458A1 - Verfahren zur Herstellung eines durchleuchtbaren Verkleidungsteils

Info

Publication number: DE102019135458A1
Application number: DE102019135458.7A
Authority: DE
Inventors: Andreas Löffler; Claus Müller; Patrick Kätzel; Julian Fastner; Johann Reichstein; Christoph Jäger
Original assignee: Rehau AG and Co
Current assignee: Rehau Automotive SE and Co KG
Priority date: 2019-12-20
Filing date: 2019-12-20
Publication date: 2021-06-24

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines durchleuchtbaren Verkleidungsteils für ein Kraftfahrzeug, mit einem lichtdurchlässigen Grundkörper (1) aus einem transluzenten oder transparenten Material, welches für Spektralbereiche des sichtbaren Lichts mit einer geringen Absorption durchstrahlbar ist, und mit wenigstens einer, auf der bestimmungsgemäßen Sichtseite (V) des Grundkörpers (1) gegenüberliegenden Rückseite (R) angeordneten, Maskierung (2), wobei die Maskierung (2) aus einem thermoplastischen Material mit im Vergleich zu dem Material des Grundkörpers (1) hohen Absorption für Spektralbereiche des sichtbaren Lichts besteht und hierdurch weitgehend lichtundurchlässig ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen des Grundkörpers (1), Positionieren des Grundkörpers (1) in einer Kavität (K) eines Spritzgusswerkzeug (S) und Überspritzen von Teilbereichen des Grundkörpers (1) mit dem thermoplastischen Material zur Ausbildung der Maskierung (2), wobei die Kavität (K) des Spritzgusswerkzeuges (S) zusammen mit der Geometrie des Grundkörpers (1) die Gestalt der Maskierung (2) definiert, nachträgliches Glätten der Kante (3) der Maskierung (2) im Übergangsbereichs (4) der Maskierung (2) zum Grundkörper (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung eines durchleuchtbaren Verkleidungsteils für ein Kraftfahrzeug, mit einem lichtdurchlässigen Grundkörper aus einem transluzenten oder transparenten Material, welches für Spektralbereiche des sichtbaren Lichts mit einer geringen Absorption durchstrahlbar ist, und mit wenigstens einer, auf der bestimmungsgemäßen Sichtseite des Grundkörpers gegenüberliegenden Rückseite angeordneten, Maskierung, wobei die Maskierung aus einem thermoplastischen Material mit im Vergleich zu dem Material des Grundkörpers hohen Absorption für Spektralbereiche des sichtbaren Lichts besteht und hierdurch weitgehend lichtundurchlässig ist.
Derartige Verkleidungsteile sind der Anmelderin aufgrund offenkundiger Vorbenutzung bekannt.
Hauptproblematik bei der Herstellung von durchleuchtbaren Verkleidungsteilen gemäß dem Stand der Technik ist die Tatsache, dass die Maskierung bei einer Überspritzung des Grundkörpers mit einem thermoplastischen Material zur Ausbildung der Maskierung (beispielsweise im Mehrkomponentenspritzguss) der Übergangsbereich von Maskierung zu Grundkörper einen Spalt oder Hinterschnitt ausbildet. Der Spalt oder Hinterschnitt resultiert aus dem Schwindungsverhalten des thermoplastischen Materials in diesem Übergangsbereich. Ein derartiger Übergangsbereich führt dazu, dass neben der Maskierung aufgebrachte weitere Beschichtungen, wie Schutzschichten oder weitere Maskierungsschichten (beispielsweise in einem Tintenstrahldruckverfahren), in dem Übergangsbereich keine Haftung aufweisen oder diesen Bereich überhaupt nicht erreichen. In Folge kommt es bei einer Hinterleuchtung derartiger Verkleidungsteile dann zu ungewünschten Lichtaustritten in diesem Übergangsbereich, weil die weitere Maskierungsschicht nicht vorhanden ist, oder die Schutzschicht kann ihre Schutzfunktion nicht erfüllen und wird im Übergangsbereich schlimmstenfalls von Feuchtigkeit unterwandert und zerstört.
Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe ein Verfahren zur Herstellung eines durchleuchtbaren Verkleidungsteils anzugeben, das gegenüber dem Stand der Technik ein verbessertes Haftungsverhalten für eine nachfolgende Beschichtung des Übergangsbereiches aufweist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines durchleuchtbaren Verkleidungsteils für ein Kraftfahrzeug, mit:

- einem lichtdurchlässigen Grundkörper aus einem transluzenten oder transparenten Material, welches für Spektralbereiche des sichtbaren Lichts mit einer geringen Absorption durchstrahlbar ist, und mit
- wenigstens einer, auf der bestimmungsgemäßen Sichtseite des Grundkörpers gegenüberliegenden Rückseite angeordneten, Maskierung, wobei die Maskierung aus einem thermoplastischen Material mit im Vergleich zu dem Material des Grundkörpers hohen Absorption für Spektralbereiche des sichtbaren Lichts besteht und hierdurch weitgehend lichtundurchlässig ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- Bereitstellen des Grundkörpers,
- Positionieren des Grundkörpers in einer Kavität eines Spritzgusswerkzeug und Überspritzen von Teilbereichen des Grundkörpers mit dem thermoplastischen Material zur Ausbildung der Maskierung, wobei die Kavität des Spritzgusswerkzeuges zusammen mit der Geometrie des Grundkörpers die Gestalt der Maskierung definiert,
- nachträgliches Glätten der Kante der Maskierung im Übergangsbereichs der Maskierung zum Grundkörper.

Durch den Schritt des nachträglichen Glättens der Maskierung im Übergangsbereich zum Grundkörper wird erreicht, dass nachfolgend aufgebrachte Beschichtungen den Übergangsbereich überhaupt bedecken und dort eine deutlich verbesserte Haftung aufweisen.
Das Glätten erfolgt bevorzugt durch ein Verprägen der Kante oder durch ein Abtragen der Kante oder durch ein Aufschmelzen der Kante.
Bevorzugt erfolgt das Abtragen oder das Aufschmelzen mittels einer Bestrahlung mit Laserstrahlung. Die Bestrahlung mit Laserstrahlung kann hierbei insbesondere durch den Grundkörper hindurch von der bestimmungsgemäßen Sichtseite des Grundkörpers her erfolgen.
Das Verprägen kann mittels eines Prägewerkzeuges erfolgen. Das Verprägen kann insbesondere noch innerhalb des Spritzgusswerkzeuges erfolgen.
Die Rückseite des Grundkörpers kann insbesondere nachträglich mit einer Schutzbeschichtung und/oder mit einer weiteren Maskierungsschicht, die eine hohen Absorption für Spektralbereiche des sichtbaren Lichts aufweist, versehen werden.
Eine Schutzbeschichtung kann insbesondere durch eine Lackschicht oder eine Silanbeschichtung gebildet sein. Die Schutzschicht kann insbesondere aus einem transluzenten oder transparenten Material, welches ebenfalls für Spektralbereiche des sichtbaren Lichts mit einer geringen Absorption durchstrahlbar ist, bestehen.
Der Grundkörper weist bevorzugt eine Wandstärke im Bereich von 0,8 mm bis 4,5 mm auf.
Zwischen der Werkzeugwand des Spritzgusswerkzeuges und dem Grundkörper kann im Bereich des späteren Übergangsbereichs der herzustellenden Maskierung ein definierter Spalt vorgesehen sein, sodass beim Überspritzen ein Teil des eingespritzten thermoplastischen Materials aus dem Spalt austritt.
Das durchleuchtbare Verkleidungsteil kann insbesondere eine Stoßfängerverkleidung oder eine Heckklappenverkleidung oder eine Säulenverkleidung oder eine Kühlerverkleidung oder eine Türverkleidung oder eine Kotflügelverkleidung oder eine Dachverkleidung oder eine Kühlerverkleidung oder ein Spoiler eines Kraftfahrzeuges, oder ein Bauteil der vorgenannten Teile oder eine Baugruppe der vorgenannten Teile oder ein Bestandteil der vorgenannten Teile sein.
Der Grundkörper ist bevorzugt dreidimensional geformten. Der Grundkörper ist also bevorzugt in alle Raumrichtungen gekrümmt und nicht allein flach in nur zwei Raumrichtungen geformt.
Das transluzente oder transparente Material des Grundkörpers kann mit einem faserförmigen und/oder nadelförmigen Füllstoff verstärkt sein. Es hat sich gezeigt, dass über die Morphologie des Füllstoffs eine geringe Absorption für Spektralbereiche des sichtbaren Lichts in dem transluzenten oder transparenten Material des Grundkörpers realisiert werden kann. Gleichzeitig erlaubt der Einsatz eines Füllstoffs ein Material anzugeben dass eine geringe Wärmeausdehnung und eine hohe Schlagzähigkeit aufweist. Der Füllstoff kann Wollastonit und/oder armorphes Siliziumdioxid und/oder Cristobalit und/oder Feldspat und/oder Quarzgut und/oder Glas und/oder Glasfasern umfassen. Insbesondere faserförmiges und/oder nadelförmiges Wollastonit hat sich als bevorzugt geeignet erwiesen. Der Füllstoffgehalt des Füllstoffs in dem transluzenten oder transparenten Material des Grundkörpers weißt bevorzugt einen Wert von 10 Vol.% bis 30 Vol.%, weiter bevorzugt von 15 Vol.% bis 20 Vol.% auf. Vorstehende Wertebereiche stellen das Optimum zwischen geringe Absorption für Spektralbereiche des sichtbaren Lichts und gleichzeitig ausreichend geringer Wärmeausdehnung und hoher Schlagzähigkeit dar.
Das transluzente oder transparente Material des Grundkörpers kann bevorzugt Polypropylen und/oder Polycarbonat und/oder Polyethylenterephthalat und/oder Acrylnitril-Butadien-Styrol und/oder Polymethylmethacrylat und/oder Polyamid enthalten oder hieraus gebildet sein.
Teil der Erfindung ist ferner ein System aus einem wie vorstehend beschrieben hergestellten durchleuchtbaren Verkleidungsteil und einem hinter der bestimmungsgemäßen Sichtseite des Grundkörpers angeordneten Leuchtelement. Das Leuchtelement kann wenigstens eine Leuchtdiode und/oder eine Lichtsammellinse umfassen. Das Leuchtelement weist bevorzugt eine Mindestleuchtstärke von 500 cd/m² auf.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigen schematisch:

1 bis 3: Darstellungen von Varianten des nachträglichen Glättens innerhalb des erfindungsgemäßen Verfahrens;
4: Darstellung der Ausbildung einer Variante eines in dem Verfahren verwendeten Spritzgusswerkzeuges.

In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Herstellung eines durchleuchtbaren Verkleidungsteils für ein Kraftfahrzeug, mit:

- einem lichtdurchlässigen Grundkörper 1 aus einem transluzenten oder transparenten Material, welches für Spektralbereiche des sichtbaren Lichts mit einer geringen Absorption durchstrahlbar ist, und mit
- wenigstens einer, auf der bestimmungsgemäßen Sichtseite V des Grundkörpers 1 gegenüberliegenden Rückseite R angeordneten, Maskierung 2, wobei die Maskierung 2 aus einem thermoplastischen Material mit im Vergleich zu dem Material des Grundkörpers 1 hohen Absorption für Spektralbereiche des sichtbaren Lichts besteht und hierdurch weitgehend lichtundurchlässig ist.

Das Verfahren umfasst hierbei die folgenden Schritte:

- Bereitstellen des Grundkörpers 1,
- Positionieren des Grundkörpers 1 in einer Kavität K eines Spritzgusswerkzeug S und Überspritzen von Teilbereichen des Grundkörpers 1 mit dem thermoplastischen Material zur Ausbildung der Maskierung 2, wobei die Kavität K des Spritzgusswerkzeuges S zusammen mit der Geometrie des Grundkörpers 1 die Gestalt der Maskierung 2 definiert.

Dieser Verfahrensschritt ist beispielhaft aus der Abfolge der Darstellungen der 4 von oben nach unten erkennbar.
In den 1 bis 3 sind Varianten des Schritts des nachträglichen Glättens der Kante 3 der Maskierung 2 im Übergangsbereichs 4 der Maskierung 2 zum Grundkörper 1 dargestellt.
Die Abfolge der Darstellungen in 1 zeigt das Glätten der Kante 3 durch ein Abtragen der Kante 3 oder durch ein Aufschmelzen der Kante 3. Das Abtragen oder das Aufschmelzen erfolgt mittels einer Bestrahlung mit Laserstrahlung LB. In der Variante gemäß 2 erfolgt die Bestrahlung mit Laserstrahlung LB durch den Grundkörper 1 hindurch von der bestimmungsgemäßen Sichtseite V des Grundkörpers 1 her.
In der 3 ist dargestellt, dass das nachträgliche Glätten der Kante 3 durch ein Verprägen erfolgt, wobei das Verprägen mittels eines Prägewerkzeuges P erfolgt.
Für alle Varianten gilt, dass die Rückseite R mit einer Schutzbeschichtung und/oder mit einer weiteren Maskierungsschicht, die eine hohen Absorption für Spektralbereiche des sichtbaren Lichts aufweist, versehen wird.
Eine Schutzbeschichtung kann durch eine Lackschicht oder eine Silanbeschichtung gebildet sein, wobei die Schutzschicht insbesondere aus einem transluzenten oder transparenten Material, welches ebenfalls für Spektralbereiche des sichtbaren Lichts mit einer geringen Absorption durchstrahlbar ist, besteht.
Der in den Figuren dargestellte Grundkörper 1 weist eine Wandstärke im Bereich von 0,8 mm bis 4,5 mm auf.
In der 4 ist erkennbar, dass zwischen der Werkzeugwand S1 des Spritzgusswerkzeuges S und dem Grundkörper 1 im Bereich des späteren Übergangsbereichs 4 der herzustellenden Maskierung ein definierter Spalt G vorgesehen ist, sodass beim Überspritzen ein Teil des eingespritzten thermoplastischen Materials aus dem Spalt G austritt. Die hierbei entstehende Kante 3 wird nachträglich durch ein Abtragen der Kante 3 oder durch ein Aufschmelzen der Kante 3 mittels einer Bestrahlung mit Laserstrahlung LB (analog zu 1) geglättet.
Das in den Figuren erläuterte und dargestellte durchleuchtbare Verkleidungsteil kann eine Stoßfängerverkleidung oder eine Heckklappenverkleidung oder eine Säulenverkleidung oder eine Kühlerverkleidung oder eine Türverkleidung oder eine Kotflügelverkleidung oder eine Dachverkleidung oder eine Kühlerverkleidung oder ein Spoiler eines Kraftfahrzeuges, oder ein Bauteil der vorgenannten Teile oder eine Baugruppe der vorgenannten Teile oder ein Bestandteil der vorgenannten Teile sein.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines durchleuchtbaren Verkleidungsteils für ein Kraftfahrzeug, mit: - einem lichtdurchlässigen Grundkörper (1) aus einem transluzenten oder transparenten Material, welches für Spektralbereiche des sichtbaren Lichts mit einer geringen Absorption durchstrahlbar ist, und mit - wenigstens einer, auf der bestimmungsgemäßen Sichtseite (V) des Grundkörpers (1) gegenüberliegenden Rückseite (R) angeordneten, Maskierung (2), wobei die Maskierung (2) aus einem thermoplastischen Material mit im Vergleich zu dem Material des Grundkörpers (1) hohen Absorption für Spektralbereiche des sichtbaren Lichts besteht und hierdurch weitgehend lichtundurchlässig ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: - Bereitstellen des Grundkörpers (1), - Positionieren des Grundkörpers (1) in einer Kavität (K) eines Spritzgusswerkzeug (S) und Überspritzen von Teilbereichen des Grundkörpers (1) mit dem thermoplastischen Material zur Ausbildung der Maskierung (2), wobei die Kavität (K) des Spritzgusswerkzeuges (S) zusammen mit der Geometrie des Grundkörpers (1) die Gestalt der Maskierung (2) definiert, - nachträgliches Glätten der Kante (3) der Maskierung (2) im Übergangsbereichs (4) der Maskierung (2) zum Grundkörper (1).
Verfahren zur Herstellung eines durchleuchtbaren Verkleidungsteils für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Glätten durch ein Verprägen der Kante (3) oder durch ein Abtragen der Kante (3) oder durch ein Aufschmelzen der Kante (3) erfolgt.
Verfahren zur Herstellung eines durchleuchtbaren Verkleidungsteils für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtragen oder das Aufschmelzen mittels einer Bestrahlung mit Laserstrahlung (LB) erfolgt.
Verfahren zur Herstellung eines durchleuchtbaren Verkleidungsteils für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlung mit Laserstrahlung (LB) durch den Grundkörper (1) hindurch von der bestimmungsgemäßen Sichtseite (V) des Grundkörpers (1) her erfolgt.
Verfahren zur Herstellung eines durchleuchtbaren Verkleidungsteils für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verprägen mittels eines Prägewerkzeuges (P) erfolgt.
Verfahren zur Herstellung eines durchleuchtbaren Verkleidungsteils für ein Kraftfahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückseite (R) mit einer Schutzbeschichtung und/oder mit einer weiteren Maskierungsschicht, die eine hohen Absorption für Spektralbereiche des sichtbaren Lichts aufweist, versehen wird.
Verfahren zur Herstellung eines durchleuchtbaren Verkleidungsteils für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzbeschichtung durch eine Lackschicht oder eine Silanbeschichtung gebildet ist, wobei die Schutzschicht insbesondere aus einem transluzenten oder transparenten Material, welches ebenfalls für Spektralbereiche des sichtbaren Lichts mit einer geringen Absorption durchstrahlbar ist, besteht.
Verfahren zur Herstellung eines durchleuchtbaren Verkleidungsteils für ein Kraftfahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (1) eine Wandstärke im Bereich von 0,8 mm bis 4,5 mm aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines durchleuchtbaren Verkleidungsteils für ein Kraftfahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Werkzeugwand (S1) des Spritzgusswerkzeuges (S) und dem Grundkörper (1) im Bereich des späteren Übergangsbereichs (4) der herzustellenden Maskierung ein definierter Spalt (G) vorgesehen ist, sodass beim Überspritzen ein Teil des eingespritzten thermoplastischen Materials aus dem Spalt (G) austritt.
Verfahren zur Herstellung eines durchleuchtbaren Verkleidungsteils für ein Kraftfahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das durchleuchtbare Verkleidungsteil eine Stoßfängerverkleidung oder eine Heckklappenverkleidung oder eine Säulenverkleidung oder eine Kühlerverkleidung oder eine Türverkleidung oder eine Kotflügelverkleidung oder eine Dachverkleidung oder eine Kühlerverkleidung oder ein Spoiler eines Kraftfahrzeuges, oder ein Bauteil der vorgenannten Teile oder eine Baugruppe der vorgenannten Teile oder ein Bestandteil der vorgenannten Teile ist.