DE102020105024A1 - Method for manufacturing a vehicle surface component by means of multi-component injection molding - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Fahrzeugflächenbauteils (1), insbesondere eines Fahrzeug-Verkleidungsbauteils, mittels Mehrkomponenten-Spritzguss in einem Formwerkzeug (8) mit den Schrittena) Schließen des eine Werkzeugplatte (9) und eine erste Formplatte (10) aufweisenden Formwerkzeugs (8) unter Bildung eines ersten Formhohlraums (15), wobei an der Werkzeugplatte (9) zumindest ein Strukturstempel (11) angeordnet ist, der einen Stempelschaft (12) und einen Stempelkopf (14) aufweist und sich mit dem Stempelschaft (12) durch den ersten Formhohlraum (15) zur ersten Formplatte (10) erstreckt und an der ersten Formplatte (10) anliegt oder in einer an der ersten Formplatte (10) gebildeten Vertiefung (17) für den Stempelkopf (14) eingreift,b) Spritzgießen einer ersten Komponente (2) in den ersten Formhohlraum (15), wobei der Stempelschaft (12) des zumindest einen Strukturstempels (11) umspritzt wird,c) Öffnen des Formwerkzeugs (8),d) Umsetzen der die erste Komponente (2) tragenden Werkzeugplatte (9) in eine Gegenüberstellung zu einer zweiten Formplatte (18),e) Schließen des die Werkzeugplatte (9) und die zweite Formplatte (18) enthaltenden Formwerkzeugs (8) unter Bildung eines zweiten Formhohlraumes (19) zwischen einerseits der Werkzeugplatte und dem über die erste Komponente (2) hinausragenden Stempelkopf (14) und andererseits der zweiten Formplatte (18),f) Spritzgießen einer zweiten Komponente (3) in den zweiten Formhohlraum (19) als Beschichtung der ersten Komponente (2), wobei der jeweilige Stempelkopf (14) eine Strukturvertiefung (5) an der zweiten Komponente (3) bildet, undg) Öffnen des Formwerkzeugs (8) und Ausstoßen oder Entnehmen des gebildeten Bauteils (1).The invention relates to a method for producing a vehicle surface component (1), in particular a vehicle trim component, by means of multi-component injection molding in a mold (8) with the steps of a) closing the mold (9) and a first mold plate (10) having a mold ( 8) with the formation of a first mold cavity (15), with at least one structural punch (11) being arranged on the tool plate (9) which has a punch shaft (12) and a punch head (14) and extends with the punch shaft (12) through the first mold cavity (15) extends to the first mold plate (10) and rests against the first mold plate (10) or engages in a recess (17) formed on the first mold plate (10) for the punch head (14), b) injection molding of a first component (2) into the first mold cavity (15), the stamp shaft (12) of the at least one structural stamp (11) being overmolded, c) opening the molding tool (8), d) relocating the first component (2) supporting tool plate (9) in a juxtaposition to a second mold plate (18), e) closing the mold (8) containing the tool plate (9) and the second mold plate (18) with the formation of a second mold cavity (19) between on the one hand the tool plate and the punch head (14) protruding beyond the first component (2) and, on the other hand, the second mold plate (18), f) injection molding of a second component (3) into the second mold cavity (19) as a coating of the first component (2), wherein the respective punch head (14) forms a structural recess (5) on the second component (3), andg) opening the molding tool (8) and ejecting or removing the formed component (1).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Fahrzeugflächenbauteils, insbesondere eines Fahrzeug-Verkleidungsbauteils, mittels Mehrkomponenten-Spritzguss in einem Formwerkzeug.The invention relates to a method for producing a vehicle surface component, in particular a vehicle trim component, by means of multi-component injection molding in a molding tool.
Ein solches Verfahren ist grundsätzlich aus der
Aus der
Für die Erstellung von Verkleidungsbauteilen mit 3D-Strukturen und entsprechender Tiefenwirkung von farbig abgesetzten Mustern ist es bekannt, im ersten Schritt transparente Spritzgussteile mit vertieften 3D-Strukturen zu erzeugen. Im Nachgang wird die transparente Bauteilrückseite mit Farbe bedruckt, wobei die 3D-Strukturen beim Bedrucken ausgespart werden. Die verbleibenden unbedruckten transparenten 3D-Strukturen können anschließend mit einer separaten Farbe von der Rückseite aus lackiert werden und somit deutlich von der nebenstehenden Flächenfarbe abgehoben werden.For the creation of cladding components with 3D structures and the corresponding depth effect of color-contrasting patterns, it is known in the first step to produce transparent injection-molded parts with recessed 3D structures. The transparent back of the component is then printed with color, whereby the 3D structures are left out during printing. The remaining, unprinted, transparent 3D structures can then be painted with a separate color from the back and thus clearly contrasted with the surface color on the left.
Dieses Verfahren erfordert separate Prozesse, die sehr aufwendig aufeinander abgestimmt werden müssen. Für den Prozess des rückseitigen Bedruckens und partiellen Einfärbens der Strukturmuster benötigt man zunächst eine Druckanlage mit einem Hochleistungsdruckkopfsystem und einer hochpräzisen Druckkopfsteuerung, um die erforderliche Genauigkeit der Bedruckung (präzises Aussparen der 3D-Strukturen, Bedrucken der Randbereiche im Übergang zur anderen Komponente) zu ermöglichen. Zum Erreichen einer hohen Reproduzierbarkeit ist es notwendig, jedes Rohteil vor dem Bedruckungsvorgang zu vermessen und diese Daten der Druckkopfsteuerung zur Verfügung zu stellen, um einen Offsetzustand (abweichende Bauteilschwindung, Verzug usw.) ausgleichen zu können. Die Bedruckung muss hinsichtlich Farbgebung mittels „Color Match“ aufwendig an die Schwarzfarbe eines Rahmenbereichs angepasst sein.This procedure requires separate processes that have to be coordinated with one another in a very complex manner. For the process of reverse printing and partial coloring of the structural pattern, a printing system with a high-performance printhead system and a high-precision printhead control is required to enable the required accuracy of the printing (precise recessing of the 3D structures, printing of the edge areas in the transition to the other component). To achieve a high level of reproducibility, it is necessary to measure each raw part before the printing process and to make this data available to the print head control in order to be able to compensate for an offset condition (deviating component shrinkage, warpage, etc.). The color of the printing must be carefully adapted to the black color of a frame area using "Color Match".
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren zu schaffen, das die Herstellung eines solchen Fahrzeugflächenbauteils vereinfacht und verbessert.The invention is based on the object of creating a method as mentioned at the beginning which simplifies and improves the production of such a vehicle surface component.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein eingangs genanntes Verfahren mit den folgenden Schritten gelöst:
- a) Schließen des eine Werkzeugplatte und eine erste Formplatte aufweisenden Formwerkzeugs unter Bildung eines ersten Formhohlraums, wobei an der Werkzeugplatte zumindest ein Strukturstempel angeordnet ist, der einen Stempelschaft und einen Stempelkopf aufweist und sich mit dem Stempelschaft durch den ersten Formhohlraum zur ersten Formplatte erstreckt und an der ersten Formplatte anliegt oder in einer an der ersten Formplatte gebildeten Vertiefung für den Stempelkopf eingreift,
- b) Spritzgießen einer ersten Komponente in den ersten Formhohlraum, wobei der Stempelschaft des zumindest einen Strukturstempels umspritzt wird,
- c) Öffnen des Formwerkzeugs,
- d) Umsetzen wie z. B. Drehen oder Wenden der die erste Komponente des Vorformlings tragenden Werkzeugplatte in eine Gegenüberstellung zu einer zweiten Formplatte,
- e) Schließen des die Werkzeugplatte und die zweite Formplatte umfassenden Formwerkzeugs unter Bildung eines zweiten Formhohlraumes zwischen einerseits der Werkzeugplatte und dem über die erste Komponente hinausragenden Stempelkopf und andererseits der zweiten Formplatte,
- f) Spritzgießen einer zweiten Komponente in den zweiten Formhohlraum als Beschichtung der ersten Komponente, wobei der jeweilige Stempelkopf eine Strukturvertiefung an der zweiten Komponente bildet, und
- g) Öffnen des Formwerkzeugs und Ausstoßen und/oder Entnehmen des gebildeten Bauteils.
- a) Closing the mold having a mold plate and a first mold plate with the formation of a first mold cavity, with at least one structural stamp being arranged on the tool plate, which has a stamp shaft and a stamp head and extends with the stamp shaft through the first mold cavity to the first mold plate and on the first mold plate rests or engages in a recess formed on the first mold plate for the punch head,
- b) Injection molding of a first component into the first mold cavity, the punch shaft of the at least one structural punch being overmolded,
- c) opening the mold,
- d) Implementation such as B. Rotating or turning the tool plate carrying the first component of the preform into opposition to a second mold plate,
- e) closing the mold comprising the mold plate and the second mold plate with the formation of a second mold cavity between, on the one hand, the mold plate and the punch head protruding beyond the first component and, on the other hand, the second mold plate,
- f) injection molding of a second component into the second mold cavity as a coating of the first component, the respective die head forming a structural recess on the second component, and
- g) opening the mold and ejecting and / or removing the component formed.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Advantageous refinements of the invention are given in the dependent claims.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann somit auf einen aufwendigen Bedruckungsprozess verzichtet werden. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Strukturvertiefungen oder 3D-Strukturen samt umliegender schwarzer Fläche im 2-Komponentenspritzgussprozess hergestellt. Es können beispielsweise auch hundert oder mehrere hundert Strukturvertiefungen oder 3D-Strukturen im Bauteil gebildet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft somit zweckmäßigerweise das Erstellen der rückseitigen farbigen und insbesondere schwarzen Fläche mit ausgesparten Designmustern mittels eines Mehrkomponenten-Spritzgussprozesses mit entsprechender Abbildung der 3D-Strukturen über durch die erste Komponente und, falls weitere Komponenten auf die erste Komponente aufgespritzt sind, durch solche weiteren Komponenten wirkende Strukturstempel im Formwerkzeug. Dabei wird zunächst die flächige Bauteilrückseite mit den entsprechenden Design-Aussparrungen über Strukturstempel aus der ersten Komponente erzeugt. Während das Bauteil zum Anspritzen der zweiten Komponente, die eine Designfrontfläche darstellt, übergeben wird, verbleiben die Strukturstempel in ihrer Position und bilden bei Applikation der Folgekomponente oder zweiten Komponente die gewünschte 3D-Struktur in der insbesondere transparenten Bauteilfrontfläche ab.With the method according to the invention, a complex printing process can thus be dispensed with. With the aid of the method according to the invention, the structural depressions or 3D structures including the surrounding black area are produced in the 2-component injection molding process. For example, one hundred or several hundred structural depressions or 3D structures can also be formed in the component. The method according to the invention thus expediently relates to the creation of the rear colored and in particular black area with recessed design patterns by means of a multi-component injection molding process with corresponding mapping of the 3D structures through the first component and, if further components are sprayed onto the first component, through such others Structural punches that act as components in the molding tool. First of all, the flat rear side of the component is covered with the corresponding design recesses generated from the first component using structure stamps. While the component is transferred for the injection molding of the second component, which represents a design front surface, the structure stamps remain in their position and, when the subsequent component or second component is applied, depict the desired 3D structure in the, in particular, transparent component front surface.
Folgende Vorteile treten auf:
- - Die 3D-Strukturmuster werden reproduzierbar und präzise von der umgebenden Fläche abgeschirmt.
- - Die 3D-Muster können von der Bauteilrückseite aus problemlos lackiert oder anderweitig beschichtet werden, ohne dass weitere Kaschierungsmaßnahmen notwendig sind.
- - Die Flächenkomponente ist absolut blickdicht, so dass es durch Mehrschichtlackierung nicht zu einer Farbverfälschung kommt, ein „Color Match“ zum Rahmenbereich hin ist nicht notwendig.
- - Es wird keine aufwendige und teure Anlagentechnik für die rückseitige Flächenfärbung wie eine Bedruckung benötigt, was unmittelbar die Herstellkosten senkt.
- - Es gibt keine Enthaftungsprobleme hinsichtlich der Flächenfärbung bzw. der Bedruckung.
- - Es kommt zu weniger Verschmutzungsproblemen der Bauteilrückseite beim Rohteiletransport, wenn die Färbung der 3D-Strukturen extern stattfinden muss. Durch die flächige Anspritzung der ersten Komponente ist der Großteil der rückseitigen blickdichten Fläche bereits geschützt.
- - The 3D structure patterns are reproducibly and precisely shielded from the surrounding area.
- - The 3D patterns can be painted or otherwise coated from the back of the component without any problems, without the need for further lamination measures.
- - The surface component is absolutely opaque, so that multi-layer painting does not lead to color falsification, a "color match" to the frame area is not necessary.
- - No complex and expensive system technology is required for the rear surface coloring such as printing, which directly lowers the manufacturing costs.
- - There are no delamination problems in terms of surface coloring or printing.
- - There are fewer soiling problems on the back of the component during the transport of the raw parts if the coloring of the 3D structures has to take place externally. The large area of the opaque area on the back is already protected by the two-dimensional injection of the first component.
Bei dem Verfahren ist zweckmäßigerweise vorgesehen, dass der zumindest eine Strukturstempel einen Auswerfer für das Bauteil darstellt und insbesondere an der Werkzeugplatte bewegbar oder längs verschiebbar gelagert ist. Bei einer Vielzahl von an der Werkzeugplatte angebrachten Strukturstempeln können auch nur einige wenige Strukturstempel als Auswerfer bewegbar gelagert sein, wohingegen die übrigen Strukturstempel an der Werkzeugplatte fest angebracht und gegebenenfalls austauschbar sind.In the method, it is expediently provided that the at least one structure stamp represents an ejector for the component and, in particular, is mounted movably or longitudinally displaceably on the tool plate. In the case of a large number of structural punches attached to the tool plate, only a few structural punches can be movably mounted as ejectors, whereas the remaining structural punches are fixedly attached to the tool plate and, if necessary, can be exchanged.
Zweckmäßigerweise kann durch eine Vielzahl von Strukturstempeln in einer Musteranordnung an der Werkzeugplatte ein entsprechendes optisches Erscheinungsbild an der zweiten transparent gebildeten Komponente hergestellt werden. Appropriately, a number of structural stamps in a pattern arrangement on the tool plate can be used to produce a corresponding visual appearance on the second, transparently formed component.
Vorzugsweise wird beim Spritzgießen der ersten Komponente ein Rahmen des Bauteils an dieser ersten Komponente gebildet. Weitere Teile wie Funktionsteile oder auch Einlegeteile können angespritzt oder umspritzt werden.A frame of the component is preferably formed on this first component during the injection molding of the first component. Other parts such as functional parts or insert parts can be molded or overmolded.
Zweckmäßigerweise ist die erste Komponente aus einem Thermoplast wie ABS/PC hergestellt. Sie ist insbesondere gefärbt oder als Schwarzkomponente gebildet.The first component is expediently made from a thermoplastic such as ABS / PC. In particular, it is colored or formed as a black component.
Vorzugsweise ist die zweite Komponente aus einem Thermoplast wie PC hergestellt. Sie ist insbesondere als Transparentkomponente gebildet, so dass die Strukturvertiefungen oder 3D-Strukutren von außen her sichtbar sind.The second component is preferably made from a thermoplastic such as PC. In particular, it is formed as a transparent component so that the structural depressions or 3D structures are visible from the outside.
Weitere Schritte wie Lackieren zumindest einer der beidseitigen Oberflächen oder der Strukturvertiefungen des Bauteils können ausgeführt werden.Further steps such as painting at least one of the two-sided surfaces or the structural depressions of the component can be carried out.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass beim Spritzgießen der ersten Komponente und/oder der zweiten Komponente die Werkzeugplatte einen Prägeschritt ausführt. Der Prägeschritt umfasst eine Zustellbewegung der Werkzeugplatte gegen die jeweilige Formplatte, so dass der jeweils eingespritzte Werkstoff in dem sich verkleinernden Formhohlraum geprägt wird.Furthermore, it can be provided that during the injection molding of the first component and / or the second component, the tool plate carries out an embossing step. The embossing step comprises an infeed movement of the tool plate against the respective mold plate, so that the respective injected material is embossed in the shrinking mold cavity.
Ein solches Fahrzeugflächenbauteil ist z. B. ein Außenflächenbauteil, ein Innenflächenbauteil wie z. B. ein lackiertes Interiorbauteil, ein Dachflächenteil, ein Verkleidungsteil, eine Blende oder ein insbesondere transparenter Deckel zum Verschließen einer Fahrzeugdachöffnung oder eines öffnungsfähigen Fahrzeugdaches, Schiebedaches oder Panoramadaches.Such a vehicle surface component is z. B. an outer surface component, an inner surface component such. B. a painted interior component, a roof surface part, a cladding part, a panel or a particularly transparent cover for closing a vehicle roof opening or an openable vehicle roof, sliding roof or panorama roof.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
-
1 .1 in einer Querschnittansicht in vereinfachter schematischer Darstellung einen Ausschnitt eines Formwerkzeugs zum Mehrkomponenten-Spritzgießen eines Fahrzeugflächenbauteils mit einer Werkzeugplatte und einer ersten Formplatte; -
1 .2 in einer Querschnittansicht das geschlossene Formwerkzeug der1 mit einer in einem Formhohlraum spritzgegossenen ersten Komponente; -
1 .3 in einer Querschnittansicht das geöffnete Formwerkzeug vor dem Umsetzen einer Werkzeugplatte; -
1 .4 in einer Querschnittansicht das Formwerkzeug nach dem Umsetzen der Werkzeugplatte vor eine zweite Formplatte; -
1 .5 in einer Querschnittansicht das Formwerkzeug mit einer in einem zweiten Formhohlraum spritzgegossenen zweiten Komponente; -
1 .6 in einer Querschnittansicht das geöffnete Formwerkzeug beim Auswerfen des aus der ersten Komponente und der zweiten Komponente gebildeten Bauteils; -
1 .7 in einer Querschnittansicht das aus der ersten Komponente und der zweiten Komponente gebildete Bauteil; -
2 ineiner Querschnittansicht gemäß 1 .5 das im Formwerkzeug aus der ersten Komponente und der zweiten Komponente gebildete Bauteil; -
3 in einer Draufsicht eine Rückseite des Bauteils; und -
4 in einer Querschnittansicht das in3 dargestellte Bauteil.
-
1 .1 in a cross-sectional view in a simplified schematic representation of a detail of a molding tool for multi-component injection molding of a vehicle surface component with a tool plate and a first mold plate; -
1 .2 in a cross-sectional view of the closed mold of1 a first component injection molded in a mold cavity; -
1 .3 in a cross-sectional view the opened mold before the transfer of a tool plate; -
1 .4 in a cross-sectional view the molding tool after the transfer of the tool plate in front of a second molding plate; -
1 .5 in a cross-sectional view the molding tool with a second component injection-molded in a second mold cavity; -
1 .6 in a cross-sectional view the opened mold when ejecting the component formed from the first component and the second component; -
1 .7 the component formed from the first component and the second component in a cross-sectional view; -
2 in a cross-sectional view according to1 .5 the component formed in the mold from the first component and the second component; -
3 in a plan view of a rear side of the component; and -
4th in a cross-sectional view the in3 component shown.
Ein Fahrzeugflächenbauteil
Die erste Komponente
Die erste Komponente
Ein Rahmen
Ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Fahrzeugflächenbauteils
Beim Schließen des Formwerkzeugs
Bei geschlossenem Formwerkzeug (
Anschließend wird das Formwerkzeug
Anschließend wird das Formwerkzeug
Anschließend wird ein Thermoplast als die zweite Komponente
Schließlich wird das Formwerkzeug
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- FahrzeugflächenbauteilVehicle surface component
- 22
- erste Komponentefirst component
- 33
- zweite Komponentesecond component
- 44th
- Öffnungopening
- 55
- StrukturvertiefungStructure deepening
- 66th
- Rahmenframe
- 77th
- FunktionselementFunctional element
- 88th
- FormwerkzeugForming tool
- 99
- WerkzeugplatteTool plate
- 1010
- erste Formplattefirst mold plate
- 1111
- StrukturstempelStructure stamp
- 1212th
- StempelschaftStamp shaft
- 1313th
- AussparungRecess
- 1414th
- StempelkopfStamp head
- 1515th
- erster Formhohlraumfirst mold cavity
- 1616
- FormflächeMolding surface
- 1717th
- Vertiefungdeepening
- 1818th
- zweite Formplattesecond mold plate
- 1919th
- zweiter Formhohlraumsecond mold cavity
- 2020th
- FormflächeMolding surface
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- EP 2379301 B1 [0002]EP 2379301 B1 [0002]
- DE 102006022923 A1 [0003]DE 102006022923 A1 [0003]
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R016 | Response to examination communication | ||
R082 | Change of representative |
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