DE102021108341A1 - Fahrzeugbauteil in Fasersichtoptik und Verfahren zur Herstellung - Google Patents

Fahrzeugbauteil in Fasersichtoptik und Verfahren zur Herstellung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugbauteil in Fasersichtoptik mit einer Sichtlage (10), die eine in eine styrolbasierte Kunststoffmatrix (14) eingebettete Faserverstärkung (12) aufweist, wobei die Faserverstärkung (12) in der Kunststoffmatrix (14) sichtbar ist, einem Strukturkörper (20) aus einem mit der Kunststoffmatrix (14) inkompatiblen, thermoplastischen Kunststoffmaterial, und einer Zwischenschicht (30, 30A, 30B), welche die Sichtlage (10) mit dem Strukturkörper (20) verbindet. Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung des Fahrzeugbauteils angegeben.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugbauteil in Fasersichtoptik sowie ein Verfahren zur Herstellung desselben.
  • Fahrzeugbauteile, die als faserverstärkte Kunststoffbauteile ausgeführt sind, sind bekannt. Das faserverstärkte Kunststoffbauteil weist eine Faserverstärkung mit üblicherweise mehreren Faserlagen auf, die in ein Matrixmaterial eingebunden und von diesem bedeckt ist. Von Fasersichtoptik oder auch Sicht-CFK spricht man, wenn die Faserverstärkung oder zumindest eine obere oder die oberste Lage von Verstärkungsfasern in dem Matrixmaterial sichtbar ist. Hierzu wird üblicherweise ein transparentes Matrixmaterial verwendet und nicht-transparente Verstärkungsfasern, wie z.B. Kohlenstofffasern. Bei Fahrzeugbauteile in Fasersichtoptik werden hohe Anforderungen an die Oberflächengüte gestellt, sogenannte Class-A Anforderungen.
  • Die Komponenten für Sicht-CFK werden in der Regel mit duroplastischer Matrix im Autoklavverfahren, seltener im RTM (Resin Transfer Moulding) oder Pressverfahren hergestellt. Diese Bauteile besitzen große Steifigkeiten und sind aufgrund der Herstellungsverfahren, die teilweise Handarbeit erfordern, und der eingesetzten Materialien teuer. Eine Stückzahlsteigerung bzw. flexible Stückzahlsteuerung ist wegen der eingesetzten Verfahren nicht möglich oder mit hohen Kosten verbunden.
  • Fahrzeugbauteile in Fasersichtoptik werden sowohl im Interieurbereich als auch im Exterieur verwendet, z.B. als Diffusor in Stoßfängerverkleidungen. Hierbei werden sie häufig als Sonderausstattung nachgefragt und im Fahrzeug anstelle der Basis-Serienlösung verbaut. Die Basis-Serienlösung von Interieur- und Exterierbauteilen ist dabei häufig ein thermoplastisches Kunststoffbauteil, das üblicherweise mit Polypropylen (PP) hergestellt wird.
  • Dies führt dazu, dass die Bauteile in Fasersichtoptik gemeinsam mit weniger steifen Bauteilen verbaut werden, wodurch es durch Wärmeausdehnung zu Problemen mit Spaltmaßen, Welligkeiten etc. kommen kann. Die Anbindung an das Fahrzeug erfolgt über Inserts oder Onserts, deren Integration in das Bauteil zusätzliche Arbeitsschritte erfordert und damit aufwändig, teuer und toleranzbehaftet ist.
  • Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der Erfindung ein Fahrzeugbauteil in Fasersichtoptik anzugeben, dass hinsichtlich der voranstehend beschriebenen Nachteile verbessert ist. Insbesondere soll ein kostengünstig herstellbares Fahrzeugbauteil angegeben werden, mit dem sich eine hochwertige Fasersichtoptik umsetzen lässt.
  • Gelöst wird die Aufgabe durch ein Fahrzeugbauteil nach Patentanspruch 1 und eine Verfahren nach Patentanspruch 9. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
  • Es wird ein Fahrzeugbauteil in Fasersichtoptik angegeben mit einer Sichtlage, die eine in eine styrolbasierte Kunststoffmatrix eingebettete Faserverstärkung aufweist, und einen Strukturkörper aus einem mit der Kunststoffmatrix inkompatiblen, thermoplastischen Kunststoffmaterial. Die Sichtlage und der Strukturkörper sind durch eine Zwischenschicht miteinander verbunden.
  • Die Sichtlage bildet eine Sichtfläche des Fahrzeugbauteils in Fasersichtoptik. Fasersichtoptik bedeutet dabei, dass die Faserverstärkung vollständig in die Kunststoffmatrix eingebunden ist und die Kunststoffmatrix derart gewählt ist, dass die Faserverstärkung - zumindest eine obere Lage der Faserverstärkung - in der Kunststoffmatrix sichtbar ist. Vorzugsweise ist die Kunststoffmatrix eine transparente Kunststoffmatrix. Die Sichtlage kann folienartig ausgebildet sein, d.h. sie kann eine einheitliche Wandstärke aufweisen, die um ein Vielfaches geringer ist als die Länge und Breite der Sichtlage. Beispielsweise kann die Sichtlage eine Wandstärke von weniger als 2 mm und insbesondere von weniger als 1 mm aufweisen.
  • Der Strukturkörper unterstützt die Sichtlage und trägt vorzugsweise zum überwiegenden Teil zur Steifigkeit des Fahrzeugbauteils bei. Der Strukturkörper kann als flächiger Körper die gesamte Sichtlage unterstützen oder aber als Rahmen- oder Skelettstruktur ausgebildet sein und die Sichtlage nur partiell unterstützen. Der Strukturkörper kann einzelne oder mehrere Rippen aufweisen.
  • Die Kunststoffmatrix der Sichtlage und das thermoplastische Kunststoffmaterial des Strukturkörpers sind inkompatibel, d.h. die beiden Materialien gehen keine stoffschlüssige Verbindung ein. Die Zwischenschicht ist so gewählt, dass durch sie eine dauerhafte und feste Verbindung zwischen Sichtlage und Strukturkörper realisiert wird. Hierzu ist die Zwischenschicht sowohl mit der Sichtlage als auch mit dem Strukturkörper stoffschlüssig- und/oder formschlüssig verbunden.
  • Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugbauteils in Fasersichtoptik angegeben. Das Verfahren umfasst die Schritte:
    1. a) Bereitstellen einer Sichtlage, die eine in eine styrolbasierte Kunststoffmatrix eingebettete Faserverstärkung aufweist, wobei die Faserverstärkung in der Kunststoffmatrix sichtbar ist,
    2. b) Anordnen einer Zwischenschicht auf der Sichtlage und Ausbilden einer stoffschlüssigen und/oder formschlüssigen Verbindung zwischen diesen,
    3. c) Aufbringen eines Strukturkörpers aus einem mit der Kunststoffmatrix inkompatiblen, thermoplastischen Kunststoffmaterial auf der Zwischenschicht, wobei dieser mit der Zwischenschicht stoffschlüssig und/oder formschlüssig verbunden wird.
  • Die Erfindung geht von der Überlegung aus, das Fahrzeugbauteil in Fasersichtoptik weitgehend mit thermoplastischen Materialien herzustellen. Hierdurch kann die Herstellung in bestehende Fertigungslinien integriert werden und es können Kosten und Fläche eingespart werden. Der Strukturkörper kann vorteilhafterweise insbesondere im Spritzguss angeformt werden. Die Integration in bestehende Fertigungslinien bedeutet außerdem ein geringeres Risiko und ermöglicht eine flexible Anpassung von Stückzahlen. Weiterhin ermöglicht der Strukturkörper aus Thermoplast eine einfache Integration von Befestigungs- und Anbindungspunkten. Diese können direkt bei der Herstellung des Strukturkörpers oder nachträglich angespritzt werden, so dass zusätzliche Arbeitsschritte entfallen können. Durch die Verwendung von thermoplastischen Materialien kann das Fahrzeugbauteil mit ähnlichen Steifigkeiten hergestellt werden, wie benachbarte Fahrzeugbauteile oder die entsprechenden Bauteile der Basis Serienlösung. Hierdurch verringern sich Probleme mit Spaltmaßen und Verformungen aufgrund Delta/Alpha-Problematik. Durch den mehrschichtigen Aufbau des Fahrzeugbauteils kann zudem die Sichtlage sehr dünn, z.B. folienartig, gestaltet werden, so dass der Einsatz teurer Materialien auf ein Minimum reduziert werden kann.
  • Der Einsatz von Thermoplasten für Sichtanwendungen bringt normalerweise unterschiedliche Probleme mit sich, weshalb bislang keine Bauteile in Fasersichtoptik mit thermoplastischer Matrix hergestellt wurden. Häufig können die Thermoplaste nur mit stoffgleichem Werkstoff hinterspritzt werden. Die Anforderungen an einen Thermoplast als Matrixwerkstoff in der Sichtlage hinsichtlich Transparenz, Kratzfestigkeit etc. sind hoch. Hierzu kompatible Thermoplaste, die als Hinterfütterungswerkstoff für den Strukturkörper in Frage kommen, sind häufig steifer und mit Materialien der Basis Serienlösung nicht kompatibel und teurer.
  • Hier schafft die Erfindung nun Abhilfe durch die Kombination einer Sichtlage mit styrolbasierter Kunststoffmatrix, einem thermoplastischen Strukturkörper und einer Zwischenschicht, welche eine Verbindung der inkompatiblen Materialien zu einem gemeinsamen Bauteilkörper ermöglicht.
  • Die Kunststoffmatrix der Sichtlage ist ein styrolbasierter Kunststoff, vorzugsweise ein Styrol-Acrylnitril-Copolymer (SAN). Dieser Kunststoff ist als transparentes Matrixsystem erhältlich, wodurch die Faserverstärkung besonders gut sichtbar ist. Er weist die notwendigen mechanischen Eigenschaften, z.B. Kratzfestigkeit, zum Einsatz in der Sichtlage auf und zeigt eine hohe Resistenz gegenüber Umwelteinflüssen. Zudem benötigt der Kunststoff nur eine einfache Lackierung als UV-Schutz.
  • Die Sichtlage weist eine Faserverstärkung auf, die aus einer oder mehreren Faserlagen bestehen kann. Jede Faserlage kann beispielsweise ein Gelege, Gewebe, Gestrick, Vlies u.ä. sein, wobei auch unterschiedliche Faserlagen miteinander kombiniert werden können. Als Fasermaterialien eignen sich z.B. Kohlenstofffasern, Metallfasern, Aramidfasern, (beschichtete) Glasfasern und Naturfasern.
  • Als thermoplastisches Kunststoffmaterial des Strukturkörpers wird ein Kunststoff verwendet, der mit dem Matrixmaterial der Strukturlage inkompatibel ist.
  • Das thermoplastische Kunststoffmaterial ist dabei vorzugsweise ein Polyolefin und insbesondere ein Polypropylen (PP). Bauteile in Fasersichtoptik werden am Fahrzeug oft in einer Umgebung mit thermoplastischen Kunststoffbauteilen verbaut und diese sind häufig aus einem Polyolefin, wie PP, ausgebildet. Indem nun das Fahrzeugbauteil in Fasersichtoptik zumindest teilweise auf denselben Werkstoff zurückgreift, kann die Herstellung des erfindungsgemäßen Fahrzeugbauteils in bestehende Produktionslinien integriert werden. Zudem können vergleichbare Steifigkeiten und vergleichbare Wärmeausdehnungskoeffizienten wie bei Basis-Serienbauteilen erreicht werden, wodurch Qualitätsprobleme verringert werden.
  • Es kann weiterhin vorteilhaft sein, wenn das thermoplastische Kunststoffmaterial des Strukturkörpers, in einer Ausgestaltung ein faserverstärktes Kunststoffmaterial, insbesondere faserverstärktes PP ist. Hierdurch können Eigenspannungen reduziert werden, die bei Erstarrung des Strukturkörpers auftreten. Eine geringere Verformung des Bauteils ist die Folge und damit eine höhere Bauteilqualität. Dieser Effekt macht sich besonders bemerkbar, wenn der Strukturkörper stark unterschiedliche Dicken aufweist und z.B. partiell mit Rippen ausgebildet ist. Ein Faservolumenanteil im Bereich von 5% bis einschließlich 30 % kann besonders vorteilhaft sein. Wird der Strukturkörper im Spritzgussverfahren ausgebildet, so können vorzugsweise Kurzfasern eingesetzt werden.
  • Die Zwischenschicht ist derart gewählt, dass sie als Vermittler zwischen der Sichtlage und dem thermoplastischen Kunststoffmaterial des Strukturkörpers wirkt, so dass eine ausreichend starke Verbindung herstellbar ist. Die Verwendung der Zwischenschicht ermöglicht eine Kombination der inkompatiblen Kunststoffmaterialien miteinander, insbesondere eine Kombination von einem styrolbasierten Kunststoff mit einem Polyolefin und vorzugsweise eine Kombination von SAN mit Polypropylen in einem Fahrzeugbauteil. Obwohl diese Materialien miteinander inkompatibel sind, ergeben sich bei Verwendung einer geeigneten Zwischenschicht Schichtaufbauten, die eine ausreichende Haftung aneinander aufweisen, um den Anforderungen an ein Fahrzeugbauteil genüge zu tragen.
  • Die Zwischenschicht bietet weiterhin eine thermische Entkopplung und elastische Verbindung zwischen den beiden Schichten, so dass eine Delta/Alpha Problematik reduziert werden kann. Die Verwendung einer geeigneten Zwischenschicht erhöht auch die Kombinationsmöglichkeiten verschiedener Thermoplaste zu einem Bauteil.
  • Hierbei haben sich drei Arten von Zwischenschicht als besonders vorteilhaft herausgestellt:
    • In einer Ausgestaltung wird die Zwischenschicht durch ein Vlies gebildet, das sowohl in die Kunststoffmatrix der Sichtlage als auch in das thermoplastische Kunststoffmaterial des Strukturkörpers eingebunden ist. Das Vlies wird folglich in Schritt b) des Verfahrens auf die Sichtlage aufgebracht und mit dieser verbunden. Beispielsweise kann das Vlies unter Druck und Temperatur auf die Sichtlage aufkaschiert werden, z.B. in einer Doppelbandpresse. Hierbei wird ein Teil der Vliesfasern in das Matrixmaterial eingedrückt. Nach Erkalten desselben haften die Vliesfasern formschlüssig im Matrixmaterial. In Schritt c) des Verfahrens wird dann der Strukturkörper auf die vlieskaschierte Sichtlage aufgebracht, z.B. kann der Strukturkörper angespritzt werden. Hierbei umschließt das thermoplastische Kunststoffmaterial des Strukturkörpers diejenigen Vliesfasern, die von der Sichtlage hervorstehen und nicht im Matrixmaterial derselben eingebunden sind. Es bildet sich eine formschlüssige Verbindung zwischen Vlies und thermoplastischen Kunststoffmaterial. Alternativ kann zunächst eine dünne Schicht, z.B. eine Folie, aus dem thermoplastischen Kunststoffmaterial auf das Vlies aufkaschiert werden. Dies kann auch bereits vor Schritt b) erfolgen. Der restliche Strukturkörper wird dann an die dünne Schicht angeformt, z.B. angespritzt. Entgegen den Erwartungen konnten höhere Haftungseigenschaften realisiert werden, wenn nur ein Vlies ohne zusätzliche dünne Thermoplastschicht verwendet wurde. Bei Verwendung des Vlieses werden die Sichtlage und der Strukturkörper nicht unmittelbar miteinander verbunden, insbesondere besteht keine stoffschlüssige Verbindung zwischen ihnen. Die Sichtlage und der Strukturkörper werden folglich durch die Fasern des Vlieses zusammengehalten. Diese Verbindung ermöglicht einen minimalen Ausgleich von thermischen Größenschwankungen zwischen Sichtlage und Strukturkörper. Das Vlies kann beispielsweise aus Glasfasern, Polyesterfasern oder Carbonfasern gebildet sein. In Versuchen wurden gute Ergebnisse mit geschöpften und schmelzgesponnenen Vliesen mit einem Flächengewicht im Bereich von 8g/m2 und 50g/m2 erzielt. Die Ausgestaltung mit einem Vlies als Zwischenschicht ist besonders einfach herstellbar. Diese Ausgestaltung eignet sich insbesondere zum Einsatz im Fahrzeuginterieur.
  • In einer weiteren Ausgestaltung wird die Zwischenschicht aus einem gummielastischen Kunststoff, vorzugsweise einem Natur- oder Synthesekautschuk, und insbesondere aus EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk) gebildet. Bei dem Verfahren zur Herstellung des Bauteils wird dann in Schritt b) zur Ausbildung der Zwischenschicht der gummielastische Kunststoff auf die Sichtlage aufvulkanisiert, wodurch er sich stoffschlüssig mit dieser verbindet. In Schritt c) wird der Strukturkörper an die Zwischenschicht aus gummielastischem Kunststoff angeformt, vorzugsweise angespritzt. Alternativ kann - wie bereits zur Ausgestaltung mit dem Vlies beschrieben - zunächst eine dünne Schicht, z.B. eine Folie, aus dem thermoplastischen Kunststoffmaterial auf die Zwischenschicht aufkaschiert werden. Dies kann auch bereits vor Schritt b) erfolgen. Der restliche Strukturkörper wird dann an die dünne Schicht angeformt, z.B. angespritzt.
  • In einer weiteren Ausgestaltung wird die Zwischenschicht aus einem thermoplastischen Elastomer (TPE) gebildet. Bei dem Verfahren zur Herstellung des Bauteils wird dann in Schritt b) zur Ausbildung der Zwischenschicht TPE an die Sichtlage angeformt, vorzugsweise angespritzt, und in Schritt c) wird der Strukturkörper an die TPE-Zwischenschicht angeformt, vorzugsweise angespritzt.
  • Sowohl TPE als auch gummielastische Kunststoffe zeigen gute Haftungseigenschaften sowohl auf styrolbasierten Kunststoffen als auch zu vielen weiteren Thermoplasten, so dass diese Ausgestaltungen vielfältige Materialkombination im Fahrzeugbauteil ermöglichen. Zudem ergibt sich eine wasserresistente Verbindung, weshalb diese Ausgestaltungen insbesondere zur Herstellung von Exterieurbauteilen geeignet sind.
  • Zur Erzielung einer besonderen Tiefenwirkung kann es in einer Ausgestaltung vorgesehen sein, dass die Sichtlage auf einer der Zwischenschicht abgewandten Seite weiterhin eine transparente Deckschicht aufweist. Diese Deckschicht wird vorzugsweise aus PMMA unter Verwendung eines Lackpulvers erzeugt, welches auf die Sichtlage aufgebracht, in einer Doppelbandpresse unvollständig ausgehärtet wird und anschließend in einem 3D-Werkzeug final aushärtet, in dem auch die endgültige Formgebung des Fahrzeugbauteils erfolgt. Im 3D-Formwerkzeug kann beispielsweise der Strukturkörper angespritzt werden. Eine derartige Deckschicht weist neben der Tiefenwirkung, welche die Faseroptik besonders gut zur Geltung bringt, auch eine besonders gute Haftung auf und verbessert die Kratzfestigkeit und Witterungsbeständigkeit des Fahrzeugbauteils. Die Deckschicht kann alternativ auch durch eine Folie gebildet werden, die z.B. vorab oder gleichzeitig mit der Umformung im Werkzeug aufgebracht wird.
  • Das voranstehend beschriebe Fahrzeugbauteil kann ein Interieurbauteil, wie z.B. eine Türinnenverkleidung, oder ein Exterieurbauteil sein. Als Exterieurbauteil ist es insbesondere ein Karosserieanbauteil, wie z.B. ein Spoiler, eine Stoßfängerverkleidung, eine Spiegelkappe etc.
  • Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem Fahrzeugbauteil beschrieben sind, gelten auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Sofern in dieser Anmeldung der Begriff „kann“ verwendet wird, handelt es sich sowohl um die technische Möglichkeit als auch um die tatsächliche technische Umsetzung.
  • Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele an Hand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Darin zeigen in schematischer Darstellung:
    • 1 bis 3 beispielhafte Fahrzeugbauteile zu verschiedenen Stadien der Herstellung und
    • 4 ein weiteres beispielhaftes Fahrzeugbauteil.
  • Die in den 1 bis 4 gezeigten Fahrzeugbauteile 1, 1A, 1B und 1C weisen jeweils eine Sichtlage 10 und einen Strukturkörper 20 auf, die durch eine dazwischen liegenden Zwischenschicht 30, 30A, 30B verbunden sind. Die Sichtlage 10 beinhaltet eine Faserverstärkung 12 in Form einer oder mehrerer Faserlagen (beispielhaft gezeigt sind zwei Lagen), die in eine transparente, styrolbasierte Kunststoffmatrix 14, vorzugsweise SAN eingebunden ist. Die Faserverstärkung 12 ist - von einer Sichtseite 2 aus betrachtet - in dem Matrixmaterial 14 sichtbar, insofern handelt es sich um Bauteile in Fasersichtoptik.
  • Der Strukturkörper 20 ist aus einem Polyolefin, vorzugsweise aus Polypropylen, ausgebildet und kann optional zusätzliche Verstärkungsfasern beinhalten.
  • Da die beiden Kunststoffmaterialien miteinander inkompatibel sind, wird die Zwischenschicht 30, 30A, 30B eingesetzt, um eine feste und dauerhaltbare Verbindung von Sichtlage 10 und Strukturkörper 20 zu gewährleisten.
  • Bei dem in 1 gezeigten Fahrzeugbauteil 1 handelt es sich bei der Zwischenschicht 30 um ein Vlies. Für die Herstellung des Fahrzeugbauteils 1 wird zunächst die Sichtlage 10 bereitgestellt (siehe Schritt A), dann wird in Schritt B das Vlies 30 auf die Sichtlage 10 aufgebracht. Dies kann z.B. durch Aufkaschieren in einer Doppelbandpresse erfolgen. Anschließend wird in Schritt C der Strukturkörper 20 im Spritzgussverfahren angespritzt. Das Vlies 30 wird mit seinen Fasern jeweils formschlüssig in die Sichtlage 10 bzw. den Strukturkörper 20 eingebunden und verbindet darüber auch die Sichtlage 10 mit dem Strukturkörper 20, die selbst nicht stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
  • 2 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel, bei dem als Zwischenschicht 30A eine EPDM Schicht verwendet wird. Zunächst wird in Schritt A wieder die Sichtlage 10 bereitgestellt. In Schritt B wird die EPDM Schicht 30A auf die Sichtlage 10 aufvulkanisiert und verbindet sich stoffschlüssig mit dieser. Der Strukturkörper 20 wird in Schritt C an die Zwischenschicht 30A angeformt, z.B. angespritzt. Strukturkörper 20 und Zwischenlage 30A gehen eine stoffschlüssige Verbindung ein.
  • 3 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel, bei dem als Zwischenschicht 30B eine TPE-Schicht verwendet wird. Zunächst wird in Schritt A wieder die Sichtlage 10 bereitgestellt. In Schritt B wird das TPE als Schicht 30B auf die Sichtlage 10 aufgetragen und z.B. in einer Doppelbandpresse unter Druck und Temperatur mit dieser stoffschlüssig verbunden. Der Strukturkörper 20 wird in Schritt C an die Zwischenschicht 30B stoffschlüssig angeformt, z.B. angespritzt.
  • Ergänzend zu dem voranstehend beschriebenen Schichtaufbau kann das Fahrzeugbauteil 1, 1A, 1B noch eine (in den 1 bis 3 nicht dargestellte) transparente Deckschicht 40 aufweisen, die auf der Sichtlage 10 auf einer der Zwischenschicht abgewandten Seite angeordnet wird. 4 zeigt ein beispielhaftes Fahrzeugbauteil 1C mit einer derartigen Deckschicht 40. Diese wird beispielsweise als Pulverlack aufgebracht, zunächst in einer Doppelbandpresse mit der Sichtlage 10 verbunden und unvollständig ausgehärtet. Die finale Aushärtung kann dann z.B. im Spritzgusswerkzeug gemeinsam mit dem Anspritzen des Strukturkörpers 20 erfolgen. Alternativ kann die transparente Deckschicht als Pulverlack direkt ins offene Werkzeug appliziert werden oder in Form einer geeigneten Folie vorab oder gleichzeitig mit der Umformung im Werkzeug aufgebracht werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1, 1A, 1B, 1C
    Fahrzeugbauteil
    2
    Sichtseite
    10
    Sichtlage
    12
    Faserverstärkung
    14
    Kunststoffmatrix
    20
    Strukturkörper
    30, 30A, 30B
    Zwischenschicht
    40
    Deckschicht

Claims (13)

  1. Fahrzeugbauteil in Fasersichtoptik mit einer Sichtlage (10), die eine in eine styrolbasierte Kunststoffmatrix (14) eingebettete Faserverstärkung (12) aufweist, wobei die Faserverstärkung (12) in der Kunststoffmatrix (14) sichtbar ist, einem Strukturkörper (20) aus einem mit der Kunststoffmatrix (14) inkompatiblen, thermoplastischen Kunststoffmaterial, und einer Zwischenschicht (30, 30A, 30B), welche die Sichtlage (10) mit dem Strukturkörper (20) verbindet.
  2. Fahrzeugbauteil nach Patentanspruch 1, bei dem die Kunststoffmatrix (14) ein Styrol-Acrylnitril-Copolymer ist.
  3. Fahrzeugbauteil nach einem der vorangehenden Patentansprüche, bei dem das thermoplastische Kunststoffmaterial des Strukturkörpers (20) Polypropylen ist.
  4. Fahrzeugbauteil nach einem der vorangehenden Patentansprüche, bei dem das thermoplastische Kunststoffmaterial des Strukturkörpers (20) ein faserverstärktes Kunststoffmaterial ist.
  5. Fahrzeugbauteil nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, bei dem die Zwischenschicht (30) durch ein Vlies gebildet ist, das sowohl in die Kunststoffmatrix (14) der Sichtlage (10) als auch in das thermoplastische Kunststoffmaterial des Strukturkörpers (20) eingebunden ist.
  6. Fahrzeugbauteil nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, bei dem die Zwischenschicht (30A) aus einem Gummi, vorzugsweise EPDM, oder bei dem die Zwischenschicht (30B) aus einem thermoplastischen Elastomer gebildet ist.
  7. Fahrzeugbauteil nach einem der vorangehenden Patentansprüche, wobei die Sichtlage (10) auf der der Zwischenschicht (30, 30A, 30B) abgewandten Seite weiterhin eine transparente Deckschicht (40) aufweist.
  8. Fahrzeugbauteil nach einem der vorangehenden Patentansprüche, das ein Interieurbauteil oder ein Exterieurbauteil ist.
  9. Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugbauteils in Fasersichtoptik, insbesondere eines Fahrzeugbauteils nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, mit den Schritten: a) Bereitstellen einer Sichtlage (10), die eine in eine styrolbasierte Kunststoffmatrix (14) eingebettete Faserverstärkung (12) aufweist, wobei die Faserverstärkung in der Kunststoffmatrix sichtbar ist, b) Anordnen einer Zwischenschicht (30, 30A, 30B) auf der Sichtlage (10) und Ausbilden einer stoffschlüssigen und/oder formschlüssigen Verbindung zwischen diesen, c) Aufbringen eines Strukturkörpers (20) aus einem mit der Kunststoffmatrix (14) inkompatiblen, thermoplastischen Kunststoffmaterial auf der Zwischenschicht (30, 30A, 30B), wobei der Strukturkörper (20) mit der Zwischenschicht (30, 30A, 30B) stoffschlüssig und/oder formschlüssig verbunden wird.
  10. Verfahren nach Patentanspruch 9, bei dem In Schritt b) ein Vlies (30) auf der Sichtlage (10) aufkaschiert wird und In Schritt c) der Strukturkörper (20) auf die vlieskaschierte Sichtlage aufgebracht wird.
  11. Verfahren nach Patentanspruch 9, bei dem In Schritt b) TPE an die Sichtlage (10) angespritzt wird zur Ausbildung der Zwischenschicht (30B) und In Schritt c) der Strukturkörper (20) an die Zwischenschicht (30B) angespritzt wird.
  12. Verfahren nach Patentanspruch 9, bei dem In Schritt b) EPDM an die Sichtlage (10) angespritzt wird zur Ausbildung der Zwischenschicht (30A) und In Schritt c) der Strukturkörper (20) an die Zwischenschicht (30A) angespritzt wird.
  13. Verfahren nach einem der Patentansprüche 9 bis 12, bei dem weiterhin auf der der Zwischenschicht (30, 30A, 30B) abgewandten Seite der Sichtlage eine Deckschicht (40) ausgebildet wird.
DE102021108341.9A 2021-04-01 2021-04-01 Fahrzeugbauteil in Fasersichtoptik und Verfahren zur Herstellung Pending DE102021108341A1 (de)

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In: Wikipedia, Die Freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand: 8.6.2021. URL: https://de.wikipedia.org/wiki/Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer [abgerufen am 5.7.2021]

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