DE102022124156A1 - Method for producing a thin-walled component for a motor vehicle and component for a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines dünnwandigen Bauteils für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für eine Anzeigevorrichtung des Kraftfahrzeugs, bei welchem ein Bauteilrohling (18) in ein Presswerkzeug (10) eingebracht wird, mittels welchem eine Form des Bauteilrohlings (18) verändert wird. Wenigstens ein Formteil (14, 16) des Presswerkzeugs (10) wird erwärmt, wobei durch das Erwärmen des wenigstens einen Formteils (14, 16) eine Beschaffenheit des Bauteilrohlings (18) verändert wird. Durch das Erwärmen des wenigstens einen Formteils (14, 16) wird die Beschaffenheit wenigstens einer Oberfläche (26, 44) des Bauteilrohlings (18) verändert, welche mit einer Beschichtung versehen wird. Durch das Versehen der wenigstens einen Oberfläche (26, 44) des Bauteilrohlings (18) mit der Beschichtung wird ein Reflexionsvermögen des Bauteils gegenüber einem Bauteil ohne die Beschichtung erhöht. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein durch ein solches Verfahren hergestelltes Bauteil.The invention relates to a method for producing a thin-walled component for a motor vehicle, in particular for a display device of the motor vehicle, in which a component blank (18) is introduced into a pressing tool (10), by means of which a shape of the component blank (18) is changed. At least one molded part (14, 16) of the pressing tool (10) is heated, with the heating of the at least one molded part (14, 16) changing the properties of the component blank (18). Heating the at least one molded part (14, 16) changes the nature of at least one surface (26, 44) of the component blank (18), which is provided with a coating. Providing the at least one surface (26, 44) of the component blank (18) with the coating increases the reflectivity of the component compared to a component without the coating. The invention further relates to a component produced by such a method.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines dünnwandigen Bauteils für ein Kraftfahrzeug, bei welchem ein Bauteilrohling in ein Presswerkzeug eingebracht wird. Mittels des Presswerkzeugs wird eine Form des Bauteilrohlings verändert. Wenigstens ein Formteil des Presswerkzeugs wird erwärmt, wobei durch das Erwärmen des wenigstens einen Formteils eine Beschaffenheit des Bauteilrohlings verändert wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein durch ein solches Verfahren hergestelltes Bauteil.The invention relates to a method for producing a thin-walled component for a motor vehicle, in which a component blank is inserted into a pressing tool. A shape of the component blank is changed using the pressing tool. At least one molded part of the pressing tool is heated, with the heating of the at least one molded part changing the properties of the component blank. The invention further relates to a component produced by such a method.
Die
Für ein derartiges partielles Härten des Bauteils ist es erforderlich, dass das in das Warmumformwerkzeug eingebrachte Rohbauteil elektrisch leitfähig ist, damit das Rohbauteil mittels Induktion erwärmt werden kann. Folglich ist der Einsatzbereich der Vorrichtung vergleichsweise stark eingeschränkt.For such a partial hardening of the component, it is necessary that the raw component introduced into the hot forming tool is electrically conductive so that the raw component can be heated by induction. Consequently, the area of application of the device is comparatively severely limited.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mittels welchem sich eine besonders hohe Oberflächenqualität des Bauteils erreichen lässt, sowie ein entsprechendes Bauteil zu schaffen.The object of the present invention is to provide a method of the type mentioned at the outset, by means of which a particularly high surface quality of the component can be achieved, and to create a corresponding component.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Bauteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung angegeben.This object is achieved by a method with the features of patent claim 1 and by a component with the features of
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines dünnwandigen Bauteils für ein Kraftfahrzeug wird ein Bauteilrohling in ein Presswerkzeug eingebracht. Mittels des Presswerkzeugs wird eine Form des Bauteilrohlings verändert. Wenigstens ein Formteil des Presswerkzeugs wird erwärmt, wobei durch das Erwärmen des wenigstens einen Formteils eine Beschaffenheit des Bauteilrohlings verändert wird. Bei dem Verfahren wird durch das Erwärmen des wenigstens einen Formteils die Beschaffenheit wenigstens einer Oberfläche des Bauteilrohlings verändert, welche mit einer Beschichtung versehen wird. Durch das Versehen der wenigstens einen Oberfläche des Bauteilrohlings mit der Beschichtung wird ein Reflexionsvermögen des Bauteils gegenüber einem Bauteil ohne die Beschichtung erhöht.In the method according to the invention for producing a thin-walled component for a motor vehicle, a component blank is introduced into a pressing tool. A shape of the component blank is changed using the pressing tool. At least one molded part of the pressing tool is heated, with the heating of the at least one molded part changing the properties of the component blank. In the method, heating the at least one molded part changes the nature of at least one surface of the component blank, which is provided with a coating. By providing the at least one surface of the component blank with the coating, a reflectivity of the component is increased compared to a component without the coating.
Durch das Erwärmen des wenigstens einen Formteils wird also die Beschaffenheit derjenigen Oberfläche des Bauteilrohlings verändert, welche anschließend mit der Beschichtung versehen wird. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich durch das Erwärmen des Formteils eine sehr hohe Oberflächenqualität des Bauteils erreichen lässt, indem die Beschaffenheit der Oberfläche des Bauteilrohlings verändert wird. Insbesondere kann durch das Verändern der Beschaffenheit der wenigstens einen Oberfläche des Bauteilrohlings dafür gesorgt werden, dass die Oberfläche des Bauteilrohlings besonders glatt ist.By heating the at least one molded part, the nature of that surface of the component blank is changed, which is then provided with the coating. This is based on the knowledge that by heating the molded part, a very high surface quality of the component can be achieved by changing the nature of the surface of the component blank. In particular, by changing the nature of the at least one surface of the component blank, it can be ensured that the surface of the component blank is particularly smooth.
Dies ist im Hinblick darauf vorteilhaft, dass auf diese Weise Oberflächenfehler wie etwa Einfallstellen und/oder von einem Zusammenfließen von Material herrührende Linien und/oder ein Verzug des Bauteilrohlings vermeidbar sind. Zu derartigen Oberflächenfehlern kann es demgegenüber kommen, wenn das dünnwandige Bauteil in einem Spritzgießprozess hergestellt wird. Dies gilt insbesondere, wenn das dünnwandige Bauteil eine Größe aufweist, wie sie bei einer Verwendung des dünnwandigen Bauteils für eine Anzeigevorrichtung des Kraftfahrzeugs üblich sind oder auftreten können.This is advantageous in that surface defects such as sink marks and/or lines resulting from material merging and/or distortion of the component blank can be avoided. However, such surface defects can occur if the thin-walled component is manufactured in an injection molding process. This applies in particular if the thin-walled component has a size that is common or can occur when the thin-walled component is used for a display device of the motor vehicle.
Die Fehlerfreiheit oder Fehlerarmut der vorzugsweise hochglatten Oberfläche des Bauteilrohlings ist außerdem im Hinblick darauf vorteilhaft, dass aufgrund des Versehens der glatten Oberfläche des Bauteilrohlings mit der Beschichtung ein besonders gutes Reflexionsvermögen des Bauteils erreicht wird. Hierbei sorgt die Beschichtung dafür, dass das Reflexionsvermögen des die Beschichtung aufweisenden Bauteils größer ist, als dies bei einem ansonsten gleichartigen Bauteil der Fall wäre, welches jedoch nicht die Beschichtung aufweist, welches also als ein in dem Presswerkzeug gleichartig behandeltes Bauteil jedoch ohne die anschließend aufgebrachte Beschichtung ausgebildet ist.The freedom or lack of defects of the preferably highly smooth surface of the component blank is also advantageous in view of the fact that a particularly good reflectivity of the component is achieved due to the coating on the smooth surface of the component blank. In this case, the coating ensures that the reflectivity of the component having the coating is greater than would be the case with an otherwise similar component which, however, does not have the coating, i.e. which is treated in the same way in the pressing tool but without the subsequently applied component Coating is formed.
Das hohe Reflexionsvermögen beziehungsweise die hohe Reflektivität des die Beschichtung aufweisenden oder mit der Beschichtung versehenen Bauteils ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das die Beschichtung aufweisende, dünnwandige Bauteil in einer Anzeigevorrichtung des Kraftfahrzeugs zum Einsatz kommt, etwa für ein Projizieren eines Bilds in ein Sichtfeld eines Betrachters der Anzeigevorrichtung.The high reflectivity or the high reflectivity of the component having the coating or provided with the coating is particularly advantageous when the thin-walled component having the coating is used in a display device of the motor vehicle, for example for projecting an image into a field of view of a Viewer of the display device.
Die Anzeigevorrichtung, in welcher das dünnwandige Bauteil vorzugsweise zum Einsatz kommt, kann insbesondere als Head-up-Display (Kopf-oben-Anzeigevorrichtung) ausgebildet sein und/oder als Bildschirm, auf welchen der Betrachter blickt. In beiden Fällen ist es von Vorteil, dass aufgrund des hohen Reflexionsvermögens des die Beschichtung aufweisenden Bauteils eine hohe Qualität des projizierten Bilds erreicht wird.The display device, in which the thin-walled component is preferably used, can in particular be designed as a head-up display (head-up display device) and/or as a screen at which the viewer looks. In both cases it is advantageous that a high quality of the projected image is achieved due to the high reflectivity of the component having the coating.
Indem durch das Erwärmen des wenigstens einen Formteils die Beschaffenheit der Oberfläche des Bauteilrohlings verändert wird, ist eine sehr gute Basis geschaffen, um die das Reflexionsvermögen erhöhende oder verbessernde Beschichtung auf die Oberfläche des Bauteilrohlings aufzubringen und so das die Beschichtung aufweisende Bauteil bereitzustellen. Und der hohe Reflexionsgrad beziehungsweise das hohe Reflexionsvermögen des die Beschichtung aufweisenden Bauteils ist für eine Ausgabe von Bildern hoher Qualität mittels der das dünnwandige Bauteil aufweisenden Anzeigevorrichtung vorteilhaft.By changing the nature of the surface of the component blank by heating the at least one molded part, a very good basis is created for applying the reflectivity-increasing or improving coating to the surface of the component blank and thus providing the component having the coating. And the high degree of reflection or the high reflectivity of the component having the coating is advantageous for outputting high-quality images by means of the display device having the thin-walled component.
Das Bearbeiten des Bauteilrohlings in dem Presswerkzeug ermöglicht es somit zum einen, die gewünschte Form des Bauteilrohlings einzustellen, welcher anschließend mit der Beschichtung versehen wird. Des Weiteren wird für den Folgeprozess des Aufbringens der Beschichtung auf die wenigstens eine Oberfläche des Bauteilrohlings mittels der Bearbeitung in dem Presswerkzeug die sehr gute Basis geschaffen. Dies liegt an dem Verändern der Beschaffenheit der wenigstens einen Oberfläche des Bauteilrohlings, wobei das Verändern der Beschaffenheit durch das Erwärmen des wenigstens einen Formteils erreicht wird.Processing the component blank in the pressing tool therefore makes it possible, on the one hand, to set the desired shape of the component blank, which is then provided with the coating. Furthermore, a very good basis is created for the subsequent process of applying the coating to the at least one surface of the component blank by means of processing in the pressing tool. This is due to the changing of the properties of the at least one surface of the component blank, the changing of the properties being achieved by heating the at least one molded part.
Vorzugsweise wird die Beschaffenheit der wenigstens einen Oberfläche des Bauteilrohlings verändert, indem die wenigstens eine Oberfläche auf eine Schmelztemperatur des in das Presswerkzeug eingebrachten Bauteilrohlings erwärmt wird. Demzufolge geht das Verändern der Beschaffenheit der wenigstens einen Oberfläche des Bauteilrohlings mit einem oberflächlichen Anschmelzen des Bauteilrohlings einher. Dieses Erwärmen der Oberfläche auf die Schmelztemperatur sorgt für ein Erweichen der in dem Presswerkzeug mit Druck beaufschlagten Oberfläche des Bauteilrohlings. Dies ist der Ausbildung einer hochglatten und von Oberflächenfehlern wie etwa Einfallstellen und/oder Zusammenfließlinien und/oder Verzug oder dergleichen zumindest weitgehend freien Oberfläche des Bauteilrohlings in besonderem Maße zuträglich. Indem Oberflächenfehler durch das Erwärmen der Oberfläche auf die Schmelztemperatur besonders weitgehend vermieden werden, wird ein Erzeugen von Verzerrungen infolge des anschließenden Beschichtungsprozesses beziehungsweise Verspiegelungsprozesses, also durch das Aufbringen der Beschichtung, ebenfalls sehr weitgehend vermieden. Dies ist insbesondere für das Ausgeben oder Projizieren von Bildern hoher Qualität mittels der das dünnwandige Bauteil aufweisenden Anzeigevorrichtung vorteilhaft.Preferably, the nature of the at least one surface of the component blank is changed by heating the at least one surface to a melting temperature of the component blank introduced into the pressing tool. As a result, changing the nature of the at least one surface of the component blank is accompanied by surface melting of the component blank. This heating of the surface to the melting temperature ensures a softening of the surface of the component blank that is pressurized in the pressing tool. This is particularly beneficial for the formation of a highly smooth surface of the component blank that is at least largely free of surface defects such as sink marks and/or confluence lines and/or distortion or the like. By particularly largely avoiding surface defects by heating the surface to the melting temperature, the creation of distortions as a result of the subsequent coating process or mirroring process, i.e. through the application of the coating, is also very largely avoided. This is particularly advantageous for outputting or projecting high-quality images using the display device having the thin-walled component.
Vorzugsweise verbleibt bei dem Erwärmen der wenigstens einen Oberfläche des Bauteilrohlings auf die Schmelztemperatur ein unterhalb der Oberfläche angeordneter Teilbereich des Bauteilrohlings in einem festen Aggregatzustand. So bleibt in dem Teilbereich ein Zusammenhalt des Bauteilrohlings bestehen, und dennoch wird durch das Anschmelzen der wenigstens einen Oberfläche des Bauteilrohlings eine qualitativ besonders hochwertige, insbesondere hochglatte Oberfläche des Bauteilrohlings in dem Presswerkzeug erzeugt.Preferably, when the at least one surface of the component blank is heated to the melting temperature, a portion of the component blank located below the surface remains in a solid state. In this way, the component blank remains cohesive in the partial area, and yet a particularly high-quality, particularly highly smooth surface of the component blank is produced in the pressing tool by melting the at least one surface of the component blank.
Vorzugsweise wird zum Bereitstellen des Bauteils wenigstens ein Abschnitt des Bauteilrohlings von einem Grundkörper des Bauteilrohlings abgetrennt. Durch das Abtrennen des wenigstens einen Abschnitts kann dem Bauteilrohling sehr einfach die für das Bauteil gewünschte Kontur oder Außenkontur verliehen werden. Insbesondere kann das Abtrennen des wenigstens einen Abschnitts durch Stanzen und/oder Schneiden erreicht werden.To prepare the component, at least a section of the component blank is preferably separated from a base body of the component blank. By cutting off the at least one section, the component blank can very easily be given the desired contour or outer contour for the component. In particular, the separation of the at least one section can be achieved by punching and/or cutting.
Bei entsprechender Ausgestaltung des Presswerkzeugs kann das Abtrennen des wenigstens einen Abschnitts mittels des Presswerkzeugs vorgenommen werden. Alternativ ist es möglich, nach einem Entnehmen des mittels des Presswerkzeugs verformten Bauteilrohlings aus dem Presswerkzeug durch das Abtrennen des wenigstens einen Abschnitts des Bauteilrohlings von dem Grundkörper des Bauteilrohlings die gewünschte Kontur des Grundkörpers bereitzustellen, also nachdem der gepresste Bauteilrohling aus dem Presswerkzeug entnommen wurde.If the pressing tool is designed accordingly, the at least one section can be separated using the pressing tool. Alternatively, it is possible to provide the desired contour of the base body after removing the component blank deformed by means of the pressing tool from the pressing tool by separating the at least one section of the component blank from the base body of the component blank, i.e. after the pressed component blank has been removed from the pressing tool.
Vorzugsweise wird der wenigstens eine Abschnitt vor dem Versehen der wenigstens einen Oberfläche mit der Beschichtung von dem Grundkörper des Bauteilrohlings abgetrennt. So kann besonders einfach sichergestellt werden, dass das Abtrennen des wenigstens einen Abschnitts von dem Grundkörper des Bauteilrohlings nicht zu einer Beschädigung der Beschichtung führt. Dies ist im Hinblick auf eine hohe Qualität der Beschichtung vorteilhaft.Preferably, the at least one section is separated from the base body of the component blank before the at least one surface is provided with the coating. This makes it particularly easy to ensure that the separation of the at least one section from the base body of the component blank does not lead to damage to the coating. This is advantageous in terms of high quality of the coating.
Vorzugsweise wird als der in das Presswerkzeug eingebrachte Bauteilrohling ein aus Kunststoff gebildetes Halbzeug verwendet. Insbesondere durch Verwendung eines Kunststoffs, vorzugsweise eines thermoplastischen Kunststoffs, als das Halbzeug, welches als der Bauteilrohling in das Presswerkzeug eingebracht wird, lässt sich an dem Bauteilrohling besonders einfach und prozesssicher die hochglatte Oberfläche bereitstellen. Diese sehr glatte Oberfläche wird durch das Erwärmen des wenigstens einen Formteils bei sich in dem Presswerkzeug befindendem Bauteilrohling geschaffen. Des Weiteren lässt sich durch die Verwendung des aus Kunststoff gebildeten Halbzeugs das Bauteil besonders einfach und kostengünstig bereitstellen.Preferably, a semi-finished product made of plastic is used as the component blank inserted into the pressing tool. In particular, by using a plastic, preferably a thermoplastic, as the semi-finished product, which is introduced into the pressing tool as the component blank, the highly smooth finish can be achieved on the component blank in a particularly simple and process-reliable manner Provide surface. This very smooth surface is created by heating the at least one molded part while the component blank is in the pressing tool. Furthermore, by using the semi-finished product made of plastic, the component can be provided particularly easily and cost-effectively.
Der Bauteilrohling kann dem Presswerkzeug als Einzelteil oder als von einer Rolle abgewickeltes Halbzeug zugeführt werden. Beides geht in vorteilhafter Weise mit einer aufwandsarmen Fertigung des Bauteils einher.The component blank can be fed to the pressing tool as an individual part or as a semi-finished product unwound from a roll. Both are advantageously accompanied by low-effort production of the component.
Als Einzelteil kann beispielsweise eine dünnwandige Platte, insbesondere eine in einem Extrusionsverfahren hergestellte dünnwandige Platte, verwendet werden. Dies geht mit einer einfachen und aufwandsarmen Fertigung einher.For example, a thin-walled plate, in particular a thin-walled plate produced in an extrusion process, can be used as an individual part. This goes hand in hand with simple and low-cost production.
Jedoch auch durch das Abwickeln eines Stücks des Halbzeugs von der Rolle und Abtrennen des Stücks von dem auf der Rolle verbleibenden Halbzeug lässt sich der Bauteilrohling einfach und aufwandsarm bereitstellen.However, the component blank can also be prepared easily and with little effort by unwinding a piece of the semi-finished product from the roll and separating the piece from the semi-finished product remaining on the roll.
Vorzugsweise wird als der in das Presswerkzeug eingebrachte Bauteilrohling ein Halbzeug mit einer Wandstärke von weniger als 10 Millimeter verwendet. Eine derartige Größenordnung des Bauteilrohlings ist vorteilhaft, um aus dem Bauteilrohling das dünnwandige Bauteil herzustellen.A semi-finished product with a wall thickness of less than 10 millimeters is preferably used as the component blank inserted into the pressing tool. Such a size of the component blank is advantageous in order to produce the thin-walled component from the component blank.
Dies gilt insbesondere, wenn als der in das Presswerkzeug eingebrachte Bauteilrohling ein Halbzeug mit einer Wandstärke von weniger als 5 Millimeter verwendet wird. Derartige, vergleichsweise dünne Bauteilrohlinge sind zum Bereitstellen des dünnwandigen Bauteils besonders gut geeignet. Letzteres gilt in besonderem Maße, wenn das den Bauteilrohling bereitstellende Halbzeug eine Wandstärke von etwa 1 Millimeter bis etwa 3 Millimeter aufweist.This applies in particular if a semi-finished product with a wall thickness of less than 5 millimeters is used as the component blank inserted into the pressing tool. Such comparatively thin component blanks are particularly well suited for providing the thin-walled component. The latter applies particularly when the semi-finished product providing the component blank has a wall thickness of approximately 1 millimeter to approximately 3 millimeters.
Dicken des Bauteilrohlings in diesem Bereich lassen einerseits eine gute und einfache Veränderung der Form des Bauteils durch das Beaufschlagen mit Druck in dem Presswerkzeug zu. Dennoch ist das letztlich erhaltene Bauteil, welches die Beschichtung vorzugsweise einer Dicke im Bereich von etwa 10 Nanometern bis etwa 20 Nanometern aufweist, insgesamt vergleichsweise dünn beziehungsweise vorteilhaft dünnwandig.Thicknesses of the component blank in this area allow, on the one hand, a good and simple change in the shape of the component by applying pressure in the pressing tool. Nevertheless, the component ultimately obtained, which has the coating preferably with a thickness in the range of approximately 10 nanometers to approximately 20 nanometers, is overall comparatively thin or advantageously thin-walled.
Bei dem Verändern der Form des Bauteilrohlings kann eine Oberflächengestalt des Bauteilrohlings verändert werden. Dementsprechend kann der Bauteilrohling an seiner Oberfläche Erhebungen und/oder Vertiefungen aufweisen. Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, bei dem Verändern der Form des Bauteilrohlings eine Dicke zumindest eines Bereichs des Bauteilrohlings zu verändern. Durch derartige Veränderungen der Form des Bauteilrohlings können die gewünschten Reflexionseigenschaften des die Beschichtung aufweisenden Bauteils besonders gut eingestellt werden.When changing the shape of the component blank, a surface shape of the component blank can be changed. Accordingly, the component blank can have elevations and/or depressions on its surface. Additionally or alternatively, it is possible to change a thickness of at least a region of the component blank when changing the shape of the component blank. By changing the shape of the component blank in this way, the desired reflection properties of the component having the coating can be adjusted particularly well.
Zusätzlich oder alternativ kann bei dem Verändern der Form des Bauteilrohlings eine Gestalt eines Querschnitts des Bauteilrohlings verändert werden. Beispielsweise kann der Bauteilrohling im Querschnitt betrachtet gekrümmte und/oder gebogene Bereiche und/oder Flächen mit unterschiedlichen Orientierungen aufweisen, wobei diese Bereiche und/oder Flächen durch das Beaufschlagen des Bauteilrohlings mit Druck in dem Presswerkzeug erzeugt sind. Auch durch derartige Veränderungen der Form des Bauteilrohlings lassen sich dem die Beschichtung aufweisenden Bauteil sehr gut die gewünschten Reflexionseigenschaften verleihen.Additionally or alternatively, when changing the shape of the component blank, a shape of a cross section of the component blank can be changed. For example, when viewed in cross section, the component blank can have curved and/or curved regions and/or surfaces with different orientations, these regions and/or surfaces being generated by applying pressure to the component blank in the pressing tool. Such changes to the shape of the component blank can also very well give the component having the coating the desired reflection properties.
Vorzugsweise wird bei dem Verändern der Form des Bauteilrohlings Material des Bauteilrohlings aus einem Formhohlraum des Presswerkzeugs verdrängt. So kann sehr einfach dafür gesorgt werden, dass der aus dem Presswerkzeug beziehungsweise aus dem Formhohlraum entnommene Bauteilrohling die gewünschte Form aufweist.When changing the shape of the component blank, material of the component blank is preferably displaced from a mold cavity of the pressing tool. This makes it very easy to ensure that the component blank removed from the pressing tool or from the mold cavity has the desired shape.
Insbesondere durch Abtrennen wenigstens eines randlichen Abschnitts von einem Grundkörper des Bauteilrohlings nach dem Entnehmen desselben aus dem Presswerkzeug oder noch während sich der Bauteilrohling in dem Presswerkzeug befindet, kann sehr einfach der durch das Verdrängen des Materials erzeugte Überschuss oder Ausschuss entfernt werden. Dies ist einer einfachen Fertigung des Bauteils zuträglich.In particular, by separating at least one edge section from a base body of the component blank after removing it from the pressing tool or while the component blank is still in the pressing tool, the excess or waste generated by the displacement of the material can be removed very easily. This is conducive to simple production of the component.
Vorzugsweise wird durch das Erwärmen eines ersten Formteils des Presswerkzeugs die Beschaffenheit einer ersten Oberfläche des Bauteilrohlings verändert, wobei durch Erwärmen eines zweiten Formteils des Presswerkzeugs die Beschaffenheit einer zweiten Oberfläche des Bauteilrohlings verändert wird. Die zweite Oberfläche liegt der ersten Oberfläche in Richtung einer Dicke des Bauteilrohlings gegenüber. Auf diese Weise kann dafür gesorgt werden, dass die beiden in Richtung der Dicke einander gegenüberliegenden Oberflächen des Bauteilrohlings besonders glatt sind und somit durch Aufbringen einer jeweiligen Beschichtung sehr gut reflektierend ausgebildet werden können. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn beide Oberflächen des dünnwandigen Bauteils zum Reflektieren verwendet werden sollen.Preferably, the nature of a first surface of the component blank is changed by heating a first molded part of the pressing tool, with the nature of a second surface of the component blank being changed by heating a second molded part of the pressing tool. The second surface lies opposite the first surface in the direction of a thickness of the component blank. In this way, it can be ensured that the two surfaces of the component blank that are opposite one another in the thickness direction are particularly smooth and can therefore be made very reflective by applying a respective coating. This is particularly advantageous if both surfaces of the thin-walled component are to be used for reflection.
Die Beschichtung kann durch Gasphasenabscheidung und/oder durch Galvanisieren auf die wenigstens eine Oberfläche des Bauteilrohlings aufgebracht werden. Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, durch Lackieren und/oder durch Anbringen einer Folie die Beschichtung auf die wenigstens eine Oberfläche des Bauteilrohlings aufzubringen.The coating can be applied to the at least one surface of the component blank by vapor deposition and/or by electroplating to be brought. Additionally or alternatively, it is possible to apply the coating to the at least one surface of the component blank by painting and/or by applying a film.
Durch derartige Beschichtungsverfahren kann sehr einfach und prozesssicher eine besonders dünne Beschichtung des Bauteils ausgebildet werden, welche dennoch für einen hohen Reflexionsgrad beziehungsweise ein sehr hohes Reflexionsvermögen des Bauteils sorgt. Beispielsweise können durch die genannten Beschichtungsverfahren Beschichtungen mit einer Dicke in der Größenordnung von etwa 10 Nanometern bis etwa 20 Nanometern auf die wenigstens eine Bauteiloberfläche des Bauteilrohlings aufgebracht werden.Using such coating processes, a particularly thin coating of the component can be formed very easily and reliably, which nevertheless ensures a high degree of reflection or a very high reflectivity of the component. For example, using the coating methods mentioned, coatings with a thickness in the order of approximately 10 nanometers to approximately 20 nanometers can be applied to the at least one component surface of the component blank.
Es kann vorgesehen sein, dass zum Abkühlen des Bauteilrohlings der Bauteilrohling aus dem Presswerkzeug entnommen wird. Dies ist im Hinblick darauf vorteilhaft, dass dann das Presswerkzeug zum Verändern der Form eines weiteren Bauteilrohlings unmittelbar wieder zur Verfügung steht. So lässt sich eine geringe Taktzeit bei der Fertigung oder Herstellung des jeweiligen dünnwandigen Bauteils erreichen.It can be provided that the component blank is removed from the pressing tool in order to cool the component blank. This is advantageous in that the pressing tool is then immediately available again for changing the shape of a further component blank. In this way, a short cycle time can be achieved in the production or production of the respective thin-walled component.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass nach dem Verändern der Beschaffenheit der wenigstens einen Oberfläche des Bauteilrohlings der sich in dem Presswerkzeug befindende Bauteilrohling abgekühlt wird. Durch ein derartiges Abkühlen des Bauteilrohlings in dem Presswerkzeug kann eine besonders hohe Formstabilität des Bauteilrohlings erreicht werden. Dies ist außerdem im Hinblick auf die hohe Oberflächenqualität des Bauteilrohlings vorteilhaft, wobei anschließend die Beschichtung auf die Oberfläche hoher Qualität aufgebracht werden kann. Dies ist wiederum einer hohen Güte der Oberfläche des die Beschichtung aufweisenden Bauteils zuträglich.Alternatively, it can be provided that after changing the nature of the at least one surface of the component blank, the component blank located in the pressing tool is cooled. By cooling the component blank in the pressing tool in this way, a particularly high degree of dimensional stability of the component blank can be achieved. This is also advantageous in view of the high surface quality of the component blank, with the coating subsequently being able to be applied to the high-quality surface. This in turn is conducive to a high quality of the surface of the component having the coating.
Vorzugsweise wird durch das Versehen der wenigstens einen Oberfläche des Bauteilrohlings mit der Beschichtung das Reflexionsvermögen des Bauteils für sichtbares Licht erhöht. Denn so lässt sich das dünnwandige Bauteil besonders vorteilhaft nutzen, um einem Betrachter ein gut sichtbares Bild zur Verfügung zu stellen.Preferably, by providing the at least one surface of the component blank with the coating, the reflectivity of the component for visible light is increased. This means that the thin-walled component can be used particularly advantageously to provide a viewer with a clearly visible image.
Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn als das Bauteil eine Reflektoreinrichtung für das Kraftfahrzeug, insbesondere für die Anzeigevorrichtung des Kraftfahrzeugs, hergestellt wird. Indem das Bauteil als Reflektoreinrichtung, insbesondere als Reflektoreinrichtung der Anzeigevorrichtung, verwendet wird, lassen sich die mit dem hohen Reflexionsvermögen des Bauteils einhergehenden Eigenschaften besonders vorteilhaft nutzen.It has proven to be further advantageous if the component is a reflector device for the motor vehicle, in particular for the display device of the motor vehicle. By using the component as a reflector device, in particular as a reflector device of the display device, the properties associated with the high reflectivity of the component can be used particularly advantageously.
Das erfindungsgemäße Bauteil, welches für eine Verwendung in einem Kraftfahrzeug vorgesehen ist, ist durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt. Dementsprechend weist das Bauteil eine besonders fehlerfreie Oberfläche beziehungsweise eine besonders hohe Oberflächenqualität auf. Dies liegt daran, dass durch das Erwärmen des wenigstens einen Formteils des Presswerkzeugs zunächst die Beschaffenheit der wenigstens einen Oberfläche des Bauteilrohlings verändert wurde, bevor auf diese Oberfläche des Bauteilrohlings die Beschichtung aufgebracht wurde.The component according to the invention, which is intended for use in a motor vehicle, is produced by the method according to the invention. Accordingly, the component has a particularly flawless surface or a particularly high surface quality. This is because the nature of the at least one surface of the component blank was first changed by heating the at least one molded part of the pressing tool before the coating was applied to this surface of the component blank.
Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Bauteil kann insbesondere für eine Anzeigevorrichtung des Kraftfahrzeugs verwendet werden. Die Erfindung betrifft somit auch die Verwendung des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Bauteils, insbesondere in der Anzeigevorrichtung des Kraftfahrzeugs.The component produced by the method according to the invention can be used in particular for a display device of the motor vehicle. The invention therefore also relates to the use of the component produced by the method according to the invention, in particular in the display device of the motor vehicle.
Die für das erfindungsgemäße Verfahren beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für das erfindungsgemäße Bauteil und umgekehrt.The advantages and preferred embodiments described for the method according to the invention also apply to the component according to the invention and vice versa.
Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder von diesen abweichen.The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and/or shown in the figures alone can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations without departing from the scope of the invention . Embodiments that are not explicitly shown and explained in the figures, but which emerge from the explained embodiments and can be generated by separate combinations of features are therefore also to be regarded as included and disclosed by the invention. Versions and combinations of features are also to be regarded as disclosed, which therefore do not have all the features of an originally formulated independent claim. In addition, versions and combinations of features, in particular through the statements set out above, are to be regarded as disclosed, which go beyond or deviate from the combinations of features set out in the references to the claims.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Dabei zeigen:
-
1 stark schematisiert ein Presswerkzeug, in welches ein Bauteilrohling eingebracht ist; -
2 in einer schematischen Seitenansicht den Bauteilrohling nach einer Veränderung einer Form des Bauteilrohlings mittels des Presswerkzeugs; -
3 in einer schematischen Seitenansicht ein basierend auf dem Bauteilrohling gemäß2 hergestelltes Bauteil, wobei auf eine Oberfläche des gepressten und verformten Bauteilrohlings eine Beschichtung aufgebracht ist; -
4 in einer schematischen Seitenansicht eine Variante eines mittels des Presswerkzeugs in seiner Form veränderten Bauteilrohlings; -
5 in einer schematischen Draufsicht das Abtrennen von Abschnitten des Bauteilrohlings von einem Grundkörper des Bauteilrohlings in einem Stanzverfahren oder Schneideverfahren; -
6 schematisch das Bereitstellen des Bauteilrohlings als von einer Rolle abgewickeltes Halbzeug, welches dem Presswerkzeug zugeführt wird; -
7 das Einbringen des Bauteilrohlings in das Presswerkzeug; -
8 das Beaufschlagen des Bauteilrohlings in dem Presswerkzeug mit Druck; und -
9 schematisch den in seiner Form veränderten Bauteilrohling nach dem Entnehmen desselben aus dem Presswerkzeug.
-
1 A highly schematic representation of a pressing tool into which a component blank is inserted; -
2 in a schematic side view the component blank after changing a shape of the component blank using the pressing tool; -
3 in a schematic side view based on the component blank according to2 manufactured component, wherein a coating is applied to a surface of the pressed and deformed component blank; -
4 in a schematic side view a variant of a component blank whose shape has been changed using the pressing tool; -
5 in a schematic plan view, the separation of sections of the component blank from a base body of the component blank in a punching process or cutting process; -
6 schematically the provision of the component blank as a semi-finished product unwound from a roll, which is fed to the pressing tool; -
7 inserting the component blank into the pressing tool; -
8th applying pressure to the component blank in the pressing tool; and -
9 schematically the component blank, which has changed its shape after it has been removed from the pressing tool.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical elements are provided with identical reference numbers.
In
Beispielsweise kann die Anzeigevorrichtung als Head-up-Display ausgebildet sein, bei welcher das mittels einer Bilderzeugungseinheit des Head-up-Displays bereitgestellte Bild mittels wenigstens einer solchen Reflektoreinrichtung in das Sichtfeld des Betrachters reflektiert wird. In analoger Weise kann die Reflektoreinrichtung in einer Anzeigevorrichtung des Kraftfahrzeugs dazu verwendet werden, ein auf die Reflektoreinrichtung projiziertes Bild hin zu einem Bildschirm zu reflektieren, auf welchen der Betrachter in dem Kraftfahrzeug blickt.For example, the display device can be designed as a head-up display, in which the image provided by an image generation unit of the head-up display is reflected into the viewer's field of vision by means of at least one such reflector device. In an analogous manner, the reflector device in a display device of the motor vehicle can be used to reflect an image projected onto the reflector device onto a screen at which the viewer in the motor vehicle looks.
Eine Kontur und eine Form sowie die Wandstärke und/oder eine Oberflächengestalt des Bauteils 12 sind vorzugsweise auf die Reflexion von Licht abgestimmt, welche mittels des Bauteils 12 in der Anzeigevorrichtung bewirkt werden soll.A contour and a shape as well as the wall thickness and/or a surface shape of the
Von dem Presswerkzeug 10 sind in
Eine Dicke oder Wandstärke 20 des Bauteilrohlings 18 liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 1 Millimeter bis etwa 3 Millimeter. Als der in das Presswerkzeug 10 eingebrachte Bauteilrohling 18 wird vorliegend ein aus Kunststoff gebildetes Halbzeug verwendet.A thickness or
Durch Schließen des Presswerkzeugs 10 wird der in einen Formhohlraum 22 des Presswerkzeugs 10 eingebrachte oder eingelegte Bauteilrohling 18 mit Druck beaufschlagt. Hierbei wird eine Form des Bauteilrohlings 18 verändert. Das Ergebnis einer solchen Veränderung der Form des Bauteilrohlings 18 ist schematisch in
Durch das Beaufschlagen des Bauteilrohlings 18 in dem Presswerkzeug 10 mit Druck können beispielsweise eine Dicke 24 des Bauteilrohlings 18 und/oder eine Oberflächengestalt des Bauteilrohlings 18 verändert werden. Beispielsweise kann der Bauteilrohling 18 lokal dünnere Bereiche und lokal dickere Bereiche aufweisen. Zusätzlich oder alternativ können in dem Bauteilrohling 18 Flächenbereiche mit unterschiedlichen Orientierungen ausgebildet werden, wie dies schematisch in
Durch den Pressprozess, also durch das Beaufschlagen des Bauteilrohlings 18 mit Druck in dem Presswerkzeug 10 kann also zum einen das gewünschte Design realisiert werden, welches das herzustellenden Bauteil 12 aufweisen soll.Through the pressing process, i.e. by applying pressure to the component blank 18 in the
Mittels des Presswerkzeugs 10 wird jedoch der Bauteilrohling 18 nicht nur mit Druck beaufschlagt. Vielmehr wird wenigstens eines der Formteile 14, 16 erwärmt, wobei durch das Erwärmen des wenigstens einen Formteils 14, 16 eine Beschaffenheit des Bauteilrohlings 18 verändert wird. Beispielsweise kann nach dem Einlegen des Bauteilrohlings 18 in dem Formhohlraum 22 (oder auch schon vor diesem Einlegen) das in
Vorliegend wird diejenige Oberfläche 26 des Bauteilrohlings 18 durch das Erwärmen beispielsweise des ersten Formteils 14 verändert, welche in einem nachfolgenden Fertigungsschritt zur Herstellung des Bauteils 12 mit einer Beschichtung 28 (vergleiche
Vorzugsweise wird durch das Erwärmen beispielsweise des oberen Formteils 14 dafür gesorgt, dass die Oberfläche 26 beim Pressen des in das Presswerkzeug 10 eingebrachten Bauteilrohlings 18 erweicht wird. Hierfür wird vorzugsweise die Oberfläche 26 auf eine Schmelztemperatur des in das Presswerkzeug 10 eingebrachten Bauteilrohlings 18 erwärmt. Dieses oberflächliche Anschmelzen des Bauteilrohlings 18 sorgt dafür, dass die Oberfläche 26 des aus dem Presswerkzeug 10 entnommenen Bauteilrohlings 18 (vergleiche
Das Bereitstellen der sehr glatten Oberfläche 26 sorgt wiederum dafür, dass auch nach dem Aufbringen der Beschichtung 28 auf die Oberfläche 26 (vergleiche
Demgegenüber kann es bei der Herstellung eines vergleichsweise großflächigen und dünnen Kunststoffbauteils wie etwa dem in
Das Bereitstellen der sehr glatten Oberfläche 26 durch Erwärmen des Formteils 14 beim Pressen des Bauteilrohlings 18 ist demnach für eine gute Bildqualität des mittels des Bauteils 12 zu reflektierenden Bilds vorteilhaft.Providing the very
Vorzugsweise wird beim oberflächlichen Anschmelzen des Bauteilrohlings 19 in dem Presswerkzeug 10 dafür gesorgt, dass ein unterhalb der Oberfläche 26 angeordneter Teilbereich 30 des Bauteilrohlings 18 in einem festen Aggregatzustand verbleibt.When the component blank 19 is melted superficially in the
Vorliegend sorgt die Beschichtung 28 für ein sehr hohes Reflexionsvermögen des Bauteils 12. Durch das Versehen der Oberfläche 26 des Bauteilrohlings 18 mit der Beschichtung 28 wird demzufolge das Bauteil 12 bereitgestellt, welches das erhöhte Reflexionsvermögen aufweist. Dieses Erhöhen des Reflexionsvermögens beziehungsweise der Reflektivität oder des Reflexionsgrads gilt insbesondere im Vergleich zu einem Bauteil, welches nicht die Beschichtung 28 aufweist, also gegenüber einem Bauteil ohne die Beschichtung 28.In the present case, the
Die dünne Beschichtung 28 verleiht folglich dem Bauteil 12 einen besonders hohen Reflexionsgrad beziehungsweise ein besonders hohes Reflexionsvermögen. Hierbei ist es vorteilhaft, dass die Beschichtung 28 auf die sehr glatte Oberfläche 26 des Bauteilrohlings 18 aufgebracht wird.The
Das Aufbringen der Beschichtung 28 auf den gepressten beziehungsweise in seiner Form veränderten Bauteilrohling 18, welche dazu führt, dass das Bauteil 12 das sehr hohe Reflexionsvermögen aufweist, kann durch unterschiedliche Verfahren bewirkt werden.The application of the
Beispielsweise kann zum Aufbringen der Beschichtung 28 eine Gasphasenabscheidung zum Einsatz kommen, insbesondere eine physikalische Gasphasenabscheidung, mittels welcher sich sehr geringe Beschichtungsdicken erreichen lassen. Zusätzlich oder alternativ kann die dünne Beschichtung 28 durch Galvanisieren und/oder durch Lackieren und/oder durch Anbringen einer Folie auf die Oberfläche 26 des Bauteilrohlings 18 bereitgestellt werden.For example, a vapor deposition can be used to apply the
Insbesondere durch Aufbringen einer wenigstens ein Metall enthaltenden Beschichtung 28 auf die Oberfläche 26 des Bauteilrohlings 18 kann ein vorteilhaft hoher Reflexionsgrad des mit der Beschichtung 28 versehenen Bauteils 12 (vergleiche
In
Auch bei dem in
Bei dem entsprechenden Verändern der Form des Bauteilrohlings 18 in dem Presswerkzeug 10 kann Material des Bauteilrohlings 18 aus dem Formhohlraum 22 des Presswerkzeugs 10 verdrängt werden, etwa indem dieses Material seitlich ausweicht. So kann erreicht werden, dass der aus dem Presswerkzeug 10 entnommene Bauteilrohling 18 die gewünschte Oberflächengestalt und/oder Dicke 24 in jeweiligen Bereichen des Bauteilrohlings 18 aufweist. Dieses vorzugsweise seitlich verdrängte, überschüssige Material kann in einem weiteren Bearbeitungsschritt abgetrennt werden.When the shape of the component blank 18 is correspondingly changed in the
Das entsprechende, formgerechte Herstellen einer gewünschten äußeren Kontur des Bauteils 12 soll mit Bezug auf
Eine Breite 36 des Bauteilrohlings 18 vor dem Zurechtschneiden oder Ausstanzen kann beispielsweise in einem Bereich von etwa 50 Millimetern bis etwa 300 Millimetern liegen. Des Weiteren kann eine Länge 38 des Bauteilrohlings 18 vor dem Abtrennen des wenigstens einen Abschnitts 32 von dem Grundkörper 34 in einem Bereich von beispielsweise etwa 200 Millimetern bis etwa 1.300 Millimetern liegen.A
Insbesondere beim Herstellen von Bauteilen 12 mit derartigen Abmessungen, also einer Breite 36 im Bereich von 50 Millimetern bis 300 Millimetern und einer Länge 38 im Bereich von 200 Millimetern bis 1.300 Millimetern, ist es sehr vorteilhaft, dass durch das Erwärmen der wenigstens einen Oberfläche 26 vorzugsweise auf die Schmelztemperatur des in das Presswerkzeug 10 eingebrachten Bauteilrohlings 18 eine von Oberflächenfehlern freie zu beschichtende Oberfläche 26 bereitgestellt wird.In particular when producing
Mit Bezug auf
Der Bauteilrohling 18 wird dann in das Presswerkzeug 10 eingebracht und zwar in den Formhohlraum 22 (vergleiche
Wenn lediglich die dem in
Insbesondere, wenn sowohl die in
Das Erwärmen sowohl der ersten Oberfläche 26 als auch der zweiten Oberfläche 44, welche der ersten Oberfläche 26 in Richtung der Dicke 24 gegenüberliegt (vergleiche
Durch Schließen des Presswerkzeugs 10 (vergleiche
Es kann vorgesehen sein, dass der Bauteilrohling 18 abgekühlt wird, während sich der Bauteilrohling 18 noch in dem Presswerkzeug 10 befindet, wie dies schematisch in
Wenn der Bauteilrohling 18 abgekühlt wird, während sich der Bauteilrohling 18 in dem Presswerkzeug 10 befindet, sorgt dies für eine besonders hohe Formstabilität des nach dem Abkühlen aus dem Presswerkzeug 10 entnommenen Bauteilrohlings 18, welcher schematisch in
Anschließend kann der Bauteilrohling 18 wie mit Bezug auf
Insgesamt zeigen die Beispiele, wie mittels des beschriebenen Verfahrens beschichtete, dünnwandige Bauteile 12 mit unterschiedlichen Wanddicken oder Wandstärken bereitgestellt werden können, wobei die Bauteile 12 eine sehr hohe Oberflächenqualität und ein sehr hohes Reflexionsvermögen aufweisen.Overall, the examples show how coated, thin-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- 2022-09-21 DE DE102022124156.4A patent/DE102022124156A1/en active Pending
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