-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen Mehrkomponentenbauteils. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein mehrschichtiges Mehrkomponentenbauteil, welches mit einem solchen Verfahren hergestellt ist.
-
Verfahren zum Herstellen von mehrschichtigen Mehrkomponentenbauteilen und solche mehrschichtigen Mehrkomponentenbauteils sind in zahlreichen Variationen bekannt. So sind Zweikomponentenbauteile bekannt, welche mit zwei Werkstoffkomponenten hergestellt werden. Hierbei wird ein Trägerbauteil aus einer ersten Werkzeugkomponente bereitgestellt oder in einem ersten Spritzgussprozess hergestellt. Eine Abdeckschicht aus einer zweiten Werkstoffkomponente wird in einem zweiten Spritzgussprozess auf eine Sichtseite des Trägerbauteils aufgebracht. In der Regel ist die erste Werkstoffkomponente ein erstes Thermoplast und die zweite Werkstoffkomponente ist ein zweites Thermoplast oder ein Duroplast. Um bei einer Überflutung durch dünnflüssiges Material der zweiten Werkstoffkomponente im zweiten Spritzgussvorgang eine Überspritzung bzw. einen Spritzgrat zu verhindern, wird im ersten Spritzgussprozess ein Abdichtrand aus der ersten Werkstoffkomponente an das Trägerbauteil angespritzt, auf welchen eine Werkzeugteil des Spritzgusswerkzeugs während des zweiten Spritzgussprozesses drückt, um die Abdeckschicht auf die Sichtseite des Trägerbauteils aufzubringen.
-
Als nachteilig kann dabei angesehen werden, dass dieser Abdichtrand des Trägerbauteils aus der ersten Werkstoffkomponente nicht durch die zweite Werkstoffkomponente geschützt ist und zudem als unschöne Erscheinung an einer die Sichtseite des Trägerbauteils begrenzenden Kante sichtbar ist.
-
Aus der
US 2005/116384 A1 ist ein Verfahren zum Überziehen eines Gussbauteils mit einer Materialschicht innerhalb einer Spritzform bekannt. Die Spritzform weist eine Funktion zum Anpressen einer umlaufenden Dichtung um das Gussbauteil als gratverhindernde Fließbegrenzung für die Materialschicht auf.
-
Aus der
DE 10 2013 107 991 A1 ist ein Verfahren zum endkonturgetreuen Herstellen eines Kunststoffbauteils mit einem Thermoplastmaterial bekannt. Das Thermoplastmaterial wird bei einem Mehrkomponentenspritzgießprozess mit einem durch Schieber verpressten Dichtrand eingespritzt, der zur Werkzeugabdichtung gegen eine niedrigviskose Duroplastformmasse dient und von der Duroplastformmasse umschlossen wird.
-
Aus der
DE 10 2005 006 794 A1 ist ein Mehrkomponentenspritzverfahren zum Herstellen eines zumindest zwei Werkstoffkomponenten aufweisenden Körpers bekannt. Zunächst wird aus einer ersten Werkstoffkomponente ein Vorspritzling gespritzt. Danach wird durch Änderung oder Wechseln der Spritzform in einem dadurch gebildeten erweiterten Hohlraum eine weitere Werkstoffkomponente gespritzt, welche sich mit dem Vorspritzling verbindet. Hierbei wird an den durch die erste Komponente gebildeten Vorspritzling mindestens ein Dichtelement angespritzt oder beim Spritzen des Vorspritzlings ein Dichtelement gebildet, welches sich dichtend an die Form und/oder an einen Bereich des Vorspritzlings anlegt und dadurch ein Austreten des Materials der weiteren Komponente aus dem Hohlraum verhindert.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen Mehrkomponentenbauteils und ein korrespondierendes mehrschichtiges Mehrkomponentenbauteil bereitzustellen, bei welchem ein Überspritzen eines zweiten Materials verhindert und trotzdem eine Sichtseite eines Trägerbauteils aus einer ersten Werkstoffkomponente durch die zweite Werkstoffkomponente einer Deckschicht geschützt und nicht als unschöne Erscheinung an einer die Sichtseite des Trägerbauteils begrenzenden Kante sichtbar ist.
-
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen Mehrkomponentenbauteils mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein mehrschichtiges Mehrkomponentenbauteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
-
Um ein Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen Mehrkomponentenbauteils sowie ein korrespondierendes mehrschichtiges Mehrkomponentenbauteil mit einem Trägerbauteil aus einer ersten Werkstoffkomponente bereitzustellen, welches dafür vorgesehen ist, an seiner Sichtseite mit einer Deckschicht aus einer zweiten Werkstoffkomponente überzogen zu werden, und bei welchem ein Überspritzen der zweiten Werkstoffkomponente verhindert und trotzdem die Sichtseite des Trägerbauteils aus der ersten Werkstoffkomponente durch die zweite Werkstoffkomponente der Deckschicht geschützt und nicht als unschöne Erscheinung an einer die Sichtseite des Trägerbauteils begrenzenden Kante sichtbar ist, wird in einem Spritzgießprozess ein Abdichtrand aus der zweiten Werkstoffkomponente an mindestens einer die Sichtseite begrenzenden Kante des Trägerbauteils angespritzt. Anschließend wird in einem weiteren Spritzgießprozess die Sichtseite des Trägerbauteils mit der Deckschicht aus der zweiten Werkstoffkomponente beschichtet.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen Mehrkomponentenbauteils wird das Trägerbauteils aus der ersten Werkstoffkomponente bereitgestellt oder in einem vorhergehenden Spritzgießprozess aus der ersten Werkstoffkomponente hergestellt.
-
Zudem wird ein mehrschichtiges Mehrkomponentenbauteil mit einem Trägerbauteil, einem Abdichtrand und einer Deckschicht vorgeschlagen, welches mit einem solchen Verfahren hergestellt ist.
-
Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines mehrschichtigen Mehrkomponentenbauteils ermöglichen eine vollautomatisierte Umsetzung der Deckschicht und die Herstellung des mehrschichtigen Mehrkomponentenbauteils in einem zwei- oder dreiteiligen Spritzgießprozess ohne Einleger.
-
Bei Ausführungsformen des erfindungsgemäßen mehrschichtigen Mehrkomponentenbauteils ist der Schutz der ersten Werkstoffkomponente durch die zweite Werkstoffkomponente bis zum Bauteilrand ausgeführt. Dadurch ergibt sich eine nahtlose gleichbleibende Gestaltung des mehrschichtigen Mehrkomponentenbauteils mit der hochwertigen zweiten Komponente ohne Unterbrechung bis zum Rand. Durch das Anspritzen des zumindest partiell um das Bauteil verlaufenden Abdichtrands aus der zweiten Werkstoffkomponente ist der Abdichtrand aus der gleichen Werkstoffkomponente wie die finale Deckschicht der Sichtseite erstellt, so dass keine optischen Unterschiede zwischen dem Abdeckrand und der Deckschicht sichtbar sind.
-
In vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens kann der Abdichtrand zumindest partiell um das Trägerbauteil verlaufen. So kann der Abdichtrand beispielsweise nur an einem sichtbaren oberen Rand des Trägerbauteils oder an einem sichtbaren unteren Rand des Trägerbauteils oder an beiden Rändern des Trägerbauteils. Des Weiteren kann der Abdichtrand umlaufend um das Trägerbauteil verlaufen.
-
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens können die Spritzgießprozesse für das Trägerbauteil, für den Abdichtrand und für das Beschichten der Sichtseite des Trägerbauteils mit der Deckschicht in ein und demselben Spritzgusswerkzeug durchgeführt werden. Dies ermöglicht eine besonders schnelle Ausführung des Verfahrens ohne lange Umrüstzeiten. Zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst ein solches Spritzgießwerkzeug zwei Werkzeugteile, welche vorzugsweise aus Stahl gefertigt sind, welche an einem Trennspalt aneinander anliegen. Hierbei formt ein erstes Werkzeugteil die Sichtseite des Trägerbauteils sowie die Deckschicht des mehrschichtigen Mehrkomponentenbauteils und ein zweites Werkzeugteil bildet eine Auswerferseite des Spritzgießwerkzeugs aus.
-
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens kann für den Spritzgießprozess zum Anspritzen des Abdichtrands ein Schieber in das Spritzgießwerkzeug eingeschoben werden, welcher ausgeführt ist, im Bereich der mindestens einen die Sichtseite begrenzenden Kante des Trägerbauteils einen Hohlraum auszubilden, in welchen die zweite Werkstoffkomponente für den Abdichtrand eingebracht wird. Hierbei kann der Schieber beispielsweise mit einer senkrecht zur Hauptöffnungsrichtung des Spritzgießwerkzeuges verlaufenden Bewegungsrichtung eingeschoben werden.
-
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens kann die erste Werkstoffkomponente ein Thermoplast, wie beispielsweise ein Polycarbonat oder ein Acrylnitril-Butadien-Styrol sein. Die zweite Werkstoffkomponente kann vorzugsweise Polyurethan (PUR), Polyurea (PUA) oder eine andere geeignete dünnflüssige Werkstoffkomponente sein, welche im Spritzgießwerkzeug zwischen den Werkzeugteilen (Stahl auf Stahl) nicht bzw. nur schwer abgedichtet werden kann.
-
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 oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen. Hierbei zeigen:
- 1 eine schematisch Darstellung eines Ablaufdiagramms eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines mehrschichtigen Mehrkomponentenbauteils;
- 2 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen mehrschichtigen Mehrkomponentenbauteils, welches mit dem erfindungsgemäßen Verfahren aus 1 hergestellt ist;
- 3 eine schematische Schnittdarstellung eines Spritzgießwerkzeugs während eines Spritzgießprozesses des erfindungsgemäßen Verfahrens aus 1 zum Herstellen eines Trägerbauteils;
- 4 eine schematische Schnittdarstellung des Spritzgießwerkzeugs während eines Spritzgießprozesses des erfindungsgemäßen Verfahrens aus 1 zum Anspritzen eines Abdichtrands an das Trägerbauteil; und
- 5 eine schematische Schnittdarstellung des Spritzgießwerkzeugs während eines Spritzgießprozesses des erfindungsgemäßen Verfahrens aus 1 zur Beschichtung der Sichtseite des Trägerbauteils.
-
Wie aus 1 und 2 ersichtlich ist, umfasst das dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens 100 zum Herstellen eines mehrschichtigen in 2 dargestellten Mehrkomponentenbauteils 10 einen Schritt S100, in welchem ein Trägerbauteil 12 aus einer ersten Werkstoffkomponente bereitgestellt oder in einem Spritzgießprozess hergestellt wird, welches dafür vorgesehen ist, an einer Sichtseite 14 mit einer Deckschicht 18 aus einer zweiten Werkstoffkomponente überzogen zu werden. In einem Schritt S110 wird ein Abdichtrands 16 aus der zweiten Werkstoffkomponente an mindestens einer die Sichtseite 14 begrenzenden Kante 15 des Trägerbauteils 12 in einem Spritzgießprozess angespritzt. In einem Schritt S120 wird die Sichtseite 14 des Trägerbauteils 12 mit der Deckschicht 18 aus der zweiten Werkstoffkomponente in einem weiteren Spritzgießprozess beschichtet.
-
Wie aus 2 weiter ersichtlich ist, umfasst das mehrschichtige Mehrkomponentenbauteil 10 im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Trägerbauteil 12 mit einer Sichtseite 14, einem an einer oberen Kante 15 der Sichtseite 14 des Trägerbauteils 12 angeordneten Abdichtrand 16, welcher aus der zweiten Werkstoffkomponente besteht, und einer Deckschicht 18, welche ebenfalls aus der zweiten Werkstoffkomponente besteht. Zudem umfasst das mehrschichtige Mehrkomponentenbauteil 10 im dargestellten Ausführungsbeispiel einen weiten an einer unteren Kante des Trägerbauteils 12 angeordneten Abdichtrand 19, welcher außerhalb des Sichtbereichs liegt und mit dem Trägerbauteil 12 in einem Spritzgießprozess aus der ersten Werkstoffkomponente hergestellt ist.
-
Im dargestellten Ausführungsbeispiel des Verfahrens 100 werden die Spritzgießprozesse für das Trägerbauteil 12, für den Abdichtrand 16 und für das Beschichten der Sichtseite 14 des Trägerbauteils 12 mit der Deckschicht 18 in ein und demselben Spritzgusswerkzeug 1 durchgeführt. Wie aus 3 bis 5 ersichtlich ist, umfasst das dargestellte Spritzgießwerkzeug 1 zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens 100 zwei Werkzeugteile 3, 3A, 3B, 5 aus Stahl, welche an einem Trennspalt 7 aneinander anliegen. Hierbei formt ein erstes Werkzeugteil 3, 3A, 3B eine Sichtseite 14 des Trägerbauteils 12 sowie die Deckschicht 8 des mehrschichtigen Mehrkomponentenbauteils 1 und ein zweites Werkzeugteil 5 bildet eine Auswerferseite des Spritzgießwerkzeugs 1 aus.
-
Wie aus 3 weiter ersichtlich ist, wird das Trägerbauteil 12 im dargestellten Schritt S100 des erfindungsgemäßen Verfahrens 100 mit dem unteren Abdichtrand 19 in einem zweiteiligen Spritzgießwerkzeug 1 in einem ersten Spritzgießprozess aus der ersten Werkstoffkomponente gefertigt.
-
Wie aus 4 ersichtlich ist, wird der obere Abdichtrand 16 im dargestellten Schritt S110 des erfindungsgemäßen Verfahrens 100 in dem zweiteiligen Spritzgießwerkzeug 1 in einem zweiten Spritzgießprozess aus der zweiten Werkstoffkomponente an der oberen die Sichtseite 14 begrenzenden Kante 15 des Trägerbauteils 12 an das Trägerbauteil 12 angespritzt. Wie aus 4 weiter ersichtlich ist, wird hierzu ein Schieber 9 in das Spritzgießwerkzeug 1 eingeschoben, welcher im Bereich der mindestens einen die Sichtseite 14 begrenzenden Kante 15 des Trägerbauteils 12 einen Hohlraum 9.1 ausbildet, in welchen die zweite Werkstoffkomponente für den Abdichtrand 16 eingebracht wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Schieber 9 senkrecht zur Hauptöffnungsrichtung des Spritzgießwerkzeugs 1 im Bereich des ersten Werkzeugteils 3, 3A in das Spritzgießwerkzeug 1 eingeschoben.
-
Wie aus 5 weiter ersichtlich ist, wird die Deckschicht 18 aus der zweiten Werkstoffkomponente im dargestellten Schritt S120 des erfindungsgemäßen Verfahrens 100 in dem zweiteiligen Spritzgießwerkzeug 1 in einem dritten Spritzgießprozess auf den Sichtbereich 14 des Trägerbauteils 12 aufgebracht, so dass der Sichtbereich 14 vollständig von der zweiten Werkstoffkomponenten bedeckt und geschützt ist. Hierbei wird die Deckschicht 18 durch das zweite Werkzeugteil 3, 3B geformt.
-
Bei einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel des mehrschichtigen Mehrkomponentenbauteils 10, wird auch der untere Abdichtrand 19 aus der zweiten Werkstoffkomponente im zweiten Spritzgießprozess an das Trägerbauteil 12 angespritzt.
-
Im dargestellten Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird als erste Werkstoffkomponente ein Thermoplast, wie beispielsweise ein Polycarbonat oder ein Acrylnitril-Butadien-Styrol verwendet. Als zweite Werkstoffkomponente wird Polyurethan (PUR) oder Polyurea (PUA) verwendet. Selbstverständlich können auch andere geeignete Werkstoffkomponenten verwendet werden.
-
BEZUGSZEICHENLISTE
-
- 1
- Spritzgusswerkzeug
- 3, 3A, 3B
- erstes Werkzeugteil
- 5
- zweites Werkzeugteil
- 7
- Trennspalt
- 9
- Schieber
- 9.1
- Hohlraum
- 10
- mehrschichtiges Mehrkomponentenbauteil
- 12
- Trägerteil
- 14
- Sichtseite
- 15
- Kante
- 16, 19
- Abdichtrand
- 18
- Deckschicht
- 100
- Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen Mehrkomponentenbauteils
- S100 bis S120
- Verfahrensschritt
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- US 2005116384 A1 [0004]
- DE 102013107991 A1 [0005]
- DE 102005006794 A1 [0006]
