DE102023000268A1

DE102023000268A1 - Verfahren zum Herstellen eines Bauteils, insbesondere einer Blende, für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102023000268A1
Application number: DE102023000268.2A
Authority: DE
Inventors: Juergen Bruckner
Original assignee: Mercedes Benz Group AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2023-01-30
Filing date: 2023-01-30
Publication date: 2024-08-01
Also published as: WO2024160423A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils (1), umfassend vier Maßnahmen a) bis d). In einer ersten Maßnahme a) wird ein Substrat (2) aus einem Substratmaterial bereitgestellt, welches eine als Sichtseite fungierende Vorderseite (3) und eine der Vorderseite (3) gegenüberliegende Rückseite (4) und außerdem eine vorbestimmte Substratdicke (d) aufweist. Gemäß einer zweiten Maßnahme b) wird Substratmaterial im Bereich von wenigstens einem ersten Substratabschnitt (6a) zumindest von der Vorderseite (3), vorzugsweise sowohl von der Vorderseite (3) als auch von der Rückseite (4), des Substrats (2) mittels eines Ätzprozesses derart abgetragen, dass in dem Substrat (2) nach dem Abtragen wenigstens ein sich von der Vorderseite (3) zur Rückseite (4) erstreckender Durchbruch (5) ausgebildet ist und außerdem nach dem Abtragen in wenigstens einem ersten Substratabschnitt (6a) des Substrats (2) die Substratdicke (d) gegenüber wenigstens einem zweiten Substratabschnitt (6b), in welchen kein Substratmaterial abgetragen wurde, reduziert ist. In einer dritten Maßnahme c) wird die Vorderseite des Substrats (2) mit einer Farbschicht (8) beschichtet, deren Farbe verschieden ist von einer Farbe der Vorderseite (3) des Substrats (2) vor dem Beschichten mit der Farbschicht (8). In einer vierten Maßnahme d) wird auf die Rückseite (4) des Substrats zumindest bereichsweise ein lichtaktives Element (10) aufgebracht, so dass das lichtaktive Element (10) wenigstens einen Durchbruch (5) überdeckt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils, insbesondere einer Blende, für ein Kraftfahrzeug, sowie ein mittels dieses Verfahrens hergestelltes Bauteil.
Beleuchtete Blenden aus Metall finden in Innenräumen von modernen Kraftfahrzeug vielfach Anwendung, da sie dem Betrachter ein optisch ansprechendes Design vermitteln.
Bekannt sind vor diesem Hintergrund herkömmliche Herstellungsverfahren zum Herstellen solcher Blenden, bei welchen das Material der Blende eine andere Farbe als das Licht aufweist, welches von der Blende abgestrahlt wird. Mittels solcher Verfahren können also zweifarbige Blenden hergestellt werden.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung der vorliegenden Erfindung, bei der Entwicklung von Verfahren zur Herstellung beleuchteter Blenden neue Wege aufzuzeigen. Insbesondere soll ein möglichst einfaches Herstellungsverfahren geschaffen werden, mittels welchem dreifarbige, beleuchtete Blenden geschaffen werden können. Unter „dreifarbig“ ist hierbei zu verstehen, dass die für einen Betrachter sichtbare Oberfläche der Blende zweifarbig ausgebildet ist, wobei wiederum diese beiden Farben von der Farbe des von der Blende abgestrahlten Lichtes verschieden sind.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Grundidee der Erfindung ist demnach, ein metallisches Substrat mittels einer Kombination aus einem Ätzprozess, einem Beschichten mit einer Farbschicht und einem teilweisen Entfernen der Farbschicht, vorzugsweise mittels Abschleifens zu bearbeiten. Dies ermöglicht es, mit vergleichsweise geringem technischem Aufwand eine zweifarbige Oberfläche zu realisieren, die als Sichtfläche einer Blende fungiert. Im Zuge des Ätzprozesses werden in dem metallischen Substrat Durchbrüche erzeugt, die mit einem transparenten, also lichtdurchlässigen Material, oder mit einem lichtaktiven, also aktiv emittierenden Material befüllt werden kann. Bei einem lichtaktiven Element handelt es sich also um eine Lichtquelle, die insbesondere eine Licht emittierende Diode (LED) umfassen kann. Insbesondere werden als lichtaktive bzw. lichtdurchlässige Materialien geeignete, für Licht transparente Kunststoffe verwendet, da diese im Zuge des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders einfach verarbeitet werden können.
Somit kann aus diesen Durchbrüchen Licht mit einer Farbe emittiert werden, die von den beiden Farben der Substratoberfläche verschieden ist. Im Ergebnis kann somit ein Bauteil bzw. eine Blende mit der gewünschten dreifarbigen Sichtfläche hergestellt werden.
Im Einzelnen umfasst das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Bauteils, insbesondere einer Blende, für einen Fahrzeuginnenraum eines Kraftfahrzeugs, vier Maßnahmen a) bis d). In einer ersten Maßnahme a) wird ein Substrat aus einem metallischen Substratmaterial bereitgestellt, welches eine als Sichtseite fungierende Vorderseite und eine der Vorderseite gegenüberliegende Rückseite und außerdem eine vorbestimmte Substratdicke aufweist. Insbesondere kann das Substrat durch eine Metallplatine, vorzugsweise aus Edelstahl, gebildet sein.
Gemäß einer zweiten Maßnahme b) wird Substratmaterial im Bereich von wenigstens einem ersten Substratabschnitt zumindest von der Vorderseite, vorzugsweise sowohl von der Vorderseite als auch von der Rückseite, des Substrats, besonders bevorzugt mittels eines Ätzprozesses, derart abgetragen, dass in dem Substrat nach dem Abtragen wenigstens ein sich von der Vorderseite zur Rückseite erstreckender Durchbruch ausgebildet ist und außerdem nach dem Abtragen in wenigstens einem ersten Substratabschnitt des Substrats die Substratdicke gegenüber wenigstens einem zweiten Substratabschnitt, in welchen kein Substratmaterial abgetragen wurde, reduziert ist. Eine erste Substratdicke des Substrats im Bereich des wenigstens einen ersten Substratabschnitts ist somit kleiner als eine zweite Substratdicke des Substrats im Bereich wenigstens eines zweiten Substratabschnitts. Der Übergang von einem ersten zu einem zweiten Substratabschnitt kann mittels einer auf der Vorderseite ausgebildeten Stufe realisiert sein.
In einer dritten Maßnahme c) wird die Vorderseite des Substrats, insbesondere flächig, mit einer Farbschicht beschichtet, deren Farbe verschieden ist von einer Farbe der Vorderseite des Substrats vor dem Beschichten mit dieser Farbschicht.
In einer vierten Maßnahme d) wird auf die Rückseite des Substrats zumindest bereichsweise ein lichtaktives Element aufgebracht, so dass das lichtaktive Element wenigstens einen Durchbruch überdeckt.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des voranstehend erläuterten, erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst dieses eine auf Maßnahme d) folgende optionale Maßnahme e). Gemäß Maßnahme e) wird eine Zierbeschichtung auf die Vorderseite des Substrats und dabei im Bereich der mittels Abtragens von Substratmaterial in Maßnahme b) bearbeiteten ersten Substratabschnitte aufgebracht. Auf diese Weise kann der vom Bauteil auf einen Betrachter erzielte optische Eindruck weiter verbessert werden.
Besonders zweckmäßig kann die Zierbeschichtung mittels eines PVD-Verfahrens aufgebracht werden. Mittels eines PVF-Verfahrens lässt sich besagte Zierbeschichtung besonders einfach auf das Substrat aufbringen, wobei eine dauerhaft zuverlässige Anhaftung der Zierschicht auf dem Substrat gewährleistet ist.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Substrat vor dem Aufbringen des lichtaktiven Elements gemäß Maßnahme d) in einer Zusatzmaßnahme z) umgeformt, insbesondere umgebogen, werden. Auf diese Weise kann das Substrat mit der gewünschten geometrischen Formgebung versehen werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann in wenigstens einen Durchbruch, der in Maßnahme d) mit dem lichtaktiven Element überdeckt wird, auch dieses lichtaktive Element eingebracht werden. In diesem Fall kann Licht direkt aus dem Durchbruch emittiert werden, was den optischen Eindruck des Bauteils auf einen Betrachter weiter erhöht.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann in wenigstens einen Durchbruch, welcher in Maßnahme d) mit dem lichtaktiven Element überdeckt wird, vor Durchführung von Maßnahme d) in einer Zusatzmaßnahme y) ein lichtdurchlässiges Element eingebracht werden, so dass Licht, welches von dem in Maßnahme d) auf die Rückseite des Substrats aufgebrachten lichtaktiven Element erzeugt wird, durch das lichtdurchlässigen Element hindurchtreten und auf der Vorderseite des Substrats aus dem Durchbruch austreten kann.
Besonders zweckmäßig kann das lichtdurchlässige Element aus einem Kunststoffmaterial bestehen oder ein Kunststoffmaterial umfassen, welches vorzugsweise mittels Spritzens, Gießens, oder Einstreichens in den Durchbruch eingebracht werden.
Besonders bevorzugt können das lichtaktive Element bzw. das lichtdurchlässige Element so in wenigstens einen Durchbruch eingebracht werden, dass das lichtaktive Element bzw. das lichtdurchlässige Element nach dem Einbringen auf der Vorderseite des Substrats aus dem Durchbruch herausragen.
Besonders zweckmäßig kann das lichtaktive Element aus einem Kunststoffmaterial bestehen oder ein Kunststoffmaterial umfassen, welches vorzugsweise mittels Klebens, Gießens oder Hinter-spritzens auf die Hinterseite des Substrats aufgebracht bzw. in wenigstens einen Durchbruch eingebracht wird.
Die Erfindung betrifft ferner eine Komponente für ein Kraftfahrzeug, die wenigstens ein Bauteil bzw. Blende umfasst, welches mittels des voranstehend vorgeschlagenen, erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt wurde.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Dabei zeigen, jeweils schematisch:

1 ein das erfindungsgemäßen Verfahren beispielhaft erläuterndes Ablaufdiagramm,
2 ein mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestelltes Bauteil.

Die 1 zeigt ein Ablaufidagram, an welchem das erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Bauteils 1 erläutert wird.
In einer Maßnahme a) des Verfahrens wird ein Substrat 2 aus einem Substratmaterial bereitgestellt, welches eine als Sichtseite fungierende Vorderseite 3 und eine der Vorderseite 3 gegenüberliegende Rückseite 4 und außerdem eine vorbestimmte Substratdicke d aufweist.
Gemäß einer weiteren Maßnahme b) wird Substratmaterial im Bereich von ersten Substratabschnitten 6a (in 1 ist nur ein solcher erster Substratabschnitt 6a dargestellt) zumindest von der Vorderseite 3, vorzugsweise sowohl von der Vorderseite 3 als auch von der Rückseite 4, des Substrats 2 mittels eines Ätzprozesses abgetragen. Das Abtragen erfolgt derart, dass in dem Substrat 2 nach dem Abtragen mehrere sich jeweils von der Vorderseite 3 zur Rückseite 4 erstreckende Durchbrüche 5 (in 1 sind exemplarisch zwei solche Durchbrüche 5 gezeigt) ausgebildet sind. Dabei ist aufgrund des Abtragens die Substratdicke d des Substrats 2 in ersten Substratabschnitten 6a gegenüber zweiten Substratabschnitten 6b, in welchen kein Substratmaterial abgetragen wurde, reduziert. Eine erste Substratdicke d1 des Substrats 2 im Bereich der ersten Substratabschnitte 6a ist also kleiner als eine zweite Substratdicke d2 des Substrats 2 im Bereich der zweiten Substratabschnitts 6b. Der Übergang von einem ersten Substratabschnitt 6a zu einem zweiten Substratabschnitt 6b kann dabei mittels einer auf der Vorderseite 3 ausgebildeten Stufe 7 realisiert sein.
In einer weiteren Maßnahme c) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Vorderseite 3 des Substrats 2 flächig mit einer Farbschicht 8 beschichtet, deren Farbe verschieden ist von einer Farbe der Vorderseite 3 des Substrats 2 vor dem Beschichten mit dieser Farbschicht 8. Im Zuge von Maßnahme c) wird die Farbschicht 8 mittels Abschleifens oder Freilaserns wieder von allen zweiten Substrat-abschnitten 6b entfernt, so dass die zweiten Substratabschnitte 6b nach dem Abschleifen oder Lasern eine Oberfläche 16 ohne die Farbschicht 8 aufweisen.
Wie 1 erkennen lässt, kann gemäß einer optionalen Zusatzmaßnahme y) in einen der beiden Durchbrüche 5 ein lichtdurchlässiges Element 11 aus einem Kunststoffmaterial eingebracht werden.
In einer weiteren optionalen Zusatzmaßnahme z) kann das Substrat 2 wie in 1 angedeutet umgebogen werden.
In einer weiteren obligatorischen Maßnahme d) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf die Rückseite 4 des Substrats 2 sodann ein lichtaktives Element 10 aufgebracht, so dass dieses lichtaktive Element 10 die beiden gezeigten Durchbrüche 5 überdeckt. Das lichtaktive Element 10 kann dabei auch in denjenigen Durchbruch 5 eingebracht werden, in welchen kein lichtdurchlässiger Kunststoff eingebracht wurde.
Licht, welches von dem auf der Rückseite 4 aufgebrachten lichtaktiven Element 10 erzeugt wird, kann somit durch das in einem der beiden Durchbrüche 5 angeordnete lichtdurchlässige Element 11 hindurchtreten und auf der Vorderseite 4 aus dem betreffenden Durchbruch 5 austreten. Ebenso kann das in dem anderen Durchbruch 5 angeordnete lichtaktive Element 10 Licht erzeugen, welches ebenfalls auf der Vorderseite 4 des Substrats 2 aus dem Durchbruch austritt. Nach Durchführung von Maßnahme d) ist das erfindungsgemäße Bauteil 1 fertiggestellt.
Optional kann in einer weiteren, in den Figuren nicht dargestellten Maßnahme e) im Bereich der ersten Substratabschnitte 6a eine Zierbeschichtung aufgebracht werden. Das Aufbringen der Zierschicht kann mittels eines PVD-Verfahrens erfolgen.
Die 2a und 2b zeigen in schematischer Darstellung und in einer ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Bauteils 1 in Form einer Blende. Die 2a zeigt eine Draufsicht, die 2b eine Schnittdarstellung. Im Beispiel der 1 ist das Bauteil 1 Teil eines sogenannten „Cupholders“ 20 zur Aufnahme eines Trinkgefäßes (nicht gezeigt) wie beispielsweise einer Kaffeetasse oder dergleichen. Wie die 2a und 2b veranschaulichen, sind auf der als Sichtseite wirkenden Vorderseite 3 lichtaktive Elemente 10, geschliffene Oberflächen 16 und die Farbschicht 8 erkennbar.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Bauteils (1), insbesondere einer Blende, für ein Kraftfahrzeug, umfassend die folgenden Maßnahmen: a) Bereitstellen eines Substrats (2) aus einem metallischen Substratmaterial, welches eine als Sichtseite fungierende Vorderseite (3) und eine der Vorderseite (3) gegenüberliegende Rückseite (4) und außerdem eine vorbestimmte Substratdicke (d) aufweist, b) Abtragen von Substratmaterial im Bereich von wenigstens einem ersten Substratabschnitt (6a) zumindest von der Vorderseite (3), vorzugsweise sowohl von der Vorderseite (3) als auch von der Rückseite (4), des Substrats (2) mittels eines Ätzprozesses derart, dass nach dem Abtragen wenigstens ein sich von der Vorderseite (3) zur Rückseite (4) erstreckender Durchbruch (5) ausgebildet ist und außerdem nach dem Abtragen das Substrat (2) die Substratdicke (d) in wenigstens einem ersten Substratabschnitt (6a) gegenüber wenigstens einem zweiten Substratabschnitt (6b), in welchen kein Substratmaterial abgetragen wurde, reduziert ist, c) Flächiges Beschichten der Vorderseite des Substrats (2) mit einer Farbschicht (8), deren Farbe verschieden ist von einer Farbe der Vorderseite (3) des Substrats (2) vor dem Beschichten mit der Farbschicht (8) und Entfernen der Farbschicht (8) von dem wenigstens einen zweiten Substratabschnitt (6b), vorzugsweise mittels Abschleifens. d) Zumindest bereichsweises Aufbringen eines lichtaktiven Elements (10) auf die Rückseite (4) des Substrats (2), so dass das lichtaktive Element (10) wenigstens einen Durchbruch (5) überdeckt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende auf Maßnahme d) folgende optionale Maßnahme e) umfasst: e) Flächiges Aufbringen einer Zierbeschichtung (13) auf die Vorderseite des Substrats (2) im Bereich der ersten Substratabschnitte (6a).
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zierbeschichtung (13) mittels eines PVD-Verfahrens aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (2) vor dem Aufbringen des lichtaktiven Elements (10) gemäß Maßnahme d) bzw. c) in einer Zusatzmaßnahme z) umgeformt, insbesondere umgebogen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einen Durchbruch (5), der in Maßnahme d) mit dem lichtaktiven Element (10) überdeckt wird, auch dieses lichtaktive Element (10) eingebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einem Durchbruch (5), welcher in Maßnahme d) mit dem lichtaktiven Element (10) überdeckt wird, vor Durchführung von Maßnahme d) in einer Zusatzmaßnahme y) ein lichtdurchlässiges Element (11) eingebracht wird, so dass Licht, welches von dem in Maßnahme d) auf die Rückseite (4) aufgebrachten lichtaktiven Element (10) erzeugt wird, durch das lichtdurchlässige Element (11) hindurchtreten und auf der Vorderseite (3) des Substrats (2) aus dem Durchbruch (5) austreten kann.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtdurchlässige Element (11) aus einem Kunststoffmaterial besteht oder ein Kunststoffmaterial umfasst, welches vorzugsweise mittels Spritzens, Gießens oder Einstreichens in den Durchbruch (5) eingebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtaktive Element (10) bzw. das lichtdurchlässige Element (11) so in wenigstens einen Durchbruch (5) eingebracht werden, dass das lichtaktive Element (10) bzw. das lichtdurchlässige Element (11) nach dem Einbringen auf der Vorderseite (3) des Substrats (2) aus dem Durchbruch (5) herausragt.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtaktive Element (10) aus einem Kunststoffmaterial besteht oder ein Kunststoffmaterial umfasst, welches vorzugsweise mittels Klebens, Gießens oder Hinterspritzens auf die Hinterseite (4) des Substrats (2) aufgebracht bzw. in wenigstens einen Durchbruch (5) eingebracht wird.
Komponente für ein Kraftfahrzeug, umfassend wenigstens ein mittels des Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche hergestelltes Bauteil (1).