DE19636120A1

DE19636120A1 - Formteil aus Verbundmaterial sowie Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE19636120A1
Application number: DE1996136120
Authority: DE
Inventors: Gerd Heckel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-09-06
Filing date: 1996-09-06
Publication date: 1998-03-12
Also published as: DE29712329U1

Description

Die Erfindung betrifft ein Formteil aus Verbundmaterial, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Das Formteil dient dekorativen und/oder funktionellen Zwecken. Seine Verwendung ist vielseitig. Es ist als Karosserieteil oder für die Innenausstattung eines Personenkraftwagens, beispielsweise als Mittelkonsole, Armaturenbrett oder Türverkleidung, ebenso verwendbar wie beispielsweise im Möbel- und Messebau oder in der Innenarchitektur.

Es ist bekannt, derartige Formteile als Dekorteile aus faserverstärktem, durchsichtigem Kunststoff herzustellen, so daß der im Kunststoff eingebettete Faserwerkstoff sichtbar ist. Anschließend wird die Oberfläche des Formteils geschliffen und mit einem Klarlack lackiert. Jedoch entstehen bei der Herstellung des Formteils winzige, bis zur Oberfläche reichende Lunker. An den Lunkern bildet der Klarlack winzige Krater die die Oberflächengüte verschlechtern. Die Oberfläche des lackierten Formteils muß zum Entfernen der Krater nochmals geschliffen oder gespachtelt und anschließend nochmals lackiert werden. Dieses Schleifen und Lackieren muß mehrfach wiederholt werden. Zumindest das Schleifen muß wegen der komplizierten geometrischen Form, die das Formteil oftmals hat, von Hand erfolgen. Das mehrmalige Schleifen und Lackieren verursacht einen großen Herstellungsaufwand. Zudem entstehen viele Ausschußteile.

Aufgabe der Erfindung ist ein Formteil aus Verbundmaterial der eingangs genannten Art zu schaffen, das sich einfach, schnell und automatisierbar herstellen läßt, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 8 gelöst. Erfindungsgemäß besteht das Formteil aus einem Verbundmaterial, das einen lichtdurchlässigen Thermoplast aufweist, auf dessen Rückseite als Dekorelement beispielsweise ein Kohlefasergewebe oder -gelege aufgebracht ist. Die Rückseite ist die beispielsweise einem Fahrgastraum abgewandte Oberfläche des Formteils. Durch den lichtdurchlässigen Thermoplast hindurch ist das Dekorelement von einer dem Fahrgastraum zugewandten Vorderseite des Formteils her sichtbar. Das erfindungsgemäße Formteil aus Verbundwerkstoff hat dasselbe Aussehen und dieselbe Funktion wie ein faserverstärkter, lichtdurchlässiger Kunststoff, ist jedoch in der Herstellung erheblich weniger aufwendig. Seine mechanischen Eigenschaften entsprechen denen eines herkömmlichen, faserverstärkten Kunststoffs. Hinzu kommen seine Produktsicherheit im Sinne von Reproduzierbarkeit und Qualitätssicherung.

Weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Formteils aus Verbund material ist seine Recycelfähigkeit: Das aus Thermoplast, also aus einem Polymer bestehende Formteil läßt sich mittels eines geeigneten Lösungsmittels (beispielsweise Alkohol) auflösen und dadurch vom Dekorelement trennen. Nach Abscheiden des Lösungsmittels kann das gewonnene Thermoplast (Pulver, Granulat) einer erneuten Kunststoffverarbeitung zugeführt werden.

Der das Formteil bildende Thermoplast kann milchig oder transparent sein, wobei die Struktur beispielsweise eines als Dekorelements auf der Rückseite aufgebrachten Gewebes durch das Thermoplast hindurch erkennbar ist. Für dekorative Teile ist das das Formteil bildende Thermoplast vorzugsweise glasklar oder auch getönt, so daß das auf der Rückseite aufgebrachte Dekorelement von der Vorderseite aus sichtbar ist.

Das Dekorelement kann beispielsweise aus Fasern bestehen, es kann ein Fasergewebe oder Fasergelege sein, wegen des Aussehens insbesondere ein Kohlefasergewebe. Auch einfarbige oder buntbedruckte Textilien, Papier oder Holzfurniere kommen als Dekorelement in Betracht.

Ein einfaches Herstellungsverfahren besteht im Tiefziehen (Vakuumverformen) des Formteils aus einer Thermoplast-Platte. Dabei muß die Oberfläche auf der Vorderseite des Formteils nicht glatt sein, sondern kann durch Verwendung einer eine strukturierte Oberfläche aufweisendenden Thermoplast-Platte oder durch Tiefziehen in eine Negativ-Form, die eine Oberflächenstruktur aufweist, eine strukturierte Oberfläche auf der Vorderseite erhalten.

Das Aufbringen des Dekorelements auf der Rückseite des Formteils kann erfindungsgemäß mittels eines polymerisierenden Monomers erfolgen, das auf die Rückseite des Formteils beispielsweise aufgestrichen, aufgegossen, oder aufgespritzt wird, wobei das Dekorelement an die Rückseite des Formteils angedrückt wird. Das polymerisierende Monomer verbindet sich mit dem aus einem Thermoplast, also ebenfalls aus einem Polymer, bestehenden Formteil zu einem Formteil aus einheitlichem Werkstoff, oder jedenfalls zu einem Formteil ohne erkennbare Grenzschicht zwischen dem Thermoplast und dem polymerisierten Monomer.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Fig. 1 bis 5 zeigen in stark vereinfachter, schematisierter Darstellung Verfahrensschritte zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Formteils.

Die Herstellung des erfindungsgemäßen Formteils erfolgt durch sog. Vakuumverformung: Eine ebene, durchsichtige Thermoplast- Platte 10 wird zur Verformung mit Infrarotstrahlern 12 auf eine Verformungstemperatur von ca. 170°C erwärmt (Fig. 1), auf eine Form 14 aufgelegt und anschließend in die Form 14 tiefgezogen (Fig. 2). Zum Tiefziehen wird zwischen der Thermoplast-Platte 10 und der Form 14 eingeschlossene Luft durch in der Form 14 angebrachte Saugkanäle 16 mit einer nicht dargestellten Vakuumpumpe abgesaugt (Pfeil P), wodurch sich die Thermoplast-Platte 10 ohne Einschluß von Zwischenräumen an die Oberfläche der Form 14 anlegt.

Im Ausführungsbeispiel ist die Form 14 eine Negativform, an der die geformte Thermoplast-Platte 10 mit einer Vorderseite anliegt. Es kann jedoch ebenso mit einer Positivform gearbeitet werden, an der die Thermoplast-Platte 10 mit einer Rückseite anliegt.

Nach Abschalten der Infrarot-Strahler 12 kühlt die Thermoplast-Platte 10 ab und erstarrt. Im nächsten Arbeitsschritt wird auf die Rückseite der geformten Thermoplast-Platte 10 ein Monomer aufgetragen (Fig. 3) und ein Kohlefasergewebe als Dekorelement 18 aufgelegt (Fig. 4).

Das Dekorelement 18 wird mittels eines zur Form 14 komplementären Stempels 20 mit der geformten Thermoplast- Platte 10 verpreßt, während der Monomer polymerisiert und sich dadurch mit der Thermoplast-Platte 10 zu einem einheitlichen Werkstoff ohne Grenzschicht verbindet. Die geformte Thermoplast-Platte 10 bildet mit dem auf ihrer Rückseite mittels des polymerisierten Monomers als Dekorelement 18 aufgebrachten Kohlefasergewebe das erfindungsgemäße Verbundmaterial-Formteil.

Auf die beschriebene Weise läßt sich sehr schnell ein Verbundmaterial-Formteil 10, 18 mit hoher Oberflächengüte auf der Vorderseite herstellen, das das Aussehen und die mechanischen Eigenschaften eines kohlefaserverstärkten Kunststoffteils hat. Eine Nachbearbeitung der Oberfläche erübrigt sich.

Es lassen sich auch andere Materialien, beispielsweise bedrucktes Textilgewebe oder Papier anstelle des Kohlefasergewebes 16 auf der Thermoplast-Platte 10 anbringen, um dem hergestellten Formteil 10, 18 ein gewünschtes Aussehen zu geben. Das ein Dekorelement bildende Kohlefasergewebe 16 kann vor, während oder auch nach der Verformung auf der Thermoplast-Platte 10 angebracht werden.

Die Thermoplast-Platte 10 besteht aus Polymethylmethacrylat (PMMA), also aus einem Polymer. Verwendbar sind beispielsweise auch Polycarbonat, Polyethylen, etc.

Claims

1. Formteil aus Verbundmaterial, insbesondere für die Innenausstattung eines Personenkraftwagens, das einen lichtdurchlässigen Thermoplast aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil (10) ein Dekorelement (18) auf seiner Rückseite aufweist.

2. Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil (10) durchsichtig ist.

3. Formteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil (10) ein Tiefziehteil ist.

4. Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Dekorelement (18) aus Fasern besteht.

5. Formteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Dekorelement (18) eine Fasermatte ist.

6. Formteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Dekorelement (18) ein Kohlefasergewebe ist.

7. Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Dekorelement (18) eine Textilie oder Papier ist.

8. Verfahren zum Herstellen eines Formteils nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil (10) durch Tiefziehen einer Thermoplast-Platte (10) geformt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Dekorelement (18) mittels eines polymerisierenden Monomers auf der Rückseite des Formteils (10) aufgebracht wird.