DE19755111A1 - Lackiertes Kunststoffteil - Google Patents

Lackiertes Kunststoffteil

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Description

Die Erfindung betrifft ein lackiertes Kunststofformteil, das eine Gewebeeinlage hat.
Bei lackierten Kunststofformteilen die eine Glasfaser- und/oder Kohlefasergewebeeinlage haben, muß die Faserstruktur der Gewebeeinlage durch eine verhältnismäßig dicke Füllerschicht, die ggf. anzuschleifen ist, überdeckt werden, damit die Gewebestruktur sich nicht durch die Lackschicht hindurch abbildet. Da ein solch dicker, ggf. angeschliffener Füllerauftrag in Großserien nicht praktikabel ist, sind solche gewebeverstärkte Kunststoffteile, insbesondere solche mit einer Kohlefasergewebeeinlage, bislang nur in Kleinserien oder als Einzelstücke fertigbar.
Eine spezielle Lackschicht für solche gewebeverstärkte Kunststofformteile ist aus der DE 196 04 366 bekannt, in der das gewebeverstärkte Kunststofformteil mit einer der Außenkontur des Formteils entsprechenden Struktur tiefgezogenen farbigen Kunststoffolie abgedeckt wird. Ein solches Verfahren führt zu einer Class A-Oberfläche, die tiefzuziehende farbige Folie ist jedoch prozeßtechnisch nur sehr schwer in den Griff zu bekommen und teuer.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein mit einer Gewebeeinlage verstärktes Kunststofformteil mit einer Lackschicht zu versehen, in der sich die Gewebestruktur der Gewebeeinlage möglichst kaum oder nicht mehr abbildet.
Diese Aufgabe wird gelöst mit den Maßnahmen des Anspruchs 1.
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens, mit denen besonders gute Oberflächen erzielt werden können.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zuerst das Kunststofformteil in seine bestimmungsgemäße Form gebracht. Dies geschieht in einer üblichen mehrteiligen Form, d. h. das Kunststoffteil wird zwischen einer Matrize und einem Stempel geformt, wobei dies bevorzugt aus einem bereits mit dem Gewebe verstärkten plattenförmigen Halbzeug erfolgt. Nach dem Formvorgang wird die Form geöffnet, insbesondere jedoch nur um wenige Millimeter (1 bis 50 mm, insbesondere 5 bis 30 mm). Das Öffnen erfolgt derart, daß auf die mit dem Lack zu beschichtende Fläche des Formteils eine gewünschte Menge des Lackes aufgebracht werden kann, die zwischen der zu beschichtenden Oberfläche des Kunststofformteils und dem zugehörenden Formteil (Matrize oder Stempel) verteilt wird. Das Verteilen des Lacks erfolgt dabei in Kontakt mit dem zugehörenden Formteil. Besonders vorteilhaft läßt sich der Lack durch ein Schließen der Form verteilen, wobei die eingebrachte Lackmenge zusammengepreßt und damit verteilt wird. Diese Art der Lackierung wird allgemein als "in mold coating" bezeichnet, wobei das "in mold coating" jedoch bisher nur bei Formkörpern mit einer im wesentlichen isotropen Struktur bekannt ist.
Nach dem Verteilen des Lackes zwischen einer Formoberfläche und der zugehörigen Kunststoffteiloberfläche erfolgt bevorzugt erst ein Härten der Lackschicht, bevor die Form wieder geöffnet wird. Wenn die Form erst nach dem Verfestigen der Lackschicht geöffnet wird, wobei das Verfestigen mehr oder weniger vollständig erfolgt sein kann, wird auf besonders einfache Art und Weise eine hochwertige Oberfläche erreichbar. Wesentlich ist hierbei, daß die Oberfläche der Lackschicht, die durch die zugehörige Forminnenseite bestimmt ist, beim Öffnen der Form soweit ausgehärtet ist, daß sich die Gewebestruktur des Kunststofformteils nicht mehr in ihr abzeichnen kann. Für eine solche Oberfläche wird vorteilhaft ein poliertes und ggf. auch verchromtes Werkzeug verwendet. Während des Härtens der Lackschicht kann die Form auch mit einem Nachdruck zugehalten werden, so daß eine eventuelle Schrumpfung der Lackschicht beim Härten nicht zu einer Abzeichnung des Gewebes führt. Um hier besonders gute Ergebnisse, d. h. eine möglichst geringe oder keine Abzeichnung der Gewebestruktur zu erreichen, wird besonders vorteilhaft ein Lack eingesetzt, der eine möglichst geringe oder keine Schrumpfung zeigt. Solche Lacke sind insbesondere hochgefüllte Lacke. Hochgefüllte Lacke haben üblicherweise einen Füllstoffanteil (Festkörpergehalt) von mindestens 30 Gew.-%, insbesondere mindestens 50 Gew.-%. Vorteilhaft kommen hierbei Polyesterlacke, Acrylatlacke oder auch Polyurethanlacke zum Einsatz, wobei die Verwendung des Lacksystems von dem Kunststoffmaterial des Kunststofformteils abhängig ist.
Das Kunststofformteils selbst wiederum enthält als Gewebeverstärkung vorteilhaft ein Glasfasergewebe und insbesondere ein Kohlefasergewebe, wobei besonders bevorzugt zumindest die äußere Gewebeschicht eine Kohlefasergewebeschicht ist. Unter "Gewebe" wird in der vorliegenden Erfindung jede übliche Lage von Fäden verstanden, d. h. eine Anordnung von Fäden, die gerichtet verlaufen, d. h. beispielsweise auch eine Reihe von parallel zueinander angeordneten Fäden, die nicht notwendigerweise miteinander verwoben sein müssen.
Besonders geeignet für die vorliegende Erfindung sind plattenförmige Halbzeuge, die insbesondere bereits die Gewebeverstärkung als Einlage beinhalten. Solche Halbzeuge sind käufliche Produkte.
In seiner bevorzugten Ausführungsform wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das gewebeverstärkte Kunststofformteil in einer Matrize geformt und anschließend von der Matrize etwas abgehoben. In den hierdurch entstandenen Spalt zwischen dem Kunststofformteil und der Matrize wird eine Lackmasse eingespritzt, die durch Niederfahren des Stempels zwischen dem Kunststofformteil und der Innenform der Matrize verteilt wird. Durch Aufrechterhaltung eines Nachdruckes während der Aushärtung der Lackschicht mittels des Stempels wird ein Abzeichnen der Gewebestruktur auf der Lackoberfläche vermieden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels und Fig. näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 bis 4 verschiedene Verfahrensschritte bei der Herstellung des Kunststofformteils.
In Fig. 1 liegt ein plattenförmiges Halbzeug 1 auf einer Matrize 2 und wird von einem Haltering 3 auf den Rand der Matrize 2 niedergehalten. Das Halbzeug 1 ist ein kohlefaserverstärktes Polyamid 6.6, in dem, wie im Ausschnitt 4 dargestellt, die Kohlefasern in Bündeln 5 vorliegen, die miteinander verwoben sind.
Die angewendete Webtechnik erlaubt einen Umformungsgrad des Halbzeugs 1 von bis zu beispielsweise 30%.
Über der Matrize 2 und dem Halbzeug 1 ist ein Stempel 6 angeordnet, der mit einer Stellvorrichtung 7 verbunden 8 ist.
Das Halbzeug 1 ist thermoplastisch und wird zur Umformung auf ca. 250°C erhitzt. Das Erhitzen des Halbzeugs 1 kann außerhalb der Matrize 2, aber auch in dieser, erfolgen. Wie in Fig. 2 dargestellt, fährt der Stempel 6, angetrieben durch den Stellmotor 7 in die Matrize 2 unter Umformung des Halbzeugs 1, wobei das Halbzeug 1 die Innenform 9 der Matrize 2 annimmt. In dieser Lage läßt man das so hergestellte Kunststofformteil sich verfestigen (durch Abkühlung), um, wie in Fig. 3 dargestellt, anschließend den Stempel 6 zusammen mit dem Haltering 3 und dem Kunststofformteil 10 um ca. 10 bis 20 mm hochzufahren, so daß zwischen dem Kunststofformteil 10 und der Innenform 9 über einen Kanal 11 eine Lackmasse 12 zudosiert werden kann.
Nach dem Zudosieren der Lackmasse 12 zwischen das Formteil 10 und die Innenform 9 werden der Stempel, der Haltering und damit auch das Kunststofformteil 10 mittels des Stellmotors 7 wieder - wie in Fig. 4 dargestellt - gegen die Matrize 2 verschoben, wobei sich die Lackmasse 12 zu einer Lackschicht 13 auf dem Kunststofformteil 10 verteilt. Nach dem Aushärten der Lackschicht 13 werden der Stempel 6 und der Haltering 3 mittels des Stellmotors 7 wieder hochgefahren und das fertiglackierte Kunststofformteil 10 entnommen.

Claims (10)

1. Verfahren zum Herstellen eines mit einer Lackschicht versehenen gewebeverstärkten Kunststofformteils mit den Schritten:
Formen des Kunststofformteils in einer Form;
Öffnen der Form;
Einbringen einer Lackmasse auf die mit der Lackschicht zu beschichtenden Seite des Kunststofformteils;
Ausbilden der Lackschicht durch Verteilen der Lackmasse zwischen der zu beschichtenden Seite des Kunststofformteils und der Form;
erneutes Öffnen der Form; und
Entnehmen des mit der Lackschicht versehenen Kunststofformteils.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lack durch ein Schließen der Form verteilt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erneute Öffnen der Form nach einem Härten der Lackschicht erfolgt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lackschicht thermohärtend ist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das gewebeverstärkte Kunststofformteil ein Kohlefasergewebe enthält.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststofformteil thermoplastisch in der Form verformt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststofformteil aus einem plattenförmigen Halbzeug umgeformt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbzeug die Gewebeverstärkung als Einlage bereits enthält.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Lack ein Polyesterlack, ein Acrylatlack oder ein Polyurethanlack eingesetzt wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Lack ein Lack mit hohem Füllstoffanteil eingesetzt wird.
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