DE202021004398U1

DE202021004398U1 - Bauteileanordnung mit einem Kunststoffbauteil

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Publication number: DE202021004398U1
Application number: DE202021004398.5U
Authority: DE
Original assignee: Winning Plastics Diepersdorf GmbH
Current assignee: Winning Plastics Diepersdorf GmbH
Priority date: 2021-02-05
Filing date: 2021-02-05
Publication date: 2024-02-16
Anticipated expiration: 2031-02-06

Abstract

Bauteilanordnung (10) mit einem Kunststoffbauteil (1), wobei das Kunststoffbauteil (1) aus einem mit einer ersten Basisschicht (3) und mit einer zweiten Deckschicht (4) beschichteten Kunststoffgrundbauteil (2) gebildet ist, wobei die erste Basisschicht (3) eine erste Schichtdicke (D1) aufweist und wobei die zweite Deckschicht (4) eine zweite Schichtdicke (D2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Deckschicht (4) mindestens einen Funktionsbereich (6, 6a, 6b, 6c, 6d, 6e) aufweist, in dem die zweite Schichtdicke (D2) verringert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bauteileanordnung mit einem Kunststoffbauteil, wobei das Kunststoffbauteil eine erste Basisschicht mit einer ersten Schichtdicke und eine zweite Deckschicht mit einer zweiten ursprünglichen Schichtdicke aufweist.
Zahlreiche Bauteile weisen zur optisch ansprechenden Gestaltung eine Beschichtung, z.B. eine Lackschicht, auf. Die teilweise Abtragung der Beschichtung zur Fertigung von Dekorationselementen ist aus dem Stand der Technik bereits bekannt.
Beispielsweise beschreibt die Druckschrift US 10 118 729 B2 eine dekorierte Lasche für einen Getränkebehälter. Im Bereich der Lasche ist in einer Beschichtung ein Symbol angeordnet, Das Symbol wird durch selektives Entfernen der Beschichtung durch Laserablation erzeugt. Das Symbol weist ein Grenzprofil auf, welches einen Umfang des Symbols definiert.
Beschreibung:
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bauteileanordnung mit optisch verbesserter Symbol- und/oder Zeichenausbildung insbesondere durch Beschichtungsabtragung mittels Laser bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch eine Bauteilanordnung mit einem Kunststoffteil gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und/oder den beigefügten Figuren.
Es wird eine Bauteileanordnung mit einem Kunststoffteil vorgeschlagen, wobei das Kunststoffbauteil bevorzugt durch ein Verfahren zur Herstellung und/oder Bearbeitung umgesetzt ist. Vorzugsweise ist das Kunststoffbauteil für ein Fahrzeugexterieur, insbesondere zur Anordnung an dem Fahrzeugexterieur, ausgebildet.
Im Rahmen des Verfahrens wird ein Kunststoffgrundbauteil bereitgestellt. Möglich ist es, dass das Kunststoffbauteil hierzu im Rahmen des Verfahrens aus einem Kunststoffausgangsrohstoff urgeformt und optional ergänzend umgeformt wird.
Vorzugsweise ist das Kunststoffgrundbauteil zunächst unbeschichtet ausgebildet, wobei es im Rahmen des Verfahrens beschichtet und weiterbearbeitet wird, um das Kunststoffbauteil als Endprodukt herzustellen.
Beispielsweise ist das Kunststoffgrundbauteil transluzent ausgebildet und/oder es weist lichtdurchlässige Eigenschaften auf. Insbesondere kann das Kunststoffgrundbauteil aus einem Polycarbonat-Streulichtmaterial als Kunststoffausgangsrohstoff gebildet sein.
Es wird eine erste Basisschicht mit einer ersten Schichtdicke auf das Kunststoffgrundbauteil aufgebracht. Die erste Basisschicht ist vorzugsweise als eine erste Basislackschicht ausgebildet. Bevorzugt ist die erste Basisschicht farbig ausgebildet. Besonders bevorzugt ist es, dass die erste Basisschicht transluzent ist und/oder lichtdurchlässige Eigenschaften aufweist.
Es wird eine zweite Deckschicht mit einer zweiten Schichtdicke, insbesondere zweiten ursprünglichen Schichtdicke, auf die erste Basisschicht aufgebracht. Die zweite Deckschicht ist vorzugsweise als eine zweite Decklackschicht ausgebildet. Vorzugsweise wird die zweite Deckschicht zumindest teilflächig, bevorzugt vollflächig auf die erste Basisschicht aufgebracht. Das Aufbringen erfolgt insbesondere nach einem Trocknen und Aushärten der der ersten Basisschicht.
Bevorzugt ist die zweite Deckschicht lichtundurchlässig ausgebildet. Vorzugsweise ist die zweite Deckschicht andersfarbig als die erste Lackschicht ausgebildet. Insbesondere weisen die erste Lackschicht und die zweite Lackschicht unterschiedliche Farben und/oder Farbgebungen auf. Bevorzugt bildet die zweite Deckschicht eine Sichtseite des Kunststoffbauteils.
Es wird die zweite Deckschicht in mindestens einem Funktionsbereich teilweise abgetragen. Alternativ oder ergänzend wird die zweite Schichtdicke in dem mindestens einen Funktionsbereich verringert. Bevorzugt erfolgt eine teilweise Abtragung der zweiten Deckschicht und/oder eine Verringerung der zweiten Schichtdicke nach einem Aushärten der zweiten Deckschicht in dem mindestens einen Funktionsbereich. Der mindestens eine Funktionsbereich bildet insbesondere mindestens einen Teilbereich der zweiten Deckschicht und/oder der Sichtseite.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die teilweise Abtragung der zweiten Deckschicht und/oder die Verringerung der zweiten Schichtdicke in dem mindestens einen Funktionsbereich durch Laserbearbeitung, insbesondere durch Laserabtrag. Beispielsweise kann ein Laser, z.B. ein gepulster Faserlaser, mit einer Watt-Leistung zwischen 60 und 120 Watt, insbesondere mit einer Wellenlänge von 1055 bis 1070 Nanometern und/oder mit einer Fokussieroptik von 180 bis 254 Millimetern, im Verfahren zum Einsatz kommen. Die teilweise Abtragung der zweiten Deckschicht und/oder die Verringerung der Schichtdicke in dem mindestens einen Funktionsbereich wird insbesondere in einem Nennleistungsbereich von 5 bis 20 Watt durchgeführt. Eine Strahlengangweite beträgt bevorzugt mindestens 1 Mikrometer und/oder maximal 5 Mikrometer.
Oftmals stellt die mehrfarbige selektive Lackierung von Kunststoffgrundbauteilen insbesondere im Automobilbereich eine Herausforderung dar, da hier üblicherweise ein Spannungsdreieck zwischen optischer Qualität, Prozessdauer, damit verbundenen Kosten und Beständigkeitsanforderungen besteht. Weiterhin besteht oftmals die Nachfrage nach einem möglichst hohen Prozessindividualisierungsgrad. Ein hochindividualisierter Fertigungsprozess ohne aufwändiges Maschinenumrüsten kann insbesondere durch die Bearbeitung der Lackierung mittels dem Laser gewährleistet werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die zweite Deckschicht in mindestens einem Abtragungsbereich vollständig, insbesondere bis zu der darunter angeordneten ersten Basisschicht, abgetragen. Vorzugsweise verbleibt die erste Basisschicht in ihrer ersten Schichtdicke oder sie verbleibt im Wesentlichen in ihrer ersten Schichtdicke. Es ist möglich, dass der Laser bei der Abtragung der zweiten Deckschicht in geringem Maße die darunterliegende erste Basisschicht angreift und/oder beansprucht. Ziel ist es im Speziellen, dieses Angreifen so gering wie möglich zu halten.
Die vollständige Abtragung der zweiten Deckschicht in dem Abtragungsbereich erfolgt vorzugsweise durch den Laser im Rahmen des Laserabtrags. Sie wird insbesondere in einem Nennleistungsbereich von 20 bis 45 Watt durchgeführt. Hierfür ist es vorteilhaft, dass die zweite Deckschicht dünner ist als die erste Basisschicht, bevorzugt so dünn wie möglich ist, damit die vollständige Abtragung produktiv erfolgen kann. Vorzugsweise ist die erste Basisschicht in einer Draufsicht auf die Sichtseite in dem Abtragungsbereich sichtbar. Besonders bevorzugt ist es im Rahmen der Erfindung, dass der Abtragungsbereich an den Funktionsbereich angrenzt. Insbesondere umgibt der Funktionsbereich den Abtragungsbereich zumindest abschnittsweise, bevorzugt vollständig. Alternativ oder optional ergänzend umgibt der Abtragungsbereich den Funktionsbereich zumindest abschnittsweise, bevorzugt vollständig.
In einem bevorzugten Verfahrensschritt ist es vorgesehen, dass mittels des Funktionsbereichs ein Schattenwurf für den Abtragungsbereich gebildet und/oder ein dreidimensionaler Effekt (3D-Effekt) des Abtragungsbereichs erzeugt wird. Insbesondere wird der Abtragungsbereich zumindest abschnittsweise, bevorzugt vollständig, durch den Funktionsbereich optisch verbreitert. Im Speziellen wird eine optische Tiefe und/oder Dreidimensionalität des Abtragungsbereichs besonders betont und/oder hervorgehoben.
Vorzugsweise wird der Funktionsbereich, insbesondere während und/oder durch die Laserbearbeitung, aufgeraut und/oder mattiert. Durch die Mattierung kann die Schattenbildung und/oder der 3D-Effekt besonders gut umgesetzt werden. Vorteilhaft ist, dass durch die Fertigung des Funktionsbereichs und des Abtragungsbereichs besonders dekorative Selektivbeschichtungen mit 3D-Effekten und/oder Schattenwürfen realisiert werden können.
In einem möglichen konstruktiven Verfahrensschritt wird das Kunststoffbauteil hinterleuchtet. Insbesondere wird das Kunststoffbauteil auf einer Rückseite des Kunststoffbauteils, welche der Sichtseite gegenüberliegt, hinterleuchtet. Beispielsweise wird dem Kunststoffbauteil zu dessen Hinterleuchtung eine Beleuchtungseinrichtung zur Erzeugung von Licht zugeordnet. Die Beleuchtungseinrichtung kann zum Beispiel mindestens eine Leuchtdiode als Lichtquelle und optional ergänzend oder alternativ mindestens einen Lichtleiter umfassen. Auch andere geeignete Lichtquellen sind im Rahmen der Erfindung möglich.
Vorzugsweise dringt das Licht dort durch die erste Basisschicht, wo der Abtragungsbereich angeordnet ist. Insbesondere erzeugt das Licht in dem Abtragungsbereich einen Leuchtbereich. Dies kann insbesondere dadurch gewährleistet werden, dass die erste Basisschicht transluzent und/oder lichtdurchlässig ausgebildet ist.
Besonders bevorzugt ist es im Rahmen des Verfahrens, dass der Funktionsbereich unbeleuchtet ist und/oder nicht durchleuchtet wird. Dies kann vorzugsweise dadurch gewährleistet werden, dass die zweite Deckschicht lichtundurchlässig ausgebildet ist.
Insbesondere kann das Licht nicht durch die verringerte zweite Schichtdicke in dem Funktionsbereich hindurch leuchten. Somit kann in vorteilhafter Weise gewährleistet werden, dass während der Hinterleuchtung des Kunststoffbauteils sichtseitig nur der Abtragungsbereich beleuchtet ist. Insbesondere kann in einer Draufsicht auf die Sichtseite ausschließlich der Abtragungsbereich des Kunststoffbauteils als Leuchtbereich wahrgenommen werden. Vorteilhaft ist, dass das Kunststoffbauteil durch die Möglichkeit der Hinterleuchtung und insbesondere durch die Bildung des Leuchtbereichs optisch besonders ansprechend ist.
In einem weiteren bevorzugten Verfahrensschritt werden als Beschichtung ausschließlich die erste Basisschicht und die zweite Deckschicht auf das Kunststoffgrundbauteil aufgebracht. Insbesondere wird auf die zweite Deckschicht und/oder in dem Funktionsbereich und/oder in dem Abtragungsbereich keine weitere Schicht, zum Beispiel kein Klarlack, kein Finish etc., aufgebracht. Der Verzicht auf die weitere Schicht erfolgt insbesondere vor dem Hintergrund, dass der Funktionsbereich mattiert wird und dies durch die weitere Schicht verändert oder aufgehoben würde. Insbesondere würde durch die Aufbringung der weiteren insbesondere transparenten Lacksicht der Schattenwurf-Effekt des Funktionsbereichs verhindert werden. Optional ergänzend könnte der 3D-Effekt des Funktionsbereichs durch die Aufbringung der weiteren Schicht beeinträchtigt werden.
Der Gegenstand der Erfindung wird durch eine Bauteilanordnung mit einem Kunststoffbauteil gebildet. Das Kunststoffbauteil ist aus einem Kunststoffgrundbauteil gebildet, welches aus einem Kunststoffausgangsrohstoff urgeformt und/oder umgeformt ist, wobei das Kunststoffgrundbauteil mit einer ersten Basisschicht und einer zweiten Deckschicht beschichtet ist.
Die erste Basisschicht weist eine erste Schichtdicke auf, wobei sie z.B. als eine erste Basislackschicht ausgebildet ist. Insbesondere ist die erste Basisschicht zumindest bereichsweise unmittelbar auf eine Oberfläche des Kunststoffgrundbauteils aufgebracht. Die erste Basisschicht weist vorzugsweise eine erste Farbe oder erste Farbgebung auf. Insbesondere ist die erste Basisschicht transluzent und/oder lichtdurchlässig ausgebildet ist. Optional beträgt die erste Schichtdicke mindestens 18 Mikrometer, vorzugsweise mindestens 20 Mikrometer, insbesondere mindestens 30 Mikrometer und/oder maximal 35 Mikrometer.
Die zweite Deckschicht weist eine zweite Schichtdicke, insbesondere zweite ursprüngliche Schichtdicke auf, wobei sie z.B. als eine zweite Decklackschicht ausgebildet ist. Insbesondere ist die zweite Deckschicht zumindest bereichsweise, bevorzugt vollflächig, auf die erste Basisschicht aufgebracht. Die zweite Deckschicht weist vorzugsweise eine zweite Farbe oder zweite Farbgebung auf, welche zu der ersten Farbe und/oder ersten Farbgebung verschieden ist. Insbesondere ist die zweite Deckschicht lichtundurchlässig und/oder opak ausgebildet. Optional beträgt die zweite ursprüngliche Schichtdicke mindestens 5 Mikrometer und/oder maximal 20 Mikrometer, vorzugsweise maximal 15 Mikrometer, insbesondere maximal 10 Mikrometer.
Es ist vorgesehen, dass die zweite Deckschicht mindestens einen Funktionsbereich aufweist, in welchem die zweite, insbesondere die zweite ursprüngliche, Schichtdicke verringert ist. Insbesondere ist die zweite Deckschicht in dem Funktionsbereich nicht vollständig abgetragen und/oder entfernt. Eine verringerte zweite Schichtdicke in dem Funktionsbereich beträgt z.B. mindestens 2 Mikrometer und/oder maximal 10 Mikrometer, insbesondere maximal 6 Mikrometer, im Speziellen maximal 3 Mikrometer. Vorzugsweise ist das Kunststoffbauteil im Rahmen des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 10 bis 15 und/oder gemäß der bisherigen Beschreibung hergestellt und/oder bearbeitet.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die zweite Deckschicht in dem Funktionsbereich mattiert. Eine Mattierung in dem Funktionsbereich ist insbesondere durch die teilweise Laserabtragung der zweiten Deckschicht erzeugt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Kunststoffbauteil mindestens einen Abtragungsbereich auf. Vorzugsweise ist die zwei Deckschicht in dem Abtragungsbereich vollständig abgetragen. Dadurch ist die erste Basisschicht, insbesondere in einer Draufsicht auf die Sichtseite des Kunststoffbauteils, in dem Abtragungsbereich sichtbar angeordnet.
Eine mögliche konstruktive Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Abtragungsbereich angrenzend an den Funktionsbereich angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist es im Rahmen der Erfindung, dass der Funktionsbereich einen Schattenwurf des Abtragungsbereichs bildet. Alternativ oder optional ergänzend erzeugt der Funktionsbereich einen 3D-Effekt für den Abtragungsbereich.
In einer weiteren möglichen konstruktiven Umsetzung der Erfindung ist der Abtragungsbereich als ein Zeichen ausgebildet. Insbesondere stellt der Abtragungsbereich in der Draufsicht auf die Sichtseite des Kunststoffbauteils das Zeichen dar. Beispielsweise kann das Zeichen ein Symbol, eine Grafik, ein Buchstabe oder eine Zahl sein. Grundsätzlich ist es im Rahmen der Erfindung möglich, dass das Kunststoffbauteil mehrere Abtragungsbereiche und/oder mehrere Funktionsbereiche aufweist, wobei ein, mehrere oder alle Abtragungsbereiche und/oder Funktionsbereiche in ihrer Form, ihrem Verlauf, ihrer Gestalt etc. übereinstimmen können oder unterschiedlich ausgebildet sein können.
Besonders bevorzugt ist es im Rahmen der Erfindung, dass der Funktionsbereich das Zeichen abschnittsweise oder vollständig umgibt oder dass das Zeichen den Funktionsbereich abschnittsweise oder vollständig umgibt. Vorzugsweise ist der Funktionsbereich in der Draufsicht auf die Sichtseite angrenzend an eine, zwei, drei oder sogar angrenzend an alle Seiten des Zeichens angeordnet. Beispielsweise ist der Funktionsbereich in der Draufsicht auf die Sichtseite rechts und/oder links von dem Zeichen und optional ergänzend oberhalb und/oder unterhalb des Zeichens und/oder zwischen Bestandteilen des Zeichens angeordnet. Insbesondere bildet der Funktionsbereich den Schattenwurf des Zeichens durch eine geeignete Positionierung relativ zu dem Zeichen. Im Speziellen erzeugt der Funktionsbereich durch die geeignete Positionierung relativ zu dem Zeichen den 3D-Effekt für das Zeichen.
Beispielsweise ist der Funktionsbereich ununterbrochen und/oder durchgängig ausgebildet. Insbesondere umgibt der Funktionsbereich die jeweiligen Seiten und/oder Bestandteile des Zeichens unterbrechungsfrei. Optional grenzt der Funktionsbereich durchgängig an mehrere Seiten des Zeichens an, wobei z.B. zumindest eine der Seiten waagrecht und die andere senkrecht oder schräg oder gebogen verläuft. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn das Zeichen eine der Zahlen 2, 4, 7 oder einen der Buchstaben K, L, T bildet.
Möglich ist im Rahmen der Erfindung auch, dass der Funktionsbereich teilweise von Seiten des Zeichens umgeben ist, z.B. wenn das Zeichen einen der Buchstaben E, F, H, M, N, U, V, Y oder eine der Zahlen 3, 5 ist. Alternativ kann der Funktionsbereich vollständig von dem Zeichen umschlossen sein, z.B. wenn das Zeichen die Zahl Null oder einer der Buchstaben O oder Q ist. Optional kann sich der Funktionsbereich unterbrechungsfrei und/oder durchgängig zwischen mehreren aufeinanderfolgenden Zeichen erstrecken. Es können auch mehrere aufeinanderfolgende Zeichen zumindest teilweise von dem Funktionsbereich umgeben sein.
Möglich ist im Rahmen der Erfindung auch, dass das Zeichen oder Bestandteile des Zeichens an mehrere unverbundene und/oder voneinander unabhängige Funktionsbereiche angrenzt/angrenzen. Zum Beispiel sind die Funktionsbereiche aufeinanderfolgend oder nebeneinander, insbesondere mit Abstand zueinander, angeordnet. Mehrere oder alle Funktionsbereiche können hierbei gleichgerichtet oder unterschiedlich ausgerichtet sein.
Vorzugsweise grenzt das Zeichen an ein, einige oder alle Funktionsbereiche zumindest abschnittsweise an oder das Zeichen umgibt ein, einige oder alle Funktionsbereiche zumindest abschnittsweise. Eine Kombination aus zwei oder mehr Funktionsbereichen von denen zumindest einer von Bestandteilen des Zeichens umgeben ist und von denen zumindest ein anderer Funktionsbereich an einen anderen Bestandteil des Zeichens angrenzt, kann z.B. bei den Buchstaben A, B, P, R oder bei den Zahlen 4, 6, 9 als Zeichen der Fall sein.
Eine mögliche konstruktive Realisierung der Erfindung sieht vor, dass die Bauteilanordnung eine Beleuchtungseinrichtung umfasst, welche zur Erzeugung und/oder Abstrahlung von Licht ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Beleuchtungseinrichtung dem Kunststoffbauteil zu dessen Hinterleuchtung zugeordnet. Beispielsweise kann die Beleuchtungseinrichtung an dem Kunststoffbauteil befestigt oder mit diesem verbunden sein. Sie kann aber auch an dem Fahrzeugexterieur oder an benachbarten oder angrenzenden Teilen des Kunststoffbauteils angeordnet sein, wenn dieses an dem Fahrzeugexterieur befestigt ist.
Es ist im Rahmen der Erfindung bevorzugt, dass in dem Abtragungsbereich ein Leuchtbereich gebildet ist, wenn die Beleuchtungseinrichtung das Licht abstrahlt. Vorzugsweise wird in einer Draufsicht auf die beschichtete Sichtseite ausschließlich in dem Abtragungsbereich, in dem die zweite Deckschicht vollständig entfernt ist, der Leuchtbereich gebildet. Die ausschließliche Durchleuchtung des Abtragungsbereichs wird insbesondere dadurch gewährleistet, dass die zweite Deckschicht lichtundurchlässig und/oder opak ist, wogegen das Kunststoffgrundbauteil und die erste Basisschicht lichtdurchlässig und/oder transluzent ausgebildet sind.
In einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung ist das Kunststoffbauteil zur Anordnung an einer Außenseite eines Fahrzeugs, z.B. eines Pkws oder Lkws, ausgebildet. Beispielsweise ist das Kunststoffbauteil eine Zierleiste oder ein Abschnitt eines Kühlergrills des Fahrzeugs. Insbesondere kann das Kunststoffbauteil ein Kühlerschutzrahmen oder ein Kühlerschutzgitter des Fahrzeugs sein.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigen:

1 ein Querschnitt durch ein Kunststoffbauteil mit einer ersten Basisschicht und einer zweiten Deckschicht, wobei in der zweiten Deckschicht ein Abtragungsbereich angeordnet ist;
2 das Kunststoffbauteil in dem Querschnitt aus der 1, wobei in der zweiten Deckschicht angrenzend an den Abtragungsbereich ein Funktionsbereich angeordnet ist.
3 eine Bauteilanordnung mit dem Kunststoffbauteil aus der 2, wobei dem Kunststoffbauteil eine Beleuchtungseinrichtung zugeordnet ist;
4a eine Draufsicht von oben auf das Kunststoffbauteil der Bauteilanordnung aus der 3, wobei der Abtragungsbereich ein als Raute ausgebildetes Zeichen ist und wobei der Funktionsbereich einen Schattenwurf des Zeichens bildet und/oder einen 3D-Effekt für das Zeichen erzeugt;
4b eine Draufsicht von oben auf ein alternatives Kunststoffbauteil der Bauteilanordnung mit mehreren Abtragungsbereichen, welche unterschiedliche Zeichen ausbilden, und mit mehreren Funktionsbereichen, welche Schattenwürfe der Zeichen bilden und/oder 3D-Effekte für die Zeichen erzeugen.

Einander entsprechende oder gleiche Teile sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Die 1 zeigt einen Querschnitt durch ein Kunststoffbauteil 1. Das Kunststoffbauteil 1 besteht aus einem Kunststoffgrundbauteil 2, einer ersten Basisschicht 3 und einer zweiten Deckschicht 4. Das Kunststoffgrundbauteil 2 ist aus einem transluzenten und/oder lichtdurchlässigen Kunststoffausgangsrohstoff, z.B. aus einem Polycarbonat-Streulichtmaterial, gebildet. Die erste Basisschicht und die zweite Deckschicht sind als verschiedenfarbige Lackschichten ausgebildet.
Die erste Basisschicht 3 ist vollflächig unmittelbar auf das Kunststoffgrundbauteil 2 aufgebracht. Sie ist lichtundurchlässig und/oder opak ausgebildet. Die erste Basisschicht 3 weist eine erste Schichtdicke D1 von mindestens 18 Mikrometer, vorzugsweise von mindestens 20 Mikrometer, insbesondere von mindestens 30 Mikrometer und/oder von maximal 35 Mikrometer auf.
Die zweite Deckschicht 4 ist unmittelbar auf die erste Basisschicht 3 aufgebracht. Sie bildet die Sichtseite des Kunststoffbauteils 1. Die zweite Deckschicht 4 ist lichtundurchlässig und/oder opak. Sie weist eine zweite Schichtdicke D2 auf, welche dünner ist als die erste Schichtdicke D1. Die zweite Schichtdicke D2 beträgt mindestens 5 Mikrometer und/oder maximal 20 Mikrometer, vorzugsweise maximal 15 Mikrometer und insbesondere maximal 10 Mikrometer.
In die zweite Deckschicht 4 ist ein Abtragungsbereich 5 durch Laserbearbeitung, insbesondere durch Laserabtrag, eingebracht. In dem Abtragungsbereich 5 ist die zweite Deckschicht 4 vollständig abgetragen und/der entfernt, sodass in einer Draufsicht auf die Sichtseite in dem Abtragungsbereich 5 die erste Basisschicht 3 sichtbar ist.
Im Rahmen eines Verfahrens zur Herstellung und Bearbeitung des Kunststoffbauteils 1 wird das Kunststoffgrundbauteil 2 bereitgestellt, wobei dieses z.B. aus dem Kunststoffausgangsrohstoff urgeformt und/oder umgeformt wird. Auf das Kunststoffgrundbauteil 2 wird zunächst die erste Basisschicht 3 aufgebracht. Nach dem Trocknen und Aushärten der ersten Basisschicht 3 wird die zweite Deckschicht 4 auf die erste Basisschicht 3 aufgebracht, wobei sie anschließend getrocknet und/oder ausgehärtet wird.
Das Kunststoffbauteil 1 wird insbesondere dahingehend bearbeitet, dass in die zweite Deckschicht 4 insbesondere mittels eines Lasers, der Abtragungsbereich 5 eingebracht wird. Die vollständige Abtragung zur Bildung des Abtragungsbereichs 5 in der zweiten Deckschicht 4 wird z.B. in einem Nennleistungsbereich von 20 bis 30 Watt durchgeführt.
Die 2 zeigt das Kunststoffbauteil 1, wobei das Kunststoffbauteil 1 insbesondere gegenüber der 1 noch weiter bearbeitet ist. In die zweite Deckschicht 4 ist mittels der Laserbearbeitung und/oder des Laserabtrags ein Funktionsbereich 6 eingebracht, welcher an den Abtragungsbereich 5 angrenzt. In dem Funktionsbereich 6 weist die zweite Deckschicht 4 eine verringerte Schichtdicke D3 von maximal 10 Mikrometer, insbesondere von maximal 6 Mikrometer, im Speziellen von maximal 3 Mikrometer und/oder von mindestens 2 Mikrometer auf. Die zweite Deckschicht 4 ist in dem Funktionsbereich 6 mattiert.
Im Rahmen des Verfahrens wird das Kunststoffgrundbauteil 2 insbesondere dahingehend weiter bearbeitet, dass die zweite Deckschicht 4 angrenzend an den Abtragungsbereich 5 mittels des Lasers und zum Beispiel in einem Nennleistungsbereich von 15 bis 20 Watt teilweise abgetragen wird, um den Funktionsbereich 6 zu bilden. Durch die Laserbearbeitung und/oder den Laserabtrag wird die zweite Deckschicht in dem Funktionsbereich aufgeraut und mattiert.
Ein Verfahrensschritt, welcher die vollständige Abtragung der zweiten Deckschicht zur Bildung des Abtragungsbereichs 5 umfasst und ein anderer Verfahrensschritt, welcher die teilweise Abtragung der zweiten Deckschicht zur Bildung des Funktionsbereichs 6 umfasst, können auch in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden.
In der 3 ist das Kunststoffbauteil 1 aus der 2 als Bestandteil einer Bauteilanordnung 10 gezeigt. Das Kunststoffbauteil 1 und/oder die Bauteilanordnung 10 ist dazu ausgebildet, an einer Außenseite eines Fahrzeugs, z.B. eines Pkws, angeordnet zu werden. Beispielsweise kann das Kunststoffbauteil 1 als eine Zierleiste oder als ein Bestandteil eines Kühlergrills des Fahrzeugs, insbesondere als ein Kühlerschutzrahmen oder als ein Kühlerschutzgitter, ausgebildet sein.
Die Bauteilanordnung 10 weist eine Beleuchtungseinrichtung 7 auf, welche Licht 9 erzeugen und abstrahlen kann. Die Beleuchtungseinrichtung 7 ist z.B. als mindestens eine Leuchtdiode ausgebildet. Die Beleuchtungseinrichtung 7 ist dem Kunststoffbauteil 1 in der Art zugeordnet, z.B. in der Art mit diesem wirkverbunden oder an diesem befestigt, dass das abgestrahlte Licht 9 durch das transluzente Kunststoffgrundbauteil 2 und durch die transluzente erste Basisschicht 3 hindurch strahlt und den Abtragungsbereich 5 beleuchtet, sodass in dem Abtragungsbereich 5 ein Leuchtbereich 8 gebildet ist.
Dagegen strahlt das Licht 9 aufgrund der lichtundurchlässigen Eigenschaften der zweiten Deckschicht 4 nicht durch diese hindurch. Der Funktionsbereich 6 ist aus demselben Grund unbeleuchtet.
In der 4a ist eine Draufsicht auf die Sichtseite des Kunststoffbauteils 1 der Bauteilanordnung 10 aus der 3 gezeigt. In der die Sichtseite bildenden zweiten Deckschicht 4 des Kunststoffbauteils 1 ist der Abtragungsbereich 5 eingebracht, sodass in dem Abtragungsbereich 5 die erste Basisschicht 3 sichtbar ist. Der Abtragungsbereich 5 bildet ein Zeichen 11, welches in dem Ausführungsbeispiel eine Raute mit vier Seiten ist, insbesondere mit einer in der Bildebene der 4a rechten, linken, oberen und unteren Seite ist. Der Abtragungsbereich 5 als das Zeichen 11 ist mit dem durch das Kunststoffgrundbauteil 2 (siehe 1-3) und die erste Basisschicht 3 hindurchstrahlende Licht 9 beleuchtet.
Angrenzend an das Zeichen 11 ist auf der rechten und oberen Seite der Funktionsbereich 6 angeordnet. Der Funktionsbereich 6 ist durchgängig und/oder ununterbrochen ausgebildet und umgibt das Zeichen 11 teilweise. Er erstreckt sich nahezu vollständig entlang der rechten und obere Seite des Zeichens 11. Der Funktionsbereich 6 bildet aufgrund seiner Positionierung und insbesondere aufgrund der Mattierung 12 der zweiten Deckschicht 4 in dem Funktionsbereich 6 einen Schattenwurf 13 des Zeichens 11 und/oder erzeugt einen dreidimensionalen Effekt (3D-Effekt) 14 für das Zeichen 11. Dem Zeichen 11 ist durch den Funktionsbereich 6 dadurch eine optische Tiefe verliehen. In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann der Funktionsbereich 6 das Zeichen 11 auch vollständig umgeben.
Die 4b zeigt eine Draufsicht auf die Sichtseite eines alternativen Kunststoffbauteils 1 a der Bauteilanordnung 10. In der die Sichtseite bildenden zweiten Deckschicht 4 des Kunststoffbauteils 1 sind mehrere, z.B. drei Abtragungsbereiche 5a, 5b, 5c eingebracht, wobei jeder Abtragungsbereich 5a, 5b, 5c an mindestens einen Funktionsbereich 6a, 6b, 6c, 6d, 6e angrenzt. Die Abtragungsbereiche 5a, 5b, 5c sind nacheinander beabstandet zueinander in der zweiten Deckschicht 4 angeordnet.
Ein erster Abtragungsbereich 5a bildet als Zeichen 11 den Buchstaben P. Angrenzend an Seiten und/oder Bestandteile des ersten Abtragungsbereichs 5a sind ein erster Funktionsbereich 6a und ein davon beabstandet angeordneter zweiter Funktionsbereich 6b angeordnet. Der erste Funktionsbereich 6a ist von einem gebogenen Abschnitt und einem vertikalen Abschnitt des P vollständig umgeben, sodass der mattierte erste Funktionsbereich 6a in dem ersten den eingeschlossenen Bereich vollständig ausfüllt. Der zweite Funktionsbereich 6b verläuft entlang einer rechten in der Bildebene vertikal verlaufenden Seite des P und erstreckt sich durchgängig entlang einer unteren in der Bildebene horizontal verlaufenden Seite des P.
Ein zweiter Abtragungsbereich 5b bildet als Zeichen 11 den Buchstaben O oder die Zahl Null. Der zweite Abtragungsbereich 5b grenzt an zwei weitere voneinander unabhängige Funktionsbereiche 6c, 6d in der zweiten Deckschicht 4 an, nämlich an einen dritten und vierten Funktionsbereich 6c, 6d. Der dritte Funktionsbereich 6c verläuft in der Bildebene bezogen auf das O links entlang einer gebogenen Innenseite des O und der vierte Funktionsbereich 6d verläuft rechts entlang einer gebogenen Außenseite des O.
Ein dritter Abtragungsbereich 5c bildet als Zeichen 11 die Zahl 7. Der dritte Abtragungsbereich 5c grenzt an einen fünften Funktionsbereich 6e an, welcher durchgängig und/oder ununterbrochen ausgebildet ist. Er umgibt das Zeichen 11 als die Zahl 7 auf einer in der Bildebene rechten und oberen Seite jeweils teilweise. Jeder der Funktionsbereiche 6a, 6b 6c, 6d bildet einen Schattenwurf 13 des jeweiligen Zeichens 11. Alternativ oder ergänzend erzeugt jeder der Funktionsbereiche 6a, 6b 6c, 6d den 3D-Effekt 14 für das jeweilige Zeichen 11.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann sich ein Funktionsbereich 6 zwischen zwei der Zeichen 11 erstrecken, wobei er an jedes der Zeichen 11 zumindest abschnittsweise angrenzt.
Die Abtragungsbereiche 5a, 5b, 5c sind optional durch das Licht 9 der Beleuchtungseinrichtung 7 (siehe 3 und 4a) beleuchtet und bilden Leuchtbereiche 11, welche die Sichtbarkeit der durch die Abtragungsbereiche 5a, 5b, 5c gebildeten Zeichen 11 verbessern und insbesondere den Schattenwurf 13 und/oder den 3D-Effekt verstärken können.
Bezugszeichenliste:

1: Kunststoffbauteil
2: Kunststoffgrundbauteil
3: Erste Basisschicht
4: Zweite Deckschicht
5: Abtragungsbereich
6: Funktionsbereich
7: Beleuchtungseinrichtung
8: Leuchtbereich
9: Licht
10: Bauteilanordnung
11: Zeichen
12: Mattierung
13: Schattenwurf
14: 3D-Effekt
D1: erste Schichtdicke
D2: zweite Schichtdicke
D3: dritte Schichtdicke

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 10118729 B2 [0003]

Claims

Bauteilanordnung (10) mit einem Kunststoffbauteil (1), wobei das Kunststoffbauteil (1) aus einem mit einer ersten Basisschicht (3) und mit einer zweiten Deckschicht (4) beschichteten Kunststoffgrundbauteil (2) gebildet ist, wobei die erste Basisschicht (3) eine erste Schichtdicke (D1) aufweist und wobei die zweite Deckschicht (4) eine zweite Schichtdicke (D2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Deckschicht (4) mindestens einen Funktionsbereich (6, 6a, 6b, 6c, 6d, 6e) aufweist, in dem die zweite Schichtdicke (D2) verringert ist.
Bauteilanordnung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Deckschicht (4) in dem Funktionsbereich (6, 6a, 6b, 6c, 6d, 6e) mattiert ist.
Bauteilanordnung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffbauteil (1) mindestens einen Abtragungsbereich (5, 5a, 5b, 5c) aufweist, in dem die zweite Deckschicht (4) vollständig abgetragen ist, sodass die erste Basisschicht (3) in dem Abtragungsbereich (5, 5a, 5b, 5c) sichtbar angeordnet ist.
Bauteilanordnung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtragungsbereich (5, 5a, 5b, 5c) angrenzend an den Funktionsbereich (6, 6a, 6b, 6c, 6d, 6e) angeordnet ist, wobei der Funktionsbereich (6, 6a, 6b, 6c, 6d, 6e) zumindest abschnittsweise einen Schattenwurf (13) des Abtragungsbereichs (5, 5a, 5b, 5c) bildet und/oder dass der Funktionsbereich (6, 6a, 6b, 6c, 6d, 6e) zumindest abschnittsweise einen dreidimensionalen Effekt (14) für den Abtragungsbereich (5, 5a, 5b, 5c) erzeugt.
Bauteilanordnung (10) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtragungsbereich (5, 5a, 5b, 5c) ein Zeichen (11) darstellt oder bildet, wobei der Funktionsbereich (6, 6a, 6b, 6c, 6d, 6e) das Zeichen (11) zumindest abschnittsweise umgibt und/oder wobei das Zeichen (11) den Funktionsbereich (6, 6a, 6b, 6c, 6d, 6e) zumindest abschnittsweise umgibt.
Bauteilanordnung (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch eine Beleuchtungseinrichtung (7) zur Abstrahlung von Licht (9), wobei die Beleuchtungseinrichtung (7) dem Kunststoffbauteil (1) zu dessen Hinterleuchtung zugeordnet ist, wobei bei abgestrahltem Licht (9) in dem Abtragungsbereich (5, 5a, 5b, 5c) ein Leuchtbereich (8) gebildet ist.
Bauteilanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffbauteil (1) als Beschichtung ausschließlich die erste Basisschicht (3) und die zweite Deckschicht (4) aufweist.
Bauteilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Deckschicht (4) lichtundurchlässig ist und/oder dass die erste Basisschicht (3) und/oder das Kunststoffgrundbauteil (2) lichtdurchlässig ist.
Bauteilanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffbauteil (1) und/oder die Bauteilanordnung (10) zur Anordnung an einer Außenseite eines Fahrzeugs ausgebildet ist.
Bauteileanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffteil (1) nach dem folgenden Verfahren hergestellt und/oder bearbeitet wurde, wobei ein Kunststoffgrundbauteil (2) bereitgestellt wird, wobei die erste Basisschicht (3) mit der ersten Schichtdicke (D1) auf das Kunststoffgrundbauteil (2) aufgebracht wird, wobei die zweite Deckschicht (4) mit der zweiten Schichtdicke (D2) auf die erste Basisschicht (3) aufgebracht wird, und wobei die zweite Deckschicht (4) in dem zumindest einen Funktionsbereich (6, 6a, 6b, 6c, 6d, 6e) teilweise abgetragen wird und/oder dass die zweite Schichtdicke (4) in dem mindestens einen Funktionsbereich (6, 6a, 6b, 6c, 6d, 6e) verringert wird.
Bauteileanordnung (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine teilweise Abtragung der zweiten Deckschicht (4) und/oder eine Verringerung der zweiten Schichtdickte (D2) durch Laserbearbeitung erfolgt, wobei der Funktionsbereich (6, 6a, 6b, 6c, 6d, 6e) während und/oder durch die Laserbearbeitung mattiert wird.
Bauteileanordnung (10) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Verfahren die zweite Deckschicht (4) in zumindest einem Abtragungsbereich (5, 5a, 5b, 5c) vollständig abgetragen wird, wobei der Abtragungsbereich (5, 5a, 5b, 5c) an den Funktionsbereich (6, 6a, 6b, 6c, 6d, 6e) angrenzt.
Bauteileanordnung (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Verfahren mittels des Funktionsbereichs (6, 6a, 6b, 6c, 6d, 6e) zumindest abschnittsweise ein Schattenwurf (13) des Abtragungsbereichs (5, 5a, 5b, 5c) gebildet wird und/oder dass mittels des Funktionsbereichs (6, 6a, 6b, 6c, 6d, 6e) zumindest abschnittsweise ein dreidimensionaler Effekt (14) für den Abtragungsbereich (5, 5a, 5b, 5c) erzeugt wird.
Bauteileanordnung (10) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffbauteil (1) hinterleuchtet wird und/oder werden kann, wobei Licht (9) in dem Abtragungsbereich (5, 5a, 5b, 5c) durch die erste Basisschicht (3) dringt und in dem Abtragungsbereich (5, 5a, 5b, 5c) ein Leuchtbereich (11) erzeugt wird, wobei der Funktionsbereich (6, 6a, 6b, 6c, 6d, 6e) nicht durchleuchtet wird.
Bauteileanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Verfahren als Beschichtung ausschließlich die erste Basislacksicht (3) und die zweite Deckschicht (4) auf das Kunststoffgrundbauteil (1) aufgebracht werden.