EP3723991A1 - Verfahren zur herstellung eines wenigstens zwei farbschichten aufweisenden bauteils für ein kraftfahrzeug - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines wenigstens zwei farbschichten aufweisenden bauteils für ein kraftfahrzeug

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EP3723991A1
EP3723991A1 EP18830142.8A EP18830142A EP3723991A1 EP 3723991 A1 EP3723991 A1 EP 3723991A1 EP 18830142 A EP18830142 A EP 18830142A EP 3723991 A1 EP3723991 A1 EP 3723991A1
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EP
European Patent Office
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support structure
color layer
coating
component
region
Prior art date
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EP18830142.8A
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English (en)
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EP3723991B1 (de
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Andreas LÖFFLER
Hans-Joachim Ludwig
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Rehau Automotive SE and Co KG
Original Assignee
Rehau AG and Co
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Publication date
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    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J3/00—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed
    • B41J3/407—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed for marking on special material
    • B41J3/4073—Printing on three-dimensional objects not being in sheet or web form, e.g. spherical or cubic objects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D5/00—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
    • B05D5/06—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain multicolour or other optical effects
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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    • B05B13/00—Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00
    • B05B13/02—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work
    • B05B13/04—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work the spray heads being moved during spraying operation
    • B05B13/0431—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work the spray heads being moved during spraying operation with spray heads moved by robots or articulated arms, e.g. for applying liquid or other fluent material to 3D-surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/06—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation
    • B05D3/061—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation using U.V.
    • B05D3/065—After-treatment
    • B05D3/067—Curing or cross-linking the coating

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a component having at least two color layers for a motor vehicle, wherein the color layers on a thin-walled, at least partially defining the geometry of the component
  • Carrier structure are applied, wherein the support structure consists of a transparent or translucent polymer material and already before the application of the color layers has a three-dimensional geometry with at least one curvature, the support structure has a visible in the intended use outside and the outside opposite back, wherein the at least two color layers are applied to the rear side of the carrier structure and are at least partially visible or recognizable as a result of the carrier structure on the outside, the carrier structure having a first region or first regions, on which only a first color layer or only parts on the outside a first color layer can be seen, and wherein the support structure further comprises a second region or second regions in which on the outside only the at least one further color layer od he only parts of the at least one further color layer are recognizable.
  • the invention therefore has the object of specifying a method with the features described above, which allows over the prior art, the faster and more reliable production of at least two color layers having component for a motor vehicle.
  • Carrier structure applies, simultaneous or subsequent curing and / or solidification of the first
  • Areas by applying the first color layer on the back of the three-dimensionally formed support structure by means of an inkjet printer, which applies a liquid or powdered pigment ink or a liquid or powdered dye ink on the back of the support structure to form the first color layer, can
  • Print head of the inkjet printer by means of a manipulator are moved over the back of the support structure.
  • a manipulator eg by means of a robot or a moving unit
  • the support structure itself may be relative to the printhead by means of a manipulator are moved. The distance of the inkjet printer or the
  • Printhead of the inkjet printer from the surface of the backside is preferably between 3 mm and 50 mm.
  • the back of the support structure of the component is also called "second-surface" or B-side.
  • the support structure preferably has a three-dimensionally formed geometry with at least two space curvatures.
  • the application of the at least one further color layer to the second area or to the second areas on the rear side of the carrier structure can be effected by means of a coating method different from inkjet printing. Due to the fact that the first color layer applied by means of the inkjet printer already has the
  • the deviating coating method may be a spray painting method or a
  • Spray painting or painting or dip coating or roller painting or plating process in particular a PVD process or a CVD process, or a galvanic deposition process.
  • the curing and / or solidification of the first color layer can be at least partially enabled and / or accelerated by supplying energy.
  • UV-curing lacquers ie lacquers which cure by means of ultraviolet light
  • at least one UV light source is coupled to the ink jet printer or to the printhead of the ink jet printer. More preferably located in each direction of movement (in particular in the forward and backward direction) of the Printhead in the respective direction of movement precedently disposed UV light source on the inkjet printer or on the print head.
  • the first ink layer is preferably printed with at least 100 dpi, preferably with at least 200 dpi, more preferably with at least 300 dpi on the back of the support structure. Where dpi means the dot density "dots per inch”.
  • the second area or areas may or may not be local
  • Ink jet printer applied first color layer or masking particularly suitable.
  • the local surface irregularity may be due to a depression or a bead or a groove or a lettering sunk in the material of the support structure or a
  • Satin ist or a grain or a raised pattern and / or a sunk in the material of the support structure pattern may be formed, or the local
  • Surface irregularities may be due to beading and / or grooves and / or embedded in the material of the support structure lettering and / or satin finish and / or
  • Grooves and / or raised pattern and / or buried in the material of the support structure pattern may be formed. Before or during the step of applying the first color layer, the respective tolerance deviations in the real dimensions of the carrier structure can be compared to the
  • Color layer is applied in a manner corresponding to the ideal dimensions of the support structure on the intended first area or on the intended first areas.
  • the ideal dimensions of the support structure are stored in a controller of the inkjet printer.
  • the printed image is deposited to the ideal dimensions of the support structure.
  • Inkjet printer is applied.
  • the tolerance deviation can be determined by means of an optical measuring method, in particular by means of an optical image acquisition and image evaluation and / or by means of a
  • Triangulation method and / or be determined by means of a Konfokalmessbacters.
  • the first color layer and / or the at least one further color layer may be built up or built up by a multiplicity of individual layers. That is, the first color layer and / or the at least one further color layer can in particular be composed of at least two or more individual layers.
  • the at least one further color layer can be formed by a metal coating, in particular by a chromium coating. Consequently, the at least one further color layer does not necessarily mean a lacquer layer, but may also be a coating by a metal.
  • the first color layer and / or the at least one further color layer can be applied in a plurality of adjacent webs. Consequently, the first color layer and / or the at least one further color layer need not necessarily be applied to the carrier structure in one pass, but can also be applied in multiple passes.
  • the adjacent webs can also overlap in their peripheral areas.
  • the webs may preferably have a width between 5 mm to 300 mm.
  • the component may be an exterior component of a motor vehicle, in particular a
  • FIG. 3 cross-sectional view of the support structure after the application of the first
  • FIG. 4 cross-sectional view of the support structure after the application of the
  • FIGS. 1 to 5 describe a method for producing a component for a motor vehicle having at least two color layers 1, 2.
  • the color layers 1, 2 are applied here on a thin-walled carrier structure 3 which at least partially defines the geometry of the component.
  • the carrier structure 3 consists of a transparent or translucent polymer material and already before the application of the color layers 1, 2 has a three-dimensionally formed geometry with at least one space curvature (cf., in particular, FIGS. 1 to 4).
  • the carrier structure 3 has an outer side A visible in the intended use and a rear side B opposite the outer side A (cf., in particular, FIGS. 3 and 4).
  • the at least two color layers 1, 2 are applied to the rear side B of the support structure 3 and are due to (due to the transparent or translucent polymer material of the support structure) through the support structure 3 on the outside A at least partially visible or recognizable.
  • the support structure 3 has a first region 6 or first regions 6, in which only a first color layer 1 or only parts of a first color layer 1 can be seen on the outside A (see in particular FIG. 3).
  • the support structure 3 also has a second region 8 or second regions 8, on which only the at least one further color layer 2 or only parts of the at least one further color layer 2 can be seen on the outside A (see in particular FIG. 4).
  • the procedure has the following sequence of steps:
  • the at least one further color layer 2 can also be additionally applied to the first color layer 1, since the latter mask the first area 6 or the first areas 6 from the at least one further color layer 2.
  • the formation of the first color layer 1, a liquid or powdered pigment ink or a liquid or powdered dye ink on the back B of the support structure 3, a printhead of the inkjet printer 10 by means of a manipulator (eg by means of a robot or a moving unit) on the back B of the support structure 3 can be moved.
  • a manipulator eg by means of a robot or a moving unit
  • the support structure 3 itself can be moved in relation to the print head by means of a manipulator.
  • the application of the at least one further color layer 2 to the second region 8 or to the second regions 8 on the back side B of the carrier structure 3 takes place by means of a coating process which differs from inkjet printing.
  • the deviating coating method may include a spray painting method or a spray painting method or a painting or a dip painting or a roll painting or a plating method, in particular a PVD method or a CVD method, or a plating method.
  • the curing and / or solidification is at least partially enabled and / or accelerated by supplying energy.
  • a UV-curable material is used for the pigment ink or dye ink.
  • the first color layer 1 is printed on the back side B of the carrier structure 3 with at least 100 dpi, preferably with at least 200 dpi, more preferably with at least 300 dpi.
  • the second region 8 or the second regions 8 are predetermined by a local surface irregularity 12 or by local surface irregularities 12 on the outside A and / or on the back side B of the carrier structure 3 (compare FIGS. 3 and 4).
  • the local surface irregularity 12 is formed by a depression or a bead or a groove or a lettering buried in the material of the support structure or a satin finish or a raised pattern and / or a sunk in the material of the support structure 3, or the local surface irregularities 12th are formed by beads and / or grooves and / or a submerged in the material of the support structure lettering and / or satin finish and / or grain and / or raised pattern and / or submerged in the material of the support structure pattern.
  • the tolerance deviation can be determined by means of an optical measuring method, in particular by means of an optical image acquisition and image evaluation and / or by means of a triangulation method and / or by means of a confocal measuring method are determined.
  • the first color layer 1 and / or the at least one further color layer 2 may be built in by a plurality of individual layers (i.e., in particular at least two individual layers).
  • the at least one further color layer 2 can be formed by a metal coating, in particular by a chromium coating.
  • the first ink layer 1 is applied in a plurality of adjacent webs T (see Fig. 5).
  • the component may be an exterior component of a motor vehicle, in particular a bumper cover or a grille trim or a fender trim or an A-, B-, C- or D-pillar trim or a spoiler outer skin or a sill trim or a door outer trim or a door trim outer panel, or form part of the aforementioned components.
  • the support structure 3 may be manufactured or manufactured by a generative process (e.g., 3D printing) or injection molding or by thermoforming.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines wenigstens zwei Farbschichten (1, 2) aufweisenden Bauteils für ein Kraftfahrzeug, wobei die Farbschichten (1, 2) auf einer dünnwandigen, die Geometrie des Bauteils zumindest teilweise definierenden Trägerstruktur (3) aufgebracht werden, wobei die Trägerstruktur (3) aus einem transparenten oder transluzenten Polymermaterial besteht und bereits vor dem Auftragen der Farbschichten (1, 2) eine dreidimensional ausgebildete Geometrie mit wenigstens einer Raumkrümmung aufweist. Das Verfahren weist folgende Schrittreihenfolge auf: Beschichten und gleichzeitiges Maskieren eines ersten Bereichs (6) oder erster Bereiche (6) durch das Aufbringen der ersten Farbschicht (1) auf der Rückseite (B) der dreidimensional ausgebildeten Trägerstruktur (3) mittels eines Tintenstrahldruckers (10), der zur Ausbildung der ersten Farbschicht (1) eine flüssige oder pulverförmige Pigmenttinte oder eine flüssige oder pulverförmige Farbstofftinte auf die Rückseite (B) der Trägerstruktur (3) aufbringt, zeitgleiches oder nachfolgendes Aushärten und/oder Verfestigen der ersten Farbschicht (1), wobei das Aushärten und/oder Verfestigen teilweise, partiell oder vollständig erfolgt, Aufbringen der wenigstens einen weiteren Farbschicht (2) zumindest auf einen unmaskierten zweiten Bereich (8) oder zumindest auf unmaskierte zweite Bereiche (8) auf der Rückseite (B) der Trägerstruktur.

Description

Verfahren zur Herstellung eines wenigstens zwei Farbschichten aufweisenden
Bauteils für ein Kraftfahrzeug
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines wenigstens zwei Farbschichten aufweisenden Bauteils für ein Kraftfahrzeug, wobei die Farbschichten auf einer dünnwandigen, die Geometrie des Bauteils zumindest teilweise definierenden
Trägerstruktur aufgebracht werden, wobei die Trägerstruktur aus einem transparenten oder transluzenten Polymermaterial besteht und bereits vor dem Aufträgen der Farbschichten eine dreidimensional ausgebildete Geometrie mit wenigstens einer Raumkrümmung aufweist, wobei die Trägerstruktur eine in der bestimmungsgemäßen Verwendung sichtbare Außenseite und eine der Außenseite gegenüberliegende Rückseite aufweist, wobei die wenigstens zwei Farbschichten auf die Rückseite der Trägerstruktur aufgebracht werden und infolge durch die Trägerstruktur hindurch auf der Außenseite zumindest abschnittsweise sichtbar oder erkennbar sind, wobei die Trägerstruktur einen ersten Bereich oder erste Bereiche aufweist, bei denen auf der Außenseite nur eine erste Farbschicht oder nur Teile einer ersten Farbschicht erkennbar sind, und wobei die Trägerstruktur ferner einen zweiten Bereich oder zweite Bereiche aufweist bei denen auf der Außenseite nur die wenigstens eine weitere Farbschicht oder nur Teile der wenigstens einen weiteren Farbschicht erkennbar sind.
Bei aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren erfolgt das Aufbringen der
Farbschichten auf die Trägerstrukturen bevor diese Trägerstrukturen in eine
dreidimensionale Form gebracht werden. Durch die nachträgliche Umformung bzw.
Verformung der Trägerstruktur ist es jedoch nicht möglich komplexe Strukturen durch die Farbschichten scharf voneinander abzugrenzen, da durch den Umformungs- bzw.
Verformungsvorgang eine genaue, und insbesondere wiederholgenaue, Fertigung einer komplexen Struktur (z.B. eines Farbgitters oder zueinander paralleler Linien) nicht möglich ist. Bei bereits dreidimensional vorgeformten Trägerstrukturen wird daher zum Aufbringen der ersten Farbschicht eine Maskierschablone auf der Trägerstruktur abgelegt und dann mit einem Beschichtungsverfahren (z.B. durch eine Sprühlackierung) diese erste Farbschicht aufgebracht. Dieser Verfahrensschritt ist jedoch zeitaufwendig, ungenau in der
Positionierung und verhindert mitunter eine teilweise Mitbeschichtung (sog. Overspray) des zweiten Bereiches nicht zuverlässig.
Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe ein Verfahren mit den eingangs beschriebenen Merkmalen anzugeben, das gegenüber dem Stand der Technik die schnellere und zuverlässigere Herstellung eines wenigstens zwei Farbschichten aufweisenden Bauteils für ein Kraftfahrzeug ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch folgendes Verfahren gelöst:
Verfahren zur Herstellung eines wenigstens zwei Farbschichten aufweisenden Bauteils für ein Kraftfahrzeug, wobei die Farbschichten auf einer dünnwandigen, die Geometrie des Bauteils zumindest teilweise definierenden Trägerstruktur aufgebracht werden, wobei die Trägerstruktur aus einem transparenten oder transluzenten Polymermaterial besteht und bereits vor dem Aufträgen der Farbschichten eine dreidimensional ausgebildete Geometrie mit wenigstens einer Raumkrümmung aufweist, wobei die Trägerstruktur eine in der bestimmungsgemäßen Verwendung sichtbare Außenseite und eine der Außenseite gegenüberliegende Rückseite aufweist, wobei die wenigstens zwei Farbschichten auf die Rückseite der Trägerstruktur aufgebracht werden und infolge durch die Trägerstruktur hindurch auf der Außenseite zumindest abschnittsweise sichtbar oder erkennbar sind, wobei die Trägerstruktur einen ersten Bereich oder erste Bereiche aufweist, bei denen auf der Außenseite nur eine erste Farbschicht oder nur Teile einer ersten Farbschicht erkennbar sind, und wobei die Trägerstruktur ferner einen zweiten Bereich oder zweite Bereiche aufweist bei denen auf der Außenseite nur die wenigstens eine weitere Farbschicht oder nur Teile der wenigstens einen weiteren Farbschicht erkennbar sind, wobei das Verfahren folgende Schrittreihenfolge aufweist:
Beschichten und gleichzeitiges Maskieren des ersten Bereichs oder der ersten Bereiche durch das Aufbringen der ersten Farbschicht auf der Rückseite der dreidimensional ausgebildeten Trägerstruktur mittels eines Tintenstrahldruckers, der zur Ausbildung der ersten Farbschicht eine flüssige oder pulverförmige Pigmenttinte oder eine flüssige oder pulverförmige Farbstofftinte auf die Rückseite der
Trägerstruktur aufbringt, zeitgleiches oder nachfolgendes Aushärten und/oder Verfestigen der ersten
Farbschicht, wobei das Aushärten und/oder Verfestigen teilweise, partiell oder vollständig erfolgt,
Aufbringen der wenigstens einen weiteren Farbschicht zumindest auf den
unmaskierten zweiten Bereich oder zumindest auf die unmaskierten zweiten Bereiche auf der Rückseite der Trägerstruktur.
Die Verwendung eines Tintenstrahldruckers, und somit des Tintenstrahldruckverfahrens, für die Beschichtung und gleichzeitige Maskierung des ersten Bereiches ermöglicht es, im Vergleich zu Verfahren des Stands der Technik, eine sehr präzise Maskierung mit einer hohen Ortsauflösung auf der dreidimensional vorgeformten Trägerstruktur aufzubringen. Bei dem Beschichten und gleichzeitigen Maskieren des ersten Bereichs oder der ersten
Bereiche durch das Aufbringen der ersten Farbschicht auf der Rückseite der dreidimensional ausgebildeten Trägerstruktur mittels eines Tintenstrahldruckers, der zur Ausbildung der ersten Farbschicht eine flüssige oder pulverförmige Pigmenttinte oder eine flüssige oder pulverförmige Farbstofftinte auf die Rückseite der Trägerstruktur aufbringt, kann ein
Druckkopf des Tintenstrahldruckers mittels eines Manipulators (z.B. mittels eines Roboters oder einer Verfahreinheit) über die Rückseite der Trägerstruktur bewegt werden. Alternativ oder in Kombination kann die Trägerstruktur selbst in Relation zu dem Druckkopf mittels eines Manipulators bewegt werden. Der Abstand des Tintenstrahldruckers bzw. des
Druckkopfs des Tintenstrahldruckers von der Oberfläche der Rückseite liegt bevorzugt zwischen 3 mm und 50 mm.
Die Rückseite der Trägerstruktur des Bauteils wird auch„second-surface“ oder B-Seite genannt. Die Trägerstruktur weist bevorzugt eine dreidimensional ausgebildete Geometrie mit wenigstens zwei Raumkrümmungen auf.
Das Aufbringen der wenigstens einen weiteren Farbschicht auf den zweiten Bereich oder auf die zweiten Bereiche auf der Rückseite der Trägerstruktur kann mittels eines sich vom Tintenstrahldrucken unterscheidenden Beschichtungsverfahren erfolgen. Aufgrund dessen, dass die mittels des Tintenstrahldruckers aufgebrachte erste Farbschicht bereits die
Maskierung auf der Trägerstruktur ausbildet, kann für die wenigstens eine weitere
Farbschicht ein Beschichtungsverfahren gewählt werden, welches eine im Vergleich zum Tintenstrahldruck größere Flächenleistung (also lackierte Fläche pro Zeit) aufweist. Durch die Kombination des sehr präzisen Tintenstrahldrucks mit einem Beschichtungsverfahren mit größerer Flächenleistung lässt sich ein Verfahren mit hoher Genauigkeit und gleichzeitig hoher Geschwindigkeit realisieren.
Das abweichende Beschichtungsverfahren kann ein Spritzlackierverfahren oder ein
Sprühlackierverfahren oder eine Streichlackierung oder eine Tauchlackierung oder eine Walzenlackierung oder ein Plattierungsverfahren, insbesondere ein PVD-Verfahren oder ein CVD-Verfahren, oder ein galvanisches Abscheidungsverfahren umfassen.
Das Aushärten und/oder Verfestigen der ersten Farbschicht kann zumindest teilweise durch Energiezufuhr ermöglicht und/oder beschleunigt werden. Es können insbesondere UV härtende Lacke (also Lacke die durch ultraviolettes Licht aushärten) verwendet werden. Bevorzugt ist in diesem Fall wenigstens eine UV-Lichtquelle mit dem Tintenstahldrucker bzw. mit dem Druckkopf des Tintenstrahldruckers gekoppelt. Weiter bevorzugt befindet sich in jeder Bewegungsrichtung (insbesondere in der Vor- und Rückwärtsrichtung) des Druckkopfes eine in der jeweiligen Bewegungsrichtung vorlaufend angeordnete UV- Lichtquelle an dem Tintenstrahldrucker bzw. an dem Druckkopf.
Die erste Farbschicht wird bevorzugt mit wenigsten 100 dpi, bevorzugt mit wenigstens 200 dpi, weiter bevorzugt mit wenigsten 300 dpi auf die Rückseite der Trägerstruktur aufgedruckt. Wobei dpi die Punktdichte„dots per inch“, also„Punkte pro Zoll“ bedeutet.
Der zweite Bereich oder die zweiten Bereiche kann oder können durch eine lokale
Oberflächenunregelmäßigkeit oder durch lokale Oberflächenunregelmäßigkeiten auf der Außenseite und/oder auf der Rückseite der Trägerstruktur vorgegeben sein. Diese
Oberflächenunregelmäßigkeit oder diese Oberflächenunregelmäßigkeiten können dann mittels der wenigstens einen weiteren Farbschicht zusätzlich visuell hervorgehoben werden. Da hierbei die wenigstens eine weitere Farbschicht exakt auf die
Oberflächenunregelmäßigkeit oder die Oberflächenunregelmäßigkeiten aufgebracht werden muss/müssen und das Druckbild nicht gegenüber der Oberflächenunregelmäßigkeit oder gegenüber den Oberflächenunregelmäßigkeiten verrutschen darf, ist das erfindungsgemäße Verfahren mit seiner exakten und präzisen Maskierung des oder dieser zweiten Bereiche (in diesem Fall der Oberflächenunregelmäßigkeit/en) durch die mittels eines
Tintenstrahldruckers aufgebrachte erste Farbschicht bzw. Maskierung besonders geeignet.
Die lokale Oberflächenunregelmäßigkeit kann durch eine Vertiefung oder eine Sicke oder eine Rille oder einen im Material der Trägerstruktur versenkten Schriftzug oder eine
Satinierung oder eine Narbung oder ein erhabenes Muster und/oder ein im Material der Trägerstruktur versenktes Muster gebildet sein, oder die lokalen
Oberflächenunregelmäßigkeiten können durch Sicken und/oder Rillen und/oder einen im Material der Trägerstruktur versenkten Schriftzug und/oder Satinierungen und/oder
Narbungen und/oder erhabene Muster und/oder im Material der Trägerstruktur versenkte Muster gebildet sein. Vor oder während des Schritts des Aufbringens der ersten Farbschicht können die jeweiligen Toleranzabweichungen in den Realabmessungen der Trägerstruktur zu den
Idealabmessungen der Trägerstruktur ermittelt, und das zu den Idealabmessungen der Trägerstruktur hinterlegte Druckbild anhand dieser ermittelten Toleranzabweichungen umgerechnet und an diese Realabmessungen angepasst werden, sodass die erste
Farbschicht in einer zu den Idealabmessungen der Trägerstruktur entsprechenden Weise auf dem vorgesehenen ersten Bereich oder auf den vorgesehenen ersten Bereichen aufgebracht wird. Vorzugsweise sind die Idealabmessungen der Trägerstruktur in einer Steuerung des Tintenstrahldruckers hinterlegten. Weiter vorzugsweise ist in der oder in einer Steuerung des Tintenstrahldruckers das Druckbild zu den Idealabmessungen der Trägerstruktur hinterlegt. Die aufgrund des Herstellungsprozesses (beispielsweise in einem generativen Verfahren oder im Spritzguß oder durch eine Thermoformung) nicht auszuschließenden
Toleranzabweichungen in den Realabmessungen der Trägerstruktur lassen sich hierdurch kompensieren. Insbesondere für den Fall, dass eine vorstehend beschriebene
Oberflächenunregelmäßigkeit oder vorstehend beschriebene
Oberflächenunregelmäßigkeiten maskiert werden müssen, bleibt so gewährleistet, dass die Maskierung (also die erste Farbschicht) an der richtigen Stelle oder an den richtigen Stellen (also zum Beispiel um die Oberflächenunregelmäßigkeit/en herum) von dem
Tintenstrahldrucker aufgebracht wird.
Die Toleranzabweichung kann anhand eines optischen Messverfahrens, insbesondere mittels einer optischen Bilderfassung und Bildauswertung und/oder mittels eines
Triangulationsverfahrens und/oder mittels eines Konfokalmessverfahrens ermittelt werden.
Die erste Farbschicht und/oder die wenigstens eine weitere Farbschicht kann in sich durch eine Vielzahl von Einzelschichten aufgebaut werden oder aufgebaut sein. Das heißt die erste Farbschicht und/oder die wenigstens eine weitere Farbschicht kann insbesondere aus wenigstens zwei oder mehr Einzelschichten aufgebaut sein. Die wenigsten eine weitere Farbschicht kann durch eine Metallbeschichtung, insbesondere durch eine Chrombeschichtung, gebildet werden. Unter der wenigstens einen weiteren Farbschicht ist folglich nicht zwingend eine Lackschicht zu verstehen, sondern kann auch eine Beschichtung durch ein Metall gemeint sein.
Die erste Farbschicht und/oder die wenigstens eine weitere Farbschicht kann in mehreren, nebeneinanderliegenden Bahnen aufgebracht werden. Die erste Farbschicht und/oder die wenigstens eine weitere Farbschicht müssen folglich nicht zwingend in einem Durchlauf auf die Trägerstruktur aufgebracht werden, sondern können auch in mehreren Bahnen aufgebracht werden. Die nebeneinanderliegenden Bahnen können sich hierbei auch in ihren Randbereichen überlappen. Die Bahnen können bevorzugt eine Breite zwischen 5 mm bis 300 mm aufweisen.
Das Bauteil kann ein Exterieur-Bauteil eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eine
Stoßfängerverkleidung oder eine Kühlergrillverkleidung oder eine Kotflügelverkleidung oder eine A-, B-, C-, oder D-Säulenverkleidung oder eine Spoileraußenhaut oder eine
Schwellerverkleidung oder eine Türaußenverkleidung oder eine
Türklappenaußenverkleidung sein.
Das Bauteil kann einen Bestandteil eines Exterieur-Bauteils eines Kraftfahrzeuges, insbesondere einen Bestandteil einer Stoßfängerverkleidung oder einer
Kühlergrillverkleidung oder einer Kotflügelverkleidung oder einer A-, B-, C-, oder D- Säulenverkleidung oder einer Spoileraußenhaut oder einer Schwellerverkleidung oder einer Türaußenverkleidung oder einer Türklappenaußenverkleidung bilden.
Die Trägerstruktur kann mittels eines generativen Verfahrens (z.B. 3D-Druck) oder im
Spritzgußverfahren oder durch eine Thermoformung hergestellt werden oder hergestellt sein.
Das transparente oder transluzente Polymermaterial der Trägerstruktur kann insbesondere Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polystyrol (beispielsweise PS, ABS, ASA), thermoplastisches Polyester (beispielsweise PET, PBT) oder ein Bioplymer (beispielsweise Zelluloseacetat, Polyhydroxybutyrat, Polymilchsäure, Polyhydroxyalkaonat) umfassen.
Weiterhin Teil der Erfindung ist ein Bauteil das mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellt ist.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand lediglich Ausführungsbeispiele darstellender Zeichnungen erläutert. Es zeigen schematisch:
Fig. 1 den Verfahrensschritt des Beschichtens und gleichzeitigen Maskierens des ersten Bereichs durch das Aufbringen der ersten Farbschicht;
Fig. 2 Darstellung des Druckkopfes des Tintenstrahldruckers während des
Beschichtens der Rückseite der Trägerstruktur;
Fig. 3 Querschnittsdarstellung der Trägerstruktur nach dem Aufbringen der ersten
Farbschicht;
Fig. 4 Querschnittsdarstellung der Trägerstruktur nach dem Aufbringen der
wenigstens einen weiteren Farbschicht;
Fig. 5 Aufbringung der erste Farbschicht in mehreren, nebeneinanderliegenden
Bahnen.
In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In den Fig. 1 bis 5 wird ein Verfahren zur Herstellung eines wenigstens zwei Farbschichten 1 , 2 aufweisenden Bauteils für ein Kraftfahrzeug beschrieben. Die Farbschichten 1 , 2 werden hierbei auf einer dünnwandigen, die Geometrie des Bauteils zumindest teilweise definierenden Trägerstruktur 3 aufgebracht. Die Trägerstruktur 3 besteht aus einem transparenten oder transluzenten Polymermaterial und weist bereits vor dem Aufträgen der Farbschichten 1 , 2 eine dreidimensional ausgebildete Geometrie mit wenigstens einer Raumkrümmung (vgl. insbesondere Fig. 1 bis Fig. 4) auf. Die Trägerstruktur 3 weist eine in der bestimmungsgemäßen Verwendung sichtbare Außenseite A und eine der Außenseite A gegenüberliegende Rückseite B auf (vgl. insbesondere Fig. 3 und Fig. 4) auf. Die wenigstens zwei Farbschichten 1 , 2 werden auf die Rückseite B der Trägerstruktur 3 aufgebracht und sind infolge (aufgrund des transparenten oder transluzenten Polymermaterials der Trägerstruktur) durch die Trägerstruktur 3 hindurch auf der Außenseite A zumindest abschnittsweise sichtbar oder erkennbar. Die Trägerstruktur 3 weist einen ersten Bereich 6 oder erste Bereiche 6 auf, bei denen auf der Außenseite A nur eine erste Farbschicht 1 oder nur Teile einer ersten Farbschicht 1 erkennbar sind (vgl. insbesondere Fig. 3). Die Trägerstruktur 3 weist ferner einen zweiten Bereich 8 oder zweite Bereiche 8 auf bei denen auf der Außenseite A nur die wenigstens eine weitere Farbschicht 2 oder nur Teile der wenigstens einen weiteren Farbschicht 2 erkennbar sind (vgl. insbesondere Fig. 4).
Das Verfahren weist folgende Schrittreihenfolge auf:
Beschichten und gleichzeitiges Maskieren des ersten Bereichs 6 oder der ersten Bereiche 6 durch das Aufbringen der ersten Farbschicht 1 auf der Rückseite B der dreidimensional ausgebildeten Trägerstruktur 3 mittels eines Tintenstrahldruckers 10, der zur Ausbildung der ersten Farbschicht 1 eine flüssige oder pulverförmige Pigmenttinte oder eine flüssige oder pulverförmige Farbstofftinte auf die Rückseite B der Trägerstruktur 3 aufbringt (vgl. Fig. 1 und Fig. 2); zeitgleiches oder nachfolgendes Aushärten und/oder Verfestigen der ersten Farbschicht 1 , wobei das Aushärten und/oder Verfestigen teilweise, partiell oder vollständig erfolgt (vgl. insbesondere Fig. 3);
Aufbringen der wenigstens einen weiteren Farbschicht 2 zumindest auf den unmaskierten zweiten Bereich 8 oder zumindest auf die unmaskierten zweiten Bereiche 8 auf der Rückseite B der Trägerstruktur (vgl. Fig. 4).
Wie in Fig. 4 ersichtlich kann die wenigstens eine weitere Farbschicht 2 hierbei auch zusätzlich auf die erste Farbschicht 1 aufgetragen werden, da diese den ersten Bereich 6 oder die ersten Bereiche 6 vor der wenigsten einen weiteren Farbschicht 2 maskiert.
Bei dem Beschichten und gleichzeitigen Maskieren des ersten Bereichs 6 oder der ersten Bereiche 6 durch das Aufbringen der ersten Farbschicht 1 auf der Rückseite B der dreidimensional ausgebildeten Trägerstruktur 3 mittels eines Tintenstrahldruckers 10, der zur Ausbildung der ersten Farbschicht 1 eine flüssige oder pulverförmige Pigmenttinte oder eine flüssige oder pulverförmige Farbstofftinte auf die Rückseite B der Trägerstruktur 3 aufbringt, kann ein Druckkopf des Tintenstrahldruckers 10 mittels eines Manipulators (z.B. mittels eines Roboters oder einer Verfahreinheit) über die Rückseite B der Trägerstruktur 3 bewegt werden. Alternativ oder in Kombination kann die Trägerstruktur 3 selbst in Relation zu dem Druckkopf mittels eines Manipulators bewegt werden. Das Aufbringen der wenigstens einen weiteren Farbschicht 2 auf den zweiten Bereich 8 oder auf die zweiten Bereiche 8 auf der Rückseite B der Trägerstruktur 3 erfolgt mittels eines sich vom Tintenstrahldrucken unterscheidenden Beschichtungsverfahren. Das abweichende Beschichtungsverfahren kann ein Spritzlackierverfahren oder ein Sprühlackierverfahren oder eine Streichlackierung oder eine Tauchlackierung oder eine Walzenlackierung oder ein Plattierungsverfahren, insbesondere ein PVD-Verfahren oder ein CVD- Verfahren, oder ein galvanisches Abscheidungsverfahren umfassen.
Das Aushärten und/oder Verfestigen wird zumindest teilweise durch Energiezufuhr ermöglicht und/oder beschleunigt. Bevorzugt wird für die Pigmenttinte oder für die Farbstofftinte ein UV härtendes Material verwendet.
Die erste Farbschicht 1 wird mit wenigsten 100 dpi, bevorzugt mit wenigstens 200 dpi, weiter bevorzugt mit wenigsten 300 dpi auf die Rückseite B der Trägerstruktur 3 aufgedruckt.
Der zweite Bereich 8 ist oder die zweiten Bereiche 8 sind durch eine lokale Oberflächenunregelmäßigkeit 12 oder durch lokale Oberflächenunregelmäßigkeiten 12 auf der Außenseite A und/oder auf der Rückseite B der Trägerstruktur 3 vorgegeben (vgl. Fig. 3 und Fig. 4). Die lokale Oberflächenunregelmäßigkeit 12 ist durch eine Vertiefung oder eine Sicke oder eine Rille oder einen im Material der Trägerstruktur versenkten Schriftzug oder eine Satinierung oder eine Narbung oder ein erhabenes Muster und/oder ein im Material der Trägerstruktur 3 versenktes Muster gebildet, oder die lokalen Oberflächenunregelmäßigkeiten 12 sind durch Sicken und/oder Rillen und/oder einen im Material der Trägerstruktur versenkten Schriftzug und/oder Satinierungen und/oder Narbungen und/oder erhabene Muster und/oder im Material der Trägerstruktur versenkte Muster gebildet.
In einem nicht näher dargestellten Verfahrensschritt können vor oder während des Schritts des Aufbringens der ersten Farbschicht 1 die jeweiligen Toleranzabweichungen in den Realabmessungen der Trägerstruktur 3 zu den, vorzugsweise in einer Steuerung des Tintenstrahldruckers 10 hinterlegten, Idealabmessungen der Trägerstruktur 3 ermittelt, und das zu den Idealabmessungen der Trägerstruktur 3, vorzugsweise in der Steuerung, hinterlegte Druckbild anhand dieser ermittelten Toleranzabweichungen umgerechnet und an diese Realabmessungen angepasst werden, sodass die erste Farbschicht 1 in einer zu den Idealabmessungen der Trägerstruktur 3 entsprechenden Weise auf dem vorgesehenen ersten Bereich 6 oder auf den vorgesehenen ersten Bereichen 6 aufgebracht werden. Die Toleranzabweichung kann anhand eines optischen Messverfahrens, insbesondere mittels einer optischen Bilderfassung und Bildauswertung und/oder mittels eines Triangulationsverfahrens und/oder mittels eines Konfokalmessverfahrens ermittelt werden.
Die erste Farbschicht 1 und/oder die wenigstens eine weitere Farbschicht 2 kann in sich durch eine Vielzahl von Einzelschichten (d.h. insbesondere aus wenigstens zwei Einzelschichten) aufgebaut werden.
Die wenigsten eine weitere Farbschicht 2 kann durch eine Metallbeschichtung, insbesondere durch eine Chrombeschichtung, gebildet werden.
Die erste Farbschicht 1 wird in mehreren, nebeneinanderliegenden Bahnen T aufgebracht (vgl. Fig. 5).
Das Bauteil kann ein Exterieur-Bauteil eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eine Stoßfängerverkleidung oder eine Kühlergrillverkleidung oder eine Kotflügelverkleidung oder eine A-, B-, C-, oder D-Säulenverkleidung oder eine Spoileraußenhaut oder eine Schwellerverkleidung oder eine Türaußenverkleidung oder eine Türklappen- außenverkleidung sein, oder einen Bestandteil der vorgenannten Bauteile bilden.
Die Trägerstruktur 3 kann mittels eines generativen Verfahrens (z.B. 3D-Druck) oder im Spritzgußverfahren oder durch eine Thermoformung hergestellt werden oder hergestellt sein.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Herstellung eines wenigstens zwei Farbschichten (1 , 2) aufweisenden Bauteils für ein Kraftfahrzeug, wobei die Farbschichten (1 , 2) auf einer dünnwandigen, die Geometrie des Bau teils zumindest teilweise definierenden Trägerstruktur (3) aufgebracht werden, wobei die Trägerstruktur (3) aus einem transparenten oder transluzenten Poly mermaterial besteht und bereits vor dem Aufträgen der Farbschichten (1 , 2) eine dreidimensional ausgebildete Geometrie mit wenigstens einer Raumkrümmung aufweist, wobei die Trägerstruktur (3) eine in der bestimmungsgemäßen Verwendung sichtbare Außenseite (A) und eine der Außenseite (A) gegenüberliegende Rück seite (B) aufweist, wobei die wenigstens zwei Farbschichten (1 , 2) auf die Rückseite (B) der Trä gerstruktur (3) aufgebracht werden und infolge durch die Trägerstruktur (3) hin durch auf der Außenseite (A) zumindest abschnittsweise sichtbar oder erkenn bar sind, wobei die Trägerstruktur (3) einen ersten Bereich (6) oder erste Bereiche (6) aufweist, bei denen auf der Außenseite (A) nur eine erste Farbschicht (1 ) oder nur Teile einer ersten Farbschicht (1 ) erkennbar sind, und wobei die Trägerstruktur (3) ferner einen zweiten Bereich (8) oder zweite Berei che (8) aufweist bei denen auf der Außenseite (A) nur die wenigstens eine wei tere Farbschicht (2) oder nur Teile der wenigstens einen weiteren Farbschicht (2) erkennbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schrittreihenfolge aufweist:
Beschichten und gleichzeitiges Maskieren des ersten Bereichs (6) oder der ersten Bereiche (6) durch das Aufbringen der ersten Farbschicht (1 ) auf der Rückseite (B) der dreidimensional ausgebildeten Trägerstruktur (3) mittels eines Tintenstrahldru ckers (10), der zur Ausbildung der ersten Farbschicht (1 ) eine flüssige oder pulver förmige Pigmenttinte oder eine flüssige oder pulverförmige Farbstofftinte auf die Rückseite (B) der Trägerstruktur (3) aufbringt,
- zeitgleiches oder nachfolgendes Aushärten und/oder Verfestigen der ersten Farb schicht (1 ), wobei das Aushärten und/oder Verfestigen teilweise, partiell oder voll ständig erfolgt,
- Aufbringen der wenigstens einen weiteren Farbschicht (2) zumindest auf den un- maskierten zweiten Bereich (8) oder zumindest auf die unmaskierten zweiten Berei che (8) auf der Rückseite (B) der Trägerstruktur.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der wenigs tens einen weiteren Farbschicht (2) auf den zweiten Bereich (8) oder auf die zweiten Bereiche (8) auf der Rückseite (B) der Trägerstruktur (3) mittels eines sich vom Tinten strahldrucken unterscheidenden Beschichtungsverfahren erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das abweichende Be
schichtungsverfahren ein Spritzlackierverfahren oder ein Sprühlackierverfahren oder ei ne Streichlackierung oder eine Tauchlackierung oder eine Walzenlackierung oder ein Plattierungsverfahren, insbesondere ein PVD-Verfahren oder ein CVD-Verfahren, oder ein galvanisches Abscheidungsverfahren umfasst.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aushärten und/oder Verfestigen zumindest teilweise durch Energiezufuhr ermög licht und/oder beschleunigt wird.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Farbschicht (1 ) mit wenigsten 100 dpi, bevorzugt mit wenigstens 200 dpi, weiter bevorzugt mit wenigsten 300 dpi auf die Rückseite (B) der Trägerstruktur (3) aufge druckt wird.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Bereich (8) oder die zweiten Bereiche (8) durch eine lokale Oberflächenunre gelmäßigkeit (12) oder durch lokale Oberflächenunregelmäßigkeiten (12) auf der Au ßenseite (A) und/oder auf der Rückseite (B) der Trägerstruktur (3) vorgegeben ist oder sind.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das die lokale Oberflä
chenunregelmäßigkeit (12) durch eine Vertiefung oder eine Sicke oder eine Rille oder einen im Material der Trägerstruktur versenkten Schriftzug oder eine Satinierung oder eine Narbung oder ein erhabenes Muster und/oder ein im Material der Trägerstruktur versenktes Muster gebildet ist, oder die lokalen Oberflächenunregelmäßigkeiten (12) durch Sicken und/oder Rillen und/oder einen im Material der Trägerstruktur versenkten Schriftzug und/oder und/oder Satinierungen und/oder Narbungen und/oder erhabene Muster und/oder im Material der Trägerstruktur versenkte Muster gebildet sind.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor oder während des Schritts des Aufbringens der ersten Farbschicht (1 ) die jeweiligen T o- leranzabweichungen in den Realabmessungen der Trägerstruktur (3) zu den, vorzugs weise in einer Steuerung des Tintenstrahldruckers (10) hinterlegten, Idealabmessungen der Trägerstruktur (3) ermittelt, und das zu den Idealabmessungen der Trägerstruktur (3), vorzugsweise in der Steuerung, hinterlegte Druckbild anhand dieser ermittelten To leranzabweichungen umgerechnet und an diese Realabmessungen angepasst wird, sodass die erste Farbschicht (1 ) in einer zu den Idealabmessungen der Trägerstruktur (3) entsprechenden Weise auf dem vorgesehenen ersten Bereich (6) oder auf den vor gesehenen ersten Bereichen (6) aufgebracht wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Toleranzabweichung anhand eines optischen Messverfahrens, insbesondere mittels einer optischen Bilder fassung und Bildauswertung und/oder mittels eines Triangulationsverfahrens und/oder mittels eines Konfokalmessverfahrens ermittelt wird.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Farbschicht (1 ) und/oder die wenigstens eine weitere Farbschicht (2) in sich durch eine Vielzahl von Einzelschichten aufgebaut wird.
1 1 . Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigsten eine weitere Farbschicht (2) durch eine Metallbeschichtung, insbesondere durch eine Chrombeschichtung, gebildet wird.
12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Farbschicht (1 ) und/oder die wenigstens eine weitere Farbschicht (2) in mehreren, nebeneinanderliegenden Bahnen (T) aufgebracht wird.
13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil ein Exterieur-Bauteil eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eine Stoßfänger- Verkleidung oder eine Kühlergrillverkleidung oder eine Kotflügelverkleidung oder eine A-, B-, C-, oder D-Säulenverkleidung oder eine Spoileraußenhaut oder eine Schweller verkleidung oder eine Türaußenverkleidung oder eine Türklappenaußenverkleidung ist, oder einen Bestandteil der vorgenannten Bauteile bildet.
14. Bauteil hergestellt mit einem Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche.
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