EP4371103A1 - Verfahren zum herstellen eines beleuchteten bauteils für ein fahrzeug - Google Patents

Verfahren zum herstellen eines beleuchteten bauteils für ein fahrzeug

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Publication number
EP4371103A1
EP4371103A1 EP22733014.9A EP22733014A EP4371103A1 EP 4371103 A1 EP4371103 A1 EP 4371103A1 EP 22733014 A EP22733014 A EP 22733014A EP 4371103 A1 EP4371103 A1 EP 4371103A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
layer
metal
light
visible side
colored layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22733014.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jens Humpenoeder
Peter Schmitz
Harald Tattko
Markus Klameth
Joannis Papadopoulos
Bernd-Uwe Kettemann
Fritz Wazula
Üsame Akkoca
Isabelle GLÄSEL
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Mercedes Benz Group AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mercedes Benz Group AG filed Critical Mercedes Benz Group AG
Publication of EP4371103A1 publication Critical patent/EP4371103A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G09F2013/222—Illuminated signs; Luminous advertising with luminescent surfaces or parts electroluminescent with LEDs

Definitions

  • the invention relates to a method for producing such an illuminated component and a vehicle with a component produced in this way.
  • Illuminated components in the area of vehicles are known from the prior art.
  • individual elements can be backlit and are fully or partially transparent in order to emit light, particularly in special patterns.
  • illuminated brand logos or the like can be implemented in the area of a vehicle radiator grille.
  • Such components are relatively complex in practice, since they require the actual component with the desired optical design on the one hand and an illumination unit assigned to the component on the other.
  • the structure is still relatively thick from its surface serving as the visible side on the one hand to its surface or rear side facing away from this visible side on the other hand. This is a considerable disadvantage, especially if it is to be used in the area of the outer paneling, where the installation space is extremely tight in many areas due to the desired design.
  • US 2018/0149321 A1 describes a comparable structure of a multi-component injection molding process, in which light-emitting diodes are also introduced.
  • the intermediate foils can contain different decorations or colors.
  • deep-drawing is used to create bulges for the light-emitting diodes, which are then covered by a transparent cover layer from the visible side.
  • WO 2020/168324 A2 describes a decorative component for a vehicle with a light-emitting finish.
  • a surface is placed on a light guide and provided with a metallic top layer so that light can be emitted through individual openings.
  • US 20180149321 A1 describes embodiments for light-emitting structures made from a plurality of three-dimensionally shaped film layers with recesses for lighting elements. Backlit surfaces can then be arranged over these.
  • US 2018/0264991 A1 describes a light arrangement which comprises two rear lights of a vehicle and an illuminated decorative strip arranged between them.
  • the cover glass is provided with a translucent chrome foil, which can be illuminated when the light is on.
  • a method for producing a flat paneling element for a vehicle is known from DE 102020005896 A1.
  • This comprises a translucent layered body with recesses or indentations, which was coated with transparent plastic, as a result of which the indentations form raised ornaments on the visible side.
  • the structure can be illuminated with light sources.
  • the object of the present invention is now to specify an improved manufacturing method for an illuminated component which makes it possible implement further design aspects easily and efficiently, especially with a space-saving component that is suitable for the outer paneling of a vehicle.
  • this object is achieved by a method for producing an illuminated component with the features in claim 1, and here in particular in the characterizing part of claim 1.
  • Advantageous refinements and developments of the method result from the dependent subclaims.
  • Claim 6 specifies a vehicle with a component manufactured in this way and also solves the problem.
  • the illuminated component to be produced for a vehicle comprises a multi-layer structure with integrated electronic components which include, among other things, light-emitting diodes as part of these electronic components.
  • one of the layers has a metal and can be formed, for example, as a metal layer or as a plastic layer provided with a metallization.
  • the plastic layer can be vapour-deposited with the metal, for example.
  • the illuminated component has an outer surface on the visible side, which is also referred to below as the front side.
  • the electronic components are now arranged on the side facing away from this visible side.
  • the layer containing the metal is covered in sections or partially by a colored layer on its surface facing the visible side, with the sections of the layer containing the metal not covered by the colored layer having a three-dimensional shape. They are therefore deformed out of the plane of the layer containing the metal, for example, but not necessarily, in the direction of the visible side.
  • the layer containing the metal itself does not have to lie within a geometric plane, but can run in a curved manner, with the three-dimensional shape thus exceeding or falling below the surfaces of this layer in order to achieve the desired effect.
  • light decoupling structures are arranged on the side or surface of the layer containing the metal facing away from the visible side.
  • Such light extraction structures can, for example, by Printing or embossing can be introduced into the layer containing the metal. They ensure that the light from the light-emitting diodes, which is located on the visible side behind the layer containing the metal and in particular behind the colored layer partially covering it on its visible side, decouples light via the light decoupling structures in the areas in which the colored layer is interrupted.
  • the method according to the invention for producing such an illuminated component now provides for the six basic method steps explained below in order to produce the illuminated component.
  • the layer containing the metal ie in particular the chrome foil
  • the layer containing the metal is partially provided with the color layer on the later visible side, which can be done in particular by printing, for example by screen printing.
  • some of the electronic components for example conductor tracks and the like, are then applied to a rear side of the layer containing the metal, which is remote from the later visible side.
  • the light decoupling structures are applied in the areas in which the layer containing the metal is not provided with the color layer on the opposite front side, ie in the areas that remain free of color. All of this can be done in a manner known per se, in particular by screen printing or, in the case of the light-coupling structures, also by embossing or the like.
  • the next process step electronic components that cannot be realized using one or more printed layers are assembled. This particularly affects light-emitting diodes, while other electronic components such as resistors, capacitors and the like along with the conductive traces are more common can also already be produced by printing the back of the layer containing the metal.
  • the three-dimensional shaping of the areas not provided with the colored layer takes place, in that they are shaped accordingly by deep-drawing or thermoforming, for example as three-dimensional structures in the direction of the later visible side beyond the colored layer.
  • the light-coupling structures when the light-coupling structures are embossed, in contrast to imprinting the light-coupling structures, for example using a screen printing process, the light-coupling structures can also only be introduced in this deep-drawing step, especially if this is done using suitable tools which, on the side facing away from the later visible side, emboss light-decoupling structures in the layer containing the metal, which layer can be designed in particular as chrome foil.
  • the base layer is then applied to the back of the layer containing the metal, in order to stabilize the previous structure on the one hand and to support the three-dimensionally shaped areas and at the same time securely enclose the electronic components.
  • this step can be carried out, for example, by back-injection molding or by attaching a further film and injecting the material for the base layer between this film and the layer containing the metal.
  • the visible side is provided with a transparent plastic as a top layer.
  • this cover layer can preferably be smooth, i.e. levels the previously three-dimensional design on the visible side back to a smooth surface, under which the three-dimensionality affects the underlying layers, so that these can be seen , but no projections arise, which can be detected haptically and / or carry the risk of increased dirt accumulation.
  • the transparent cover layer is applied by flooding or overspraying with a transparent plastic, in particular by flooding with polyurethane.
  • the light decoupling structures can be introduced into the layer containing the metal according to a very favorable development of the method according to the invention in method step 2 by a printing method, in particular a screen printing method and/or in method step 4 by embossing.
  • the layer containing the metal is formed as a chrome foil.
  • a so-called chromium foil is typically a plastic foil which is applied with a metallic look, for example in that it is provided with chromium, silver or similar materials, in particular vaporized.
  • a foil with a metallic effect can be achieved with a relatively small proportion of metal, so that the foil is permeable to light at least in one direction and, in particular, reflects the light in the other direction.
  • the corresponding layer can also be designed in such a way that it is also largely transparent to radar radiation, so that, for example, corresponding radar sensors, such as those used for the environment sensors of a vehicle, can be placed behind the illuminated component without damaging it affect their functionality.
  • the colored layer is formed as an opaque colored layer.
  • an opaque colored layer is not permeable to light, so that in the case of illumination with the light-emitting diodes used, the light is coupled out only in the area of the light decoupling structures and shines through the layer containing the metal, while the neighboring areas covered with the colored layer are are opaque to light.
  • the illuminated component is preferably used in the area of the exterior paneling of a vehicle, it can be provided that the colored layer is the same color as the paint finish of the vehicle or in a color that matches the design, for example a contrasting color.
  • the vehicle according to the invention now includes a component manufactured according to the method. Further advantageous configurations of the illuminated component according to the invention also result from the exemplary embodiment, which is described in more detail below with reference to the figure.
  • FIG. 1 shows a basic front view of a possible illuminated component in a schematic representation
  • Fig. 2 is a sectional view through part of this illuminated component.
  • an illuminated component provided with 1 in its entirety can be seen, which can be used, for example, in the area of the outer paneling of a vehicle.
  • This can be, for example, the section in the front of the vehicle known as the radiator grille in conventional vehicles with internal combustion engines, which, for example in electrically powered vehicles, can no longer be in the form of an air-permeable grille, but in the form of a closed component.
  • the component 1 itself is partially designed in the color of the car and has some sections labeled 3 shown here in the form of four rectangles and a circle, which are not designed in the color of the car, but which on the one hand appear in a metallic color when the backlighting is switched off, for example in chrome look.
  • a chrome foil 5 is provided as a metal-containing layer as a central component. This is provided on its side facing the visible side 6 shown at the top in FIG. When this colored layer 2 is partially applied to the chrome foil 5, in the representation of Figure 1 with 3 designated sections left blank. As can be seen in the illustration in FIG. 2, these later form a three-dimensional structure in the direction of the visible side 6 or, in principle, also in the opposite direction to the visible side 6 .
  • the composite produced in this first process step from the chrome foil 5 and the colored layer 2, which has been partially applied to this chrome foil 5, is still flat. It is then provided with electronic components, which are at least partially printed on. Purely by way of example, printed conductor tracks 7 can be seen in FIG. 2, in the area of which two light-emitting diodes 8 are then attached. Light decoupling structures 9 are also applied by printing in area 3, also on the side of chrome foil 5 facing away from visible side 6, so that they cannot be seen from visible side 6 in the non-illuminated state.
  • this combination of electronics 7, 8, chrome foil 5 and colored layer 2 with the light decoupling structures 9 applied in the corresponding sections 3 is subjected to a deep-drawing process or thermal forming in order to produce the three-dimensional configuration already visible in FIG. This creates two facets within the section 3, which can be seen from the visible side 6.
  • the base layer 10 shown in FIG. The base layer 10 is designed as a transparent or translucent thermoplastic. This can be back-injected in particular behind the printed conductor tracks 7, the LEDs 8 and the light decoupling structures 9 in the area of the three-dimensionally shaped areas 3.
  • the structure is then sealed with the cover layer 4 already mentioned, which can also be designed as a transparent thermoplastic or in particular as a cast-on layer made of polyurethane.
  • the component is therefore sprayed over with this cover layer 4, for example, or preferably flooded, so that the layer thickness of the cover layer 4 is greater than the three-dimensional shape of the sections 3.
  • This creates a smooth surface on the visible side 6, under which the three-dimensional shape of the sections 3, ie the facet structure here, can be seen accordingly, but does not protrude beyond the surface of the visible side 6.
  • the structure now has the visual appearance of the combination of the chrome of the chrome foil 5 in sections 3 and the vehicle color in the colored layer 2 applied thereto.
  • the illuminated one is backlit Component 2 by the transparent or translucent base layer 10 is illuminated.
  • the colored layer 2 is ideally impermeable to light, so that light is radiated in the direction of the visible side 6 only in the area of the sections 3, supported or enabled by the light decoupling structures 9.
  • the light-emitting diodes 8 can be implemented and controlled in any way, so that in particular different colors, changing colors or the like are conceivable, as well as flashing, regulation of the light intensity, for example depending on the ambient brightness, swelling up and down the light intensities or the like.
  • the entire component 1 is to be constructed in an extremely compact manner transverse to the stacking direction of the individual layers and can thus be easily integrated into any existing design and, unlike previous constructions with complex and correspondingly thicker lighting technology, can also be easily and efficiently installed in existing designs without here having to constructively adapt the proportions and available installation space.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein beleuchtetes Bauteil (1) für ein Fahrzeug mit einem mehrschichtigen Aufbau mit integrierten Elektronikkomponenten (7, 8) mit einer äußeren Oberfläche auf der Sichtseite (6), wobei eine der Schichten (5) ein Metall aufweist, und wobei auf der der Sichtseite (6) abgewandten Seite der das Metall aufweisenden Schicht (5) lichtemittierende Dioden (8) als Teil der Elektronikkomponenten (7, 8) angeordnet sind. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die das Metall aufweisende Schicht (5) auf ihrer der Sichtseite (6) zugewandten Oberfläche abschnittsweise mit einer farbigen Schicht (2) bedeckt ist, wobei die nicht von der farbigen Schicht (2) bedeckten Abschnitte (3) der das Metall aufweisenden Schicht (5) eine dreidimensionale Formgebung aufweisen, in deren Bereich auf der der Sichtseite (6) abgewandten Seite der das Metall aufweisenden Schicht (5) Lichtauskopplungsstrukturen (9) angeordnet sind.

Description

Mercedes-Benz Group AG
Verfahren zum Herstellen eines beleuchteten Bauteils für ein Fahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen beleuchteten Bauteils sowie ein Fahrzeug mit einem derartig hergestellten Bauteil.
Beleuchtete Bauteile im Bereich von Fahrzeugen, insbesondere in der Außenbeplankung von Fahrzeugen sind soweit aus dem Stand der Technik bekannt. So können beispielsweise einzelne Elemente hinterleuchtet werden und sind dabei ganz oder teilweise transparent, um Licht, insbesondere in speziellen Mustern abzustrahlen. Hierdurch lassen sich beispielsweise im Bereich eines Fahrzeugkühlergrills beleuchtete Markenlogos realisieren oder dergleichen.
Derartige Bauteile sind in der Praxis relativ aufwändig, da sie das eigentliche Bauteil mit der gewünschten optischen Ausgestaltung einerseits und eine dem Bauteil zugeordnete Beleuchtungseinheit andererseits benötigen. Trotz der Möglichkeit, Lichtleiter einzusetzen, ist der Aufbau immer noch relativ dick von seiner als Sichtseite dienenden Oberfläche einerseits zu seiner dieser Sichtseite abgewandten Oberfläche bzw. Rückseite andererseits. Dies ist, insbesondere, wenn er im Bereich der Außenbeplankung eingesetzt werden soll, ein erheblicher Nachteil, der hier in vielen Bereichen aufgrund des gewünschten Designs der Bauraum außerordentlich knapp ist.
Um dieser Problematik abzuhelfen, kann nun ein sehr kompakter Aufbau gewählt werden. Aus der US 10,485,094 B1 ist es beispielsweise bekannt, lichtemittierende Dioden in eine zweidimensionale aus mehreren Komponenten aufgebaute Spritzgussstruktur einzubringen. Dieser mehrschichtige Aufbau der Spritzgussstruktur kann dabei verschiedene Lagen in verschiedenen Materialien beinhalten, darunter Naturmaterialien, Metalle oder dergleichen. Auch eine metallische Beschichtung, beispielsweise eine Chrombeschichtung der den Aufbau abschließenden äußeren Oberfläche, also der Vorderseite, ist gemäß des genannten US-Patents prinzipiell denkbar.
Die US 2018/0149321 A1 beschreibt einen vergleichbaren Aufbau eines Mehrkomponenten-Spritzgussverfahrens, bei welchem ebenfalls lichtemittierende Dioden eingebracht werden. Dabei können die Zwischenfolien verschiedene Dekors oder auch Farbe enthalten. Dabei wird ein Tiefziehen eingesetzt, um Ausbuchtungen für die lichtemittierenden Dioden zu schaffen, welche dann von einer transparenten Deckschicht die von der Sichtseite her abgedeckt sind.
Die WO 2020/168324 A2 beschreibt eine dekorative Komponente für ein Fahrzeug mit einem lichtemittierenden Finish. Dabei wird eine Oberfläche auf einen Lichtleiter aufgesetzt und mit einer metallischen Abschlussschicht versehen, sodass über einzelne Öffnungen Licht abgestrahlt werden kann.
Die US 20180149321 A1 beschreibt Ausführungsformen für lichtemittierende Strukturen aus mehreren dreidimensional geformten Folienschichten mit Ausnehmungen für Leuchtelemente. Über diesen lassen sich dann hinterleuchtete Oberflächen anordnen.
Die US 2018/0264991 A1 beschreibt eine Lichtanordnung, welche zwei Heckleuchten eines Fahrzeugs sowie einen dazwischen angeordneten beleuchteten dekorativen Streifen umfasst. Das Abdeckglas ist dabei mit einer transluzenten Chromfolie versehen, welche bei eingeschaltetem Licht durchleuchtet werden kann.
Ferner ist aus der DE 102020005896 A1 ein Verfahren zum Herstellen eines flächigen Verkleidungselements für ein Fahrzeug bekannt. Dieses umfasst einen lichtdurchlässigen Schichtkörper mit Aussparungen bzw. Vertiefungen, welcher mit transparentem Kunststoff überzogen wurde, wodurch die Vertiefungen auf der Sichtseite erhabene Ornamente ausbilden. Der Aufbau kann mit Lichtquellen beleuchtet werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, ein verbessertes Herstellungsverfahren für ein beleuchtetes Bauteil anzugeben, welches es ermöglicht, einfach und effizient weitere Designaspekte, insbesondere bei einem Platz sparenden Bauteil, welches für die Außenbeplankung eines Fahrzeugs geeignet ist, umzusetzen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch Verfahren zur Herstellung eines beleuchteten Bauteil mit den Merkmalen im Anspruch 1, und hier insbesondere im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Verfahren ergeben sich aus den hiervon abhängigen Unteransprüchen. Im Anspruch 6 ist einFahrzeug mit einem derartig hergestellten Bauteil angegeben und löst die Aufgabe ebenfalls.
Das herzustellende beleuchtete Bauteil für ein Fahrzeug umfasst einen mehrschichtigen Aufbau mit integrierten Elektronikkomponenten, welche unter anderem lichtemittierende Dioden als Teil dieser Elektronikkomponenten umfassen. Eine der Schichten weist dabei ein Metall auf und kann beispielsweise als Metallschicht oder mit als einer Metallisierung versehende Kunststoffschicht ausgebildet sein. Die Kunststoffschicht kann beispielsweise mit dem Metall bedampft sein. Das beleuchtete Bauteil hat eine äußere Oberfläche auf der Sichtseite, welche nachfolgend auch als Vorderseite bezeichnet wird.
Auf der das Metall aufweisenden Schicht sind die elektronischen Komponenten nun auf der dieser Sichtseite abgewandten Seite angeordnet. Dabei ist die das Metall aufweisende Schicht auf ihrer der Sichtseite zugewandten Oberfläche abschnittsweise bzw. partiell von einer farbigen Schicht bedeckt ist, wobei die nicht von der farbigen Schicht bedeckten Abschnitte der das Metall aufweisenden Schicht eine dreidimensionale Formgebung aufweisen. Sie sind also aus der Ebene der das Metall aufweisenden Schicht heraus verformt, beispielsweise, aber nicht zwingend, in Richtung der Sichtseite. Die das Metall aufweisende Schicht selbst muss dabei nicht innerhalb einer geometrischen Ebene liegen, sondern kann durchaus gekrümmt verlaufen, wobei die dreidimensionale Formgebung die Oberflächen dieser Schicht also überragt bzw. unterschreitet, um den gewünschten Effekt zu erreichen.
Dabei ist es ferner vorgesehen, dass im Bereich dieser dreidimensional ausgeformten Abschnitte der das Metall aufweisenden Schicht auf der der Sichtseite abgewandten Seite bzw. Oberfläche der das Metall aufweisenden Schicht Lichtauskopplungsstrukturen angeordnet sind. Solche Lichtauskopplungsstrukturen können beispielsweise durch Aufdrucken oder Prägen in die das Metall aufweisende Schicht eingebracht sein. Sie sorgen dafür, dass das Licht der lichtemittierenden Dioden, welches von der Sichtseite aus hinter der das Metall aufweisenden Schicht und insbesondere hinter der diese auf ihrer Sichtseite partiell bedeckenden farbigen Schicht liegen, über die Lichtauskopplungsstrukturen Licht in den Bereichen auskoppeln, in denen die farbige Schicht unterbrochen ist. Hierdurch lässt sich mit einer minimalen Baudicke quer zur Stapelrichtung der einzelnen Schichten ein Aufbau erreichen, welcher eine sehr hohe Flexibilität beim Design ermöglicht, sodass beispielsweise bei geeignetem Auftrag der farbigen Schicht einzelne Abschnitte freibleiben, welche einerseits den Blick auf die das Metall aufweisende Schicht erlauben und andererseits bei eingeschalteten lichtemittierenden Dioden hinterleuchtet sind. Damit lassen sich beispielsweise Designmerkmale, Schriften, Symbole und dergleichen sehr effektvoll darstellen, was insbesondere zur Darstellung von Markenlogos, Typbezeichnungen und dergleichen eingesetzt werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines derartigen beleuchteten Bauteils sieht nun die nachfolgenden erläuterten sechs grundsätzlichen Verfahrensschritte vor, um das beleuchtete Bauteil herzustellen. In einem ersten Verfahrensschritt wird dabei die das Metall aufweisende Schicht, also insbesondere die Chromfolie, auf der späteren Sichtseite partiell mit der Farbschicht versehen, was insbesondere durch Bedrucken, beispielsweise über Siebdruck erfolgen kann. In einem zweiten Verfahrensschritt wird dann auf einer der späteren Sichtseite abgewandten Rückseite der das Metall aufweisenden Schicht ein Teil der Elektronikkomponenten aufgebracht, beispielsweise Leiterbahnen und dergleichen. Außerdem werden in diesem Verfahrensschritt in den Bereichen, in denen auf der gegenüberliegenden Vorderseite die das Metall aufweisende Schicht nicht mit der Farbschicht versehen ist, also in den von Farbe freibleibenden Bereichen die Lichtauskopplungsstrukturen aufgebracht. All dies kann in an sich bekannter Art und Weise erfolgen, insbesondere durch Siebdruck oder im Falle der lichtauskoppelnden Strukturen auch durch Prägen oder dergleichen.
Im nächsten Verfahrensschritt werden dann elektronische Komponenten, welche nicht über eine oder mehrere gedruckte Lagen realisiert werden können, bestückt. Dies betrifft insbesondere lichtemittierende Dioden, während andere elektronische Bauteile wie Widerstände, Kondensatoren und dergleichen zusammen mit den Leiterbahnen häufiger auch bereits durch Bedrucken der Rückseite der das Metall aufweisenden Schicht hergestellt werden können. Im Anschluss an diesen Schritt erfolgt dann in einem vierten Verfahrensschritt die dreidimensionale Formgebung der nicht mit der Farbschicht versehenen Bereiche, indem diese durch ein Tiefziehen oder Thermoumformen entsprechend ausgeformt werden, beispielsweise als dreidimensionale Strukturen in Richtung der späteren Sichtseite über die farbige Schicht hinaus verformt werden. Insbesondere bei einem Einprägen der lichtauskoppelnden Strukturen kann im Gegensatz zu einem Aufdrucken der lichtauskoppelnden Strukturen, beispielsweise über Siebdruckverfahren, das Einbringen der lichtauskoppelnden Strukturen auch erst in diesem Tiefziehschritt erfolgen, insbesondere wenn dieser durch geeignete Werkzeuge erfolgt, welche auf der der späteren Sichtseite abgewandten Seite die lichtauskoppelnden Strukturen in die das Metall aufweisende Schicht, welche insbesondere als Chromfolie ausgebildet sein kann, einprägen.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird dann die Tragschicht auf die Rückseite der das Metall aufweisenden Schicht aufgebracht, um so den bisherigen Aufbau einerseits zu stabilisieren und die dreidimensional geformten Bereiche zu stützen und gleichzeitig die elektronischen Komponenten sicher einzuschließen. Dieser Schritt kann beispielsweise, wie es oben bereits beschrieben worden ist, durch Hinterspritzen oder das Anbringen einer weiteren Folie und einem Einspritzen des Materials für die Tragschicht zwischen diese Folie und die das Metall aufweisende Schicht erfolgen.
Zum Abschluss wird dann in einem sechsten Verfahrensschritt die Sichtseite mit einem transparenten Kunststoff als Deckschicht versehen. Diese Deckschicht kann, wie es oben bereits erwähnt worden ist, vorzugsweise glatt ausgeführt sein, nivelliert also die bis dahin auf der Sichtseite dreidimensionale Gestaltung wieder zu einer glatten Oberfläche, unter welcher sich die Dreidimensionalität auf die darunterliegenden Schichten auswirkt, sodass diese zwar zu sehen ist, jedoch keine Vorsprünge entstehen, welche sich haptisch erfassen lassen und/oder die Gefahr einer vermehrten Schmutzansammlung in sich tragen.
Wie bereits erwähnt kann es dabei gemäß einer sehr günstigen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein, dass der Auftrag der transparenten Deckschicht durch Überfluten oder Überspritzen mit einem transparenten Kunststoff, insbesondere durch Überfluten mit Polyurethan, hergestellt wird. Die Lichtauskopplungsstrukturen lassen sich, wie es ebenfalls bereits erwähnt worden ist, dabei gemäß einer sehr günstigen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Verfahrensschritt 2 durch ein Druckverfahren, insbesondere ein Siebdruckverfahren und/oder im Verfahrensschritt 4 durch ein Prägen in die das Metall aufweisende Schicht einbringen.
Gemäß einer sehr günstigen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es dabei vorgesehen, dass die das Metall aufweisende Schicht als Chromfolie ausgebildet wird. Eine sogenannte Chromfolie ist typischerweise eine Kunststofffolie, welche mit einer metallischen Optik appliziert wird, beispielsweise indem diese mittels Chrom, Silber oder ähnlichen Materialien versehen, insbesondere bedampft, wird. Hierdurch lässt sich eine metallisch wirkende Folie mit einem relativ kleinen Metallanteil erzielen, sodass die Folie für Licht zumindest in eine Richtung durchlässig ist und insbesondere in der anderen Richtung das Licht reflektiert. Die entsprechende Schicht kann außerdem durch den geringen Anteil an Metall so gestaltet werden, dass diese auch für Radarstrahlung weitgehend transparent ist, sodass beispielsweise entsprechende Radarsensoren, wie sie für die Umfeldsensorik eines Fahrzeugs eingesetzt werden, hinter dem beleuchteten Bauteil platziert werden können, ohne dass dieses deren Funktionalität beeinflusst.
Gemäß einerweiteren sehr vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann es nun ferner vorgesehen, dass die farbige Schicht als opake farbige Schicht ausgebildet wird. Eine solche opake farbige Schicht ist für Licht nicht durchlässig, sodass im Falle einer Beleuchtung mit den eingesetzten lichtemittierenden Dioden das Licht nur im Bereich der Lichtauskopplungsstrukturen ausgekoppelt wird und durch die das Metall aufweisende Schicht hindurchscheint, während die benachbarten mit der farbigen Schicht bedeckten Bereiche für das Licht undurchlässig sind. Beim bevorzugten Einsatz des beleuchteten Bauteils im Bereich der Außenbeplankung eines Fahrzeugs kann es dabei vorgesehen sein, dass die farbige Schicht in derselben Farbe ausgeführt ist wie die Lackierung des Fahrzeugs oder in einer bezüglich des Designs dazu passenden Farbe, beispielsweise einer Kontrastfarbe.
Das erfindungsgemäße Fahrzeug umfasst nun ein nach dem Verfahren hergestelltes Bauteil. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen beleuchteten Bauteils ergeben sich dabei auch aus dem Ausführungsbeispiel, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figur näher beschrieben ist.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine prinzipmäßige Frontansicht eines möglichen beleuchteten Bauteils ein einer schematischen Darstellung; und
Fig. 2 eine Schnittdarstellung durch einen Teil dieses beleuchteten Bauteils.
In der Darstellung der Figur 1 ist ein in seiner Gesamtheit mit 1 versehenes beleuchtetes Bauteil zu erkennen, welches beispielsweise im Bereich der Außenbeplankung eines Fahrzeugs eingesetzt werden kann. Es kann sich hierbei beispielsweise um den bei herkömmlichen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor als Kühlergrill bezeichneten Abschnitt in der Front des Fahrzeugs handeln, welcher beispielsweise bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen nicht mehr in Form eines luftdurchlässigen Gitters, sondern in Form eines geschlossenen Bauteils ausgebildet sein kann. Das Bauteil 1 selbst ist dabei partiell in Wagenfarbe gestaltet und weist einige hier in Form von vier Rechtecken und einem Kreis dargestellte mit 3 bezeichnete Abschnitte auf, welche nicht in Wagenfarbe gestaltet sind, sondern welche einerseits bei abgeschalteter Hinterleuchtung in einer metallischen Farbe erscheinen, beispielsweise in Chromoptik.
Sie sind, wie es anhand der Darstellung in Figur 2 zu erkennen ist, dreidimensional ausgestaltet und innerhalb einer transparenten Deckschicht 4 dem Betrachter zugewandt, sodass beispielsweise die allgemein bekannte Optik verchromter Markenlogos wie beispielsweise des bekannten Sterns der Anmelderin entsteht. Um dies zu erreichen, ist der Aufbau nun so gestaltet, wie es in der Darstellung der Figur 2 im Schnitt gezeigt ist. Das besondere Augenmerk liegt dabei auf einem einfachen und kompakten Aufbau, welcher insbesondere sehr dünn ausgestaltet ist und dennoch in der Lage ist, einen dreidimensionalen optischen Effekt zu erreichen. Hierfür ist als zentraler Bestandteil eine Chromfolie 5 als eine metallaufweisende Schicht vorgesehen. Diese ist auf ihrer der in der Darstellung der Figur 2 oben dargestellten Sichtseite 6 zugewandten Seite mit der bereits angesprochenen farbigen Schicht 2 versehen, welche insbesondere eine Farbschicht in Wagenfarbe sein kann. Beim partiellen Aufträgen dieser farbigen Schicht 2 auf die Chromfolie 5 werden die in der Darstellung der Figur 1 mit 3 bezeichneten Abschnitte freigelassen. Diese bilden, wie es in der Darstellung der Figur 2 zu erkennen ist, dann später eine dreidimensionale Struktur in Richtung der Sichtseite 6 oder prinzipiell auch entgegen der Richtung der Sichtseite 6 aus.
Zuerst ist der in diesem ersten Verfahrensschritt hergestellte Verbund aus der Chromfolie 5 und der farbigen Schicht 2, welche partiell auf diese Chromfolie 5 aufgetragen worden ist, jedoch noch eben. Er wird dann mit Elektronikkomponenten versehen, welche zumindest teilweise aufgedruckt werden. Rein beispielhaft sind in der Darstellung der Figur 2 dabei aufgedruckte Leiterbahnen 7 zu erkennen, in deren Bereich dann zwei lichtemittierende Dioden 8 angebracht werden. Ebenfalls durch Aufdrucken sind in dem Bereich 3 Lichtauskopplungsstrukturen 9 aufgebracht, ebenfalls auf der der Sichtseite 6 abgewandten Seite der Chromfolie 5, sodass diese im nicht beleuchteten Zustand von der Sichtseite 6 aus nicht zu erkennen sind. Nun wird dieser Verbund aus Elektronik 7, 8, Chromfolie 5 und farbiger Schicht 2 mit den in den entsprechenden Abschnitten 3 aufgebrachten Lichtauskopplungsstrukturen 9 einem Tiefziehprozess oder einer thermischen Umformung unterzogen, um die in Figur 2 bereits erkennbare dreidimensionale Ausgestaltung zu erzeugen. Diese schafft hier zwei Facetten innerhalb des Abschnitts 3, welche von der Sichtseite 6 aus zu erkennen sind. Nach diesem Prozess der dreidimensionalen Formgebung wird dann die in der Figur 2 dargestellte Tragschicht 10 angebracht, beispielsweise indem der bisherige Aufbau mit dieser Tragschicht 10 hinterspritzt wird. Die Tragschicht 10 ist dabei als transparenter oder transluzenter Thermoplast ausgebildet. Dieser kann insbesondere hinter die mit den aufgedruckten Leiterbahnen 7, den LEDs 8 und den Lichtauskopplungsstrukturen 9 im Bereich der dreidimensional umgeformten Bereiche 3 hinterspritzt werden.
Abschließend wird der Aufbau dann mit der bereits angesprochenen Deckschicht 4 versiegelt, welche ebenfalls als transparenter Thermoplast oder insbesondere als aufgegossene Schicht aus Polyurethan ausgebildet sein kann. Das Bauteil wird also mit dieser Deckschicht 4 beispielsweise überspritzt oder vorzugsweise überflutet, sodass die Schichtdicke der Deckschicht 4 größer als die dreidimensionale Formgebung der Abschnitte 3 ist. Damit entsteht auf der Sichtseite 6 eine glatte Oberfläche, unter welcher die dreidimensionale Formgebung der Abschnitte 3, hier also die Facettenstruktur, entsprechend zu erkennen ist, aber nicht über die Oberfläche der Sichtseite 6 hinausragt. Der Aufbau hat nun im nicht beleuchteten Zustand die optische Anmutung aus der Kombination des Chroms der Chromfolie 5 in den Abschnitten 3 und aus der Wagenfarbe in der darauf applizierten farbigen Schicht 2. Werden die lichtemittierenden Dioden 8 eingeschaltet, dann kommt es zu einer Hinterleuchtung des beleuchteten Bauteils 2, indem die transparente oder transluzente Tragschicht 10 beleuchtet wird. Die farbige Schicht 2 ist jedoch idealerweise für Licht undurchlässig, sodass ausschließlich im Bereich der Abschnitte 3, unterstützt bzw. ermöglicht durch die Lichtauskopplungsstrukturen 9 Licht in Richtung der Sichtseite 6 abgestrahlt wird. Nun entsteht also der Eindruck eines in Wagenfarbe lackierten Bauteils mit beleuchteten Abschnitten 3, beispielsweise einem beleuchteten Markenlogo. Die lichtemittierenden Dioden 8 lassen sich dabei in beliebiger Art und Weise realisieren und ansteuern, sodass insbesondere auch verschiedene Farben, wechselnde Farben oder dergleichen denkbar sind, ebenso wie ein Blinken, eine Regelung der Lichtintensität, beispielsweise in Abhängigkeit der Umgebungshelligkeit, ein Auf- und Abschwellen der Lichtintensitäten oder dergleichen.
Das gesamte Bauteil 1 ist dabei quer zur Stapelrichtung der einzelnen Schichten außerordentlich kompakt aufzubauen und lässt sich so quasi in jedes bestehende Design problemlos integrieren und kann anders als bisherige Aufbauten mit aufwändiger und dementsprechender dicker Beleuchtungstechnik einfach und effizient auch in bestehende Designs eingebaut werden, ohne hier die Proportionen und zur Verfügung stehenden Bauräume konstruktiv anpassen zu müssen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines beleuchteten Bauteils (1) für ein Fahrzeug mit einem mehrschichtigen Aufbau mit integrierten Elektronikkomponenten (7, 8) mit einer äußeren Oberfläche auf der Sichtseite (6), wobei eine der Schichten (5) ein Metall aufweist, und wobei auf der der Sichtseite (6) abgewandten Seite der das Metall aufweisenden Schicht (5) lichtemittierende Dioden (8) als Teil der Elektronikkomponenten (7, 8) angeordnet sind, wobei die das Metall aufweisende Schicht (5) auf ihrer der Sichtseite (6) zugewandten Oberfläche abschnittsweise mit einer farbigen Schicht (2) bedeckt ist, wobei die nicht von der farbigen Schicht (2) bedeckten Abschnitte (3) der das Metall aufweisenden Schicht (5) eine dreidimensionale Formgebung aufweisen, in deren Bereich auf der der Sichtseite (6) abgewandten Seite der das Metall aufweisenden Schicht (5) Lichtauskopplungsstrukturen (9) angeordnet sind, wozu in einem ersten Verfahrensschritt eine die das Metall aufweisende Schicht (5) ausbildende Folie (5) auf einer der späteren Sichtseite (6) zugewandten Vorderseite partiell mit der farbigen Schicht (2) versehen wird; in einem zweiten Verfahrensschritt die Folie (5) auf einer der späteren Sichtseite (6) abgewandten Rückseite mit zumindest einem Teil der Elektronikkomponenten (7,
8) und insbesondere den Lichtauskopplungsstrukturen (9) versehen wird; in einem dritten Verfahrensschritt eine Bestückung weiterer elektronischer Komponenten (8), einschließlich der lichtemittierenden Dioden (8), erfolgt; in einem vierten Verfahrensschritt eine dreidimensionale Formgebung der nicht mit der farbigen Schicht (2) versehenen Abschnitte (3) der Folie (5) durch Tiefziehen oder Thermoumformen erfolgt; in einem fünften Verfahrensschritt die Tragschicht (10) auf die Rückseite der Folie (5) aufgebracht wird; und in einem sechsten Verfahrensschritt die Sichtseite (6) der Folie (5) mit einem transparenten Kunststoff als Deckschicht (4) versehen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Auftrag der transparenten Deckschicht (4) durch Überfluten oder Überspritzen mit einem transparenten Kunststoff, insbesondere einem Polyurethan, erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtauskopplungsstrukturen (9) im zweiten Verfahrensschritt durch Aufdrucken und/oder im vierten Verfahrensschritt durch Einprägen auf die/in die Folie (5) eingebracht werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass als die das Metall aufweisende Schicht (5) eine Chromfolie (5) verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die farbige Schicht (2) als opake farbige Schicht (2) ausgebildet wird.
6. Fahrzeug mit einem beleuchteten Bauteil (1) hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
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