WO2012089354A1 - Herstellungsverfahren für formteile mit unterschiedlichen oberflächenmaterialien - Google Patents

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layer composite
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Dominik STADLER
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Definitions

  • the invention relates to a method for the production of molded parts, in particular trim parts for each type of vehicles and aircraft, with the various surface materials can be displayed or can be brought into the desired final shape.
  • Aluminum moldings are conventionally produced in several process steps. In this case, first the starting material is punched out of an aluminum layer and then the transformation into the desired target shape is achieved by a large number of forming steps. Usually, a pressing tool is used which generates the essential shape of the molding in several strokes and brings the component in its final form with a final Kalibrierhub.
  • Pressing of the component takes place in a process step.
  • a wood veneer cover is placed on a dry adhesive layer on the lower veneer (blind veneer), which in turn is placed over a dry adhesive layer on a perpendicular to the first lower veneer second lower veneer, wherein the fiber directions of the two lower veneer substantially at right angles run to each other (locking structure) to achieve a predefined stability of the component.
  • This assembly is placed in a pressing tool and brought into the target shape over 4 to 5 minutes under the action of heat, wherein the dry glues melt between the veneers and connect the hitherto loosely folded layers.
  • the pressing process takes place at about 140 ° C, so that the thermosetting dry glues are reactivated.
  • thermoset dry glue After completion of the component this is removed from the wood component press and injected behind in an injection mold with a mounting structure, which ultimately serves as a fastening device for mounting in the vehicle or aircraft.
  • Alternative manufacturing methods for wood veneer moldings are the so-called.
  • Membrane presses or hot pressing In both methods, a wood veneer layer deposited with fleece is placed on the previously produced fastening structure, which essentially has the target shape toward the visible side, and pressed into the target shape corresponding to the carrier structure by means of membrane or hot pressing.
  • the wood veneer In order to be able to rest on the various contours of the end component, the wood veneer must be provided at its edge with pre-punched or lasered cuts that allow for creating the wood veneer on top of the support structure adjustment.
  • the cemented incisions are the area with the greatest risk of cracking in the finished component, which would render the component useless.
  • the object of the invention to provide an improved manufacturing method for molded parts of any surface materials, in which the production time per molded part shortened and the need for cuts in the edge region of the surface material is avoided.
  • Such a manufacturing method comprises the steps of laminating a Obermateriallage on a support layer to produce a first layer composite, placing a top layer on the first layer composite for producing a second layer composite, wherein the Upper layer substantially has the thickness of the first layer composite, and the reshaping of the second layer composite in a predetermined target shape.
  • Obermateriallage can serve a wood veneer layer, a textile layer, a fabric layer, a carbon layer, a leather layer or a film layer.
  • the process step of forming the second layer composite in a predetermined target shape is a heat-action-free press-forming, which corresponds to a pressing process for aluminum moldings.
  • a wood veneer layer as Obermateriallage this is calibrated and conditioned before placing the top layer on the first layer composite, i. ground to the desired thickness and moistened to increase the flexibility during forming, for example vapor-deposited.
  • the carrier layer is formed as an aluminum layer, since in this case the forming processes for aluminum moldings are advantageously also applicable to the inventive method.
  • the aluminum layer has a thickness of 0.3 to 0.6 mm, preferably 0.4 mm.
  • a coupling layer for improved connection of the following layers is laminated on top and / or bottom side of this carrier layer.
  • the coupling layer may be films such as polyester or polyamide films.
  • the upper layer essentially has the thickness of the first layer composite, wherein the tensile or compression forces are just then minimal, when the upper side (visible side) of the Obermateriallage represents the center of the second layer composite.
  • a transformation of sensitive upper material layers such as wood veneer, leather, carbon and the like can be generated heat-free and at a speed which is at least 4 to 5 times as fast as hot or membrane pressing.
  • the top layer is formed as an aluminum layer and has a thickness which corresponds to the thickness of the aluminum molding.
  • two molded parts can be produced simultaneously in one process cycle, one of which produces an aluminum molding, the other a molding with a corresponding upper material layer, for example a wood veneer molding.
  • the upper material layer or the first layer composite and the aluminum upper layer can be separated after forming the second layer composite.
  • at least one tab is provided on the upper material layer and / or the aluminum layer at an empirically determined position.
  • the two parts can be solved if at least one tab is provided.
  • the thickness of the aluminum layer is 0.6 to 0.8 mm, preferably 0.6 mm, and can thus form an independent aluminum molding. Irrespective of whether one or two molded parts are produced by the method according to the invention, the molded parts are then back-injected by means of injection molding of a fastening structure. This attachment structure later serves as a fastening device for connection of the molded part in the vehicle or aircraft.
  • the upper molding and the aluminum molding can be used in the same injection-molding tool. Both moldings have substantially the same outer shape and can be inserted and fixed in the same injection mold. Consequently, it is not necessary to provide several injection molds for aluminum moldings or moldings with other surface materials such as leather, carbon, wood, etc.
  • a further advantage is that the upper molding after the forming process is made deliberately smaller than the resting on the visible side of the upper aluminum molding or any deformed upper layer. Since the upper molding is disposed on the underside (facing the opposite side) of the aluminum molding during forming, it has an outer dimension reduced by the size of the upper sheet and the aluminum molding, respectively. There are two ways to compensate for this offset. Either the too small upper molding is inserted into the injection molding and brought by injection pressure substantially in the desired target shape or expanded. Alternatively, even after separating the upper molding from the upper sheet or the aluminum molding, an additional forming step could take place in which the upper molding is pressed from below with a prefabricated blank onto the desired outer contour.
  • the offset is so small, namely a maximum of 0.8 mm, that from a practical point of view, no adjustment must be made.
  • this offset can be used.
  • the upper molding is provided on the visible side with a varnish layer, whereby the upper molding the outer dimension of the aluminum Receives molding.
  • the attachment structure is then designed correspondingly smaller.
  • a sealing edge can be sprayed on during the injection molding of the fastening structure at the same time, which serves as a seal against the casting tool during the subsequent cast-coating.
  • the sealing edge serves only as an aid during the Lackg facedreaes and is later milled to complete the component.
  • three different components can be produced, which all have the same outer contour and can be alternatively fastened to the same position in the respective vehicle.
  • an upper molding with an upper of wood veneer, leather, fabric, textile, carbon or foil can be produced; alternatively, this surface material molding can be coated with varnish, and finally an aluminum molding can be provided at the same time.
  • 1 is a side sectional view of a deformed second layer
  • Fig. 2a is a side sectional view of an aluminum molding
  • Fig. 2b is a side sectional view of an upper molding
  • 2c is a side sectional view of an upper molding with topcoat paint layer
  • Fig. 3 is a side sectional view of a component with molded
  • Fig. 1 an arrangement in side sectional view is shown, in which two mold parts lying on each other were formed simultaneously with the manufacturing method according to the invention.
  • a Obermateriallage 2 is laminated, so that a first layer composite 3 is formed.
  • a top layer 4 is placed, so that a second layer composite 5 is formed, which is pressed in its entirety in a predetermined target shape.
  • the deformation is merely a bend of about 90 °, but any shapes that can be realized with pressing tools can be achieved.
  • Both the top layer 4 and the carrier layer 1 are formed of aluminum and can thus be formed in an aluminum forming tool for aluminum moldings.
  • the components are produced with substantially the same thickness, wherein in the embodiment shown the thickness d1 of the top layer 4 corresponds to the thickness d2 of the first layer composite 3.
  • the first layer composite 3 is separated from the aluminum top layer 4, so that an upper molded part and an aluminum molded part are formed. With one procedure, two molded parts of different material can thus be produced at high speed.
  • the top layer 4 is releasably placed on the first layer composite 3.
  • tabs (not shown) are provided both on the top layer 4 and on the carrier layer 1, at which tabs the respective components can be grasped and separated.
  • Obermateriallage 2 serves in the embodiment shown in Fig. 1, a calibrated before the laying on the carrier layer 1 and conditioned wood veneer layer.
  • an upper material but also leather, Carbon, textile, fabric or foil are taken. Due to the arrangement of the upper material layer 2, which is sensitive in relation to the other layers, between the carrier layer 1 and the upper layer 4, the upper material layer 2 is in the neutral phase 10 during the forming process, in which the effects due to pushing and compressive forces are lowest.
  • the aluminum top layer 4 On the outside (on the visible side), the aluminum top layer 4 has a thin protective lacquer surface which protects the aluminum component against external influences such as scratching. Since the aluminum top layer 4 becomes a separate aluminum molded part, it already has the correspondingly predetermined thickness for forming.
  • FIGS. 2a to 2c show, in a lateral sectional view, three molded parts with different surfaces.
  • the aluminum top layer 4 of FIG. 1 is back-injected with a mounting structure 6 by means of injection molding, wherein pins 7 were molded with, which serve for latching attachment of the molding in the vehicle.
  • the aluminum top layer 4 has, on the side facing away from the visible side, a coupling layer 4 ', which has been omitted in FIG. 1 for the sake of clarity.
  • the coupling layer 4 ' serves for better connection and adhesion of the attachment structure 6 to the aluminum upper layer 4.
  • the first layer composite 3 from FIG. 1 is back-injected with a fastening structure 6, whereby widening of the component is achieved by adjusting the injection pressure so that finally a molded part having the same outer dimension of the aluminum molded part from FIG. 2 a is formed ,
  • a film coupling layer 8 ' is provided between the mounting structure 6 and the carrier layer 1
  • a second coupling layer 8 "being provided between the support structure 1 and the upper material layer which are not shown in FIG. 1 for reasons of clarity
  • the aluminum carrier layer and the upper material layer may have a derarred tige coupling layer be laminated before the forming.
  • Re-injection process for the aluminum molding of Fig. 2a and the molding with the Obermateriallage 2 is performed in one and the same injection mold.
  • the wood veneer top layer 2 forms the visible side surface and is provided only with a thin protective layer, e.g. coated very thin paint layer, the surface remains porous.
  • FIG. 2c shows a further use of the first layer composite 3 already shown in FIG. 2b in a lateral sectional view.
  • the smaller outer dimension (offset) of the first layer composite 3 achieved in the simultaneous forming according to FIG. 1 is used in order to provide a third surface variant, the final molded part again having the same outer dimension.
  • This is shown in the figures 2a to 2c by the dashed line at the end edge of the visible side.
  • the upper molded part formed from the first layer composite 3 and the fastening structure 6 is provided with a lacquer layer 9 which has a predetermined thickness to compensate for the offset.
  • the lacquer layer 9 is provided by a conventional curtain coating process. To compensate for the increased thickness of the lacquer layer 9 and the first layer composite 3, a correspondingly smaller fastening structure 6 is back-injected.
  • FIG. 3 shows the first layer composite 3, formed from top material layer 2 and carrier layer 1 with coupling layers 8 ', 8 "arranged on both sides, in a state inserted into a casting system with the casting bell surrounding the component 13.
  • the outer molded part becomes a special attachment structure 6 behind injected, in which a sealing edge 12 is molded with, the used in the Lackg tell compiler as a seal against the casting bell 13.
  • the sealing edge 2 extends beyond the upper molding in the lateral direction and abuts against the casting bell 13.
  • the upper material 2 is then covered with lacquer, wherein the sealing edge 12 avoids the occurrence of lacquer.
  • the upper molding is brought to the desired size along the milling edge 1, wherein the sealing edge 12 is milled with.
  • the invention is not limited in its execution to the above-given preferred embodiments. Rather, a number of variants is conceivable, which makes use of the illustrated solution even with fundamentally different types of use.
  • any suitable for the pressing method layer may be used, as long as it has substantially the thickness of the first layer composite and thus the Obermateriallage is moved to the forming in the neutral phase.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen mit den Verfahrensschritten des Aufkaschierens einer Obermateriallage auf eine Trägerlage zur Erzeugung eines ersten Lagenverbunds, des Auflegens einer Oberlage auf den ersten Lagenverbund zur Erzeugung eines zweiten Lagenverbunds, wobei die Oberlage im Wesentlichen die Dicke des ersten Lagenverbunds aufweist, sowie des Umformens des zweiten Lagenverbunds in eine vorbestimmte Zielform.

Description

Herstellungsverfahren für Formteile mit unterschiedlichen
Oberflächenmaterialien
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen, insbesondere Zierteilen für jede Art von Fahr- und Flugzeugen, mit dem verschiedene Oberflächenmaterialien darstellbar sind bzw. in die gewünschte Endform gebracht werden können.
Bislang können zwar eine Vielzahl von Oberflächenmaterialien eingesetzt und auf der Sichtseite von Form-Zierteilen realisiert werden, jedoch sind für die verschiedenen Materialien jeweils entsprechend angepasste Herstellungsverfahren durchzuführen. Dies wird im folgenden Beispiel anhand von Aluminium- Formteilen und Holzfurnier-Formteilen dargestellt.
Aluminium-Formteile werden herkömmlicherweise in mehreren Verfahrensschritten hergestellt. Dabei wird zunächst das Ausgangsmaterial aus einer Alu- miniumlage ausgestanzt und anschließend die Umformung in die gewünschte Zielform durch eine Vielzahl von Umformungsschritten erzielt. Üblicherweise wird ein Presswerkzeug verwendet, das in mehreren Hüben die wesentliche Form des Formteils erzeugt und mit einem abschließenden Kalibrierhub das Bauteil in seine endgültige Form bringt.
Für Formteile mit Holzfurnier auf der Sichtseite musste ein gänzlich anderes Herstellungsverfahren verwendet werden, bei dem Umformung und
Verpressung des Bauteils in einem Verfahrensgang stattfindet. Bei derartigen Holzfurnier-Formteilen ist ein Holz-Deckfurnier auf einer Trockenleimlage auf dem Unterfurnier (Blindfurnier) aufgelegt, das wiederum über eine Trockenleimlage auf einem senkrecht zu dem ersten Unterfurnier angeordneten zweiten Unterfurnier aufgelegt ist, wobei die Faserrichtungen der beiden Unterfurniere im Wesentlichen im rechten Winkel zueinander verlaufen (Sperraufbau), um eine vordefinierte Stabilität des Bauteils zu erzielen. Dieser Aufbau wird in ein Presswerkzeug eingelegt und über 4 bis 5 Minuten unter Wärmeeinwirkung in die Zielform gebracht, wobei die Trockenleime zwischen den Furnieren aufschmelzen und die bis dahin lose zusammengelegten Lagen verbinden. Der Pressvorgang findet bei ca. 140°C statt, so dass die duroplastischen Trockenleime reaktiviert werden. Die Presszeit von 4 bis 5 Minuten ist deshalb nötig, dass der duroplastische Trockenleim Vernetzungen und Verankerungen (Kohä- sion und Adhäsion) mit den jeweils anliegenden Lagen einnehmen kann. Nach Fertigstellung des Bauteils wird dieses aus der Holzbauteil-Presse entfernt und in einem Spritzgusswerkzeug mit einer Befestigungsstruktur hinterspritzt, die letztlich als Befestigungsvorrichtung zur Anbringung im Fahrzeug bzw. Flug- zeug dient. Alternative Herstellungsverfahren für Holzfurnier-Formteile sind das sog.
Membranpressen oder Warmpressen. Bei beiden Verfahren wird auf die vorab erzeugte Befestigungsstruktur, die zur Sichtseite hin im Wesentlichen die Zielform aufweist, eine mit Vlies hinterlegte Holzfurnierlage aufgelegt und mit- tels Membran- oder Warmpressen in die der Trägerstruktur entsprechende Zielform (an)-gepresst. Um sich an die verschiedenen Konturen des Endbauteils anlegen zu können, muss das Holzfurnier an seinem Randbereich mit vorab eingestanzten oder gelaserten Einschnitten versehen werden, die beim Anlegen des Holzfurniers an der Oberseite der Trägerstruktur eine Anpassung ermöglichen. Dabei ist jedoch problematisch, dass die Einschnitte beim Ziehen des Holzfurniers über die Konturen aufgehen, d.h. Freiräume entstehen, die anschließend aufwendig gekittet werden müssen. Die gekitteten Einschnitte sind bei dem fertigen Bauteil der Bereich mit der größten Rissgefahr, was zu einer Unbrauchbarkeit des Bauteils führen würde.
Aufgabe der Erfindung
Ausgehend von dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Herstellung von Aluminium-Formteilen und Holzfurnier-Formteilen ist die Aufgabe der Erfindung ein verbessertes Herstellungsverfahren für Formteile beliebiger Oberflächenmaterialen bereitzustellen, bei dem die Herstellungsdauer pro Formteil verkürzt und die Notwendigkeit von Einschnitten im Randbereich des Oberflächenmaterials vermieden ist.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen gemäß Anspruch 1. Ein derartiges Herstellungsverfahren umfasst die Schritte des Aufkaschierens einer Obermateriallage auf eine Trägerlage zur Erzeugung eines ersten Lagenverbunds, das Auflegen einer Oberlage auf den ersten Lagenverbund zur Erzeugung eines zweiten Lagenverbunds, wobei die Oberlage im Wesentlichen die Dicke des ersten Lagenverbunds aufweist, und das Um- formen des zweiten Lagenverbunds in eine vorbestimmte Zielform. Als Obermateriallage kann eine Holzfurnierlage, eine Textillage, eine Gewebelage, eine Karbonlage, eine Lederlage oder eine Folienlage dienen.
Der Verfahrensschritt des Umformens des zweiten Lagenverbunds in einer vor- gebestimmten Zielform ist ein wärmeeinwirkungsfreies Press-Umformen, das einem Pressverfahren für Aluminium-Formteile entspricht. Bei Verwendung einer Holzfurnierlage als Obermateriallage wird diese vor dem Auflegen der Oberlage auf den ersten Lagenverbund kalibriert und konditioniert, d.h. auf die gewünschte Dicke geschliffen und zur Erhöhung der Flexibilität während des Umformens befeuchtet, beispielsweise bedampft.
In einer bevorzugten Ausführung ist die Trägerlage als Aluminiumlage ausgebildet, da hierbei die Umformungsprozesse für Aluminium-Formteile vorteilhaft auch auf das erfindungsgemäße Verfahren anwendbar sind. Die Aluminiumlage weist eine Dicke von 0,3 bis 0,6 mm, vorzugsweise 0,4 mm auf. Ferner ist auf diese Trägerlage ober- und/oder unterseitig eine Kopplungsschicht zur verbesserten Anbindung der nachfolgenden Lagen aufkaschiert. Als Kopplungsschicht können Folien wie beispielsweise Polyester oder Polyamidfolien dienen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist besonders günstig, dass durch das Auflegen einer Oberlage auf den ersten Lagenverbund, wobei die Oberlage wesentlich die Dicke des ersten Lagenverbunds aufweist, die Obermateriallage für den Umformprozess des zweiten Lagenverbunds in die so genannte neutrale Phase, d.h. im Wesentlichen in die Mitte des zweiten Lagenverbunds gebracht wird. Bei dem Umformprozess entstehen standardmäßig im Außenbereich starke Zugkräfte, im gegenüberliegenden Innenbereich entsprechend starke Schubkräfte bzw. Stauchungen, wobei das Ziehen im Bereich der Außenbiegungen zu Rissen in der Obermateriallage führen, bzw. die Optik beeinträchtigen könnte. Durch Verwendung der Oberlage und der dadurch erzielten Verle- gung der Obermateriallage in die neutrale Phase werden diese Zug- und
Stauchkräfte im Bereich des umzuformenden Materials auf ein Minimum redu- ziert. Es reicht dabei aus, dass die Oberlage im Wesentlichen die Dicke des ersten Lagenverbunds aufweist, wobei die Zug- bzw. Stauchkräfte eben gerade dann minimal sind, wenn die Oberseite (Sichtseite) der Obermateriallage die Mitte des zweiten Lagenverbunds darstellt.
Mit der erfindungsgemäßen Anordnung von Oberlage, Obermateriallage und Trägerlage kann eine Umformung von sensiblen Obermateriallagen wie Holzfurnier, Leder, Karbon und dergleichen wärmeeinwirkungsfrei und mit einer Geschwindigkeit erzeugt werden, die mindestens 4 bis 5 mal so schnell ist, wie das Warm- bzw. Membranpressen.
In einer günstigen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Oberlage als Aluminiumlage ausgebildet und weist eine Dicke auf, die der Dicke des Aluminium-Formteils entspricht. Auf diese Weise können in einem Verfahrens- durchlauf gleichzeitig zwei Formteile hergestellt werden, wobei das eine ein Aluminium-Formteil, das andere ein Formteil mit entsprechender Obermateriallage, beispielsweise ein Holzfurnier-Formteil, ergibt.
Zur weiteren Verarbeitung können die Obermateriallage bzw. der erste Lagen- verbünd und die Aluminium-Oberlage nach dem Umformen des zweiten Lagenverbunds getrennt werden. Um die nach dem Umformen innerhalb der Aluminiumlage eingeschlossene Obermateriallage zu separieren, kann in einer vorteilhaften Ausführung vorgesehen sein, dass an der Obermateriallage und/oder der Aluminiumlage mindestens eine Lasche an einer empirisch ermittelten Stel- le vorgesehen ist. Besonders einfach lassen sich die beiden Teile voneinander lösen, wenn je mindestens eine Lasche vorgesehen ist.
In einer bevorzugten Ausführung ist die Dicke der Aluminiumlage 0,6 bis 0,8 mm, vorzugsweise 0,6 mm, und kann somit ein eigenständiges Aluminium- Formteil bilden. Unabhängig davon, ob mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein oder zwei Formteile hergestellt werden, werden die Formteile anschließend mittels Spritzgießen einer Befestigungsstruktur hinterspritzt. Diese Befestigungsstruktur dient später als Befestigungsvorrichtung zum Anschluss des Formteils im Fahr- bzw. Flugzeug. Durch Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist besonders günstig, dass das Obermaterial-Formteil und das Aluminium-Formteil in demselben Hinterspritzwerkzeug verwendbar sind. Beide Formteile weisen im Wesentlichen dieselbe Außenform auf und können in ein und demselben Spritzwerkzeug eingelegt und befestigt werden. Es ist folglich nicht nötig, meh- rere Spritzwerkzeuge für Aluminium-Formteile oder Formteile mit anderem Oberflächenmaterialen wie Leder, Karbon, Holz etc. bereitzustellen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist ein weiterer Vorteil, dass das Obermaterial-Formteil nach dem Umformprozess bewusst kleiner ausgebildet ist, als das auf der Sichtseite des Obermaterials aufliegende Aluminium-Formteil bzw. jede beliebige umgeformte Oberlage. Da das Obermaterial-Formteil während der Umformung auf der Unterseite (der Sichtseite gegenüberliegend) des Aluminium-Formteils angeordnet ist, weist es eine um die Größe bzw. Dicke der Oberlage bzw. das Aluminium-Formteils reduzierte Außendimension auf. Zum Ausgleich dieses Offsets gibt es zwei Möglichkeiten. Entweder wird das zu kleine Obermaterial-Formteil in das Spritzgusswerk eingelegt und mittels Spritzdruck im Wesentlichen in die gewünschte Zielform gebracht bzw. aufgeweitet. Alternativ könnte auch nach dem Separieren des Obermaterial-Formteils von der Oberlage bzw. dem Aluminium-Formteil ein zusätzlicher Umformschritt er- folgen, bei dem das Obermaterial-Formteil von unten mit einem vorgefertigten Rohling auf die gewünschte Außenkontur gedrückt wird. Es ist jedoch zu berücksichtigen, dass der Offset derartig gering ist, nämlich maximal 0,8 mm, dass aus praktischer Sicht keine Anpassung erfolgen muss. Gleichwohl kann in einer besonderen Ausführung der Erfindung dieser Offset genutzt werden. Dazu wird das Obermaterial-Formteil auf der Sichtseite mit einer Lackschicht versehen, wodurch das Obermaterial-Formteil die Außendimension des Aluminium- Formteils erhält. Die Befestigungsstruktur ist dann entsprechend kleiner ausge- bildet.
In einer günstigen Ausführungsform zur Herstellung des Formteils mit Lack- schicht kann beim Hinterspritzen der Befestigungsstruktur gleichzeitig ein Dichtrand mit angespritzt werden, der beim nachfolgenden Lackgießen als Abdichtung gegenüber dem Gießwerkzeug dient. Der Dichtrand dient lediglich als Hilfsmittel während des Lackgießprozesses und wird später zur Fertigstellung des Bauteils abgefräst.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können somit drei unterschiedliche Bauteile hergestellt werden, die alle dieselbe Außenkontur aufweisen und an derselben Position im jeweiligen Fahrzeug alternativ befestigbar sind. Zum einen kann ein Obermaterial-Formteil mit einem Obermaterial aus Holzfurnier, Leder, Gewebe, Textil, Karbon oder Folie hergestellt werden, alternativ kann dieses Oberflächenmaterial-Formteil mit Lack überzogen ausgebildet sein, und schließlich kann gleichzeitig ein Aluminium-Formteil bereitgestellt werden.
Weitere Vorteile der Erfindung werden nachstehend gemeinsamen mit der Be- Schreibung bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine seitliche Schnittansicht eines umgeformten zweiten Lagen-
Verbunds;
Fig. 2a eine seitliche Schnittansicht eines Aluminium-Formteils;
Fig. 2b eine seitliche Schnittansicht eines Obermaterial-Formteils;
Fig. 2c eine seitliche Schnittansicht eines Obermaterial-Formteils mit oberseitiger Lackschicht;
Fig. 3 eine seitliche Schnittansicht eines Bauteils mit angespritztem
Dichtrand. Die Darstellung der beigefügten Figuren erfolgt beispielhaft schematisch. In den Figuren sind jeweils gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Ferner sind nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente dargestellt.
In Fig. 1 ist eine Anordnung in seitlicher Schnittansicht dargestellt, bei der zwei Formteile aufeinander liegend gleichzeitig mit dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren umgeformt wurden. Auf eine Trägerlage 1 ist eine Obermateriallage 2 aufkaschiert, so dass ein erster Lagenverbund 3 gebildet ist. Auf diesem ersten Lagenverbund 3 ist eine Oberlage 4 aufgelegt, so dass ein zweiter Lagenverbund 5 gebildet wird, der in seiner Gesamtheit in eine vorbestimmte Zielform gepresst wird. In der gezeigten Ausführung handelt es sich bei der Umformung lediglich um eine Umbiegung um ca. 90°, es können jedoch beliebige mit Presswerkzeugen realisierbare Formen erzielt werden. Sowohl die Oberlage 4 als auch die Trägerlage 1 sind aus Aluminium gebildet und können somit in einem Aluminium-Umformwerkzeug für Aluminium-Formteile umgeformt werden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Bauteile mit im Wesentlichen gleicher Dicke hergestellt, wobei in der gezeigten Ausführung die Dicke d1 der Oberlage 4 der Dicke d2 des ersten Lagenverbunds 3 entspricht. Nach der Umformung des zweiten Lagenverbunds 5 wird der erste Lagenverbund 3 von der Aluminium-Oberlage 4 getrennt, so dass ein Obermaterial- Formteil und ein Aluminium-Formteil gebildet werden. Mit einem Verfahrensgang können somit zwei Formteile unterschiedlichen Materials mit hoher Geschwindigkeit hergestellt werden.
Die Oberlage 4 ist lösbar auf dem ersten Lagenverbund 3 aufgelegt. Zur Separierung sind sowohl an der Oberlage 4 als auch an der Trägerlage 1 Laschen (nicht gezeigt) vorgesehen, an denen die jeweiligen Bauteile erfasst und getrennt werden können. Als Obermateriallage 2 dient in der in Fig. 1 gezeigten Ausführung eine vor dem auf die Trägerlage 1 Auflegen kalibrierte und konditionierte Holzfurnierlage. Alternativ kann als Obermaterial jedoch auch Leder, Karbon, Textil, Gewebe oder Folie hergenommen werden. Durch die Anordnung der im Verhältnis zu den anderen Lagen empfindlichen Obermateriallage 2 zwischen Trägerlage 1 und Oberlage 4 befindet sich die Obermateriallage 2 während des Umformprozesses in der neutralen Phase 10, bei der die Auswir- kungen durch Schub- und Druckkräfte am geringsten sind. Die Aluminium- Oberlage 4 weist außenseitig (auf der Sichtseite) eine dünne Schutzlackoberfläche auf, die das Aluminium-Bauteil vor Außeneinwirkungen wie Kratzen schützt. Da die Aluminium-Oberlage 4 zu einem eigenen Aluminium-Formteil wird, weist sie bereits zur Umformung die entsprechend vorbestimmte Dicke auf.
In den Figuren 2a bis 2c sind in seitlicher Schnittansicht drei Formteile mit unterschiedlichen Oberflächen dargestellt. In Fig. 2a ist die Aluminium-Oberlage 4 aus Fig. 1 mit einer Befestigungsstruktur 6 mittels Spritzgießen hinterspritzt, wobei Zapfen 7 mit angespritzt wurden, die zur einrastenden Befestigung des Formteils im Fahrzeug dienen. Die Aluminium-Oberlage 4 weist auf der der Sichtseite abgewandten Seite eine Kopplungsschicht 4' auf, die der Übersichtlichkeit wegen in Fig. 1 weggelassen wurde. Die Kopplungsschicht 4' dient zur besseren Anbindung und Haftung der Befestigungsstruktur 6 an der Aluminium- Oberlage 4.
In Fig. 2 ist der erste Lagenverbund 3 aus Fig. 1 mit einer Befestigungsstruktur 6 hinterspritzt, wobei durch Anpassung des Spritzdrucks eine Aufweitung des Bauteils erzielt wird, so dass schlussendlich ein Formteil mit identischer Außen- dimension des Aluminium-Formteils aus Fig. 2a entsteht. Zwischen der Befestigungsstruktur 6 und der Trägerlage 1 ist eine Folien-Kopplungsschicht 8', zwischen der Trägerstruktur 1 und der Obermateriallage eine zweite Kopplungsschicht 8" vorgesehen, die in Fig. 1 der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt sind. Als Kopplungsschichten können grundsätzlich Folien dienen, die dem je- weiligen Material vorab aufkaschiert sind. So kann z.B. der Aluminium- Trägerlage und der Obermateriallage vor dem aufeinander Auflegen eine derar- tige Kopplungsschicht noch vor dem Umformen aufkaschiert sein. Der
Hinterspritzvorgang für das Aluminium-Formteil aus Fig. 2a und das Formteil mit der Obermateriallage 2 wird in ein und demselben Spritzwerkzeug durchgeführt. Die Holzfurnier-Obermateriallage 2 bildet die sichtseitige Oberfläche und wird lediglich mit einer dünnen Schutzschicht, z.B. sehr dünnen Lackschicht überzogen, wobei die Oberfläche offenporig bleibt.
In Fig. 2c ist eine weitere Verwendung des bereits in Fig. 2b dargestellten ersten Lagenverbunds 3 in einer seitlichen Schnittansicht dargestellt. Dabei wird die bei der gleichzeitigen Umformung gemäß Fig. 1 erzielte geringere Außendimension (Offset) des ersten Lagenverbunds 3 genutzt, um eine dritte Oberflächenvariante bereitzustellen, wobei das letztlich erzielte Formteil wieder dieselbe Außendimension aufweist. Dies ist in den Figuren 2a bis 2c durch die gestrichelte Linie an der Abschlusskante der Sichtseite dargestellt. Das aus dem ers- ten Lagenverbund 3 sowie der Befestigungsstruktur 6 gebildeten Obermaterial- Formteil ist mit einer Lackschicht 9 versehen, die eine vorbestimmte Dicke aufweist, den Offset auszugleichen. Die Lackschicht 9 wird mit einem üblichen Lackgießverfahren bereitgestellt. Zum Ausgleich der vergrößerten Dicke von Lackschicht 9 und ersten Lagenverbund 3 wird eine entsprechend kleinere Be- festig ungsstruktur 6 hinterspritzt.
Aus den nach der Umformung gemäß Fig. 1 erzielten zwei Bauteilen mit Aluminium bzw. Holzfurnier auf der Sichtseite können somit schlussendlich zwei Formteile gemäß Fig. 2a und 2b oder 2c erzielt werden.
In Fig. 3 ist der erste Lagenverbund 3, gebildet aus Obermateriallage 2 und Trägerlage 1 mit beidseitig angeordneten Kopplungsschichten 8', 8", in einem in eine Lackgießanlage mit das Bauteil umgebender Gießglocke 13 eingelegten Zustand dargestellt. Dem Obermaterial-Formteil wird eine besondere Befestigungsstruktur 6 hinterspritzt, bei der ein Dichtrand 12 mit angespritzt wird, der bei dem Lackgießverfahren als Abdichtung gegenüber der Gießglocke 13 dient. Der Dichtrand 2 erstreckt sich über das Obermaterial-Formteil in seitliche Richtung hinaus und liegt an der Gießglocke 13 an. Das Obermaterial 2 wird anschließend mit Lack Übergossen, wobei durch den Dichtrand 12 ein Austre- ten von Lack vermieden ist. Nach Verfestigung der Lackschicht 9 wird das Obermaterial-Formteil auf die gewünschte Größe entlang der Fräskante 1 gebracht, wobei der Dichtrand 12 mit abgefräst wird.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend an- gegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Beispielsweise kann anstelle der Aluminium-Oberlage eine beliebige für das Pressverfahren geeignete Lage verwendet werden, solange diese im wesentlichen die Dicke des ersten Lagen- Verbunds aufweist und somit die Obermateriallage zur Umformung in die neutrale Phase verschoben wird.
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Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von Formteilen umfassend die Schritte: a. Aufkaschieren einer Obermateriallage auf eine Trägerlage zur Erzeugung eines ersten Lagenverbunds, b. Auflegen einer Oberlage auf den ersten Lagenverbund zur Erzeugung eines zweiten Lagenverbunds, wobei die Oberlage im Wesentlichen die Dicke des ersten Lagenverbunds aufweist, c. Umformen des zweiten Lagenverbunds in eine vorbestimmte
Zielform.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Oberlage und/oder die Trägerlage aus Aluminium sind/ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Umformen des zweiten Lagenverbunds die Obermateriallage und der erste Lagenverbund trennbar sind und ein Obermaterial-Formteil und ein Aluminium-Formteil bilden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Obermaterial-Formteil und/oder das Aluminium-Formteil mittels Spritzgießen mit einer Befestigungsstruktur hinterspritzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Obermaterial-Formteil und das Aluminium-Formteil in demselben Hinterspritz- werkzeug verwendbar sind.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Obermaterial-Formteil beim Spritzgießen auf die Außendimension des Aluminium-Formteils vergrößert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass beim Spritzgießen ein Dichtrand angespritzt wird, der bei einem nachfolgenden Lackgießverfahren als Abdichtung gegenüber dem Gießwerkzeug dient.
8. Verfahren nach zumindest einem der vorigen Ansprüche 3 bis 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Obermaterial-Formteil mit einer Lackschicht versehen wird, wodurch das Obermaterial-Formteil die Außendimension des Aluminium-Formteils erhält.
9. Verfahren nach zumindest einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminium-Oberlage eine Dicke aufweist, die der Dicke des Aluminium-Formteils entspricht.
10. Verfahren nach zumindest einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Obermateriallage und/oder die Aluminium- Oberlage mit mindestens einer Lasche versehen ist/sind.
11.Verfahren nach zumindest einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerlage ober- und/oder unterseitig eine Kopplungsschicht aufweist.
12. Verfahren nach zumindest einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminium-Oberlage eine Schutzlackoberfläche aufweist.
13. Verfahren nach zumindest einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Obermateriallage eine Holzfurnierlage, eine Le- derlage, eine Karbonlage, eine Textillage, eine Gewebelage oder eine Folienlage ist.
14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Holzfurnierlage vor dem Auflegen der Aluminium-Oberlage kalibriert und konditioniert wird.
15. Verfahren nach zumindest einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Umformen einem Pressverfahren für Aluminiumformteile entspricht.
16. Fahrzeug umfassend ein Formteil hergestellt nach einem Verfahren gemäß zumindest einem der vorigen Ansprüche.
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