WO2013083667A2 - Verfahren zur herstellung eines vorderseitig galvanisch beschichteten bedien-, dekor- oder anzeigeelements mit nicht beschichteten bereichen - Google Patents

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    • C25D5/028—Electroplating of selected surface areas one side electroplating, e.g. substrate conveyed in a bath with inhibited background plating

Definitions

  • the invention relates to a method with the method steps mentioned in the preamble of claim 1.
  • Such a method is known from German Offenlegungsschrift DE 10 2007 015 625 A1.
  • Single switches use galvanized metal surfaces with recesses that provide light for functional and ambient lighting.
  • keys are known which are manufactured in the two-component method. This is a basic body, for example
  • PC Polycarbonate
  • ABS acrylonitrile-butadiene-styrene
  • PC / ABS overmolded
  • PC acrylonitrile-butadiene-styrene
  • metal layers are deposited only on the galvanisierMiten material, but not on the polycarbonate body.
  • Chromium layer built up This makes the material in the uncoated areas transilluminable.
  • DE 10 2007 015 625 A1 proposes a method in which the areas to be freed or kept free are produced by an additive method. In this case, areas to be exposed are kept free by means of a lacquer which is applied by a printing process. As a concrete printing method in this case called the screen printing process. Such classic printing methods are relatively expensive in the device and less flexible when moldings are desired with different symbol representations. Therefore, such printing methods are only for in high
  • This object is achieved in that the paint is applied by means of a processor-controlled injection or spraying contact.
  • the application of a paint by means of a processor-controlled injection or spraying device is particularly simple and inexpensive compared to a conventional printing technique, since the establishment of printing plates is eliminated.
  • the method is also extremely flexible, since the applied symbolism is given solely by software and therefore without interrupting the printing process from one to
  • printing workpiece can be changed to another. This also eliminates the costly changeover times that are required in conventional printing techniques for replacing the printing plates.
  • the processor-controlled injection or spraying device will be referred to below as a digital printer and the coating process carried out by it accordingly as digital printing. It is particularly advantageous that the digital printer can functionally correspond largely to an inkjet printer, as it is used as a graphic output device in the field of electronic data processing. With regard to the mechanics, a well-known, mature and now very cost-effective technique is thus used. Inkjet printers are known to have printheads which, for example by means of heating or piezoelectric elements, press one or more different dyes through a matrix-shaped nozzle arrangement, and thus spray on a surface in a contactless and high-resolution manner to produce a graphic representation.
  • the areas to be exposed preferably applied by means of a UV-curable ink or UV-curing lacquer on an already finished base body.
  • the process is very precise and allows the creation of coarse to finest symbolism.
  • Digital printing can be both solid and transparent
  • Coatings are produced. Depending on the desired color effect can a combined paint composition are provided. Examples of layer sequences: Substrate, transparent lacquer, colored lacquer, or
  • a further embodiment of this method provides for the printing preferably of PC / ABS or ABS existing galvanisiertransporten films. After printing the areas to be exposed, these films are deformed in a further process, cut free and then back-injected in a tool, for example with polycarbonate.
  • the previously deformed and trimmed electroplated film is first back-injected and then, as in the
  • Electroplating process in which the components are pickled and metallized. They are preferably first nickel plated and then copper plated and chrome plated. The areas printed with color and / or clear varnish are not attacked by the pickling process and remain on the component. Since the lacquer layer has an electrically insulating effect, no metallic layers build up in the printed areas during the electroplating process. If the lacquers used in this case are translucent or transparent, they are transilluminable.
  • Another embodiment provides for additional digital printing on the inside of the component, preferably in the region of the released areas. This results in further possibilities in color design. In addition, a contrast improvement can be achieved.
  • the inside of the component can also be back-injected in a known manner with a non-galvanisiersentem plastic and so the component be made as a two-component part.
  • the intended processor control of the spraying or spraying device can graphic symbol representations that within a
  • Digital printer controlling microprocessor or personal computer are stored, immediately output by the digital printer.
  • the symbol to be applied during operation can be changed from one to the other workpiece without interruptions or costly retooling required.
  • the process is very flexible due to the digital printing process. Any font and font size stored in the controller can be used. Also the output of very high resolution

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Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren zur Herstellung eines vorderseitig galvanisch beschichteten Bedien-, Dekor- oder Anzeigeelements mit nicht beschichteten Bereichen, mit folgenden Verfahrensschritten: a) Fertigen eines Grundkörpers aus einem transparenten oder transluzenten oder eingefärbten galvanisierbaren Kunststoffmaterial mit einer Vorderseite und einer Rückseite, b) Abdecken oder Abschirmen eines Bereichs der Rückseite zur Vermeidung einer galvanischen Beschichtung in dem Bereich; c) Aufbringen einer Maskierung auf der Vorderseite mittels eines Lacks parallel zum vorgenannten Bereich, d) Halten und Kontaktieren des Grundkörpers an der Oberfläche des galvanisierfähigen Materials, wobei das Kontaktieren außerhalb des Bereichs und der Maskierung erfolgt; e) chemisches und optional galvanisches Vorbehandeln des Grundkörpers nach einem an sich bekannten Verfahren (kolloidales oder ionogenes Verfahren, oder durch Direktmetallisierung) zur Erzeugung einer dünnschichtigen Metallschicht außerhalb des Bereichs und galvanisches Fertigstellen der metallischen Oberflächenbeschichtung, wobei im Verfahrensschritt c) der Lack mittels einer prozessorgesteuerten Spritz- oder Sprühvorrichtung berührungslos aufgebracht wird.

Description

Verfahren zur Herstellung eines vorderseitig galvanisch beschichteten Bedien-, Dekor- oder Anzeigeelements mit nicht beschichteten Bereichen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Verfahrensschritten. Ein solches Verfahren ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2007 015 625 A1 bekannt.
Insbesondere die Automobilindustrie setzt immer mehr Echtmaterialien als Oberflächenmaterial ein, welche aber auch zum Teil beleuchtet werden.
Speziell bei Tasten innerhalb von Schalterfeldern oder auch bei
Einzelschaltern kommen galvanisierte Metalloberflächen zur Anwendung, welche über Aussparungen verfügen, durch die Licht für Funktions- und Ambientbeleuchtung geführt wird. Diesbezüglich sind Tasten bekannt, die im Zweikomponentenverfahren hergestellt werden. Dabei wird ein Grundkörper zum Beispiel aus
Polycarbonat (PC) gespritzt, der zur Sichtseite Erhebungen aufweist, die den darzustellenden Symbolen oder Freimachungen entsprechen. Danach wird dieser Grundkörper mit einer zweiten Komponente aus einem
galvanisierfähigem Material, wie beispielsweise Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) oder PC/ABS überspritzt, wobei die Stirnflächen der Erhebungen von der Überspritzung freibleiben. Ein Spritzen eines Vorspritzling aus PC/ABS oder Styrol und ein Hinterspritzen mit PC ist ebenso möglich. Nach dieser Vorbehandlung wird das Bauteil durch einen Galvanikprozess gefahren.
Hierbei scheiden sich Metallschichten nur auf dem galvanisierfähigen Material ab, nicht aber auf dem Polycarbonatkörper.
In einem anderen Verfahren, das in der deutschen Patentschrift
DE 102 08 674 B4 beschrieben ist, wird ein Vorspritzling aus Polycarbonat mit einem galvanisierfähigen Material wie PC/ABS oder ABS überspritzt und dann durch einen Galvanikprozess vernickelt. Anschließend wird mittels eines Lasers die Nickelschicht dort entfernt, wo Symbole oder Freimachungen vorgesehen sind. Danach wird der Galvanikprozess mit einer Verchromung fortgesetzt. Dort wo kein Nickel mehr verblieben ist, wird auch keine
Chromschicht aufgebaut. Dadurch das Material in den unbeschichteten Bereichen durchleuchtfähig.
Neben dem Lasern, als ein Material abtragendes Verfahren wird in der bereits zuvor genannten DE 10 2007 015 625 A1 ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem die freizustellenden oder freizuhaltenden Bereiche durch ein additives Verfahren erzeugt werden. Hierbei werden freizustellende Bereiche mittels eines Lacks, der durch ein Druckverfahren aufgebracht wird, freigehalten. Als konkretes Druckverfahren ist hierbei das Siebdruckverfahren genannt. Solche klassischen Druckverfahren sind relativ teuer in der Einrichtung und wenig flexibel, wenn Formteile mit unterschiedlichen Symboldarstellungen gewünscht sind. Daher sind solche Druckverfahren nur für in hohen
Stückzahlen zu fertigende Gegenstände wirtschaftlich einsetzbar. Es stellte sich daher die Aufgabe, dieses Verfahren dahingehend zu verbessern, dass es besonders kostengünstig und flexibel einsetzbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Lack mittels einer prozessorgesteuerten Spritz- oder Sprühvorrichtung berührungslos aufgebracht wird.
Die Aufbringung eines Lackes mittels einer prozessorgesteuerten Spritz- oder Sprühvorrichtung ist im Vergleich zu einer konventionellen berührenden Drucktechnik besonders einfach und kostengünstig, da die Einrichtung von Druckformen entfällt. Das Verfahren ist zudem äußerst flexibel, da die aufzubringende Symbolik allein durch eine Software vorgegeben wird und daher ohne eine Unterbrechung des Druckvorgangs von einem zu
bedruckenden Werkstück zum anderen geändert werden kann. Damit entfallen auch kostenaufwändige Umrüstzeiten, die bei konventionellen Drucktechniken zum Austauschen der Druckformen erforderlich sind.
Die prozessorgesteuerte Spritz- oder Sprühvorrichtung soll im Folgenden kurz als Digitaldrucker bezeichnet werden und das von diesem ausgeführte Beschichtungsverfahren entsprechend als Digitaldruck. Besonders vorteilhaft ist, dass der Digitaldrucker funktionell weitgehend einem Tintenstrahldrucker entsprechen kann, wie er als graphisches Ausgabegerät auf dem Gebiet der elektronischen Datenverarbeitung verwendet wird. Hinsichtlich der Mechanik wird somit auf eine grundsätzlich bekannte, ausgereifte und mittlerweile sehr kostengünstige Technik zurückgegriffen. Tintenstrahldrucker weisen bekanntermaßen Druckköpfe auf, welche, etwa mittels Heiz- oder Piezoelemente, einen oder auch mehrere verschiedene Farbstoffe durch eine matrixförmige Düsenanordnung pressen, und so berührungslos und mit hoher Auflösung zur Erzeugung einer graphischen Darstellung auf eine Oberfläche aufsprühen.
Durch Digitaldruck werden die freizustellenden Bereiche, vorzugsweise mittels einer unter UV-Strahlung härtenden Farbe oder einem unter UV-Strahlung härtendem Lack auf einen bereits fertig gestellten Grundkörper aufgebracht. Das Verfahren ist sehr präzise und ermöglicht die Erstellung grober bis feinster Symbolik. Durch ein- oder zweidimensionale Relativbewegungen zwischen dem Druckkopf und dem zu bedruckenden Grundkörper können auch größere Flächen mit einer graphisch strukturierten Lackbeschichtung versehen werden. Mittels Digitaldruck können sowohl unifarbene als auch transparente
Beschichtungen hergestellt werden. Je nach gewünschter Farbwirkung kann eine kombinierte Lackzusammenstellung vorgesehen werden. Beispiele für Schichtreihenfolgen: Substrat, transparenter Lack, farbiger Lack, oder
Substrat, farbiger Lack, transparenter Lack. Damit werden auch
Höhenanpassungen an die Schichtdicke der abschließend aufzubringenden metallischen Oberflächenbeschichtung (beispielsweise Verchromung) möglich.
Eine weitere Ausgestaltung dieses Verfahrens sieht das Bedrucken von vorzugsweise aus PC/ABS oder ABS bestehenden galvanisierfähigen Folien vor. Nach dem Bedrucken der freizustellenden Bereiche werden diese Folien in einem weiteren Prozess verformt, freigeschnitten und danach in einem Werkzeug, beispielsweise mit Polycarbonat, hinterspritzt.
In einer Verfahrensvariante dazu wird die zuvor verformte und beschnittene galvanisierfähige Folie zunächst hinterspritzt und danach, wie in der
vorgenannten Variante mittels Digitaldruck eine Lackbeschichtung auf freizustellende Bereiche aufgebracht.
In allen Ausführungsvarianten werden die Bauteile danach durch einen
Galvanikprozess geführt, in dem die Bauteile gebeizt und metallisiert werden. Dabei werden sie vorzugsweise erst vernickelt und anschließend verkupfert und verchromt. Die mit Färb- und oder Klarlack bedruckten Bereiche werden nicht durch den Beizprozess angegriffen und verbleiben auf dem Bauteil. Da die Lackschicht elektrisch isolierend wirkt, bauen sich in den bedruckten Bereichen im Galvanikprozess keine metallischen Schichten auf. Sofern die hierbei verwendeten Lacke transluzent bzw. transparent sind, sind diese durchleuchtfähig.
Eine weitere Ausführungsmöglichkeit sieht eine zusätzliche Digitalbedruckung auf der Innenseite des Bauteils vor, und zwar vorzugsweise im Bereich der freigestellten Bereiche. Hierdurch ergeben sich weitere Möglichkeiten in der Farbgestaltung. Zudem kann eine Kontrastverbesserung erreicht werden. Alternativ kann die Innenseite des Bauteils auch auf bekannte Weise mit einem nicht galvanisierfähigem Kunststoff hinterspritzt sein und so das Bauteil als Zweikomponententeil gefertigt sein. Durch die vorgesehene Prozessorsteuerung der Sprüh- oder Spritzvorrichtung können graphische Symboldarstellungen, die innerhalb eines den
Digitaldrucker steuernden Mikroprozessors oder Personal Computers gespeichert sind, unmittelbar durch den Digitaldrucker ausgegeben werden. Hierdurch kann das aufzubringende Symbol im laufenden Betrieb von einem zum anderen Werkstück geändert werden, ohne dass Unterbrechungen oder aufwendige Umrüstmaßnahmen erforderlich werden.
Das Verfahren ist auf Grund des Digitaldruckprozesses sehr flexibel. Jede im in der Steuervorrichtung gespeicherte Schriftart und Schriftgröße kann verwendet werden. Auch die Ausbringung von sehr hochaufgelösten
Symboldarstellungen ist problemlos möglich.
Es müssen keine Teile aus dem Galvanikprozess entnommen werden, um diese zu lasern oder andersartig von einer Nickelschicht zu befreien. Es können größere Schriftbreiten oder Bereiche freigestellt werden, was beim Lasern auf Grund der geringen Abtragsraten sehr lange dauern würde. Das gleiche gilt für einen Zweikomponentenprozess, wobei hier keine komplexen Werkzeuge mit Freistellungen oder Schiebern erstellt werden müssen. Durch die Verwendung von Lacken bzw. Farben wird insbesondere im Vergleich zu dem Laserverfahren ein reduzierter Übergang zwischen Freimachung und Galvanik ermöglicht, weil es durch den Lack bereits zu einem
Schichtdickenzuwachs auf der zuvor ebenen Fläche kommt. Dadurch wird ebenso ein Überwachsen der Symbolik reduziert. Farbige Lacke lassen eine farbige Beleuchtung durch das Bauteil zu. Gegebenenfalls können so auch nützliche Farbfilter realisiert werden, zudem auch Kontrasteinfärbungen, Kontrastverstärkungen oder Lichtstreuungen. Darüber hinaus lassen sich neue Ausführungen im Tagdesign darstellen, die bisher so nicht möglich waren. Es kann ein sogenannter Verschwindeeffekt realisiert werden, der tagsüber eine schwarze oder andersfarbige Symbolik darstellt und mittels Hinterleuchtung bei Nacht eine ambiente Darstellung ermöglicht. Der Digitaldruck ermöglicht sehr feine Strichkonturen oder
Freistellungen und scharfkantige Absätze.
Insgesamt ist das vorgeschlagene Herstellungsverfahren sehr kostengünstig, weil im Vergleich zu bekannten Verfahren deutlich weniger manuelle
Tätigkeiten notwendig sind. Bei bekannten Verfahren werden etwa die
Bauteile aus dem unterbrochenen Galvanikprozess herausgefahren, von den Gestellen demontiert, gelasert und anschließend wieder auf das Gestell montiert. Danach werden die Bauteile zurück in den Galvanikprozess geführt und weiter behandelt. Diese Schritte entfallen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren komplett.
Weiterhin gibt es die Möglichkeit die Bedruckungsprozesse für Fertigteile unmittelbar nach dem Spritzprozess durchzuführen und dabei das Handling, welches vorzugsweise durch Roboter erfolgen kann, zu nutzen, um die Bauteile direkt am Druckkopf vorbei zu führen oder die Teile in entsprechende Transportvorrichtungen abzulegen. Diese können dann beispielsweise in einen entsprechenden Digitaldrucker eingelegt, bedruckt und danach in dieser Verpackung zum Galvaniseur transportiert werden.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Herstellung eines vorderseitig galvanisch beschichteten Bedien-, Dekor- oder Anzeigeelemente mit nicht beschichteten Bereichen, mit folgenden Verfahrensschritten: a) Fertigen eines Grundkörpers aus einem transparenten oder
transluzenten oder eingefärbten galvanisierbaren Kunststoff material mit einer Vorderseite und einer Rückseite,
b) Abdecken oder Abschirmen eines Bereichs der Rückseite zur
Vermeidung einer galvanischen Beschichtung in dem Bereich;
c) Aufbringen einer Maskierung auf der Vorderseite mittels eines Lacks parallel zum vorgenannten Bereich,
d) Halten und Kontaktieren des Grundkörpers an der Oberfläche des galvanisierfähigen Materials, wobei das Kontaktieren außerhalb des Bereichs und der Maskierung erfolgt;
e) chemisches und optional galvanisches Vorbehandeln des
Grundkörpers nach einem an sich bekannten Verfahren (kolloidales oder ionogenes Verfahren, oder durch Direktmetallisierung) zur Erzeugung einer dünnschichtigen Metallschicht außerhalb des
Bereichs und galvanisches Fertigstellen der metallischen
Oberflächenbeschichtung, dadurch gekennzeichnet, dass der Lack mittels einer prozessorgesteuerten Spritz- oder
Sprühvorrichtung berührungslos aufgebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Abdecken oder Abschirmen mit einem Lack erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass wobei das Abdecken oder Abschirmen durch eine Hinterspritzung mit einem nicht galvanisierfähigen Kunststoff erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzoder Sprühvorrichtung mechanische Komponenten eines
Tintenstrahldruckers aufweist.
5. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Spritz- oder Sprühvorrichtung durch einen Personal Computer gesteuert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der
Grundkörper durch eine mit einem Kunststoff hinterspritzte
galvanisierfähige Folie ausgebildet ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die
galvanisierfähige Folie als Grundkörper zunächst mittels der Spritz- oder Sprühvorrichtung mit einem Lack beschichtet wird und danach der freizustellenden Bereiche dieser Folie in einem weiteren Prozess verformt, freigeschnitten und anschließend in einem Werkzeug mit einem Kunststoff hinterspritzt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die
galvanisierfähige Folie als Grundkörper zunächst durch einen Prozess verformt und danach mittels der Spritz- oder Sprühvorrichtung mit einem Lack beschichtet wird und anschließend in einem Werkzeug mit einem Kunststoff hinterspritzt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie durch einen Tiefziehprozess verformt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die galvanisierfähige Folie als PC/ABS- oder ABS-Folie ausgebildet ist.
1 1 . Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lack ein UV-härtender Lack ist.
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