WO2019020716A1 - Zierteil für ein fahrzeug und verfahren zur herstellung eines zierteils - Google Patents

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WO2019020716A1
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thermoplastic component
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thermosetting polymer
component
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Thomas WACK
Tristan KOPPE
Andreas Neumann
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Wiegand Gmbh
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    • H05K2203/304—Protecting a component during manufacturing

Definitions

  • Decorative part for a vehicle and method for producing a trim part The invention relates to a trim part for a vehicle.
  • the invention further relates to a method for producing a trim part.
  • Plastic material is injected behind. After injecting the sheet with a layer of plastic material, the component remains in the injection mold.
  • the component with another plastic material which is in by a slide or a Konkavmaschine the injection mold
  • the invention is based on the object to provide a comparison with the prior art novel trim part for a vehicle and a novel method for producing such a trim part.
  • the object is achieved by the im
  • Claim 1 specified features and with respect to the method achieved by the features specified in claim 19.
  • the decorative part according to the invention for a vehicle comprises at least one integrated circuit board, which is completely made of at least one thermoplastic
  • thermosetting polymer for example a paint
  • This integration of the printed circuit board in the trim part makes it possible that no additional and ornamental external space and associated complex electrical and signal couplings of the trim part and the circuit board are required.
  • the integration of the printed circuit board allows functional components of the decorative element, for example electronic components, to be supplied and controlled in a simple manner at the place of their use.
  • functional components of the decorative element for example electronic components
  • thermosetting polymer surrounded by thermosetting polymer, a protection of the same from external
  • the printed circuit board is connected to the at least one thermoplastic component and / or the at least one thermoset polymer, at least in the region of a carrier material.
  • a mechanically particularly stable and, on the other hand, a media-tight connection between the printed circuit board and the at least one thermoplastic component and / or the at least one thermosetting polymer can be realized.
  • the printed circuit board comprises at least one electronic component.
  • the trim part can be designed particularly small.
  • the at least one electronic component comprises at least
  • an optical sensor for example an infrared sensor or lidar sensor
  • an acoustic sensor for example an ultrasonic sensor
  • an electromagnetic sensor for example an inductive sensor, capacitive sensor or radar sensor
  • a sensor for detecting environmental parameters for example a temperature sensor, moisture sensor or brightness sensor, and / or
  • a light source for example, to display logos, logotypes, symbols, shapes or technical structures.
  • the at least one electronic component can also be used to generate an optical signal as a warning, directional display or to output information about vehicle parameters or to generate electromagnetic signals for communication of the vehicle with other vehicles and / or others
  • the at least one electronic component is surrounded directly by the at least one thermoplastic component and / or the at least one thermoset polymer. As a result, the electronic component is protected from mechanical influences and environmental influences.
  • the at least one electronic component is surrounded by a cover element, which surrounds the electronic component of the at least one
  • thermoplastic component and / or the at least one thermosetting polymer delimits.
  • thermosetting polymer in the region of the cover not surrounded by the at least one thermoplastic component and / or the at least one thermosetting polymer.
  • the cover element forms a shield against electrical and / or magnetic fields.
  • a reliable operation of the at least one electronic component can be ensured.
  • the cover is made of metal, at least one plastic and / or at least one resin.
  • At least one electrical connection element coupled to the printed circuit board is arranged on a target rear side facing away from a trim side and / or on a side trim edge and / or on the trim side, wherein the at least one thermoplastic component and / or the at least one thermosetting polymer, the connection element, except for a connection side of the same, media-tight enclose and / or surround.
  • the circuit board in the region of the connection element is not surrounded by the at least one thermoplastic component and / or the at least one thermosetting polymer. Due to the arrangement of the connection element on the ornamental back and / or a lateral trim edge and / or on the
  • this arranged electronic component optionally on this arranged electronic component to a
  • connection element is designed, for example, as a socket, plug, outstanding contact, exposed surface, as a cable or as a solder contact.
  • the at least one thermoplastic component and / or the at least one thermoset is or is Polymer on the ornamental silver side translucent or intransparent formed.
  • the trim part provides that the printed circuit board has an at least substantially planar surface on a front side facing the trim side and / or terminates the circuit board flush with the at least one thermoplastic component on the front side facing the trim side.
  • the at least one electronic component according to another possible embodiment of the trim part is arranged on the rear side of the printed circuit board facing away from the trim side.
  • thermoplastic component and / or the at least one thermosetting polymer Due to the planar surface and / or the flush-fitting, it is possible for the at least one thermoplastic component and / or the at least one thermosetting polymer to be applied at least substantially with the same layer thickness on the front side of the printed circuit board, whereby height jumps are at least almost completely avoided , This results in addition to a visually very high-quality design of the at least one thermoplastic component and / or the at least one thermosetting polymer on the Zêtilsichtseite also a particularly homogeneous and thus very stable formation of at least one thermoplastic component and / or the at least one
  • thermosetting polymer on the ornamental view side.
  • the trim part envisages that the printed circuit board is surrounded on the side facing away from the trim side by a first thermoplastic component and on the front side facing the trim side by a second thermoplastic component and / or the thermosetting polymer, wherein the thermoplastic components at contact areas and / or the thermosetting polymer in a parting plane cohesively
  • the trim part according to this Further education is particularly easy to produce.
  • integration of the printed circuit board and optionally of the at least one electronic component is possible in a simple manner.
  • a front side or a rear side of the printed circuit board forms a section of the dividing plane.
  • the first thermoplastic component and the second thermoplastic component are formed from the same material.
  • the at least one thermoplastic component comprises at least
  • ABS Acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer
  • ASA Acrylonitrile-styrene-acrylate copolymer
  • PET Polyethylene terephthalate
  • PC + PET Polycarbonate and polyethylene terephthalate
  • PC + PBT polycarbonate and polybutylene terephthalate
  • thermoset polymer is arranged on the trim side.
  • a polymer which is formed, for example, from polyurethane or polyurea (PUA)
  • PUA polyurethane or polyurea
  • the polymer can be applied in very thin layers.
  • the printed circuit board comprises a mechanically flexible support material designed, for example, as a foil.
  • the carrier material is, for example, polyimide.
  • the carrier material may also be formed from at least one of the thermoplastic materials mentioned above for the at least one thermoplastic component. Due to the flexibility, a simple adaptation of the printed circuit board to differently shaped decorative parts is possible. Furthermore, it is possible due to the formation of the carrier material as a film formation of the printed circuit board with a very small thickness and consequently also a design of the trim part with a very small thickness.
  • trim part with a thickness of less than 5 mm or less than 3 mm are possible.
  • the carrier material of the printed circuit board is semiflexible or rigid
  • the carrier material comprises, for example, a phenolic resin, epoxy resin, polytetrafluoroethylene and / or a ceramic.
  • a decorative structure and / or at least one character and / or at least one symbol are applied or applied to the trim side, whereby an optical appearance of the trim part can be influenced in a simple and high-quality manner.
  • the characters and / or symbols include, for example, at least one manufacturer's emblem, at least one signature and / or at least one lettering.
  • the decorative structure can have any type of surface structure that can be felt and / or seen by human senses in particular.
  • At least one printed circuit board is completely made of at least one thermoplastic component and / or at least one thermoset
  • Decorative element such as electronic components, can be easily supplied and controlled electrically at the place of use.
  • the circuit board is completely surrounded by at least one thermoplastic component and / or the at least one thermosetting polymer, that a protection of the same from external environmental influences, such as moisture, pollution and UV radiation, and consequent protection against corrosion and delamination the circuit board is given.
  • the printed circuit board is at a back side facing away from the ornamental view side with a first
  • thermoplastic component in particular overmoulded.
  • the printed circuit board is provided with a second front side facing the decorative side viewing side
  • thermoplastic component and / or the at least one thermosetting polymer surrounded.
  • the second thermoplastic component is sprayed onto the front side of the printed circuit board or the front side of the printed circuit board with the at least one thermoset polymer, in particular in a so-called high-pressure reaction injection molding method, short HD RIM - Procedure, flooded.
  • the printed circuit board is surrounded on the side facing away from the decorative side by the first thermoplastic component in such a way that the front side of the printed circuit board forms a flush separating plane for the second thermoplastic component and / or the thermosetting polymer with the first thermoplastic component laterally and rearly encapsulated.
  • thermoplastic component and / or the thermosetting polymer are at least substantially applied with the same layer thickness on the front of the circuit board or is, with height jumps are at least almost completely avoided. This results in addition to a visually very high quality training of the second thermoplastic component and / or the
  • thermosetting polymer on the Ziertilsichtseite also a particularly homogeneous and thus very stable formation of the second thermoplastic component and / or the thermoset polymer on the Ziertilsichtseite.
  • the at least one thermoplastic component and / or the at least one thermosetting polymer are or will be applied directly to at least one electronic component of the printed circuit board.
  • the electronic component is protected from mechanical influences and environmental influences.
  • At least one electronic component of the printed circuit board is covered by a covering element surrounding the at least one thermoplastic component and / or the at least one thermosetting polymer, wherein the at least one electronic component is covered by the at least one thermoplastic component Component and / or the at least one thermosetting polymer is delimited.
  • Thermoplastic polymer protection of the electronic component from high pressures and temperatures can be achieved.
  • pressure and / or temperature-sensitive electronic components together with the PCB to be integrated into the trim part in a simple manner, pressure and / or temperature-sensitive electronic components together with the PCB to be integrated into the trim part.
  • the printed circuit board in the region of the cover element is not surrounded by the at least one thermoplastic component and / or the at least one thermosetting polymer.
  • the at least one thermoplastic component and / or the at least one thermosetting polymer is / are applied in an injection molding process and / or the high-pressure reaction injection molding process to the front side of the printed circuit board facing the trim side, wherein Before this application to a front side facing the inside of an injection mold, a decorative structure and / or at least one character and / or at least one symbol are printed and / or at least one the decorative structure and / or the at least one sign and / or the at least one Symbol comprehensive foil is arranged.
  • the decorative structure and / or the at least one character and / or the at least one symbol and / or the at least one film with the at least one thermoplastic component and / or the at least one thermosetting polymer are back-injected.
  • This can be an optical
  • Appearance of the trim can be influenced in a simple and high quality way.
  • a functional trim with a design surface and a high gloss or frosted surface appearance can be created.
  • the designs and decors can be set in quantities from individual to large-scale production.
  • effects of fluoroscopy of the ornamental view side can be clarified, enhanced or intelligently supplemented.
  • a film in the region of a tool side of the injection mold associated with the ornamental view side is inserted or mounted and then back-injected during production of the high-gloss trim side.
  • the back of the circuit board with the first thermoplastic component has already been overmolded, wherein the first thermoplastic component terminates flush with the circuit board in the parting plane.
  • These methods are known as In-Mold-Decoration (IMD for short) or In-Mold-Labeling (IML for short).
  • IMD In-Mold-Decoration
  • IML In-Mold-Labeling
  • thermosetting polymer in particular varnish, coated or flooded in particular within a tool.
  • the decorative structure and / or the at least one character and / or the at least one symbol are / is on an inner side of the tool side associated with the ornamental view page
  • Injection mold printed and transferred during injection into the ornamental view page By means of such a method, also referred to as in-mold printing, the decorative structure and / or the at least one character and / or the at least one symbol are or will be applied directly to the trim part.
  • thermoplastic components formed from the same material also referred to as 1-component injection molding
  • the circuit board and the film and / or the printed decor structure and / or the at least one printed character and / or the at least one printed symbol according to a possible embodiment of the process in the same process step around or behind injection.
  • the printed circuit board is placed and overmolded on the side of the tool facing away from the molding side, and the film and / or the printed decorative structure and / or the at least one printed symbol and / or the at least one printed symbol is in the region of
  • thermoset polymer Inlaid decorative side assigned to the mold side of the injection mold or printed on the inside and back-injected. If the trim part side view is provided with the thermoset polymer, then, according to a further possible embodiment of the method analogous to the previous paragraph in the manufacturing process of the first thermoplastic
  • thermoplastic component placed the circuit board nozzle side inside the injection mold and overmoulded.
  • the first thermoplastic component either flush with the circuit board flush with the parting plane
  • duroplastic polymer or surrounds the circuit board, except one
  • thermosetting polymer For flush termination, a sufficiently large layer thickness of the thermosetting polymer of, for example, more than 1 mm is required. Also in the formation of the ornamental view side of the thermosetting polymer, the positioning of the film in the region of the ornamental view side associated tool side of the injection mold and / or the printing of the inside of the ornamental view side tool side associated with the decorative structure and / or the at least one sign and / or at least one symbol, wherein the film and / or the printed decorative structure and / or the at least one printed character and / or the at least one printed symbol are completely back-injected. Subsequently, the trim part, optionally after removal of the film, is flooded on the trim side with a transparent or semitransparent polymer.
  • FIG. 1 shows schematically a sectional view of a possible first one
  • FIG. 3 is a schematic sectional view of a possible second one
  • Figure 5 shows schematically a sectional view of a possible third
  • Figure 6 schematically an enlarged section of the sectional view
  • FIG. 7 is a schematic sectional view of a possible fourth embodiment
  • FIG. 1 shows a sectional view of a possible first embodiment of a trim part 1 is shown.
  • FIG. 2 shows an enlarged detail of the sectional representation.
  • the trim part 1 is provided for an arrangement and use inside and / or on an outside of a vehicle.
  • the trim part 1 comprises an integrated circuit board 2, which is a carrier material 2.1 and a plurality of arranged on the substrate 2.1 electronic
  • Components 2.2 to 2.n includes, which are contacted by means not shown conductors of the circuit board 2 electrically.
  • the carrier material 2.1 is, for example, mechanically flexible and formed, for example, from polyimide or another suitable thermoplastic.
  • the support material 2.1 for example, semi-flexible or rigid and formed for example of a phenolic resin, epoxy resin, polytetrafluoroethylene and / or a ceramic.
  • the electronic components 2.2 to 2.n are, for example, optical sensors, acoustic sensors, electromagnetic sensors, acceleration sensors, speed sensors, sensors for detecting environmental parameters and / or light sources.
  • thermoplastic components 3, 4 and / or at least one thermosetting polymer
  • the printed circuit board 2 is on one of a trim side view 1.1
  • thermoplastic component 3 facing front side of a second thermoplastic component 3 or the thermosetting polymer and on a side facing away from the Ziertilsichtseite 1.1 back surrounded by a first thermoplastic component 4, wherein the thermoplastic components 3, 4 and / or the thermoset polymer bonded to contact areas in a parting plane T cohesively are and the circuit board 1 so in the parting plane T between the
  • thermoplastic components 3, 4 or the thermoplastic component 4 and the thermosetting polymer is arranged such that its front side forms a portion of the parting plane T.
  • the carrier material 2.1 of the printed circuit board 2 on the front side facing away from the components 2.2 to 2.n is integrally bonded to the second thermoplastic component 3 or and / or the thermosetting polymer.
  • the electronic components 2.2 to 2.n are surrounded by a cover element 6 which delimits the components 2.2 to 2.n from the first thermoplastic component 4.
  • thermoplastic component 4 connected.
  • the electronic components 2.2 to 2.n are first covered together with the cover element 6.
  • the components 2.2 to 2.n may also be covered individually or in groups with a plurality of cover elements 6. It is also possible for only a part of the components 2.2 to 2.n, in particular thermally sensitive and / or pressure-sensitive components 2.2 to 2.n, to be covered with at least one cover element 6.
  • the cover 6 is laterally encapsulated, but the back remains free.
  • the cover 6 serves for a thermal and mechanical protection of the components 2.2 to 2.n during the application of the first thermoplastic component 4.
  • the cover 6 forms a shield against electrical and / or magnetic fields during operation of the trim part 1 Components 2.2 to 2.n.
  • the circuit board 2 is positioned nozzle side in a possible embodiment in an injection mold, ie it is component side facing vehicle outside pointing to the parting plane T.
  • the first thermoplastic component 4 flows around the printed circuit board 2 in such a way that only the cover element 6 projects out of its rear side and on a later decorative rear side 1.2.
  • the remaining circuit board 2 is completely encapsulated and embedded.
  • the outstanding Cover element 6 is thereby positioned in a movable tool side in a franking, so that a clamping force does not lead to damage of the cover 6 when closing the injection mold.
  • a possible contacting of the circuit board 2 takes place outside the trim part 1.
  • the circuit board is placed at a certain position on a sealingly arranged on the circuit board tool parting plane.
  • Printed circuit board 2 are out of the first thermoplastic component 4 out and contacted as exposed contact points. In this case, the printed circuit board 2 is not surrounded by the first thermoplastic component 4 in the region of the contacts and the leads.
  • thermosetting polymer such as the paint
  • thermoplastic components 3, 4 each comprise at least
  • thermoplastic components 3, 4 when flooding the front side of the printed circuit board 2 and the portions of the first thermoplastic component 4 in the region of
  • Parting plane T is used instead of the second thermoplastic component 3, the thermosetting polymer.
  • the polymer comprises, for example, polyurethane and / or polyurea.
  • thermoset polymer is introduced into the injection mold in a so-called high-pressure reaction injection molding process, HD-RIM process for short.
  • HD-RIM process high-pressure reaction injection molding process
  • an effective internal mold pressure of 10 bar to 20 bar is set.
  • the second thermoplastic component 3 or the thermosetting polymer according to a possible ornamental side view 1.1 is translucent or intransparent.
  • the second thermoplastic component 3 or the thermoset polymer is at least in the region of this component 2.2 to 2. n formed transparent or translucent.
  • thermoset polymer can be applied particularly homogeneously and thus a very stable and high-quality ornamental view page 1.1 can be generated.
  • a surface of the ornamental view page 1.1 is, for example, high-gloss, matte or grained.
  • various possible material combinations for the first and second thermoplastic components 4, 3 as well as during the application of these set process parameters are described by way of example. However, the invention is not limited in its generality by these examples.
  • the second component 3 is, for example, polymethyl methacrylate, polycarbonate or acrylonitrile-styrene-acrylate copolymer and the first component 4 acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, a
  • Polymer alloy formed from polycarbonate and acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer or acrylonitrile-styrene-acrylate copolymer.
  • thermoplastic components 4, 3 are formed, for example, from polymethyl methacrylate, polycarbonate or acrylonitrile-styrene-acrylate copolymer.
  • the first thermoplastic component 4 is for example composed of a polymer alloy of polycarbonate and acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, polycarbonate and polybutylene terephthalate, polycarbonate and polyethylene terephthalate, of acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer or of polypropylene educated.
  • the first component 4 when applying the first component 4 in an injection molding process, for example, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, which has a melting temperature of 220 ° C, at 230 ° C to 270 ° C, especially 245 ° C to 255 ° C, at 1000 bar up to 2000 bar injection pressure, in particular 1000 bar to 1300 bar, processed.
  • acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer which has a melting temperature of 220 ° C, at 230 ° C to 270 ° C, especially 245 ° C to 255 ° C, at 1000 bar up to 2000 bar injection pressure, in particular 1000 bar to 1300 bar, processed.
  • acrylonitrile-styrene-acrylate copolymer which has a melting temperature of 220 ° C, at 230 ° C to 270 ° C, especially 245 ° C to 255 ° C, at 1000 bar to 2000 bar injection pressure, in particular 1000 bar to 1300 bar , processed.
  • 2000 bar in particular 1000 bar to 1300 bar to realize.
  • thermoset polymer When introducing the thermoset polymer by the high-pressure reaction injection molding method, short HD RIM method, in the
  • both thermoplastic components 3, 4 are formed from the same material.
  • the circuit board 2 in the injection mold inserted and with a common component completely and without
  • Embodiment on the ornamental view page 1.1 a decorative structure and / or at least one sign and / or applied at least one symbol or introduced.
  • the characters and / or symbols include, for example, at least one
  • the decorative structure can have any type of surface structure that can be felt and / or seen by human senses in particular.
  • the at least one thermoplastic component 3, 4 and / or the at least one thermoset polymer in the injection molding process and / or the high pressure are or will be in one possible embodiment Reaction injection molding process on the
  • a decorative structure and / or at least one character and / or at least one symbol are printed on an inner side of an injection mold facing the front side and / or at least one of the decorative structure and / or the at least one character and / or the arranged at least one symbol-comprehensive slide. Subsequently, or will the
  • thermoplastic component 3 back-injected thermoplastic component 3, 4 and / or the at least one thermosetting polymer.
  • the decorative structure and / or the at least one symbol and / or the at least one symbol are printed on an inner side of the tool side of the injection mold assigned to the trim side 1.1 and are transferred to the trim side 1.1 during injection molding.
  • the decorative structure and / or the at least one character and / or the at least one symbol are or will be applied directly to the trim part 1.
  • thermoplastic components 3, 4 are formed from the same material, also referred to as 1-component injection molding, the printed circuit board 2 and the film and / or the printed decorative structure and / or the at least one printed character and / or the at least one printed symbol in the same process step around or behind injection.
  • the circuit board is on the
  • Injection mold inserted or printed on the inside and back injected.
  • thermoplastic component 4 the circuit board 2 nozzle side placed inside the injection mold and molded.
  • the first thermoplastic component 4 is either flush with the circuit board 2 flush with the parting plane to the duroplastichen polymer or surrounds the circuit board 2, except one shown in Figures 3 and 4 connecting element 7, completely.
  • a sufficiently large layer thickness of the thermosetting polymer of, for example, more than 1 mm is required.
  • the positioning of the film in the region of the ornamental view page 1.1 associated tool side of the injection mold and / or the printing of the inside of the ornamental view side 1.1 is assigned
  • Tool page with the decorative structure and / or the at least one character and / or the at least one symbol, wherein the film and / or the printed decorative structure and / or the at least one printed character and / or the at least one printed symbol are completely back-injected. Subsequently, the trim part 1, optionally after removal of the film on the
  • FIG. 3 shows a sectional view of a possible second embodiment of a trim part 1 is shown.
  • FIG. 4 shows an enlarged detail of the sectional view.
  • each electronic component 2.2 to 2.n on printed circuit board 2 is covered by a separate cover 6, if from a manufacturing point of view and / or during operation of the trim member 1 as protection against electrical and / or magnetic fields is required.
  • connection element 7 which is coupled to the printed circuit board 2 is additionally arranged on a decorative part rear side 1.2 facing away from the decorative side 1.1, which is surrounded by the first thermoplastic component 4 except for a connection side thereof.
  • the connection element 7 is positioned in the method described in Figures 1 and 2 in a franking of the injection mold, the franking can also be used in addition to a positioning and alignment of the circuit board 2 in the injection mold.
  • thermosetting polymer is otherwise analogous to the first embodiment according to the description of Figures 1 and 2.
  • both thermoplastic components 3, 4 are formed from the same material.
  • the circuit board 2 is inserted into the injection mold and with a common component completely and without
  • FIG. 5 shows a sectional view of a possible third embodiment of a trim part 1 is shown.
  • FIG. 6 shows an enlarged detail of the sectional representation.
  • thermoplastic component 4 In contrast to the second exemplary embodiment illustrated in FIGS. 3 and 4, the electronic components 2.2 to 2.n on the printed circuit board 2 are covered directly by the first thermoplastic component 4.
  • thermosetting polymer is otherwise analogous to the first embodiment according to the description of Figures 1 and 2.
  • both thermoplastic components 3, 4 are formed from the same material.
  • the circuit board 2 is inserted into the injection mold and with a common component completely and without
  • FIG. 7 shows a sectional illustration of a possible fourth exemplary embodiment of a trim part 1.
  • FIG. 8 shows an enlarged detail of the sectional representation.
  • the electronic components 2.2 to 2.n are covered by a common cover element 6.
  • cover elements 6 can be provided for individual components 2.2 to 2.n or groups of these.
  • one or more of the components 2.2 to 2.n can not be covered by a cover 6.
  • thermosetting polymer instead of the second thermoplastic component 3, the electronic components are 2.2 to 2.n immediately below the parting plane T of the first thermoplastic component 3 and the polymer or within the same.
  • the circuit board 2 is positioned with its back and the connection element 7, for example, on a movable mold half of the injection mold.
  • the first thermoplastic component 4 is then completely around the circuit board and the electronic components 2.2 to 2.n or
  • This encapsulation takes place in such a way that an outer surface of the resulting semi-finished product in the parting plane T has no bumps, steps or jumps of material, so by means of the second thermoplastic component 3 or by means of the thermosetting paint, in particular varnish, a particularly high quality and mechanically stable ornamental view 1.1 can be generated.
  • cover elements 6 projects this or do not protrude beyond the parting plane T out.
  • thermosetting polymer is otherwise analogous to the first embodiment according to the description of Figures 1 and 2.
  • both thermoplastic components 3, 4 are formed from the same material.
  • the circuit board 2 is inserted into the injection mold and with a common component completely and without

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Zierteil (1) für ein Fahrzeug mit zumindest einer integrierten Leiterplatte (2), welche vollständig von zumindest einer thermoplastischen Komponente (3, 4) und/oder zumindest einem duroplastischen Polymer umgeben ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Zierteils (1) für ein Fahrzeug, wobei zumindest eine Leiterplatte (2) vollständig von zumindest einer thermoplastischen Komponente (3, 4) und/oder zumindest einem duroplastischen Polymer umgeben wird.

Description

Zierteil für ein Fahrzeug und Verfahren zur Herstellung eines Zierteils Die Erfindung betrifft ein Zierteil für ein Fahrzeug.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Zierteils.
Aus der DE 10 2007 057 934 AI ist ein Verfahren zum Herstellen eines auf zumindest einer Fläche kunststoffbeschichteten metallischen Bauteils bekannt, bei dem ein Blech zwecks Umformung zum Bauteil tiefgezogen wird, das tiefgezogene Blech in eine Spritzgussform eingebracht und auf einer Fläche mit
Kunststoffmaterial hinterspritzt wird. Nach dem Hinterspritzen des Blechs mit einer Schicht aus Kunststoffmaterial verbleibt das Bauteil in der Spritzgussform.
Innerhalb dieser wird das Bauteil mit einem weiteren Kunststoffmaterial, das in einen durch einen Schieber oder eine Wechselkavität der Spritzgussform
begrenzten Formraum eingespritzt wird, hinterspritzt oder umspritzt. Hierdurch bildet sich ein materialeinheitliches Tragteil an dem mit Kunststoff hinterspritzten Blech. Weiterhin wird ein als Zierteil für ein Fahrzeug ausgebildetes Bauteil beschrieben, welches mit diesem Verfahren hergestellt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik neuartiges Zierteil für ein Fahrzeug und ein neuartiges Verfahren zur Herstellung eines solchen Zierteils anzugeben.
Hinsichtlich des Zierteils wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im
Anspruch 1 angegebenen Merkmale und hinsichtlich des Verfahrens durch die im Anspruch 19 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unter anspräche.
Das erfindungsgemäße Zierteil für ein Fahrzeug umfasst zumindest eine integrierte Leiterplatte, welche vollständig von zumindest einer thermoplastischen
Komponente und/oder zumindest einem duroplastischen Polymer, beispielsweise einem Lack, umgeben ist. Diese Integration der Leiterplatte in das Zierteil ermöglicht es, dass keine zusätzlichen und zierteilexternen Bauräume und damit verbundene aufwändige elektrische und signaltechnische Kopplungen des Zierteils und der Leiterplatte erforderlich sind. Des Weiteren ermöglicht die Integration der Leiterplatte, dass Funktionsbauteile des Zierelements, beispielsweise elektronische Bauteile, in einfacher Weise am Ort ihrer Verwendung elektrisch versorgt und gesteuert werden können. Auch hierbei können lange und aufwändige elektrische und signaltechnische Kopplungen der Leiterplatte mit den Funktionsbauteilen entfallen. Dabei resultiert daraus, dass die Leiterplatte vollständig von zumindest einer thermoplastischen Komponente und/oder dem zumindest einen
duroplastischen Polymer umgeben ist, ein Schutz derselben vor äußeren
Umwelteinflüssen, wie Feuchtigkeit, Verschmutzung und UV-Strahlung, und daraus folgend ein Schutz vor Korrosion und Delamination der Leiterplatte.
Gemäß einer möglichen Weiterbildung des Zierteils ist die Leiterplatte zumindest im Bereich eines Trägermaterials stoffschlüssig mit der zumindest einen thermoplastischen Komponente und/oder dem zumindest einen duroplastischen Polymer verbunden. Somit kann einerseits eine mechanisch besonders stabile und andererseits eine mediendichte Verbindung zwischen der Leiterplatte und der zumindest einen thermoplastischen Komponente und/oder dem zumindest einen duroplastischen Polymer realisiert werden.
In einer möglichen Ausgestaltung des Zierteils umfasst die Leiterplatte zumindest ein elektronisches Bauteil. Hierdurch sind keine weiteren aufwändigen elektrischen und/oder signaltechnischen Kopplungen der Leiterplatte mit elektronischen Bauteilen erforderlich und das Zierteil kann besonders kleinbauend ausgebildet sein.
Um vielfältige optische und/oder sensorische Funktionen in das Zierbauteil zu integrieren, umfasst in einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Zierteils das zumindest eine elektronische Bauteil zumindest
- einen optischen Sensor, beispielsweise ein Infrarotsensor oder Lidarsensor, - einen akustischen Sensor, beispielsweise ein Ultraschallsensor,
- einen elektromagnetischen Sensor, beispielsweise einen induktiven Sensor, kapazitiven Sensor oder Radarsensor,
- einen Beschleunigungssensor,
- einen Geschwindigkeitssensor,
- einen Sensor zur Erfassung von Umgebungsparametern, beispielsweise einen Temperatursensor, Feuchtigkeitssensor oder Helligkeitssensor, und/oder
- eine Lichtquelle, beispielsweise zur Darstellung von Logos, Schriftzügen, Symbolen, Formen oder technischen Strukturen.
Das zumindest eine elektronische Bauteil kann auch zur Erzeugung eines optischen Signals als Warnung, Richtungsanzeige oder zur Ausgabe von Informationen zu Fahrzeugparametern oder zur Erzeugung elektromagnetischer Signale für eine Kommunikation des Fahrzeugs mit anderen Fahrzeugen und/oder anderen
Systemen verwendet werden.
In einer möglichen Weiterbildung des Zierteils ist das zumindest eine elektronische Bauteil unmittelbar von der zumindest einen thermoplastischen Komponente und/oder dem zumindest einen duroplastischen Polymer umgeben. Hierdurch wird auch das elektronische Bauteil vor mechanischen Einflüssen und Umwelteinflüssen geschützt.
Alternativ ist das zumindest eine elektronische Bauteil von einem Abdeckelement umgeben, welches das elektronische Bauteil von der zumindest einen
thermoplastischen Komponente und/oder dem zumindest einen duroplastischen Polymer abgrenzt. Hierdurch kann während des Aufbringens der zumindest einen thermoplastischen Komponente und/oder des zumindest einen duroplastischen Polymers ein Schutz des elektronischen Bauteils vor hohen Drücken und
Temperaturen erzielt werden. Somit sind in einfacher Weise auch druck- und/oder temperatursensible elektronische Bauteile gemeinsam mit der Leiterplatte in das Zierteil integrierbar. Dabei ist die Leiterplatte im Bereich des Abdeckelements nicht von der zumindest einen thermoplastischen Komponente und/oder dem zumindest einen duroplastischen Polymer umgeben.
Gemäß einer möglichen Ausgestaltung des Zierteils bildet das Abdeckelement eine Abschirmung vor elektrischen und/oder magnetischen Feldern. Somit kann eine zuverlässige Betriebsweise des zumindest einen elektronischen Bauteils sichergestellt werden.
Beispielsweise ist die Abdeckung aus Metall, zumindest einem Kunststoff und/oder zumindest einem Harz gebildet.
Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Zierteils ist an einer einer Zierteilsichtseite abgewandten Zielteilrückseite und/oder an einem seitlichen Zierteilrand und/oder an der Zierteilsichtseite außerhalb eines Sichtbereichs zumindest ein mit der Leiterplatte gekoppeltes elektrisches Anschlusselement angeordnet, wobei die zumindest eine thermoplastische Komponente und/oder das zumindest eine duroplastische Polymer das Anschlusselement, ausgenommen eine Anschlussseite desselben, mediendicht umschließen und/oder umschließt. Somit ist die Leiterplatte im Bereich des Anschlusselements nicht von der zumindest einen thermoplastischen Komponente und/oder dem zumindest einen duroplastischen Polymer umgeben. Aufgrund der Anordnung des Anschlusselements an der Zierteilrückseite und/oder einem seitlichen Zierteilrand und/oder an der
Zierteilsichtseite außerhalb eines Sichtbereichs ist eine von außen nicht sichtbare und vor mechanischen Einflüssen und Umwelteinflüssen geschützte elektrische und signaltechnische Anbindung der Leiterplatte und des zumindest einen
gegebenenfalls auf dieser angeordneten elektronischen Bauteils an ein
fahrzeugseitiges System möglich. Das Anschlusselement ist beispielsweise als Buchse, Stecker, herausragender Kontakt, freiliegende Fläche, als Kabel oder als Lötkontakt ausgebildet.
Gemäß einer möglichen Weiterbildung des Zierteils sind oder ist die zumindest eine thermoplastische Komponente und/oder das zumindest eine duroplastische Polymer an der Zierteilsichtseite transluzent oder intransparent ausgebildet.
Hierdurch sind die Leiterplatte und das zumindest eine gegebenenfalls auf dieser angeordnete elektronische Bauteil nicht sichtbar. Somit wird eine optische
Beeinträchtigung des Zierteils vermieden und eine Wahrung von gewünschten Oberflächeneigenschaften sichergestellt.
Eine mögliche Ausgestaltung des Zierteils sieht vor, dass die Leiterplatte an einer der Zierteilsichtseite zugewandten Vorderseite eine zumindest im Wesentlichen ebene Oberfläche aufweist und/oder die Leiterplatte an der der Zierteilsichtseite zugewandten Vorderseite flächenbündig mit der zumindest einen thermoplastischen Komponente abschließt. Um dies zu erreichen, ist das zumindest eine elektronische Bauteil gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Zierteils auf der der Zierteilsichtseite abgewandten Rückseite der Leiterplatte angeordnet. Durch die ebene Oberfläche und/oder das flächenbündige Abschließen ist es möglich, dass die zumindest eine thermoplastische Komponente und/oder das zumindest eine duroplastische Polymer zumindest im Wesentlichen mit der gleichen Schichtdicke auf der Vorderseite der Leiterplatte aufbringbar ist, wobei Höhensprünge zumindest nahezu vollständig vermieden werden. Hieraus resultiert neben einer optisch sehr hochwertigen Ausbildung der zumindest einen thermoplastischen Komponente und/oder des zumindest einen duroplastischen Polymers auf der Zierteilsichtseite auch eine besonders homogene und somit sehr stabile Ausbildung der zumindest einen thermoplastischen Komponente und/oder des zumindest einen
duroplastischen Polymers auf der Zierteilsichtseite.
Eine mögliche Weiterbildung des Zierteils sieht vor, dass die Leiterplatte an der der Zierteilsichtseite abgewandten Rückseite von einer ersten thermoplastischen Komponente und an der der Zierteilsichtseite zugewandten Vorderseite von einer zweiten thermoplastischen Komponente und/oder dem duroplastischen Polymer umgeben ist, wobei die thermoplastischen Komponenten an Berührungsbereichen und/oder das duroplastische Polymer in einer Trennebene stoffschlüssig
miteinander verbunden sind und die Leiterplatte in der Trennebene zwischen den thermoplastischen Komponenten angeordnet ist. Das Zierteil gemäß dieser Weiterbildung lässt sich besonders einfach herstellen. Insbesondere ist eine Integration der Leiterplatte und gegebenenfalls des zumindest einen elektronischen Bauteil in einfacher Weise möglich.
Beispielsweise bildet eine Vorderseite oder eine Rückseite der Leiterplatte dabei einen Abschnitt der Trennebene.
In einer möglichen Ausgestaltung des Zierteils sind die erste thermoplastische Komponente und die zweite thermoplastische Komponente aus dem gleichen Material gebildet.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Zierteils umfasst die zumindest eine thermoplastische Komponente zumindest
- Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (= ABS),
- Acrylnitril-Styrol-Acrylat-Copolymer (= ASA),
- Polymethylmethacrylat (= PMMA),
- Polycarbonat (= PC),
- Polypropylen (= PP),
- Polybutylenterephthalat (= PBT),
- Polyethylenterephthalat (= PET) und/oder
- eine aus mehreren dieser Kunststoffe gebildete Polymerlegierung oder ein aus mehreren dieser Kunststoffe gebildetes Polymerblend, wie beispielsweise aus Polycarbonat und Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (= PC + ABS),
Polycarbonat und Polyethylenterephthalat (= PC + PET) oder Polycarbonat und Polybutylenterephthalat (= PC + PBT). Derartige Kunststoffe eignen sich besonders gut zur Herstellung der zumindest einen thermoplastischen Komponente und sind besonders einfach handhabbar und verarbeitbar.
In einer möglichen Weiterbildung des Zierteils ist das duroplastische Polymer an der Zierteilsichtseite angeordnet. Mittels eines solchen Polymers, welches beispielsweise aus Polyurethan oder Polyurea (PUA) gebildet ist, können qualitativ und optisch sehr hochwertige, beispielsweise hochglänzende oder matte, Sichtflächen erzeugt werden. Auch ist das Polymer in sehr dünnen Schichten applizierbar.
Gemäß einer möglichen Ausgestaltung des Zierteils umfasst die Leiterplatte ein mechanisch flexibles, beispielsweise als Folie ausgebildetes Trägermaterial. Das Trägermaterial ist beispielsweise Polyimid. Auch kann das Trägermaterial aus zumindest einem der oben zu der zumindest einen thermoplastischen Komponente genannten thermoplastischen Kunststoffe gebildet sein. Aufgrund der Flexibilität ist eine einfache Anpassung der Leiterplatte an unterschiedlich ausgeformte Zierteile möglich. Weiterhin ist es aufgrund der Ausbildung des Trägermaterials als Folie eine Ausbildung der Leiterplatte mit einer sehr geringen Dicke und daraus folgend auch eine Ausbildung des Zierteils mit einer sehr geringen Dicke möglich.
Beispielsweise sind Ausführungen des Zierteils mit einer Dicke von weniger als 5 mm oder weniger als 3 mm möglich.
Alternativ ist das Trägermaterial der Leiterplatte semiflexibel oder starr
ausgebildet, wobei das Trägermaterial beispielsweise ein Phenolharz, Epoxidharz, Polytetraflourethylen und/oder eine Keramik umfasst.
Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Zierteils sind bzw. ist an der Zierteilsichtseite eine Dekorstruktur und/oder zumindest ein Zeichen und/oder zumindest ein Symbol aufgebracht oder eingebracht, wodurch ein optisches Erscheinungsbild des Zierteils in einfacher und qualitativ hochwertiger Weise beeinflusst werden kann. Die Zeichen und/oder Symbole umfassen beispielsweise zumindest ein Herstelleremblem, zumindest eine Signatur und/oder zumindest einen Schriftzug. Die Dekorstruktur kann jede Art von insbesondere mit menschlichen Sinnen fühlbare und/oder sichtbare Oberflächenstruktur aufweisen.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Zierteils für ein Fahrzeug wird zumindest eine Leiterplatte vollständig von zumindest einer thermoplastischen Komponente und/oder zumindest einem duroplastischen
Polymer, beispielsweise einem Lack, umgeben. Das Verfahren ermöglicht in einfacher Weise eine Integration der Leiterplatte in das Zierteil. Aus dieser Integration resultiert wiederum, dass keine zusätzlichen und zierteilexternen Bauräume und damit verbundene aufwändige elektrische und signaltechnische Kopplungen des Zierteils und der Leiterplatte erforderlich sind. Des Weiteren ermöglicht die Integration der Leiterplatte, dass Funktionsbauteile des
Zierelements, beispielsweise elektronische Bauteile, in einfacher Weise am Ort ihrer Verwendung elektrisch versorgt und gesteuert werden können. Auch hierbei können lange und aufwändige elektrische und signaltechnische Kopplungen der Leiterplatte mit den Funktionsbauteilen entfallen. Dabei resultiert daraus, dass die Leiterplatte vollständig von zumindest einer thermoplastischen Komponente und/oder dem zumindest einen duroplastischen Polymer umgeben ist, dass ein Schutz derselben vor äußeren Umwelteinflüssen, wie Feuchtigkeit, Verschmutzung und UV-Strahlung, und daraus folgend ein Schutz vor Korrosion und Delamination der Leiterplatte gegeben ist.
Gemäß einer möglichen Weiterbildung des Verfahrens wird die Leiterplatte an einer der Zierteilsichtseite abgewandten Rückseite mit einer ersten
thermoplastischen Komponente umgeben, insbesondere umspritzt.
Gemäß einer möglichen Ausgestaltung des Verfahrens wird die Leiterplatte an einer der Zierteilsichtseite zugewandten Vorderseite mit einer zweiten
thermoplastischen Komponente und/oder dem zumindest einen duroplastischen Polymer umgeben.
Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Verfahrens wird die zweite thermoplastische Komponente auf die Vorderseite der Leiterplatte gespritzt oder die Vorderseite der Leiterplatte wird mit dem zumindest einen duroplastischen Polymer, insbesondere in einem so genannten Hochdruck-Reaction-Injection- Moulding- Verfahren, kurz HD- RIM- Verfahren, überflutet. Hierdurch sind in besonders einfacher Weise optisch hochwertige und mechanisch stabile
Oberflächen erzeugbar. Beispielsweise wird die Leiterplatte an der der Zierteilsichtseite abgewandten Rückseite derart mit der ersten thermoplastischen Komponente umgeben, dass die Vorderseite der Leiterplatte mit der seitlich und rückseitig umspritzten ersten thermoplastischen Komponente eine flächenbündige Trennebene für die zweite thermoplastische Komponente und/oder das duroplastischen Polymer ausbildet. Durch das flächenbündige Abschließen ist es möglich, dass die zweite
thermoplastische Komponente und/oder das duroplastische Polymer zumindest im Wesentlichen mit der gleichen Schichtdicke auf der Vorderseite der Leiterplatte aufgebracht werden oder wird, wobei Höhensprünge zumindest nahezu vollständig vermieden werden. Hieraus resultiert neben einer optisch sehr hochwertigen Ausbildung der zweiten thermoplastischen Komponente und/oder des
duroplastischen Polymers auf der Zierteilsichtseite auch eine besonders homogene und somit sehr stabile Ausbildung der zweiten thermoplastischen Komponente und/oder des duroplastischen Polymers auf der Zierteilsichtseite.
In einer möglichen Ausgestaltung des Verfahrens werden oder wird die zumindest eine thermoplastische Komponente und/oder das zumindest eine duroplastische Polymer unmittelbar auf zumindest ein elektronisches Bauteil der Leiterplatte aufgebracht. Hierdurch wird auch das elektronische Bauteil vor mechanischen Einflüssen und Umwelteinflüssen geschützt.
In einer alternativen Ausgestaltung des Verfahrens wird vor dem Aufbringen der zumindest einen thermoplastischen Komponente und/oder des zumindest einen duroplastischen Polymers zumindest ein elektronisches Bauteil der Leiterplatte mit einem dieses umgebenden Abdeckelement abgedeckt, wobei das zumindest eine elektronische Bauteil mittels des Abdeckelements von der zumindest einen thermoplastischen Komponente und/oder dem zumindest einen duroplastischen Polymer abgegrenzt wird. Hierdurch kann während des Aufbringens der zumindest einen thermoplastischen Komponente und/oder des zumindest einen
duroplastischen Polymers ein Schutz des elektronischen Bauteils vor hohen Drücken und Temperaturen erzielt werden. Somit können in einfacher Weise auch druck- und/oder temperatursensible elektronische Bauteile gemeinsam mit der Leiterplatte in das Zierteil integriert werden. Dabei wird die Leiterplatte im Bereich des Abdeckelements nicht von der zumindest einen thermoplastischen Komponente und/oder dem zumindest einen duroplastischen Polymer umgeben.
In einer möglichen Weiterbildung des Verfahrens werden bzw. wird die zumindest eine thermoplastische Komponente und/oder das zumindest eine duroplastische Polymer in einem Spritzgussprozess und/oder dem Hochdruck-Reaction-Injection- Moulding- Verfahren auf die der Zierteilsichtseite zugewandte Vorderseite der Leiterplatte aufgebracht, wobei vor diesem Aufbringen auf eine der Vorderseite zugewandte Innenseite einer Spritzgussform eine Dekorstruktur und/oder zumindest ein Zeichen und/oder zumindest ein Symbol gedruckt werden bzw. wird und/oder zumindest eine die Dekorstruktur und/oder das zumindest eine Zeichen und/oder das zumindest eine Symbol umfassende Folie angeordnet wird.
Anschließend werden bzw. wird die Dekorstruktur und/oder das zumindest eine Zeichen und/oder das zumindest eine Symbol und/oder die zumindest eine Folie mit der zumindest einen thermoplastischen Komponente und/oder dem zumindest einen duroplastischen Polymer hinterspritzt. Hierdurch kann ein optisches
Erscheinungsbild des Zierteils in einfacher und qualitativ hochwertiger Weise beeinflusst werden. Somit kann ein funktionales Zierteil mit einer Designoberfläche und einer hochglänzenden oder mattierten Oberflächenanmutung erzeugt werden. Dabei können die Designs und Dekore in Stückzahlen von individuell bis Großserie eingestellt werden. Des Weiteren können Effekte einer Durchleuchtung der Zierteilsichtseite verdeutlicht, verstärkt oder intelligent ergänzt werden.
In einer möglichen Ausgestaltung des Verfahrens wird bei Herstellung der zum Beispiel hochglänzenden Zierteilsichtseite durch Spritzguss eine Folie im Bereich einer der Zierteilsichtseite zugeordneten Werkzeugseite der Spritzgussform eingelegt oder eingehangen und anschließend hinterspritzt. Zuvor wurde bereits die Rückseite der Leiterplatte mit der ersten thermoplastischen Komponente umspritzt, wobei die erste thermoplastische Komponente gemeinsam mit der Leiterplatte in der Trennebene bündig abschließt. Durch das Hinterspritzen werden bzw. wird auf der Zierteilsichtseite die Dekorstruktur und/oder das zumindest eine Zeichen und/oder das zumindest eine Symbol unlösbar appliziert. Diese Verfahren sind unter dem Namen In-Mould-Decoration (kurz: IMD) oder In-Mould-Labeling (kurz: IML) bekannt. Hierbei ist es möglich, dass die Folie auf dem Zierteil verbleibt oder entfernt wird, und lediglich die Dekorstruktur und/oder das zumindest eine Zeichen und/oder das zumindest eine Symbol auf dem Zierteil verbleiben.
In einer möglichen Weiterbildung werden bzw. wird die Dekorstruktur und/oder das zumindest eine Zeichen und/oder das zumindest eine Symbol auf der
Zierteilsichtseite mit einem duroplastischen Polymer, insbesondere Lack, überzogen oder insbesondere innerhalb eines Werkzeugs überflutet.
In einer möglichen Ausgestaltung des Verfahrens sind bzw. ist die Dekorstruktur und/oder das zumindest eine Zeichen und/oder das zumindest eine Symbol auf eine Innenseite der der Zierteilsichtseite zugeordneten Werkzeugseite der
Spritzgussform gedruckt und werden beim Hinterspritzen in die Zierteilsichtseite übertragen. Mittels eines solchen Verfahrens, auch als In-Mould-Printing bezeichnet, werden bzw. wird die Dekorstruktur und/oder das zumindest eine Zeichen und/oder das zumindest eine Symbol direkt auf das Zierteil appliziert.
Sind beide thermoplastischen Komponenten aus demselben Material gebildet, auch als 1-Kompenenten-Spritzguss bezeichnet, werden die Leiterplatte und die Folie und/oder die gedruckte Dekorstruktur und/oder das zumindest eine gedruckte Zeichen und/oder das zumindest eine gedruckte Symbol gemäß einer möglichen Ausgestaltung des Verfahrens im gleichen Prozessschritt um- bzw. hinterspritzt. Beispielsweise wird die Leiterplatte auf der der Zierteilsichtseite abgewandten Werkzeugseite platziert und umspritzt und die Folie und/oder die gedruckte Dekorstruktur und/oder das zumindest eine gedruckte Zeichen und/oder das zumindest eine gedruckte Symbol werden bzw. wird im Bereich der der
Zierteilsichtseite zugeordneten Werkzeugseite der Spritzgussform eingelegt bzw. auf deren Innenseite gedruckt und hinterspritzt. Wird die Zierteilsichtseite mit dem duroplatischen Polymer versehen, so wird gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Verfahrens analog zum vorherigen Absatz beim Herstellungsprozess der ersten thermoplastischen
Komponente die Leiterplatte düsenseitig innerhalb der Spritzgussform platziert und umspritzt. Dabei schließt die erste thermoplastische Komponente entweder gemeinsam mit der Leiterplatte flächenbündig mit der Trennebene zum
duroplastichen Polymer ab oder umgibt die Leiterplatte, ausgenommen ein
Anschlusselement, vollständig. Zum flächenbündigen Abschluss ist dabei eine ausreichend große Schichtstärke des duroplastischen Polymers von beispielsweise mehr als 1 mm erforderlich. Auch bei der Ausbildung der Zierteilsichtseite aus dem duroplatischen Polymer erfolgt die Positionierung der Folie im Bereich der der Zierteilsichtseite zugeordneten Werkzeugseite der Spritzgussform und/oder die Bedruckung der Innenseite der der Zierteilsichtseite zugeordneten Werkzeugseite mit der Dekorstruktur und/oder dem zumindest einen Zeichen und/oder dem zumindest einen Symbol, wobei die Folie und/oder die gedruckte Dekorstruktur und/oder das zumindest eine gedruckte Zeichen und/oder das zumindest eine gedruckte Symbol vollständig hinterspritzt werden. Anschließend wird das Zierteil, gegebenenfalls nach Entfernung der Folie, auf der Zierteilsichtseite mit einem transparenten oder semitransparenten Polymer überflutet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von
Zeichnungen näher erläutert.
Darin zeigen:
Figur 1 schematisch eine Schnittdarstellung eines möglichen ersten
Ausführungsbeispiels eines Zierteils,
Figur 2 schematisch einen vergrößerten Ausschnitt der Schnittdarstellung
gemäß Figur 1 , Figur 3 schematisch eine Schnittdarstellung eines möglichen zweiten
Ausführungsbeispiels eines Zierteils,
Figur 4 schematisch einen vergrößerten Ausschnitt der Schnittdarstellung
gemäß Figur 3,
Figur 5 schematisch eine Schnittdarstellung eines möglichen dritten
Ausführungsbeispiels eines Zierteils,
Figur 6 schematisch einen vergrößerten Ausschnitt der Schnittdarstellung
gemäß Figur 5,
Figur 7 schematisch eine Schnittdarstellung eines möglichen vierten
Ausführungsbeispiels eines Zierteils und
Figur 8 schematisch einen vergrößerten Ausschnitt der Schnittdarstellung
gemäß Figur 7.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In Figur 1 ist eine Schnittdarstellung eines möglichen ersten Ausführungsbeispiels eines Zierteils 1 dargestellt. Figur 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der S chnittdarstellung .
Das Zierteil 1 ist dabei für eine Anordnung und Nutzung innerhalb und/oder an einer Außenseite eines Fahrzeugs vorgesehen.
Das Zierteil 1 umfasst eine integrierte Leiterplatte 2, welche ein Trägermaterial 2.1 und mehrere auf dem Trägermaterial 2.1 angeordnete elektronische
Bauteile 2.2 bis 2.n umfasst, welche mittels nicht näher dargestellter Leiterbahnen der Leiterplatte 2 elektrisch kontaktiert sind. Das Trägermaterial 2.1 ist beispielsweise mechanisch flexibel und beispielsweise aus Polyimid oder einem anderen geeigneten Thermoplast gebildet. Alternativ ist das Trägermaterial 2.1 beispielsweise semiflexibel oder starr und beispielsweise aus einem Phenolharz, Epoxidharz, Polytetraflourethylen und/oder einer Keramik gebildet.
Die elektronischen Bauteile 2.2 bis 2.n sind beispielsweise optische Sensoren, akustische Sensoren, elektromagnetische Sensoren, Beschleunigungssensoren, Geschwindigkeitssensoren, Sensoren zur Erfassung von Umgebungsparametern und/oder Lichtquellen.
Zum Schutz der Leiterplatte 2 ist diese vollständig von zwei thermoplastischen Komponenten 3, 4 und/oder zumindest einem duroplastischen Polymer,
beispielsweise einem Lack, umgeben.
Beispielsweise ist die Leiterplatte 2 an einer einer Zierteilsichtseite 1.1
zugewandten Vorderseite von einer zweiten thermoplastischen Komponente 3 oder dem duroplastischen Polymer und an einer der Zierteilsichtseite 1.1 abgewandten Rückseite von einer ersten thermoplastischen Komponente 4 umgeben, wobei die thermoplastischen Komponenten 3, 4 und/oder das duroplastische Polymer an Berührungsbereichen in einer Trennebene T stoffschlüssig miteinander verbunden sind und die Leiterplatte 1 derart in der Trennebene T zwischen den
thermoplastischen Komponenten 3, 4 oder der thermoplastischen Komponente 4 und dem duroplastischen Polymer angeordnet ist, dass deren Vorderseite einen Abschnitt der Trennebene T bildet.
Dabei ist das Trägermaterial 2.1 der Leiterplatte 2 an der den Bauteilen 2.2 bis 2.n abgewandten Vorderseite vollflächig stoffschlüssig mit der zweiten thermoplastischen Komponente 3 oder und/oder dem duroplastischen Polymer verbunden. An der Rückseite der Leiterplatte 2 sind die elektronischen Bauteile 2.2 bis 2.n von einem Abdeckelement 6 umgeben, welches die Bauteile 2.2 bis 2.n von der ersten thermoplastischen Komponente 4 abgrenzen.
Außerhalb des Abdeckelements 6 ist das Trägermaterial 2.1 an der Rückseite der Leiterplatte 2 und an Stirnseiten derselben stoffschlüssig mit der ersten
thermoplastischen Komponente 4 verbunden.
Zur Herstellung des Zierteils 1 gemäß dem dargestellten ersten Ausführungsbeispiel werden zunächst die elektronischen Bauteile 2.2 bis 2.n mit dem Abdeckelement 6 gemeinsam abgedeckt. In nicht näher dargestellten Ausführungsbeispielen können die Bauteile 2.2 bis 2.n auch einzeln oder in Gruppen mit mehreren Abdeckelementen 6 abgedeckt sein. Auch ist es möglich, dass nur ein Teil der Bauteile 2.2 bis 2.n, insbesondere thermisch empfindliche und/oder druckempfindliche Bauteile 2.2 bis 2.n mit zumindest einem Abdeckelement 6 abgedeckt werden.
Nach dieser Abdeckung wird die Leiterplatte 2 an ihrer Rückseite und den
Stirnseiten vollständig mit der ersten thermoplastischen Komponente 4 umgeben, beispielsweise um- oder überspritzt. Auch die Abdeckung 6 wird seitlich umspritzt, deren Rückseite bleibt jedoch frei. Die Abdeckung 6 dient dabei einem thermischen und mechanischen Schutz der Bauteile 2.2 bis 2.n während des Aufbringens der ersten thermoplastischen Komponente 4. Alternativ oder zusätzlich bildet das Abdeckelement 6 während eines Betriebs des Zierteils 1 eine Abschirmung vor elektrischen und/oder magnetischen Feldern für die Bauteile 2.2 bis 2.n.
Hierzu wird die Leiterplatte 2 in einem möglichen Ausführungsbeispiel in einem Spritzgießwerkzeug düsenseitig positioniert, d. h. sie liegt bauteilseitig nach fahrzeugaußen zeigend an der Trennebene T an. Die erste thermoplastische Komponente 4 umfließt die Leiterplatte 2 derart, dass an deren Rückseite und an einer späteren Zierteilrückseite 1.2 nur das Abdeckelement 6 heraus ragt. Die restliche Leiterplatte 2 ist vollständig umspritzt und eingebettet. Das herausragende Abdeckelement 6 wird dabei in einer beweglichen Werkzeugseite in einer Freimachung positioniert, damit eine Zuhaltekraft beim Schließen des Spritzgießwerkzeug nicht zu einer Beschädigung des Abdeckelements 6 führt. Eine mögliche Kontaktierung der Leiterplatte 2 erfolgt außerhalb des Zierteils 1. Hierzu wird die Leiterplatte an einer bestimmten Position auf eine abdichtend auf der Leiterplatte angeordnete Werkzeugtrennebene aufgelegt. Somit können Kontakte der
Leiterplatte 2 aus der ersten thermoplastischen Komponente 4 heraus geführt werden und als freiliegende Kontaktstellen kontaktiert werden. Dabei ist die Leiterplatte 2 im Bereich der Kontakte und der Herausführungen nicht von der ersten thermoplastischen Komponente 4 umgeben.
Anschließend werden die Vorderseite der Leiterplatte 2 und Abschnitte der ersten thermoplastischen Komponente 4 im Bereich der Trennebene T mit der zweiten thermoplastischen Komponente 3 bedeckt, beispielsweise überspritzt, oder mit dem duroplastischen Polymer, beispielsweise dem Lack, überflutet.
Die thermoplastischen Komponenten 3, 4 umfassen dabei jeweils zumindest
- Acrylnitril-Butadien- S tyro 1-Copo lymer,
- Acrylnitril-Styrol-Acrylat-Copolymer,
- Polymethylmethacrylat,
- Polycarbonat,
- Polypropylen,
- Polybutylenterephthalat,
- Polyethylenterephthalat und/oder
- eine aus mehreren dieser Kunststoffe gebildete Polymerlegierung oder ein aus mehreren dieser Kunststoffe gebildetes Polymerblend, wie beispielsweise aus Polycarbonat und Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer, Polycarbonat und Polyethylenterephthalat oder Polycarbonat und Polybutylenterephthalat. Dabei können für die thermoplastischen Komponenten 3, 4 gleiche oder unterschiedliche Materialien verwendet werden. Insbesondere bei einem Überfluten der Vorderseite der Leiterplatte 2 und der Abschnitte der ersten thermoplastischen Komponente 4 im Bereich der
Trennebene T wird anstelle der zweiten thermoplastischen Komponente 3 das duroplastische Polymer verwendet. Das Polymer umfasst dabei beispielsweise Polyurethan und/oder Polyurea.
In einer möglichen Ausgestaltung wird das duroplastische Polymer einem so genannten Hochdruck-Reaction-Injection-Moulding- Verfahren, kurz HD- RIM- Verfahren, in das Spritzgießwerkzeug eingebracht. Dabei wird beispielsweise ein effektiver Forminnendruck von 10 bar bis 20 bar eingestellt.
Damit die Leiterplatte 2 ausgehend von der Zierteilsichtseite 1.1 für einen
Betrachter nicht sichtbar ist, ist die zweite thermoplastische Komponente 3 oder das duroplastische Polymer gemäß einer möglichen Zierteilsichtseite 1.1 transluzent oder intransparent ausgebildet.
Ist gemäß einer weiteren nicht näher dargestellten Ausbildung des Zierteils 1 zumindest eines der Bauteile 2.2 bis 2.n zur Emission von Licht in Richtung der Zierteilsichtseite 1.1 ausgebildet, ist die zweite thermoplastische Komponente 3 oder das duroplastische Polymer zumindest im Bereich dieses Bauteils 2.2 bis 2.n transparent oder transluzent ausgebildet.
Um eine qualitativ besonders hochwertige Zierteilsichtseite 1.1 bei einem
Überfluten der Vorderseite der Leiterplatte 2 mit dem duroplastischen Polymer zu erzeugen, bilden die erste Komponente 4 und die Vorderseite der Leiterplatte 2 in der Trennebene T eine zumindest im Wesentlichen ebene Oberfläche aus.
Hierdurch liegen keine Höhensprünge vor, so dass das duroplastische Polymer besonders homogen aufgebracht werden kann und somit eine sehr stabile und qualitativ hochwertige Zierteilsichtseite 1.1 erzeugt werden kann.
Eine Oberfläche der Zierteilsichtseite 1.1 ist dabei beispielsweise hochglänzend, matt oder genarbt ausgebildet. Im Folgenden werden beispielhaft verschiedene mögliche Materialkombinationen für die erste und zweite thermoplastische Komponente 4, 3 sowie während des Aufbringens dieser eingestellte Prozessparameter beschrieben. Die Erfindung wird in ihrer Allgemeinheit jedoch nicht durch diese Beispiele beschränkt.
Werden für die erste und zweite thermoplastische Komponente 4, 3 unterschiedliche Materialien verwendet, ist die zweite Komponente 3 beispielsweise aus Polymethylmethacrylat, Polycarbonat oder Acrylnitril-Styrol-Acrylat-Copolymer und die erste Komponente 4 Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer, einer
Polymerlegierung aus Polycarbonat und Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer oder aus Acrylnitril-Styrol-Acrylat-Copolymer gebildet.
Werden für die erste und zweite thermoplastische Komponente 4, 3 gleiche Materialien verwendet, sind diese beispielsweise aus Polymethylmethacrylat, Polycarbonat oder Acrylnitril-Styrol-Acrylat-Copolymer gebildet.
Ist das duroplastische Polymer beispielsweise aus Polyurethan gebildet, so ist die erste thermoplastische Komponente 4 beispielsweise aus einer Polymerlegierung aus Polycarbonat und Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer, Polycarbonat und Polybutylenterephthalat, Polycarbonat und Polyethylenterephthalat, aus Acrylnitril- Butadien-Styrol-Copolymer oder aus Polypropylen gebildet.
Bei einem Aufbringen der ersten Komponente 4 in einem Spritzgussprozess wird beispielsweise Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer, welches eine Schmelztemperatur von 220 °C hat, bei 230 °C bis 270 °C, insbesondere 245 °C bis 255 °C, bei 1000 bar bis 2000 bar Spritzdruck, insbesondere 1000 bar bis 1300 bar, verarbeitet.
Bei einem Aufbringen der ersten Komponente 4 in einem Spritzgussprozess oder bei einer Ausbildung beider Komponenten 3, 4 aus dem gleichen Material und einem Aufbringen beider Komponenten 3, 4 in einem Spritzgussprozess wird beispielsweise Acrylnitril-Styrol-Acrylat-Copolymer, welches eine Schmelztemperatur von 220 °C hat, bei 230 °C bis 270 °C, insbesondere 245 °C bis 255 °C, bei 1000 bar bis 2000 bar Spritzdruck, insbesondere 1000 bar bis 1300 bar, verarbeitet.
Bei einem Aufbringen der zweiten Komponente 3 in einem Spritzgussprozess oder bei einer Ausbildung beider Komponenten 3, 4 aus dem gleichen Material und einem Aufbringen beider Komponenten 3, 4 in einem Spritzgussprozess wird beispielsweise Polymethylmethacrylat bei 220 °C bis 260 °C, insbesondere 245 °C bis 255 °C, bei 1000 bar bis 2000 bar Spritzdruck, insbesondere
1400 bar bis 1600 bar, verarbeitet.
Bei einem Aufbringen der ersten Komponente 4 in einem Spritzgussprozess wird beispielsweise die Polymerlegierung aus Polycarbonat und Acrylnitril-Butadien- Styrol-Copolymer bei 260 °C bis 290 °C, insbesondere 275 °C bis 285 °C verarbeitet, um einen möglichst geringen Spritzdruck von bei 1000 bar bis
2000 bar, insbesondere 1000 bar bis 1300 bar, realisieren zu können.
Beim Einbringen des duroplastischen Polymers durch das Hochdruck-Reaction- Injection-Moulding- Verfahren, kurz HD- RIM- Verfahren, in das
Spritzgießwerkzeug und der Verwendung von Polyurethan oder Polyurea als Polymer, erfolgt beim Fluten des Spritz gießwerkzeugs eine exotherme Reaktion der Polyurethanbestandteile Isocyanat und Polyol. Dabei entstehen
Reaktionstemperaturen auf der ersten Komponente 4 von 60 °C bis 120 °C, insbesondere 70 °C bis 90 °C, bei Schichtstärken von beispielsweise 0,1 mm bis 1,0 mm, insbesondere 0,3 mm bis 0,4 mm und einem Druck von 0 bar bis 20 bar, insbesondere 5 bar bis 15 bar.
In einer möglichen Ausgestaltung des ersten Ausführungsbeispiels des Zierteils 1 sind beide thermoplastischen Komponenten 3, 4 aus dem gleichen Material gebildet. Zur Herstellung des Zierteils 1 wird die Leiterplatte 2 in das Spritzwerkzeug eingelegt und mit einer gemeinsamen Komponente vollständig und ohne
Ausbildung einer Trennebene T umspritzt.
In nicht näher dargestellter Weise sind bzw. ist gemäß einer möglichen
Ausgestaltung an der Zierteilsichtseite 1.1 eine Dekorstruktur und/oder zumindest ein Zeichen und/oder zumindest ein Symbol aufgebracht oder eingebracht. Die Zeichen und/oder Symbole umfassen beispielsweise zumindest ein
Herstelleremblem, zumindest eine Signatur und/oder zumindest einen Schriftzug. Die Dekorstruktur kann jede Art von insbesondere mit menschlichen Sinnen fühlbare und/oder sichtbare Oberflächenstruktur aufweisen.
Zur Erzeugung dieser Dekorstruktur und/oder des zumindest einen Zeichens und/oder des zumindest einen Symbols werden bzw. wird in einer möglichen Ausgestaltung die zumindest eine thermoplastische Komponente 3, 4 und/oder das zumindest eine duroplastische Polymer in dem Spritzgussprozess und/oder dem Hochdruck-Reaction-Injection-Moulding- Verfahren auf die der
Zierteilsichtseite 1.1 zugewandte Vorderseite der Leiterplatte 2 aufgebracht.
Vor diesem Aufbringen werden bzw. wird auf eine der Vorderseite zugewandte Innenseite einer Spritzgussform eine Dekorstruktur und/oder zumindest ein Zeichen und/oder zumindest ein Symbol gedruckt und/oder es wird zumindest eine die Dekorstruktur und/oder das zumindest eine Zeichen und/oder das zumindest eine Symbol umfassende Folie angeordnet. Anschließend werden bzw. wird die
Dekorstruktur und/oder das zumindest eine Zeichen und/oder das zumindest eine Symbol und/oder die zumindest eine Folie mit der zumindest einen
thermoplastischen Komponente 3, 4 und/oder dem zumindest einen duroplastischen Polymer hinterspritzt.
Beispielsweise wird bei Herstellung der zum Beispiel hochglänzenden
Zierteilsichtseite 1.1 durch Spritzguss eine Folie im Bereich einer der
Zierteilsichtseite 1.1 zugeordneten Werkzeugseite der Spritzgussform eingelegt oder eingehangen und anschließend hinterspritzt. Zuvor wurde bereits die Rückseite der Leiterplatte 2 mit der ersten thermoplastischen Komponente 4 umspritzt, wobei die erste thermoplastische Komponente 4 gemeinsam mit der Leiterplatte 2 in der Trennebene bündig abschließt. Durch das Hinterspritzen werden bzw. wird auf der Zierteilsichtseite 1.1 die Dekorstruktur und/oder das zumindest eine Zeichen und/oder das zumindest eine Symbol unlösbar appliziert. Diese Verfahren sind unter dem Namen In-Mould-Decoration (kurz: IMD) oder In-Mould-Labeling (kurz: IML) bekannt. Hierbei ist es möglich, dass die Folie auf dem Zierteil 1 verbleibt oder entfernt wird, und lediglich die Dekorstruktur und/oder das zumindest eine Zeichen und/oder das zumindest eine Symbol auf dem Zierteil 1 verbleiben.
In einer möglichen Weiterbildung werden bzw. wird die Dekorstruktur und/oder das zumindest eine Zeichen und/oder das zumindest eine Symbol auf der
Zierteilsichtseite 1.1 mit einem duroplastischen Polymer, insbesondere Lack, überzogen oder insbesondere innerhalb eines Werkzeugs überflutet.
In einer möglichen Ausgestaltung sind bzw. ist die Dekorstruktur und/oder das zumindest eine Zeichen und/oder das zumindest eine Symbol auf eine Innenseite der der Zierteilsichtseite 1.1 zugeordneten Werkzeugseite der Spritzgussform gedruckt und werden beim Hinterspritzen in die Zierteilsichtseite 1.1 übertragen. Mittels eines solchen Verfahrens, auch als In-Mould-Printing bezeichnet, werden bzw. wird die Dekorstruktur und/oder das zumindest eine Zeichen und/oder das zumindest eine Symbol direkt auf das Zierteil 1 appliziert.
Sind beide thermoplastischen Komponenten 3, 4 aus demselben Material gebildet, auch als 1-Kompenenten-Spritzguss bezeichnet, werden die Leiterplatte 2 und die Folie und/oder die gedruckte Dekorstruktur und/oder das zumindest eine gedruckte Zeichen und/oder das zumindest eine gedruckte Symbol im gleichen Prozessschritt um- bzw. hinterspritzt. Insbesondere wird die Leiterplatte auf der der
Zierteilsichtseite 1.1 abgewandten Werkzeugseite platziert und umspritzt und die Folie und/oder die gedruckte Dekorstruktur und/oder das zumindest eine gedruckte Zeichen und/oder das zumindest eine gedruckte Symbol werden bzw. wird im Bereich der der Zierteilsichtseite 1.1 zugeordneten Werkzeugseite der
Spritzgussform eingelegt bzw. auf deren Innenseite gedruckt und hinterspritzt.
Wird die Zierteilsichtseite 1.1 mit dem duroplatischen Polymer versehen, so wird analog zum vorherigen Absatz beim Herstellungsprozess der ersten
thermoplastischen Komponente 4 die Leiterplatte 2 düsenseitig innerhalb der Spritzgussform platziert und umspritzt. Dabei schließt die erste thermoplastische Komponente 4 entweder gemeinsam mit der Leiterplatte 2 flächenbündig mit der Trennebene zum duroplastichen Polymer ab oder umgibt die Leiterplatte 2, ausgenommen ein in den Figuren 3 und 4 dargestelltes Anschlusselement 7, vollständig. Zum flächenbündigen Abschluss ist dabei eine ausreichend große Schichtstärke des duroplastischen Polymers von beispielsweise mehr als 1 mm erforderlich. Auch bei der Ausbildung der Zierteilsichtseite 1.1 aus dem duroplatischen Polymer erfolgt die Positionierung der Folie im Bereich der der Zierteilsichtseite 1.1 zugeordneten Werkzeugseite der Spritzgussform und/oder die Bedruckung der Innenseite der der Zierteilsichtseite 1.1 zugeordneten
Werkzeugseite mit der Dekorstruktur und/oder dem zumindest einen Zeichen und/oder dem zumindest einen Symbol, wobei die Folie und/oder die gedruckte Dekorstruktur und/oder das zumindest eine gedruckte Zeichen und/oder das zumindest eine gedruckte Symbol vollständig hinterspritzt werden. Anschließend wird das Zierteil 1 , gegebenenfalls nach Entfernung der Folie, auf der
Zierteilsichtseite 1.1 mit einem transparenten oder semitransparenten Polymer überflutet.
In Figur 3 ist eine Schnittdarstellung eines möglichen zweiten Ausführungsbeispiels eines Zierteils 1 dargestellt. Figur 4 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der Schnittdarstellung.
Im Unterschied zu dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist jedes elektronische Bauteil 2.2 bis 2.n auf Leiterplatte 2 von einer separaten Abdeckung 6 abgedeckt, wenn dies aus herstellungstechnischer Sicht und/oder während des Betriebs des Zierteils 1 als Schutz vor elektrischen und/oder magnetischen Feldern erforderlich ist.
Weiterhin ist zusätzlich an einer der Zierteilsichtseite 1.1 abgewandten Zierteilrückseite 1.2 ein mit der Leiterplatte 2 gekoppeltes elektrisches Anschlusselement 7 angeordnet, welches ausgenommen einer Anschlussseite desselben mediendicht von der ersten thermoplastischen Komponente 4 umgeben ist. Hierzu wird das Anschlusselement 7 in dem in den Figuren 1 und 2 beschriebenen Verfahren in einer Freimachung des Spritzgießwerkzeugs positioniert, wobei die Freimachung zusätzlich auch zu einer Positionierung und Ausrichtung der Leiterplatte 2 in dem Spritzgießwerkzeug verwendet werden kann.
Das Aufbringen der thermoplastischen Komponenten 3, 4 und/oder des
duroplastischen Polymers erfolgt ansonsten analog zum ersten Ausführungsbeispiel gemäß der Beschreibung zu den Figuren 1 und 2.
In einer möglichen Ausgestaltung des zweiten Ausführungsbeispiels des Zierteils 1 sind beide thermoplastischen Komponenten 3, 4 aus dem gleichen Material gebildet. Zur Herstellung des Zierteils 1 wird die Leiterplatte 2 in das Spritzwerkzeug eingelegt und mit einer gemeinsamen Komponente vollständig und ohne
Ausbildung einer Trennebene T umspritzt.
In Figur 5 ist eine Schnittdarstellung eines möglichen dritten Ausführungsbeispiels eines Zierteils 1 dargestellt. Figur 6 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der S chnittdarstellung .
Im Unterschied zu dem in den Figuren 3 und 4 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel sind die elektronischen Bauteile 2.2 bis 2.n auf der Leiterplatte 2 direkt von der ersten thermoplastischen Komponente 4 bedeckt. Das Aufbringen der thermoplastischen Komponenten 3, 4 und/oder des
duroplastischen Polymers erfolgt ansonsten analog zum ersten Ausführungsbeispiel gemäß der Beschreibung zu den Figuren 1 und 2.
In einer möglichen Ausgestaltung des dritten Ausführungsbeispiels des Zierteils 1 sind beide thermoplastischen Komponenten 3, 4 aus dem gleichen Material gebildet. Zur Herstellung des Zierteils 1 wird die Leiterplatte 2 in das Spritzwerkzeug eingelegt und mit einer gemeinsamen Komponente vollständig und ohne
Ausbildung einer Trennebene T umspritzt.
In Figur 7 ist eine Schnittdarstellung eines möglichen vierten Ausführungsbeispiels eines Zierteils 1 dargestellt. Figur 8 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der S chnittdarstellung .
Im Unterschied zu dem in den Figuren 3 und 4 dargestellten zweiten Ausführungs- beispiel sind die elektronischen Bauteile 2.2 bis 2.n mit einem gemeinsamen Abdeckelement 6 abgedeckt. In nicht näher dargestellten Ausführungsbeispielen können jedoch auch mehrere Abdeckelemente 6 für einzelne Bauteile 2.2 bis 2.n oder Gruppen dieser vorgesehen sein. Auch können einzelne oder mehrere der Bauteile 2.2 bis 2.n nicht von einem Abdeckelement 6 abgedeckt sein.
Weiterhin sind im Unterschied zu dem in den Figuren 3 und 4 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel die elektronischen Bauteile 2.2 bis 2.n auf der der
Zierteilsichtseite 1.1 zugewandten Vorderseite der Leiterplatte 2 angeordnet und liegen unmittelbar unterhalb der Trennebene T der ersten und der zweiten thermoplastischen Komponente 4, 3 oder innerhalb derselben. Bei einer
Verwendung von duroplastischem Polymer anstatt der zweiten thermoplastischen Komponente 3 liegen die elektronischen Bauteile 2.2 bis 2.n unmittelbar unterhalb der Trennebene T der ersten thermoplastischen Komponente 3 und des Polymers oder innerhalb derselben. Zur Herstellung des Zierteils 1 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel wird die Leiterplatte 2 mit ihrer Rückseite und dem Anschlusselement 7 beispielsweise auf einer beweglichen Werkzeugformhälfte des Spritzgießwerkzeugs positioniert. Die erste thermoplastische Komponente 4 wird anschließend vollständig um die Leiterplatte und die elektronischen Bauelemente 2.2 bis 2.n bzw. das
Abdeckelement 6 umspritzt.
Dieses Umspritzen erfolgt in der Art, dass eine Außenfläche des entstehenden Halbzeugs in der Trennebene T keine Unebenheiten, Stufen oder Materialsprünge aufweist, damit mittels der zweiten thermoplastischen Komponente 3 oder mittels des duroplastischen Lacks, insbesondere Lacks, eine qualitativ besonders hochwertige und mechanisch stabile Zierteilsichtseite 1.1 erzeugt werden kann. Bei Vorhandensein eines oder mehrerer Abdeckelemente 6 ragt dieses bzw. ragen diese nicht über die Trennebene T hinaus.
Das Aufbringen der thermoplastischen Komponenten 3, 4 und/oder des
duroplastischen Polymers erfolgt ansonsten analog zum ersten Ausführungsbeispiel gemäß der Beschreibung zu den Figuren 1 und 2.
In einer möglichen Ausgestaltung des vierten Ausführungsbeispiels des Zierteils 1 sind beide thermoplastischen Komponenten 3, 4 aus dem gleichen Material gebildet. Zur Herstellung des Zierteils 1 wird die Leiterplatte 2 in das Spritzwerkzeug eingelegt und mit einer gemeinsamen Komponente vollständig und ohne
Ausbildung einer Trennebene T umspritzt.
BEZUGSZEICHENLISTE
Zierteil
Zierteilsichtseite
Zierteilrückseite
Leiterplatte
Trägermaterial
Bauteil
Komponente
Komponente
Abdeckelement
Anschlusselement
Trennebene

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Zierteil (1) für ein Fahrzeug mit zumindest einer integrierten Leiterplatte (2), welche vollständig von zumindest einer thermoplastischen Komponente (3, 4) und/oder zumindest einem duroplastischen Polymer umgeben ist.
2. Zierteil (1) nach Anspruch 1, wobei
die Leiterplatte (2) zumindest im Bereich eines Trägermaterials (2.1) stoffschlüssig mit der zumindest einen thermoplastischen Komponente (3, 4) und/oder dem zumindest einen duroplastischen Polymer verbunden ist.
3. Zierteil (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei
die Leiterplatte (2) zumindest ein elektronisches Bauteil (2.2 bis 2.n) umfasst.
4. Zierteil (1) nach Anspruch 3, wobei
das zumindest eine elektronische Bauteil (2.2 bis 2.n) zumindest
- einen optischen Sensor,
- einen akustischen Sensor,
- einen elektromagnetischen Sensor,
- einen elektromagnetischen Sender,
- einen elektromagnetischen Empfänger,
- einen Beschleunigungssensor,
- einen Geschwindigkeitssensor,
- einen Sensor zur Erfassung von Umgebungsparametern und/oder
- eine Lichtquelle
umfasst.
5. Zierteil (1) nach Anspruch 3 oder 4, wobei
das zumindest eine elektronische Bauteil (2.2 bis 2.n) unmittelbar von der zumindest einen thermoplastischen Komponente (3, 4) und/oder dem zumindest einen duroplastischen Polymer umgeben ist.
6. Zierteil (1) nach Anspruch 3 oder 4, wobei
das zumindest eine elektronische Bauteil (2.2 bis 2.n) von einem
Abdeckelement (6) umgeben ist, welches das zumindest eine elektronische Bauteil (2.2 bis 2.n) von der zumindest einen thermoplastischen
Komponente (3, 4) und/oder dem zumindest einen duroplastischen Polymer abgrenzt.
7. Zierteil (1) nach Anspruch 6, wobei
das Abdeckelement (6) eine Abschirmung vor elektrischen und/oder magnetischen Feldern bildet.
8. Zierteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
- an einer einer Zierteilsichtseite (1.1) abgewandten Zierteilrückseite (1.2) und/oder an einem seitlichen Zierteilrand und/oder an der Zierteilsichtseite außerhalb eines Sichtbereichs zumindest ein mit der Leiterplatte (2) gekoppeltes elektrisches Anschlusselement (7) angeordnet ist, und
- die zumindest eine thermoplastische Komponente (3, 4) und/oder das zumindest eine duroplastische Polymer das Anschlusselement (7), ausgenommen eine Anschlussseite desselben, mediendicht umschließen oder umschließt.
9. Zierteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
die zumindest eine thermoplastische Komponente (3, 4) und/oder das zumindest eine duroplastische Polymer an einer Zierteilsichtseite (1.1) transluzent oder intransparent ausgebildet ist.
10. Zierteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
- die Leiterplatte (2) an einer einer Zierteilsichtseite (1) zugewandten Vorderseite eine zumindest im Wesentlichen ebene Oberfläche aufweist und/oder
- die Leiterplatte (2) an der der Zierteilsichtseite (1) zugewandten Vorderseite flächenbündig mit der zumindest einen thermoplastischen Komponente (3, 4) abschließt.
11. Zierteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
- die Leiterplatte (2) an einer einer Zierteilsichtseite (1.1) abgewandten Rückseite von einer ersten thermoplastischen Komponente (4) und an einer der Zierteilsichtseite (1.1) zugewandten Vorderseite von einer zweiten thermoplastischen Komponente (3) und/oder dem duroplastischen Polymer umgeben ist,
- die thermoplastischen Komponenten (3, 4) und/oder das duroplastische Polymer an Berührungsbereichen in einer Trennebene (T) stoffschlüssig miteinander verbunden sind und
- die Leiterplatte (2) in der Trennebene (T) zwischen den thermoplastischen Komponenten (3, 4) und/oder dem duroplastischen Polymer angeordnet ist.
Zierteil (1) nach Anspruch 11, wobei
die erste thermoplastische Komponente (4) und die zweite thermoplastische Komponente (3) aus dem gleichen Material gebildet sind.
13. Zierteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
die zumindest eine thermoplastische Komponente (3, 4) zumindest
- Acrylnitril-Butadien- S tyro 1-Copo lymer,
- Acrylnitril-Styrol-Acrylat-Copolymer,
- Polymethylmethacrylat,
- Polycarbonat,
- Polyurethan,
- Polypropylen,
- Polybutylenterephthalat,
- Polyethylenterephthalat und/oder - eine aus mehreren dieser Kunststoffe gebildete Polymerlegierung oder ein aus mehreren dieser Kunststoffe gebildetes Polymerblend umfasst.
14. Zierteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
das zumindest eine duroplastische Polymer aus
- Polyurea oder
- Polyurethan
gebildet ist.
15. Zierteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
das zumindest eine duroplastische Polymer ein Lack ist.
16. Zierteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
das zumindest eine duroplastische Polymer an einer Zierteilsichtseite (1.1) angeordnet ist.
17. Zierteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
die Leiterplatte (2) ein mechanisch flexibles Trägermaterial (2.1) umfasst.
18. Zierteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
an einer Zierteilsichtseite (1.1) eine Dekorstruktur und/oder zumindest ein Zeichen und/oder zumindest ein Symbol aufgebracht oder eingebracht sind bzw. ist.
19. Verfahren zur Herstellung eines Zierteils (1) für ein Fahrzeug, wobei zumindest eine Leiterplatte (2) von zumindest einer thermoplastischen Komponente (3, 4) und/oder zumindest einem duroplastischen Polymer umgeben wird.
20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei
die Leiterplatte (2) an einer einer Zierteilsichtseite (1.1) abgewandten Rückseite mit einer ersten thermoplastischen Komponente (4) umgeben, insbesondere umspritzt, wird.
21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, wobei
die Leiterplatte an einer einer Zierteilsichtseite (1.1) zugewandten Vorderseite mit einer zweiten thermoplastischen Komponente (3) und/oder dem duroplastischen Polymer umgeben wird.
22. Verfahren nach Anspruch 21 , wobei
- die zweite thermoplastische Komponente (3) auf die Vorderseite der Leiterplatte (2) gespritzt wird oder
- die Vorderseite der Leiterplatte (2) mit dem duroplastischen Polymer überflutet wird.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, wobei
die zumindest eine thermoplastische Komponente (3, 4) und/oder das duroplastische Polymer unmittelbar auf zumindest ein elektronisches
Bauteil (2.2 bis 2.n) der Leiterplatte (2) aufgebracht werden oder wird.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 23, wobei
- vor dem Aufbringen der zumindest einen thermoplastischen
Komponente (3, 4) und/oder des zumindest einen duroplastischen Polymers zumindest ein elektronisches Bauteil (2.2 bis 2.n) der Leiterplatte (2) mit einem dieses umgebenden Abdeckelement (6) abgedeckt wird,
- wobei das zumindest eine elektronische Bauteil (2.2 bis 2.n) mittels des Abdeckelements (6) von der zumindest einen thermoplastischen
Komponente (3, 4) und/oder dem zumindest einen duroplastischen Polymer abgegrenzt wird.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 24, wobei
- die zumindest eine thermoplastische Komponente (3, 4) und/oder das zumindest eine duroplastische Polymer in einem Spritzgussprozess und/oder einem Hochdruck-Reaction-Injection-Moulding- Verfahren auf eine einer Zierteilsichtseite (1.1) zugewandte Vorderseite der Leiterplatte (2) aufgebracht werden bzw. wird,
- vor diesem Aufbringen auf eine der Vorderseite zugewandte Innenseite einer Spritzgussform eine Dekorstruktur und/oder zumindest ein Zeichen und/oder zumindest ein Symbol gedruckt werden bzw. wird und/oder zumindest eine die Dekorstruktur und/oder das zumindest eine Zeichen und/oder das zumindest eine Symbol umfassende Folie angeordnet wird und
- anschließend die Dekorstruktur und/oder das zumindest eine Zeichen und/oder das zumindest eine Symbol und/oder die zumindest eine Folie mit der zumindest einen thermoplastischen Komponente (3, 4) und/oder dem zumindest einen duroplastischen Polymer hinterspritzt werden bzw. wird.
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