WO2023247123A1 - Verfahren zur herstellung einer verbundmatte für ein dekorbauteil eines fahrzeugs - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method for producing a composite mat for a decorative component of a vehicle.
- the decorative component can be, for example, a decorative panel for the interior of a vehicle.
- a fiber mat is pressed with a film.
- Decorative cladding for vehicle interiors is known from the prior art, in which a pattern is embossed into the decorative cladding.
- Such decorative claddings have the disadvantage that the manufacturing process is cost-intensive.
- decorative panels are known in the prior art, which are formed from a composite mat.
- the composite mat regularly comprises a base body which is connected to a printed film, in particular is covered with a printed film.
- the print on the film regularly creates the visual impression of a pattern, in particular an embossed pattern, paired with a technical-looking look and/or a natural fiber look.
- such composite mats have the disadvantage that if the printing ink is lost, the pattern fades and/or is no longer recognizable. This is the case, for example, if the composite mat is subject to temperature fluctuations and/or is exposed to sunlight during the further manufacturing process for decorative cladding.
- gluing the film to the base body poses the risk that the film will detach from the base body over time. Description of the invention
- the solution according to the invention consists in specifying a method with which a composite mat for a decorative component of a vehicle is produced.
- the method comprises the following process steps:
- the composite mat can also be produced according to the invention
- the individual process steps are preferably carried out one after the other and/or in the specified order.
- the method steps of further embodiments described below can take place in parallel, serially or independently of the aforementioned method steps, provided this is technically sensible and suitable.
- the composite mat is formed.
- the forming can take place after the film has been pressed with the precompressed fiber mat, in particular after process step c3.
- the composite mat is cold-formed during forming.
- the composite mat can be formed during forming by a forming tool, in particular a pressing tool.
- the temperatures used during forming are preferably significantly below the temperatures used during pre-compression and/or when pressing the film with the pre-compressed fiber mat.
- the composite mat can be brought into a predefined shape, in particular into the shape of the decorative component.
- the formed composite mat forms the decorative component or at least part of the decorative component.
- the composite mat can also be cut to size.
- the composite mat can be cut before, during or after forming.
- the formed and/or cut composite mat can form the decorative component or at least part of the decorative component.
- the fiber mat can have natural fibers, polyester, glass fibers and/or polymer fibers.
- the fiber mat is preferably a composite mat that has natural fibers and plastic fibers.
- the natural fibers can include, for example, hemp, flax and/or kenaf fibers. Degradable biopolymers are also conceivable for use as natural fibers and/or plastic fibers.
- the plastic fibers can be fibers made of plastic polymers, in particular polypropylene, and/or biopolymers, in particular polylactides.
- the weight proportion of the natural fibers can be 30% to 70%, preferably 40% to 60% and particularly preferably 50%.
- the weight proportion of the plastic fibers can be 70% to 30%, preferably 60% to 40%, and particularly preferably 50%.
- a composite mat is advantageously particularly sustainable and environmentally friendly.
- the fiber mat can also be a polyester mat, glass fiber mat or a self-reinforced system made of, for example, 100% plastic polymers or 100% biopolymers.
- the film is preferably designed to penetrate into the fiber mat during compression, in particular to penetrate into the sections of the fiber mat that are after Embossing does not have any embossing or depressions.
- the material of the film should be suitable for at least partially mixing with the material of the fiber mat during pressing. This can be the case in particular if the material of the film cannot be pressed into any recesses in the fiber mat during pressing, for example in unembossed areas of the fiber mat.
- the film can be designed as a surface material.
- the film is preferably a plastic film and/or bioplastic film.
- the film can contain polyolefins, polypropylene, polyethylene, polylactides and/or polyethylene terephthalate.
- the use of the film has the advantage that the surface of the composite mat is particularly insensitive to external environmental influences, such as solar radiation and/or temperature fluctuations, and has a particularly attractive visual appearance.
- a fastener is attached to the composite mat.
- the fastening means is preferably designed so that the composite mat and/or the decorative component can be attached to an external component via the fastening means, in particular can be fastened to a vehicle.
- the composite mat can be back-injected.
- the fastening means can be glued to the composite mat.
- the connection between the fastening means and the composite mat is preferably a cohesive connection.
- the connection between the fastening means and the composite mat can be a positive and/or non-positive connection.
- a fastening means advantageously ensures that the composite mat and/or the decorative component can be particularly easily attached to a vehicle and/or fastened to the vehicle.
- embossing tools can be adapted according to the desired embossing design and at the same time enable the embossing of large numbers of fiber mats or composite mats.
- the embossing tool can be made of aluminum or steel. Additionally or alternatively, the embossing tool can have a coating that prevents adhesion to the workpiece, in particular to the pre-compressed fiber mat or to the composite mat.
- the coating can be, for example, a Teflon coating.
- the embossing of the pre-compressed fiber mat can be carried out using a heated embossing stamp, an embossing stamp in a contact hot press and/or by means of a heated or unheated embossing roller.
- the film and the fiber mat are pressed together using a hot contact press.
- the film and the fiber mat preferably have a thickness that is less than the predefined thickness of the fiber mat after pre-compression.
- the composite mat can have a smaller thickness than the pre-compressed fiber mat.
- the temperature, the compression duration and/or the contact force can be varied according to the requirements of the composite mat. This advantageously means that the composite mat can have a standardized thickness after the film has been pressed with the pre-compressed fiber mat and can therefore be further processed particularly easily.
- Fig. 4 shows a fourth embodiment of the method for producing a composite mat for a decorative component of a vehicle.
- the manufacturing process begins with providing a fiber mat 2, which is not explicitly shown in FIG. 1.
- the fiber mat 2 is a composite mat 2 which has natural fibers and plastic fibers.
- the natural fibers can be, for example, hemp, flax and/or kenaf fibers.
- the plastic fibers can be fibers made of polypropylene.
- the fiber mat 2 is precompressed in a further process step 5.
- the fiber mat 2 is pressed together for a certain time by applying pressure and temperature, so that the density of the fiber mat 2 increases and/or the thickness of the fiber mat 2 is reduced.
- the fiber mat 2 is introduced into a contact hot press 14 and pre-compressed while applying a contact pressure Fi.
- the temperature, the compression duration and/or the contact pressure Fi the fiber mat 2 can be pre-compressed to a predefined thickness.
- the embossing 6 is introduced at least in sections on a surface of the precompressed fiber mat 2.
- the precompressed fiber mat 2 can also be embossed on both sides, preferably embossed on two opposite surfaces of the fiber mat 2, if this is necessary.
- a film 3 is applied to the embossed and pre-compressed fiber mat 2.
- the film 3 is applied at least to the surface of the fiber mat 2, which was embossed in the previous process step 6 became.
- the film 3 is a plastic film 3 and can have polyolefins, polypropylene, polyethylene, polylactides and/or polyethylene terephthalate.
- the film 3 is pressed with the fiber mat 2 in a further process step 8.
- the application 7 of the film 3 to the fiber mat 2 can take place shortly before or simultaneously with the pressing 8.
- the film 3 applied to the fiber mat 2 is introduced together with the fiber mat 2 into a contact hot press 14.
- the film 3 and the fiber mat 2 are then pressed together by applying a contact force F3.
- the pressing 8 can be controlled in such a way that the fiber mat 2 and the film 3 have a predefined thickness after the pressing 8.
- the thickness, in particular the total thickness, of the fiber mat 2 and the film 3 after pressing 8 is less than the thickness of the fiber mat 2 after pre-compression 5.
- the fiber mat 2 and the film 3 together form a composite mat 1 after pressing 8.
- the composite mat 1 is essentially characterized in that the material of the film 3 fills the depressions in the fiber mat 2 created by the embossing 6. In the areas where no depressions were made in the fiber mat 2 during the embossing 6, the fiber structure of the fiber mat 2 presses through the film 3 at least visually after the pressing 8. This is due to the fact that the film 3 sinks into the fiber mat 2 in the unembossed areas during pressing 8. This causes the composite mat 11 to have a visually different appearance in comparison between the embossed areas and the unembossed areas.
- the composite mat 11 can therefore in particular have an optical pattern.
- the surface of the composite mat 11 is preferably smooth.
- the composite mat 1 is reshaped.
- Forming is, in particular, cold forming.
- the composite mat 1 is introduced into a forming tool 13, for example a press 13.
- the forming tool 13 has the negative shape of a decorative component 11 for a vehicle.
- the forming 9 is carried out by applying a predefined contact force F4.
- forming 9 can be controlled in such a way that the composite mat 1 after forming 9 has the predefined shape of the decorative component 11 and a predefined thickness.
- the thickness of the decorative component 11 after forming 9 is less than the thickness of the composite mat 1.
- the composite mat 1 can also be cut to size during forming 9. By cutting 9, the external dimensions of the composite mat 1 can be adapted to the predefined external dimensions of the decorative component 11.
- the contact forces Fi to F4 are preferably of different sizes, but can also be identical.
- the contact forces Fi to F4 are particularly dependent on the predefined thicknesses and/or the materials used. The same applies to the temperatures and durations used during precompression 5, embossing 6, pressing 8 and/or forming 9.
- a handling means not shown in the figures can be provided for handling the fiber mat 2, the composite mat 1 and/or the decorative component 11 after or between the individual process steps.
- the handling means can be, for example, a robot, in particular a robot arm, and/or an assembly line.
- the handling means can, for example, be designed to transport the fiber mat 2 and/or the composite mat 1 between the individual presses.
- Figure 2 shows a second exemplary embodiment of the method for producing a composite mat 1 for a decorative component 11 of a vehicle.
- the manufacturing method according to the second exemplary embodiment essentially corresponds to the manufacturing method according to the first exemplary embodiment. In the following, only the differences between the first exemplary embodiment and the second exemplary embodiment will be explained in more detail.
- the second exemplary embodiment differs from the first exemplary embodiment in that in the process step of embossing 6 in the second exemplary embodiment, an embossing roller 4 is used as an embossing tool 4 instead of an embossing stamp 4.
- a fastening means 10 is provided on the finished decorative component 11, which according to the second embodiment was produced.
- the fastening means 10 can be glued to the decorative component 11 or molded onto the decorative component 11 during or after the forming 9.
- the fastening means 11 is preferably designed so that the decorative component 11 can be connected to a vehicle.
- the decorative component 11 can be attached to a vehicle via the fastening means 10.
- Figure 3 shows a third exemplary embodiment of the method for producing a composite mat 1 for a decorative component 11 of a vehicle.
- the manufacturing method according to the third exemplary embodiment essentially corresponds to the manufacturing method according to the first exemplary embodiment. In the following, only the differences between the first exemplary embodiment and the third exemplary embodiment will be explained in more detail.
- the process steps of applying 7 the film 3 to the precompressed fiber mat 2 and pressing 8 the film 3 with the fiber mat 2 to form a composite mat 1 are carried out as part of the forming 9 .
- the process step of embossing 6 of the fiber mat 2 can be carried out either by means of an embossing stamp 4 and a contact hot press 14 or by means of an embossing roller 4.
- Figure 4 shows a fourth exemplary embodiment of the method for producing a
- Composite mat 1 for a decorative component 11 of a vehicle The manufacturing process according to The fourth exemplary embodiment essentially corresponds to the manufacturing method according to the first exemplary embodiment. In the following, only the differences between the first exemplary embodiment and the fourth exemplary embodiment will be explained in more detail.
- the process steps of applying 7 the film 3 to the fiber mat 2 and of pressing 8 the film 3 with the fiber mat 2 to form a composite mat 1 are brought forward in time to the process step of embossing 6.
- the film 3 is then pressed with the fiber mat 2. Only the resulting composite mat 1 is embossed.
- the composite mat 1 can be embossed either by means of an embossing stamp 4 and a contact hot press 14 (upper process step 6 in Figure 4) or by means of an embossing roller 4 (lower process step 6 in Figure 4).
- the depressions or embossings in the composite mat 1 created during the embossing 6 are equalized during the forming 9. This means that the decorative component 11 has a smooth surface structure after forming 9 and still has the characteristic optical pattern of the composite mat 1.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Vehicle Interior And Exterior Ornaments, Soundproofing, And Insulation (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Verfahren zur Herstellung einer Verbundmatte (1) für ein Dekorbauteil (11) eines Fahrzeugs, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte umfasst: Bereitstellen einer Fasermatte (2), Vorkomprimieren (5) der Fasermatte (2), um die Fasermatte (2) auf eine vordefinierte Dicke zu komprimieren, und Erzeugen der Verbundmatte (1) durch Abschnittsweises Einbringen einer Prägung (6) mit einem Prägewerkzeug (4) auf zumindest einer Oberfläche der vorkomprimierten Fasermatte (2), Aufbringen (7) einer Folie (3) auf die abschnittsweise geprägte Oberfläche der vorkomprimierten Fasermatte (2), und Verpressen (8) der Folie (3) mit der vorkomprimierten Fasermatte (2), oder Erzeugen der Verbundmatte (1) durch Aufbringen (7) einer Folie (3) auf eine Oberfläche der vorkomprimierten Fasermatte (2), Verpressen (8) der Folie (3) mit der vorkomprimierten Fasermatte (2), und Abschnittsweises Einbringen einer Prägung (6) mit einem Prägewerkzeug (4) auf der mit der Folie (3) verpressten Oberfläche der vorkomprimierten Fasermatte (2).
Description
VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER VERBUNDMATTE FÜR EIN DEKORBAUTEIL EINES FAHRZEUGS
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Verbundmatte für ein Dekorbauteil eines Fahrzeugs. Das Dekorbauteil kann beispielsweise eine Dekorverkleidung für den Innenraum eines Fahrzeugs sein. Zur Herstellung der Verbundmatte wird eine Fasermatte mit einer Folie verpresst.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik sind Dekorverkleidungen für Fahrzeuginnenräume bekannt, bei denen ein Muster in die Dekorverkleidung eingeprägt wird. Derartige Dekorverkleidungen haben den Nachteil, dass das Herstellungsverfahren kostenintensiv ist.
Außerdem sind im Stand der Technik Dekorverkleidungen bekannt, die aus einer Verbundmatte gebildet werden. Die Verbundmatte umfasst regelmäßig einen Grundkörper, der mit einer bedruckten Folie verbunden ist, insbesondere mit einer bedruckten Folie beklebt ist. Der Druck auf der Folie erzeugt dabei regelmäßig den optischen Eindruck eines Musters, insbesondere eines Prägemusters, gepaart mit einer technisch anmutenden Optik und/oder einer Naturfaser-Optik. Derartige Verbundmatten haben aber den Nachteil, dass bei Verlust der Bedruckungstinte das Muster ausbleicht und/oder nicht mehr erkennbar ist. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn die Verbundmatte im weiteren Herstellungsprozess zur Dekorverkleidung Temperaturschwankungen unterliegt und/oder der Sonneneinstrahlung ausgesetzt wird. Drüber hinaus birgt die Verklebung der Folie auf dem Grundkörper die Gefahr, dass sich die Folie mit der Zeit wieder vom Grundkörper ablöst.
Beschreibung der Erfindung
Ausgehend von dem oben aufgeführten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Verbundmatte für ein Dekorbauteil eines Fahrzeugs anzugeben, das die oben genannten Probleme und Nachteile des Standes der Technik ausräumt. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein kostenreduziertes Verfahren zur Herstellung einer Verbundmatte für ein Dekorbauteil eines Fahrzeug anzugeben, bei dem die Verbundmatte ein langlebiges Muster aufweist.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, ein Verfahren anzugeben, mit dem eine Verbundmatte für ein Dekorbauteil eines Fahrzeugs hergestellt wird. Das Verfahren umfasst erfindungsgemäß folgende Verfahrensschritte:
(a) Bereitstellen einer Fasermatte,
(b) Vorkomprimieren der Fasermatte, um die Fasermatte auf eine vordefinierte Dicke zu komprimieren, und
(c) Erzeugen der Verbundmatte durch
(c1) Abschnittsweises Einbringen einer Prägung mit einem Prägewerkzeug auf zumindest einer Oberfläche der vorkomprimierten Fasermatte,
(c2) Aufbringen einer Folie auf die abschnittsweise geprägte Oberfläche der vorkomprimierten Fasermatte, und
(c3) Verpressen der Folie mit der vorkomprimierten Fasermatte.
Alternativ kann das Erzeugen der Verbundmatte erfindungsgemäß auch durch
(c4) Aufbringen einer Folie auf eine Oberfläche der vorkomprimierten Fasermatte, (c5) Verpressen der Folie mit der vorkomprimierten Fasermatte, und
(c6) Abschnittsweises Einbringen einer Prägung mit einem Prägewerkzeug auf der mit der Folie verpressten Oberfläche der vorkomprimierten Fasermatte, erfolgen.
Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren bewirkt vorteilhafterweise, dass die Designfreiheit, die Verdichtungsfreiheit und/oder die Grammaturfreiheit der Verbundmatte erhöht wird. Darüber hinaus hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, dass es kostengünstig ist.
Die einzelnen Verfahrensschritte erfolgen vorzugsweise nacheinander und/oder in der angegeben Reihenfolge. Die im Folgenden beschriebenen Verfahrensschritte weiterer Ausführungsformen können parallel, seriell oder zeitlich unabhängig von den vorgenannten Verfahrensschritten erfolgen, soweit dies technisch sinnvoll und geeignet ist.
Bei einer beispielhaften Weiterbildung des Herstellungsverfahrens wird die Verbundmatte umgeformt. Die Umformung kann nach dem Verpressen der Folie mit der vorkomprimierten Fasermatte erfolgen, insbesondere nach dem Verfahrensschritt c3 erfolgen.
Vorteilhafterweise wird die Verbundmatte beim Umformen kaltverformt. Beispielsweise kann die Verbundmatte beim Umformen durch ein Umformwerkzeug, insbesondere einem Presswerkzeug, umgeformt werden. Die beim Umformen genutzten Temperaturen liegen vorzugsweise deutlich unter den Temperaturen, die beim Vorkomprimieren und/oder beim Verpressen der Folie mit der vorkomprimierten Fasermatte verwendet werden. Durch das Umformen kann die Verbundmatte in eine vordefinierte Form gebracht werden, insbesondere in die Form des Dekorbauteils gebracht werden. Vorzugsweise bildet die umgeformte Verbundmatte das Dekorbauteil oder zumindest einen Teil des Dekorbauteils.
Das Umformen bewirkt vorteilhafterweise, dass das Dekorbauteil besonders einfach aus einer im Wesentlichen fertigen Verbundmatte hergestellt werden kann. Dies hat den Vorteil, dass keine weiteren Heißpressen oder ähnliches benötigt werden. Das Herstellungsverfahren des Dekorbauteils kann dadurch besonders kosteneffizient sein.
Zusätzlich oder alternativ zum Umformen kann die Verbundmatte auch zugeschnitten werden. Die Verbundmatte kann vor, während oder nach dem Umformen zugeschnitten werden. Die umgeformte und/oder zugeschnittene Verbundmatte kann das Dekorbauteil oder zumindest einen Teil des Dekorbauteils bilden.
Die obigen Ausführungen zur Umformung und/oder zum Zuschnitt der Verbundmatte treffen auch zu, wenn die Verbundmatte nach den Verfahrensschritten d bis d3 erzeugt wurde.
Insbesondere der Verfahrensschritt der Umformung hat dabei den weiteren Vorteil, dass während der Umformung die Unebenheiten, insbesondere die Prägungen bzw. die Vertiefungen, die während der Prägung entstehen, eliminiert werden können. Vorteilhafterweise bleibt das Prägemuster aber sichtbar.
Bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform wird das Verpressen der Folie mit der vorkomprimierten Fasermatte gemäß dem Verfahrensschritt c3 beim Umformen durchgeführt. Das heißt, dass das Erzeugen der Verbundmatte erst mit der Umformung abgeschlossen wird. Die Folie kann während der Umformung mit der vorkomprimierten Fasermatte verpresst werden. Dies bewirkt vorteilhafterweise, dass die Verfahrensschritte des Verpressens und des Umformens gleichzeitig durchgeführt werden können. Dies hat den Vorteil, dass durch Einsparung eines zusätzlichen Verfahrensschrittes die Herstellungskosten weiter minimiert werden können.
Vom vorgenannten unabhängig kann die Folie vor dem Aufbringen auf die Oberfläche der vorkomprimierten Fasermatte vorgeheizt und/oder vorkomprimiert wird. Dadurch kann die Folie beim Verpressen mit der Fasermatte besser, insbesondere einfacher und/oder effektiver, mit der Fasermatte verpresst werden.
Die Fasermatte kann Naturfasern, Polyester, Glasfasern, und/oder Polymerfasern aufweisen. Die Fasermatte ist vorzugsweise eine Kompositmatte, die Naturfasern und Kunststofffasern aufweist. Die Naturfasern können beispielsweise Hanf-, Flachs- und/oder Kenaffasern umfassen. Auch abbaubare Biopolymere sind in der Verwendung als Naturfasern und/oder Kunststofffasern denkbar. Die Kunststofffasern können Fasern aus Kunststoffpolymeren, insbesondere Polypropylen, und/oder Biopolymeren, insbesondere Polylactide, sein. Der Gewichtsanteil der Naturfasern kann 30% bis 70%, vorzugsweise 40% bis 60% und besonders bevorzugt 50% betragen. Der Gewichtsanteil der Kunststofffasern kann 70% bis 30%, vorzugsweise 60% bis 40%, und besonders bevorzugt 50% betragen. Eine Kompositmatte ist vorteilhafterweise besonders nachhaltig und umweltfreundlich. Alternativ kann die Fasermatte aber auch eine Polyestermatten, Glasfasermatten oder ein eigenverstärktes System aus beispielsweise 100% Kunststoffpolymeren oder 100% aus Biopolymeren sein.
Die Folie ist vorzugsweise dazu ausgebildet, beim Verpressen in die Fasermatte einzudringen, insbesondere in die Abschnitte der Fasermatte einzudringen, die nach dem
Prägen keine Prägungen bzw. Vertiefungen aufweisen. Mit anderen Worten sollte das Material der Folie dazu geeignet sein, sich beim Verpressen mit dem Material der Fasermatte zumindest teilweise zu vermischen. Dies kann insbesondere dann der Fall sein, wenn das Material der Folie beim Verpressen in keine Vertiefung der Fasermatte eingedrückt werden kann, beispielsweise in ungeprägten Bereichen der Fasermatte. Die Folie kann als Oberflächenmaterial ausgebildet sein. Die Folie ist vorzugsweise eine Kunststofffolie und/oder Biokunststofffolie. Die Folie kann Polyolefine, Polypropylen, Polyethylen, Polylactide und/oder Polyethylenterephthalat aufweisen. Die Verwendung der Folie hat den Vorteil, dass die Oberfläche der Verbundmatte besonders unempfindlich gegen äußere Umwelteinflüsse, wie beispielsweise Sonneneinstrahlung und/oder Temperaturschwankungen, ist und ein besonders ansprechendes optisches Erscheinungsbild aufweist.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ein Befestigungsmittel an die Verbundmatte angebracht. Das Befestigungsmittel ist vorzugsweise dazu ausgebildet, dass die Verbundmatte und/oder das Dekorbauteil über das Befestigungsmittel an einem externen Bauteil angebracht werden kann, insbesondere an einem Fahrzeug befestigt werden kann. Um das Befestigungsmittel an der Verbundmatte anbringen zu können, kann die Verbundmatte hinterspritzt werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Befestigungsmittel an die Verbundmatte angeklebt werden. Die Verbindung zwischen dem Befestigungsmittel und der Verbundmatte ist vorzugsweise eine stoffschlüssige Verbindung. Alternativ oder zusätzlich kann die Verbindung zwischen dem Befestigungsmittel und der Verbundmatte eine formschlüssige und/oder kraftschlüssige Verbindung sein. Ein Befestigungsmittel bewirkt vorteilhafterweise, dass die Verbundmatte und/oder das Dekorbauteil besonders einfach an einem Fahrzeug angebracht und/oder an dem Fahrzeug befestigt werden kann.
Beim Vorkomprimieren gemäß dem Verfahrensschritt (b) wird die Fasermatte vorzugsweise auf eine vordefinierte Dicke komprimiert. Das Vorkomprimieren kann beispielsweise mittels einer Kontaktheißpresse erfolgen. Um die vordefinierte Dicke zu erreichen, kann beim Vorkomprimieren die Temperatur, die Kompressionsdauer und/oder die Anpresskraft entsprechend variiert werden. Dies bewirkt vorteilhafterweise, dass die Fasermatte nach dem Vorkomprimieren eine standardisierte Dicke aufweisen kann und daher besonders einfach weiterverarbeitet werden kann.
Beim Prägen werden der vorkomprimierten Fasermatte oder der Verbundmatte vorzugsweise abschnittsweise Vertiefungen hinzugefügt. Dies erfolgt insbesondere durch lokale Umformung. Das Prägewerkzeug kann ein Prägestempel oder eine Prägewalze sein. Derartige Prägewerkzeug können entsprechend des gewünschten Prägedesigns angepasst werden und ermöglichen gleichzeitig die Prägung einer hohen Stückzahlen an Fasermatten oder Verbundmatten. Das Prägewerkzeug kann aus Aluminium oder Stahl ausgebildet sein. Zusätzlich oder alternativ kann das Prägewerkzeug eine Beschichtung aufweisen, die das Anhaften am Werkstück verhindert, insbesondere an der vorkomprimierten Fasermatte oder an der Verbundmatte verhindert. Bei der Beschichtung kann es sich beispielsweise um eine Teflonbeschichtung handeln. Insbesondere das Prägen der vorkomprimierten Fasermatte kann mittels eines beheizten Prägestempels, eines Prägestempels in einer Kontaktheißpresse und/oder mittels einer beheizten oder unbeheizten Prägewalze erfolgen.
Bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform werden die Folie und die Fasermatte mittels einer Kontaktheißpresse miteinander verpresst. Vorzugsweise weisen die Folie und die Fasermatte nach dem Verpressen eine Dicke auf, die geringer ist als die vordefinierte Dicke der Fasermatte nach dem Vorkomprimieren. Mit anderen Worten kann die Verbundmatte eine geringere Dicke aufweisen als die vorkomprimierte Fasermatte. Beim Verpressen kann die Temperatur, die Kompressionsdauer und/oder die Anpresskraft entsprechend den Anforderungen an die Verbundmatte variiert werden. Dies bewirkt vorteilhafterweise, dass die Verbundmatte nach dem Verpressen der Folie mit der vorkomprimierten Fasermatte eine standardisierte Dicke aufweisen kann und daher besonders einfach weiterverarbeitet werden kann.
Vorzugsweise wird die Verbundmatte derart erzeugt, dass die geprägten Bereiche der Fasermatte bei der fertigen Verbundmatte im Vergleich zu den ungeprägten Bereichen optisch unterscheidbar und haptisch gleich sind. Die Oberfläche der Verbundmatte, auf der die Unterschiede zwischen den geprägten Bereichen und den ungeprägten Bereichen optisch erkennbar sind, ist vorteilhafterweise glatt. Dies kann beispielsweise dadurch bewirkt werden, dass das Material der Folie die durch die Prägung eingebrachten Vertiefungen ausfüllt und in den Bereichen ohne Vertiefung in die Fasermatte eindringt. Mit anderen Worten kann in den Bereichen der Vertiefungen im Wesentlichen nur das Material der Folie sichtbar sein. In den Bereichen ohne Vertiefung können die Folie und die Fasermatte sichtbar sein. Dies hat den Vorteil, dass die Verbundmatte eine Oberfläche aufweist, die optisch unregelmäßig erscheint, aber dennoch glatt ausgebildet ist.
Für die Handhabung der Fasermatte, der Verbundmatte und/oder des Dekorbauteils nach oder zwischen den einzelnen Verfahrensschritten kann ein Handhabungsmittel vorgesehen sein. Bei dem Handhabungsmittel kann es sich beispielsweise um einen Roboter, insbesondere einen Roboterarm, und/oder ein Fließband handeln. Das Handhabungsmittel ist beispielsweise dazu ausgebildet, die Fasermatte und/oder die Verbundmatte zwischen den einzelnen Pressen zu transportiert. Die Verwendung eines Handhabungsmittels hat den Vorteil, dass das Herstellungsverfahren im Wesentlichen automatisiert und daher kostengünstig realisiert werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die oben beschriebenen, unterschiedlichen und beispielhaften Merkmale können erfindungsgemäß miteinander kombiniert werden, soweit dies technisch sinnvoll und geeignet ist. Weitere Merkmale, Vorteile und Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Verbundmatte für ein Dekorbauteil eines Fahrzeugs. Es zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung einer Verbundmatte für ein Dekorbauteil eines Fahrzeugs;
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Herstellung einer Verbundmatte für ein Dekorbauteil eines Fahrzeugs;
Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Herstellung einer Verbundmatte für ein Dekorbauteil eines Fahrzeugs; und
Fig. 4 ein viertes Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Herstellung einer Verbundmatte für ein Dekorbauteil eines Fahrzeugs.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung einer Verbundmatte 1 für ein Dekorbauteil 11 eines Fahrzeugs.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel beginnt das Herstellungsverfahren mit einem in Figur 1 nicht explizit abgebildeten Bereitstellen einer Fasermatte 2. Die Fasermatte 2 ist eine Kompositmatte 2, die Naturfasern und Kunststofffasern aufweist. Bei den Naturfasern kann es sich beispielsweise um Hanf-, Flachs- und/oder Kenaffasern handeln. Die Kunststofffasern können Fasern aus Polypropylen sein.
Die Fasermatte 2 wird in einem weiteren Verfahrensschritt 5 vorkomprimiert. Beim Vorkomprimieren 5 wird die Fasermatte 2 unter Aufbringen von Druck und Temperatur für eine bestimmte Zeit zusammengepresst, so dass sich die Dichte der Fasermatte 2 erhöht und/oder die Dicke der Fasermatte 2 reduziert. In dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Fasermatte 2 in eine Kontaktheißpresse 14 eingebracht und unter Aufbringen eine Anpresskraft Fi vorkomprimiert. Durch Einstellen der Temperatur, der Kompressionsdauer und/oder der Anpresskraft Fi kann die Fasermatte 2 auf eine vordefinierte Dicke vorkomprimiert werden.
Im nächsten Verfahrensschritt 6 wird die vorkomprimierte Fasermatte 2 geprägt. Für das Einbringen einer Prägung wird ein Prägewerkzeug 4 verwendet. Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Prägewerkzeug 4 ein Prägestempel 4, der gemeinsam mit der vorkomprimierten Fasermatte 2 in eine Kontaktheißpresse 14 eingebracht wird. Unter Aufbringen einer Anpresskraft F2 wird der Prägestempel 4 in die vorkomprimierte Fasermatte 2 eingepresst. Dabei wird die Fasermatte 2 zumindest bereichsweise mit einer Vertiefungen versehen. Durch Einstellen der Temperatur, der Prägedauer und/oder der Anpresskraft F2 kann die Tiefe der Prägung, also die Tiefe der Vertiefung, angepasst werden. Die Prägung 6 wird zumindest abschnittsweise auf einer Oberfläche der vorkomprimierten Fasermatte 2 eingebracht. Zusätzlich kann die vorkomprimierte Fasermatte 2 aber auch beidseitig geprägt werden, vorzugsweise auf zwei sich gegenüberliegenden Oberflächen der Fasermatte 2 geprägt werden, falls dies erforderlich ist.
Bei einem weiteren Verfahrensschritt 7 wird auf die geprägte und vorkomprimierte Fasermatte 2 eine Folie 3 aufgebracht. Die Folie 3 wird dabei zumindest auf die Oberfläche der Fasermatte 2 aufgebracht, welche im vorangegangenen Verfahrensschritt 6 geprägt
wurde. Die Folie 3 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Kunststofffolie 3 und kann Polyolefine, Polypropylen, Polyethylen, Polylactide und/oder Polyethylenterephthalat aufweisen.
Die Folie 3 wird in einem weiteren Verfahrensschritt 8 mit der Fasermatte 2 verpresst. Wie in Figur 1 gezeigt, kann das Aufbringen 7 der Folie 3 auf die Fasermatte 2 kurz vor oder gleichzeitig mit dem Verpressen 8 erfolgen. In dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die auf die Fasermatte 2 aufgebrachte Folie 3 gemeinsam mit der Fasermatte 2 in eine Kontaktheißpresse 14 eingebracht. Unter Aufbringen eine Anpresskraft F3 werden die Folie 3 und die Fasermatte 2 dann miteinander verpresst. Durch Einstellung der Temperatur, der Verpressdauer und/oder der Anpresskraft F3 kann das Verpressen 8 derart gesteuert werden, dass die Fasermatte 2 und die Folie 3 nach dem Verpressen 8 eine vordefinierte Dicke aufweisen. Die Dicke, insbesondere die Gesamtdicke, der Fasermatte 2 und der Folie 3 ist nach dem Verpressen 8 geringer als die Dicke der Fasermatte 2 nach dem Vorkomprimieren 5. Die Fasermatte 2 und die Folie 3 bilden nach dem Verpressen 8 gemeinsam eine Verbundmatte 1.
Die Verbundmatte 1 ist im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Folie 3 die durch das Prägen 6 entstandenen Vertiefungen in der Fasermatte 2 ausfüllt. In den Bereichen, bei denen während des Prägens 6 keine Vertiefungen in die Fasermatte 2 eingebracht wurden, drückt sich die Faserstruktur der Fasermatte 2 nach dem Verpressen 8 zumindest optisch durch die Folie 3 hindurch. Dies ist dadurch bedingt, dass die Folie 3 beim Verpressen 8 in den ungeprägten Bereichen in die Fasermatte 2 einsinkt. Dies bewirkt, dass die Verbundmatte 11 im Vergleich zwischen den geprägten Bereichen und den ungeprägten Bereichen ein optisch unterschiedliches Erscheinungsbild aufweist. Die Verbundmatte 11 kann daher insbesondere ein optisches Muster aufweisen. Die Oberfläche der Verbundmatte 11 sind vorzugsweise glatt ausgebildet.
Bei einem weiteren Verfahrensschritt 9 wird die Verbundmatte 1 umgeformt. Beim Umformen handelt es sich insbesondere um eine Kaltverformung. Hierfür wird die Verbundmatte 1 in ein Umformwerkzeug 13, beispielsweise eine Presse 13 eingebracht. Das Umformwerkzeug 13 hat die Negativform eines Dekorbauteils 11 für ein Fahrzeug. Beim Umformen 9 wird die Verbundmatte 1 daher in die Form des Dekorbauteils 11 gepresst. Das Umformen 9 erfolgt durch Aufbringen einer vordefinierten Anpresskraft F4. Durch Einstellung der Temperatur, der Umformdauer, dem Werkzeugspalt und/oder der Anpresskraft F4 kann das Umformen 9
derart gesteuert werden, dass die Verbundmatte 1 nach dem Umformen 9 die vordefinierte Form des Dekorbauteils 11 und eine vordefinierte Dicke aufweist. Die Dicke des Dekorbauteils 11 ist nach dem Umformen 9 geringer als die Dicke der Verbundmatte 1. Zusätzlich oder alternativ kann die Verbundmatte 1 während des Umformes 9 auch zugeschnitten werden. Durch das Zuschneiden 9 können die Außenabmaße der Verbundmatte 1 an die vordefinierten Außenabmaße des Dekorbauteils 11 angepasst werden.
Abschließend kann das fertige Dekorbauteil 11 aus dem Umformwerkzeug 13 entnommen werden.
Die Anpresskräfte Fi bis F4 sind vorzugsweise unterschiedlich groß, können jedoch auch identisch sein. Die Anpresskräfte Fi bis F4 sind insbesondere abhängig von den vordefinierten Dicken und/oder den verwendeten Materialien. Selbiges gilt für die beim Vorkomprimieren 5, Prägen 6, Verpressen 8 und/oder Umformen 9 verwendeten Temperaturen und Dauern.
Für die Handhabung der Fasermatte 2, der Verbundmatte 1 und/oder des Dekorbauteils 11 nach oder zwischen den einzelnen Verfahrensschritten kann ein in den Figuren nicht dargestelltes Handhabungsmittel vorgesehen sein. Bei dem Handhabungsmittel kann es sich beispielsweise um einen Roboter, insbesondere einen Roboterarm, und/oder ein Fließband handeln. Das Handhabungsmittel kann beispielsweise dazu ausgebildet sein, die Fasermatte 2 und/oder die Verbundmatte 1 zwischen den einzelnen Pressen zu transportieren.
Figur 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Herstellung einer Verbundmatte 1 für ein Dekorbauteil 11 eines Fahrzeugs. Das Herstellungsverfahren gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem Herstellungsverfahren gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Im Folgenden werden daher lediglich die Unterschiede zwischen dem ersten Ausführungsbeispiel und dem zweiten Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich dahingehend vom ersten Ausführungsbeispiel, dass bei dem Verfahrensschritt der Prägung 6 beim zweiten Ausführungsbeispiel anstelle eines Prägestempels 4 eine Prägewalze 4 als Prägewerkzeug 4 verwendet wird. Außerdem ist an dem fertigen Dekorbauteil 11 , welches gemäß dem
zweiten Ausführungsbeispiel hergestellt wurde, ein Befestigungsmittel 10 vorgesehen. Das Befestigungsmittel 10 kann während oder nach dem Umformen 9 an dem Dekorbauteil 11 angeklebt oder an das Dekorbauteil 11 angespritzt werden. Das Befestigungsmittel 11 ist vorzugsweise dazu ausgebildet, dass das Dekorbauteil 11 mit einem Fahrzeug verbunden werden kann. Über das Befestigungsmittel 10 kann das Dekorbauteil 11 an einem Fahrzeug befestigt werden.
Figur 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Herstellung einer Verbundmatte 1 für ein Dekorbauteil 11 eines Fahrzeugs. Das Herstellungsverfahren gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem Herstellungsverfahren gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Im Folgenden werden daher lediglich die Unterschiede zwischen dem ersten Ausführungsbeispiel und dem dritten Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Im Unterschied zum Verfahren gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel werden bei dem Verfahren gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel die Verfahrensschritte des Aufbringens 7 der Folie 3 auf die vorkomprimierte Fasermatte 2 und des Verpressens 8 der Folie 3 mit der Fasermatte 2 zu einer Verbundmatte 1 im Rahmen der Umformung 9 durchgeführt.
Hierfür wird die Folie 3 bei einem zusätzlichen Verfahrensschritt 12 vorgeheizt. Das Vorheizen 12 der Folie 3 kann im zeitlichen Ablauf zeitgleich zur Vorkomprimierung 5 der Fasermatte 2 und/oder zur Prägung 6 der vorkomprimierten Fasermatte 2 erfolgen. Beim Vorheizen 12 wird die Folie 3 in einen Infrarotstrahlerfeld 14 eingebracht und unter Aufbringen einer Anpresskraft Fs komprimiert und erhitzt. Durch Einstellen der Temperatur, der Dauer und/oder der Anpresskraft Fs kann die Folie 3 auf eine vordefinierte Temperatur vorgeheizt und/oder auf eine vordefinierte Dicke komprimiert werden. Das Vorheizen 12 der Folie 3 bewirkt vorteilhafterweise, dass die Folie 3 im Rahmen der Umformung 9 besser mit der Fasermatte 2 verpresst werden kann.
Wie in Figur 3 schematisch dargestellt, kann der Verfahrensschritt der Prägung 6 der Fasermatte 2 entweder mittels eines Prägestempels 4 und einer Kontaktheißpresse 14 oder mittels einer Prägewalze 4 erfolgen.
Figur 4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Herstellung einer
Verbundmatte 1 für ein Dekorbauteil 11 eines Fahrzeugs. Das Herstellungsverfahren gemäß
dem vierten Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem Herstellungsverfahren gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Im Folgenden werden daher lediglich die Unterschiede zwischen dem ersten Ausführungsbeispiel und dem vierten Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Bei dem Herstellungsverfahren gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel werden die Verfahrensschritte des Aufbringens 7 der Folie 3 auf die Fasermatte 2, sowie des Verpressens 8 der Folie 3 mit der Fasermatte 2 zu einer Verbundmatte 1 dem Verfahrensschritt der Prägung 6 zeitlich vorgezogen. Das heißt, dass die Folie 3 bereits nach dem Vorkomprimieren 5 der Fasermatte 2 auf die vorkomprimierte Fasermatte 2 aufgebracht wird. Danach wird die Folie 3 mit der Fasermatte 2 verpresst. Erst die daraus resultierende Verbundmatte 1 wird geprägt.
Beim Verfahrensschritt der Prägung 6 kann die Verbundmatte 1 entweder mittels eines Prägestempel 4 und einer Kontaktheißpresse 14 (oberer Verfahrensschritt 6 in Figur 4) oder mittels einer Prägewalze 4 (unterer Verfahrensschritt 6 in Figur 4) geprägt werden.
Die im Rahmen der Prägung 6 entstandenen Vertiefungen bzw. Prägungen in der Verbundmatte 1 werden beim Umformen 9 egalisiert. Das heißt, dass das Dekorbauteil 11 nach dem Umformen 9 eine glatte Oberflächenstruktur hat und dennoch das charakteristische optische Muster der Verbundmatte 1 aufweist.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Verbundmatte
2 Fasermatte
3 Folie
4 Prägewerkzeug
5 Vorkomprimieren
6 Prägung
7 Aufbringen einer Folie
8 Verpressen
9 Umformen / Zuschneiden
10 Befestigungsmittel
11 Dekorbauteil
12 Vorheizen
13 Umformwerkzeug
14 Kontaktheißpresse / Infrarotstrahlerfeld
Fi Anpresskraft beim Vorkomprimieren
F2 Anpresskraft beim Prägen F3 Anpresskraft beim Verpressen F4 Anpresskraft beim Umformen
Claims
1. Verfahren zur Herstellung einer Verbundmatte (1) für ein Dekorbauteil (11) eines Fahrzeugs, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte umfasst:
(a) Bereitstellen einer Fasermatte (2),
(b) Vorkomprimieren (5) der Fasermatte (2), um die Fasermatte (2) auf eine vordefinierte Dicke zu komprimieren, und
(c) Erzeugen der Verbundmatte (1) durch
(c1) Zumindest abschnittsweises Einbringen einer Prägung (6) mit einem Prägewerkzeug (4) auf zumindest einer Oberfläche der vorkomprimierten Fasermatte (2),
(c2) Aufbringen (7) einer Folie (3) auf die zumindest abschnittsweise geprägte Oberfläche der vorkomprimierten Fasermatte (2), und
(c3) Verpressen (8) der Folie (3) mit der vorkomprimierten, geprägten Fasermatte (2), oder
(d) Erzeugen der Verbundmatte (1) durch
(d1) Aufbringen (7) einer Folie (3) auf eine Oberfläche der vorkomprimierten Fasermatte (2),
(d2) Verpressen (8) der Folie (3) mit der vorkomprimierten Fasermatte (2), und
(d3) Abschnittsweises Einbringen einer Prägung (6) mit einem Prägewerkzeug (4) auf der mit der Folie (3) verpressten Oberfläche der vorkomprimierten Fasermatte (2).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verbundmatte (1) nach dem Verfahrensschritt c3 oder nach dem Verfahrensschritt d3 umgeformt wird (9), um die Verbundmatte (1) in eine für das Dekorbauteil (11) vordefinierte Form zu bringen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verpressen (8) der Folie (3) mit der vorkomprimierten Fasermatte (2) gemäß dem Verfahrensschritt c3 beim Umformen (9) gemäß Anspruch 2 durchgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (3) vor dem Aufbringen (7) auf die Oberfläche der vorkomprimierten Fasermatte (2) vorgeheizt und/oder vorkomprimiert wird (12).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Befestigungsmittel (10), zum Befestigen der Verbundmatte (1) an einem Fahrzeug, an die Verbundmatte (1) angebracht wird, wobei die Verbundmatte (1) zum Ausbilden des Befestigungsmittels (10) hinterspritzt wird oder das Befestigungsmittel (10) an die Verbundmatte (1) angeklebt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Bereitstellen der Fasermatte (2) eine Fasermatte (2) mit Naturfasern, Polyester, Glasfasern, Biopolymerfaser und/oder Polymerfasern bereitgestellt wird, und/oder die Folie (3) eine Kunststofffolie (3) und/oder Biokunststofffolie ist. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasermatte (2) beim Vorkomprimieren (5) durch eine Kontaktheißpresse (14) auf die vordefinierte Dicke vorkomprimiert wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Prägewerkzeug (4) beim Einbringen der Prägung (6) ein Prägestempel (4) oder eine Prägewalze (4) ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verpressen (8) der Folie (3) mit der vorkomprimierten Fasermatte (2) mit einer Kontaktheißpresse (14) durchgeführt wird, und/oder die Dicke der Verbundmatte (1) nach dem Verpressen (8) kleiner ist als die Dicke der vorkomprimierten Fasermatte (2) nach dem Vorkomprimieren (5). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbundmatte (1) derart erzeugt wird, dass die geprägten Bereiche und die ungeprägten Bereiche bei der Verbundmatte (1) optisch unterscheidbar und haptisch gleich sind.
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