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DE10033926A1 - Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Verkleidungselementes - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Verkleidungselementes

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DE10033926A1
DE10033926A1 DE2000133926 DE10033926A DE10033926A1 DE 10033926 A1 DE10033926 A1 DE 10033926A1 DE 2000133926 DE2000133926 DE 2000133926 DE 10033926 A DE10033926 A DE 10033926A DE 10033926 A1 DE10033926 A1 DE 10033926A1
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DE
Germany
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mold
plastic
substrate
metal sheet
layer
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Withdrawn
Application number
DE2000133926
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English (en)
Inventor
Joerg Mohr
Manfred Kreuger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
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Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
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Publication of DE10033926A1 publication Critical patent/DE10033926A1/de
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Verkleidungselementes (10) für ein Kraftfahrzeug, wobei das Verkleidungselement (10) zumindest aus einem flächigen Substrat (12), einem Metallblech (14) und einer zwischen Substrat (12) und Metallblech (14) aufgebrachten Kunststoffschicht (16) besteht, und bei dem DOLLAR A (a) das Substrat (12) in einem ersten Formwerkzeug (20) mit der Kunststoffschicht (16) zur Herstellung eines Kunststoff-Rohlings (18) hinterschäumt wird, DOLLAR A (b) das Metallblech (14) in einem zweiten Formwerkzeug (28) zu einem konturgerechten Metallblech-Rohling (26) gepresst und anschließend erhitzt wird, und DOLLAR A (c) die beiden Rohling (18, 26) zum dauerhaften Fügen in einem dritten Formwerkzeug (34) aneinander gepresst werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Verkleidungselementes für ein Kraftfahrzeug.
Im Kraftfahrzeugbau finden Verbundmaterialien in unterschiedlichsten Bereichen ihre Verwendung. Dabei steht im Vordergrund, durch Kombination günstiger Materialeigenschaften eine Funktionalität des jeweils hergestellten Werkteils mit deutlicher Gewichtsreduktion gegenüber homogenen Werkteilen sicherzustellen. Funktionelle Anforderungen können beispielsweise eine Steifigkeit, Lackierfähigkeit, Geräuschdämmung und Wärmeisolation sein. Selbstverständlich sollen auch die Material- und Herstellungskosten möglichst gering gehalten werden.
Unter der Prämisse vorgenannter Randbedingungen werden im Kraftfahrzeugbau Elemente zur Verkleidung und/oder Außenhautbereiche aus Stahl oder Aluminium oder Einschichtkunststoffteile laufend optimiert. So werden beispielsweise Metallbleche mit Kunststoff-Schäumen hinterlegt, um Geräuschdämmung und Wärmeisolation zu verbessern. Zum Schutz und aus ästhetischen Gründen müssen diese Kunststoffschichten häufig mit einem Dekormaterial verkleidet werden. Insgesamt sind also eine Vielzahl teils nur manuell ausführbarer Verfahrensschritte zur Herstellung derartiger mehrschichtiger Verkleidungselemente notwendig.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Verkleidungselementes zur Verfügung zu stellen, das es erlaubt, den Herstellungsprozess zu automatisieren und damit kostengünstiger zu gestalten. Darüber hinaus soll eine Qualität der mehrschichtigen Verkleidungselemente gesteigert werden, indem die Prozessführung vereinfacht und mögliche, den Ausschuss steigernde Fehlerquellen limitiert werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Verkleidungselementes für ein Kraftfahrzeug mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Das Verkleidungselement besteht demnach zumindest aus einem flächigen Substrat, einem Metallblech und einer zwischen Substrat und Metallblech aufgebrachten Kunststoffschicht. Bei dem Verfahren wird
  • 1. das Substrat in einem ersten Formwerkzeug mit der Kunststoffschicht zur Herstellung eines Kunststoff-Rohlings hinterschäumt,
  • 2. das Metallblech in einem zweiten Formwerkzeug zu einem konturgerechten Metallblech-Rohling gepresst und anschließend erhitzt, und
  • 3. die beiden Rohlinge zum dauerhaften Fügen in einem dritten Formwerkzeug aneinander gepresst.
Derart hergestellte Verkleidungselemente zeichnen sich durch geringes Gewicht, Lackierfähigkeit, hohe Verwindungssteifigkeit, hohe Geräuschdämmung und gesteigerte Wärmeisolation aus. Diese Vorteile lassen sich durch Kombination der günstigen Materialeigenschaften der einzelnen Verbundmaterialien für das mehrschichtige Verkleidungselement erzielen. Vorgenannter Herstellungsprozess ist automatisierungsfähig und führt damit zu einer Reduktion der Herstellungskosten.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird ein Metallblech auf Basis von Aluminium oder Stahl verwendet, wobei auf bewährte Techniken zur Formgebung, beispielsweise durch Tiefziehen und Pressen, zurückgegriffen werden kann. Ebenso ist es bevorzugt, das flächige Substrat als Dekorfolie und/oder Textilschicht in Anwendung zu bringen. Derartige Dekorfolien können beispielsweise aus einem Kunststoff, insbesondere PE oder PP, hergestellt werden. Wird vorzugsweise als Kunststoffschicht ein Polymerschaum eingesetzt, insbesondere aus EPP, so kann auch hier auf bereits bewährte Hinterspritztechniken zurückgegriffen werden.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand einer zugehörigen Zeichnung näher erläutert.
Die einzige Zeichnung skizziert dabei einen Verfahrensablauf wie er zur Herstellung eines mehrschichtige Verkleidungselementes 10 genutzt werden kann. Ein solches Verkleidungselement 10 besteht zumindest aus einem flächigen Substrat 12, einem Metallblech 14 sowie einer zwischen Substrat 12 und Metallblech 14 aufgebrachten Kunststoffschicht 16. Mit dem mehrschichtigen Verkleidungselement 10 können im Kraftfahrzeugbau Verkleidungs- und/oder Außenhautbereiche aus Stahl oder Aluminium oder Einschichtkunststoffteilen ersetzt werden. Eine Auswahl der Verbundmaterialien ist selbstverständlich abhängig von den anwendungsbedingt zu erzielenden Eigenschaften, beispielsweise ein möglichst geringes Gewicht, gute Lackierfähigkeit, hohe Verwindungssteifigkeit und Geräuschdämmung, gute Isolationseigenschaften sowie niedrige Materialkosten.
In der Figur sind einzelne Verfahrensschritte I bis V dargestellt, die während der Fertigung durchlaufen werden müssen. In den Verfahrensschritten I und II wird zunächst ein Kunststoff-Rohling 18 gefertigt. Dazu wird in einem ersten Formwerkzeug 20 eine eingespannte, gegebenenfalls vorgeformte Dekorfolie als flächiges Substrat 12 mit der Kunststoffschicht 18 hinterschäumt. Das Formwerkzeug 20 besteht dabei - hier schematisch angedeutet - aus einem oberen und unteren Werkzeugteil 22, 24, die entsprechend konturgerecht zur Ausbildung des Kunststoff-Rohlings 18 ausgearbeitet sind. Im Schritt I kann auf an sich bekannte und bewährte Verfahren im Bereich der Kunststoffertigung, beispielsweise der Hinterspritztechnik, zurückgegriffen werden. So kann beispielsweise zur Vermeidung von Faltenbildung und zur erforderlichen Reduzierung eines Fülldruckes ein Kaskadenspritzguss durchgeführt werden.
Das flächige Substrat 12 ist - wie bereits erwähnt - eine Dekorfolie und besteht aus Kunststoff, insbesondere PE oder PP. Denkbar ist aber auch, eine Textilschicht oder eine Kombination der genannten Materialien zu verwenden. Als Kunststoffschaum lassen sich insbesondere Polymerschäume einsetzen. Eine Auswahl der Polymerschäume kann selbstverständlich in Abhängigkeit von der zu gewährenden Funktionalität erfolgen. Soll insbesondere die Verwindungssteifigkeit, Geräuschdämmung und Wärmeisolation verbessert werden, so kann als Kunststoff EPP eingesetzt werden.
Im Schritt II wird der Kunststoff-Rohling 18 noch erhitzt, um die Verbindung zwischen der Kunststoffschicht 16 und dem flächigen Substrat 12 zu verfestigen und gegebenenfalls die Kunststoffschicht 16 auszuhärten. Gegebenenfalls kann eine Oberfläche im Bereich der Kunststoffschicht 16 durch geeignete Verfahren wie Plasmaentladung, mechanische Aufrauhung und dergleichen für den noch näher zu erläuternden Verfahrensschritt V vorbereitet werden.
Die Verfahrensschritte III und IV beinhalten Verfahrensschritte, die zur Herstellung eines für den Schritt V benötigten Metallblech-Rohlings 26 notwendig sind. Zunächst wird das Metallblech 14 in einem zweiten Formwerkzeug 28 zu dem konturgerechten Metallblech-Rohling 26 durch Tiefziehen und Pressen geformt. Auch das Formwerkzeug 28 besteht hier aus einem nur schemenhaft skizzierten oberen und unteren Werkzeugteil 30, 32. Anschließend wird im Verfahrensschritt IV der Metallblech-Rohling 26 erhitzt. Eine Aufheiztemperatur wird in Abhängigkeit von der im letzten Verfahrensschritt V benötigten Temperatur vorgegeben.
Die beiden Rohlinge 18, 26 werden zum dauerhaften Fügen in einem dritten Formwerkzeug 34 aneinander gepresst. Der Metallblech-Rohling 26 schmilzt dabei zumindest partiell die Oberfläche der Kunststoffschicht 16 an, so dass nach dem Erstarren eine dauerhafte und belastbare Verbindung beider Materialien entstehen kann. Das Formwerkzeug 34 kann dabei in einfacher Weise aus dem oberen Werkzeugteil 22 des ersten Formwerkzeuges 20 und dem unteren Werkzeugteil 32 des Formwerkzeuges 28 bestehen, was wiederum zu einer Reduktion der für die Herstellung des mehrschichtigen Verkleidungselementes 10 notwendigen Kosten führt.
BEZUGSZEICHENLISTE
10
Verkleidungselement
12
flächiges Substrat
14
Metallblech
16
Kunststoffschicht
18
Kunststoff-Rohling
20
erstes Formwerkzeug
22
,
24
oberes und unteres Werkzeugteil
26
Metallblech-Rohling
28
zweites Formwerkzeug
30
,
32
oberes und unteres Werkzeugteil
34
drittes Formwerkzeug

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Verkleidungselementes (10) für ein Kraftfahrzeug, wobei das Verkleidungselement (10) zumindest aus einem flächigen Substrat (12), einem Metallblech (14) und einer zwischen Substrat (12) und Metallblech (14) aufgebrachten Kunststoffschicht (16) besteht, und bei dem
  • a) das Substrat (12) in einem ersten Formwerkzeug (20) mit der Kunststoffschicht (16) zur Herstellung eines Kunststoff-Rohlings (18) hinterschäumt wird,
  • b) das Metallblech (14) in einem zweiten Formwerkzeug (28) zu einem konturgerechten Metallblech-Rohling (26) gepresst und anschließend erhitzt wird, und
  • c) die beiden Rohlinge (18, 26) zum dauerhaften Fügen in einem dritten Formwerkzeug (34) aneinander gepresst werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Metallblech (14) auf Basis von Aluminium oder Stahl verwendet wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als flächiges Substrat (12) eine Dekorfolie und/oder eine Textilschicht Anwendung finden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Material für die Dekorfolie ein Kunststoff, insbesondere PE oder PP, eingesetzt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kunststoffschicht (16) auf Basis eines Polymerschaums, insbesondere aus EPP, verwendet wird.
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