DE102007029716A1

DE102007029716A1 - Kunststoffaufbauteil für ein Fahrzeug und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE102007029716A1
Application number: DE200710029716
Authority: DE
Inventors: Robert Dr. Bjekovic; Jens Dr.-Ing. Humpenöder; Jan Dipl.-Ing. Krüger; Holger Dipl.-Ing. Rothenburger (Fh)
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2007-06-27
Filing date: 2007-06-27
Publication date: 2008-02-21

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kunststoffaufbauteil für ein Fahrzeug und ein Verfahren zu dessen Herstellung. Das Bauteil umfasst eine außen liegende Folie (1), die mindestens einen Ausschnitt (3) aufweist, sowie eine an die Folie (1) angeformte und den Bereich des Ausschnitts (3) überdeckende Kunststoffschicht (2), wobei die Kunststoffschicht (2) zumindest im Bereich des Ausschnitts (3) transparent ist. Im Bereich des Ausschnitts (3) liegt außen auf der Kunststoffschicht (2) eine transparente Schutzschicht (4). Das Bauteil wird hergestellt, indem eine mit einem Ausschnitt (3) versehene Folie (1) in eine die Außenkontur des Kunststoffbauteils repräsentierenden Formhälfte (9) einer Formvorrichtung (9, 13) gebracht und mit einer zumindest im Bereich des Ausschnitts (3) transparenten Kunststoffschicht (2) hinterformt wird, wobei vor dem Hinterformen mit dem Kunststoff (2) im Bereich des Ausschnitts (3) auf die Formhälfte (9) eine transparente Schutzschicht (4) aufgetragen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kunststoffaufbauteil für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zu dessen Herstellung nach Anspruch 6.
Aus der DE 10 2004 012 467 A1 ist ein Fahrzeugbauteil bekannt, welches aus einer Lack- oder Dekorfolie und einer direkt an die Folie anhaftenden Kunststoffschicht besteht. Die Folie weist ein Loch mit vorgegebener Kontur auf, wobei der transparente Kunststoff im Bereich des Lochs eine Außenwand des Bauteils darstellt. Zum Herstellen des Bauteils wird die mit dem Loch versehene Folie in eine Form eingelegt und mit der Kunststoffschicht hinterfüllt. Der im Bereich des Lochs die Außenwand bildende Kunststoff ist vor Umwelteinflüssen, wie UV-Strahlung und/oder mechanischen Beanspruchungen, ungeschützt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kunststoffaufbauteil zu entwickeln, dass einen verbesserten Schutz gegen Umwelteinflüsse besitzt. Ein Verfahren zum Herstellen des Kunststoffaufbauteils soll einen geringen Fertigungsaufwand aufweisen.
Die Aufgabe wird mit einem Kunststoffaufbauteil gelöst, welches die Merkmale nach Anspruch 1 aufweist. Ein Verfahren zum Herstellen des Kunststoffaufbauteils ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruchs 6. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Kunststoffaufbauteils und des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen 2–5 und 7–12.
Gemäß der Erfindung ist ein mehrschichtiges Kunststoffteil aus einer Folie, die mindestens einen Ausschnitt aufweist, und einer an die Folie angeformten und den Bereich des Ausschnitts überdeckenden Kunststoffschicht aufgebaut. Im Bereich des Ausschnitts liegt außen auf der Kunststoffschicht eine transparente Schutzschicht, insbesondere eine Lackschicht. Die Schutzschicht kann durch Wärme oder Strahlung gehärtet sein. Die Außenseiten der Folie und der Schutzschicht liegen vorzugsweise in einer gemeinsamen Ebene. Die Schichtdicke der Schutzschicht kann geringer als die Dicke der Folie sein.
Zum Herstellen des Kunststoffaufbauteils kann ein Verfahren verwendet werden, bei dem zunächst in eine die Sichtseite des Bauteils bildende Formhälfte eines Formwerkzeuges eine mit einem Ausschnitt versehene Folie gelegt wird. Weiterhin wird im Bereich des Ausschnitts auf die Formhälfte eine transparente Schutzschicht, insbesondere eine Klarlackschicht, aufgetragen. Das Auftragen der Schutzschicht kann durch Sprühen, Tampondruck oder Stempeln durchgeführt werden. Zum Aushärten kann die Schutzschicht einer Strahlung, insbesondere einer UV-Lichtquelle, ausgesetzt werden. Danach wird die Folie und die Schutzschicht mit einem Kunststoff hinterfüllt, der zumindest im Bereich des Ausschnitts transparent ist. Das Hinterfüllen kann durch Hinterspritzen, Prägen oder Pressen geschehen. Damit das Bauteil nicht anhaftet, kann vor dem Auftrag der Schutzschicht im Bereich des Ausschnitts ein Trennmittel auf die Formhälfte aufgetragen werden. In einer Variante des Verfahrens ist es möglich, das Trennmittel und/oder die Schutzschicht vor dem Einlegen der Folie in dem Bereich des Ausschnitts auf die Formhälfte aufzutragen.
Das Kunststoffaufbauteil besitzt eine fugenlose Außenhaut bestehend aus der Folie und der Schutzschicht im Bereich des Ausschnitts. Die Schutzschicht vermeidet Kratzer im Bereich des transparenten Ausschnitts. Durch die Schutzschicht wird der transparente Kunststoff im Bereich des Ausschnitts nicht durch UV-Strahlen oder mechanische Beanspruchung beeinträchtigt.
Die Erfindung ist insbesondere bei der Herstellung teiltransparenter Fahrzeugbauteile mit Lackfolie anwendbar. Typische nach der Erfindung hergestellte teiltransparente Bauteile sind Luftleitelemente, Frontmodule, Endmodule, Kotflügel mit integrierten Scheinwerfern oder Dachmodule.
Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert werden, es zeigen:
1 ein Kunststoffaufbauteil mit einer dünnen Lackschicht im Bereich einer transparenten Aussparung einer Lackfolie,
2 ein Kunststoffaufbauteil mit einer dicken Lackschicht im Bereich einer transparenten Aussparung einer Lackfolie,
3 ein Kunststoffaufbauteil mit einer Lackschicht im Bereich einer hinterschnittenen Aussparung einer Lackfolie, und
4–8 eine Vorrichtung zum Herstellen eines Kunststoffaufbauteils in verschiedenen Herstellungsphasen.
1 zeigt ein mehrschichtiges Kunststoffaufbauteil für ein Fahrzeug. Das Bauteil besteht aus einer nichttransparenten Lackfolie 1, die mit einer Tragschicht 2 aus einem transparenten Kunststoff hinterspritzt ist. Die Lackfolie 1 hat einen Ausschnitt 3, der von einer Klarlackschicht 4 überdeckt ist. Die außen liegenden Oberflächen 5, 6 der Lackfolie 1 und der Klarlackschicht 4 liegen in einer gemeinsamen Ebene. Die Dicke d1 der Lackschicht 4 ist geringer als die Dicke d2 der Lackfolie 1. Die Lackschicht 4 liegt dichtend in dem Ausschnitt 3, so dass die Tragschicht 2 nach außen hin keinen Kontakt zur Umgebung hat.
Wenn in der nachstehenden Beschreibung bereits eingeführte Symbole bzw. Bezugszeichen verwendet werden, handelt es sich um Elemente mit gleichem Bedeutungsgehalt bzw. mit äquivalenter Funktion.
Bei einer Ausführung nach 2 ist die Dicke d1 der Lackschicht 4 gleich der Dicke d2 der Lackfolie 1. Die Lackfolie 1 ist nur im Bereich B des Ausschnitts 3 mit einem transparenten Kunststoff 7 hinterspritzt. Außerhalb des Bereichs B ist die Lackfolie 1 mit einem nichtransparenten Kunststoff bzw. mit einem Kunststoff 8 mit geringen optischen Anforderungen hinterspritzt.
In 3 ist eine Ausführung dargestellt, bei der der Ausbruch 3 mit einer Hinterschneidung ausgeführt ist. Die Schichtdicke d1 der transparenten Lackschicht 4 ist geringer als die Dicke d2 der Lackfolie 1. Die Hinterschneidung bewirkt eine Verbesserung der Dichtheit der Lackschicht 4 gegenüber dem dahinter liegenden Kunststoff der Tragschicht 2 und eine Verankerung der Lackschicht 4 in der Folie 1.
Bei den zuvor beschriebenen Beispielen besitzt die Lackschicht 4 und der dahinter liegende Kunststoff der Tragschicht 2 eine optische Funktion. Insbesondere können der Kunststoff der Tragschicht 2 und/oder die Lackschicht 4 optisch abbildend, polarisierend oder reflektierend ausgebildet sein.
Die 4–8 zeigen eine Vorrichtung zum Herstellen eines Kunststoffaufbauteils. Wie in 4 gezeigt, wird eine Lackfolie 1 in eine Formhälfte 9 einer Formpresse eingelegt. Die Oberfläche der Formhälfte 9 repräsentiert die Außenkontur des zu fertigenden Kunststoffaufbauteils. Die Oberfläche der Formhälfte 9 ist abweisend gegenüber der nichttransparenten Lackfolie 1 und gegenüber Klarlack ausgebildet. Die Lackfolie 1 besitzt einen Ausschnitt 3 für den Durchtritt von Lichtstrahlen. Durch die Wirkung einer Saugluftvorrichtung 10 liegt die Lackfolie 1 am Rand des Ausschnitts 3 dicht auf der Oberfläche der Formhälfte 9.
In einem nächsten Schritt wird, wie in 5 gezeigt, mit einer Spritzvorrichtung 11 im Bereich des Ausschnitts 3 UV-härtender Klarlack 4 auf die Oberfläche der Formhälfte 9 aufgetragen. Die Klarlackschicht 4 deckt den Ausschnitt 3 vollständig ab. Alternativ zum Spritzen, Sprühen, Drucken oder Stempeln von Klarlack 4 kann der Ausschnitt 3 mit einer Klarlackfolie ausgelegt werden, die mit der Lackfolie 1 eine Verbindung eingeht.
Wie in 6 dargestellt, wird die Klarlackschicht 4 im Bereich des Ausschnitts 3 mit einem UV-Trockner 12 ausgehärtet.
Gemäß 7 wird in einen nächsten Schritt eine zweite Formhälfte 13 gegen die erste Formhälfte 9 gefahren, so dass zwischen den Formhälften 9, 13 ein Spalt der Weite w1 bleibt. Die Oberfläche 14 der zweiten Formhälfte 13 bildet die Innenkontur des herzustellenden Kunststoffaufbauteils. Durch einen Kanal 15 in der zweiten Formhälfte 13 wird mit einem Dosierer 16 eine vorbestimmte Menge transparente Kunststoffmasse 17 zwischen die Formhälften 9, 13 gedrückt.
In einem weiteren Schritt werden die Formhälften 9, 13 weiter aufeinander zugefahren, so dass der Spalt zwischen den Formhälften 9, 13 auf einen Wert w2 < w1 verringert ist. Wie aus 8 hervorgeht, werden die Lackfolie 1 und die Klarlackschicht 4 durch Wirkung einer Presskraft F mit der Kunststoffmasse 17 hinterpresst. Nach dem Aushärten bildet die Kunststoffmasse 17 die Tragschicht 2 des Kunststoffaufbauteils.
In einem letzten Schritt werden die Formhälften 9, 13 auseinander gefahren und das Kunststoffaufbauteil entnommen.

1: Lackfolie
2: Tragschicht
3: Ausschnitt
4: Klarlackschicht
5, 6: Oberfläche
7, 8: Kunststoff
9: Formhälfte
10: Saugluftvorrichtung
11: Spritzvorrichtung
12: UV-Trockner
13: Formhälfte
14: Oberfläche
15: Kanal
16: Dosierer
17: Kunststoffmasse

Claims

Kunststoffaufbauteil für ein Fahrzeug, mit einer außen liegenden Folie (1), die mindestens einen Ausschnitt (3) aufweist, und mit einer an die Folie (1) angeformten und den Bereich des Ausschnitts (3) überdeckenden Kunststoffschicht (2), wobei die Kunststoffschicht (2) zumindest im Bereich des Ausschnitts (3) transparent ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Ausschnitts (3) außen auf der Kunststoffschicht (2) eine transparente Schutzschicht (4) liegt.
Kunststoffaufbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht als Lackschicht (4) ausgebildet ist.
Kunststoffaufbauteil 2 nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lackschicht (4) strahlungsgehärtet ist.
Kunststoffaufbauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke (d1) der Lackschicht (4) geringer als die Dicke (d2) der Folie (1) ist.
Kunststoffaufbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das die Außenseiten der Folie (1) und der Lackschicht (4) in einer gemeinsamen Ebene liegen.
Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffaufbauteils nach Anspruch 1, bei dem eine mit einem Ausschnitt (3) versehene Folie (1) in eine die Außenkontur des Kunststoffaufbauteils repräsentierenden Formhälfte (9) einer Formvorrichtung gebracht und mit einer zumindest im Bereich des Ausschnittes (3) transparenten Kunststoffschicht (2) hinterformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Hinterformen mit dem Kunststoff (2) im Bereich des Ausschnitts (3) auf die Formhälfte (9) eine transparente Schutzschicht (4) aufgetragen wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Schutzschicht ein Klarlack (4) aufgetragen wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (4) vor dem Hinterformen mit dem Kunststoff (2) durch Strahlung ausgehärtet wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aushärten die Strahlung einer UV-Lichtquelle (12) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffschicht (2) durch Spritzprägen mit der Folie (1) und der Schutzschicht (4) vereinigt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einbringen in die Formhälfte (9) die Folie (1) vorgeformt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Auftragen der Schutzschicht (4) in dem Bereich des Ausschnitts (3) eine Trennschicht aufgetragen wird.