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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines dünnwandigen Bauteils für ein Kraftfahrzeug, bei welchem ein Bauteilrohling in ein Presswerkzeug eingebracht wird. Mittels des Presswerkzeugs wird eine Form des Bauteilrohlings verändert. Wenigstens ein Formteil des Presswerkzeugs wird erwärmt, wobei durch das Erwärmen des wenigstens einen Formteils eine Beschaffenheit des Bauteilrohlings verändert wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein durch ein solches Verfahren hergestelltes Bauteil.
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Die
DE 10 2011 120 725 A1 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Warmumformen und partiellen Härten eines Bauteils. In einem Warmumformwerkzeug der Vorrichtung ist ein Induktor aufgenommen, mit dem in das Bauteil Energie einbringbar ist. Bei dem Verfahren kann ein über seine Härtetemperatur erwärmtes Rohbauteil in das Warmumformwerkzeug eingeführt werden. Alternativ kann das Rohbauteil mittels einer der Vorrichtung zugehörigen Heizvorrichtung über die Härtetemperatur aufgewärmt werden. Der Induktor bringt zum partiellen Härten Energie in einen Teilbereich des Bauteils ein, wobei mittels der Induktion die Temperierung direkt im Bauteil realisiert wird.
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Für ein derartiges partielles Härten des Bauteils ist es erforderlich, dass das in das Warmumformwerkzeug eingebrachte Rohbauteil elektrisch leitfähig ist, damit das Rohbauteil mittels Induktion erwärmt werden kann. Folglich ist der Einsatzbereich der Vorrichtung vergleichsweise stark eingeschränkt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mittels welchem sich eine besonders hohe Oberflächenqualität des Bauteils erreichen lässt, sowie ein entsprechendes Bauteil zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Bauteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung angegeben.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines dünnwandigen Bauteils für ein Kraftfahrzeug wird ein Bauteilrohling in ein Presswerkzeug eingebracht. Mittels des Presswerkzeugs wird eine Form des Bauteilrohlings verändert. Wenigstens ein Formteil des Presswerkzeugs wird erwärmt, wobei durch das Erwärmen des wenigstens einen Formteils eine Beschaffenheit des Bauteilrohlings verändert wird. Bei dem Verfahren wird durch das Erwärmen des wenigstens einen Formteils die Beschaffenheit wenigstens einer Oberfläche des Bauteilrohlings verändert, welche mit einer Beschichtung versehen wird. Durch das Versehen der wenigstens einen Oberfläche des Bauteilrohlings mit der Beschichtung wird ein Reflexionsvermögen des Bauteils gegenüber einem Bauteil ohne die Beschichtung erhöht.
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Durch das Erwärmen des wenigstens einen Formteils wird also die Beschaffenheit derjenigen Oberfläche des Bauteilrohlings verändert, welche anschließend mit der Beschichtung versehen wird. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich durch das Erwärmen des Formteils eine sehr hohe Oberflächenqualität des Bauteils erreichen lässt, indem die Beschaffenheit der Oberfläche des Bauteilrohlings verändert wird. Insbesondere kann durch das Verändern der Beschaffenheit der wenigstens einen Oberfläche des Bauteilrohlings dafür gesorgt werden, dass die Oberfläche des Bauteilrohlings besonders glatt ist.
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Dies ist im Hinblick darauf vorteilhaft, dass auf diese Weise Oberflächenfehler wie etwa Einfallstellen und/oder von einem Zusammenfließen von Material herrührende Linien und/oder ein Verzug des Bauteilrohlings vermeidbar sind. Zu derartigen Oberflächenfehlern kann es demgegenüber kommen, wenn das dünnwandige Bauteil in einem Spritzgießprozess hergestellt wird. Dies gilt insbesondere, wenn das dünnwandige Bauteil eine Größe aufweist, wie sie bei einer Verwendung des dünnwandigen Bauteils für eine Anzeigevorrichtung des Kraftfahrzeugs üblich sind oder auftreten können.
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Die Fehlerfreiheit oder Fehlerarmut der vorzugsweise hochglatten Oberfläche des Bauteilrohlings ist außerdem im Hinblick darauf vorteilhaft, dass aufgrund des Versehens der glatten Oberfläche des Bauteilrohlings mit der Beschichtung ein besonders gutes Reflexionsvermögen des Bauteils erreicht wird. Hierbei sorgt die Beschichtung dafür, dass das Reflexionsvermögen des die Beschichtung aufweisenden Bauteils größer ist, als dies bei einem ansonsten gleichartigen Bauteil der Fall wäre, welches jedoch nicht die Beschichtung aufweist, welches also als ein in dem Presswerkzeug gleichartig behandeltes Bauteil jedoch ohne die anschließend aufgebrachte Beschichtung ausgebildet ist.
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Das hohe Reflexionsvermögen beziehungsweise die hohe Reflektivität des die Beschichtung aufweisenden oder mit der Beschichtung versehenen Bauteils ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das die Beschichtung aufweisende, dünnwandige Bauteil in einer Anzeigevorrichtung des Kraftfahrzeugs zum Einsatz kommt, etwa für ein Projizieren eines Bilds in ein Sichtfeld eines Betrachters der Anzeigevorrichtung.
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Die Anzeigevorrichtung, in welcher das dünnwandige Bauteil vorzugsweise zum Einsatz kommt, kann insbesondere als Head-up-Display (Kopf-oben-Anzeigevorrichtung) ausgebildet sein und/oder als Bildschirm, auf welchen der Betrachter blickt. In beiden Fällen ist es von Vorteil, dass aufgrund des hohen Reflexionsvermögens des die Beschichtung aufweisenden Bauteils eine hohe Qualität des projizierten Bilds erreicht wird.
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Indem durch das Erwärmen des wenigstens einen Formteils die Beschaffenheit der Oberfläche des Bauteilrohlings verändert wird, ist eine sehr gute Basis geschaffen, um die das Reflexionsvermögen erhöhende oder verbessernde Beschichtung auf die Oberfläche des Bauteilrohlings aufzubringen und so das die Beschichtung aufweisende Bauteil bereitzustellen. Und der hohe Reflexionsgrad beziehungsweise das hohe Reflexionsvermögen des die Beschichtung aufweisenden Bauteils ist für eine Ausgabe von Bildern hoher Qualität mittels der das dünnwandige Bauteil aufweisenden Anzeigevorrichtung vorteilhaft.
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Das Bearbeiten des Bauteilrohlings in dem Presswerkzeug ermöglicht es somit zum einen, die gewünschte Form des Bauteilrohlings einzustellen, welcher anschließend mit der Beschichtung versehen wird. Des Weiteren wird für den Folgeprozess des Aufbringens der Beschichtung auf die wenigstens eine Oberfläche des Bauteilrohlings mittels der Bearbeitung in dem Presswerkzeug die sehr gute Basis geschaffen. Dies liegt an dem Verändern der Beschaffenheit der wenigstens einen Oberfläche des Bauteilrohlings, wobei das Verändern der Beschaffenheit durch das Erwärmen des wenigstens einen Formteils erreicht wird.
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Vorzugsweise wird die Beschaffenheit der wenigstens einen Oberfläche des Bauteilrohlings verändert, indem die wenigstens eine Oberfläche auf eine Schmelztemperatur des in das Presswerkzeug eingebrachten Bauteilrohlings erwärmt wird. Demzufolge geht das Verändern der Beschaffenheit der wenigstens einen Oberfläche des Bauteilrohlings mit einem oberflächlichen Anschmelzen des Bauteilrohlings einher. Dieses Erwärmen der Oberfläche auf die Schmelztemperatur sorgt für ein Erweichen der in dem Presswerkzeug mit Druck beaufschlagten Oberfläche des Bauteilrohlings. Dies ist der Ausbildung einer hochglatten und von Oberflächenfehlern wie etwa Einfallstellen und/oder Zusammenfließlinien und/oder Verzug oder dergleichen zumindest weitgehend freien Oberfläche des Bauteilrohlings in besonderem Maße zuträglich. Indem Oberflächenfehler durch das Erwärmen der Oberfläche auf die Schmelztemperatur besonders weitgehend vermieden werden, wird ein Erzeugen von Verzerrungen infolge des anschließenden Beschichtungsprozesses beziehungsweise Verspiegelungsprozesses, also durch das Aufbringen der Beschichtung, ebenfalls sehr weitgehend vermieden. Dies ist insbesondere für das Ausgeben oder Projizieren von Bildern hoher Qualität mittels der das dünnwandige Bauteil aufweisenden Anzeigevorrichtung vorteilhaft.
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Vorzugsweise verbleibt bei dem Erwärmen der wenigstens einen Oberfläche des Bauteilrohlings auf die Schmelztemperatur ein unterhalb der Oberfläche angeordneter Teilbereich des Bauteilrohlings in einem festen Aggregatzustand. So bleibt in dem Teilbereich ein Zusammenhalt des Bauteilrohlings bestehen, und dennoch wird durch das Anschmelzen der wenigstens einen Oberfläche des Bauteilrohlings eine qualitativ besonders hochwertige, insbesondere hochglatte Oberfläche des Bauteilrohlings in dem Presswerkzeug erzeugt.
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Vorzugsweise wird zum Bereitstellen des Bauteils wenigstens ein Abschnitt des Bauteilrohlings von einem Grundkörper des Bauteilrohlings abgetrennt. Durch das Abtrennen des wenigstens einen Abschnitts kann dem Bauteilrohling sehr einfach die für das Bauteil gewünschte Kontur oder Außenkontur verliehen werden. Insbesondere kann das Abtrennen des wenigstens einen Abschnitts durch Stanzen und/oder Schneiden erreicht werden.
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Bei entsprechender Ausgestaltung des Presswerkzeugs kann das Abtrennen des wenigstens einen Abschnitts mittels des Presswerkzeugs vorgenommen werden. Alternativ ist es möglich, nach einem Entnehmen des mittels des Presswerkzeugs verformten Bauteilrohlings aus dem Presswerkzeug durch das Abtrennen des wenigstens einen Abschnitts des Bauteilrohlings von dem Grundkörper des Bauteilrohlings die gewünschte Kontur des Grundkörpers bereitzustellen, also nachdem der gepresste Bauteilrohling aus dem Presswerkzeug entnommen wurde.
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Vorzugsweise wird der wenigstens eine Abschnitt vor dem Versehen der wenigstens einen Oberfläche mit der Beschichtung von dem Grundkörper des Bauteilrohlings abgetrennt. So kann besonders einfach sichergestellt werden, dass das Abtrennen des wenigstens einen Abschnitts von dem Grundkörper des Bauteilrohlings nicht zu einer Beschädigung der Beschichtung führt. Dies ist im Hinblick auf eine hohe Qualität der Beschichtung vorteilhaft.
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Vorzugsweise wird als der in das Presswerkzeug eingebrachte Bauteilrohling ein aus Kunststoff gebildetes Halbzeug verwendet. Insbesondere durch Verwendung eines Kunststoffs, vorzugsweise eines thermoplastischen Kunststoffs, als das Halbzeug, welches als der Bauteilrohling in das Presswerkzeug eingebracht wird, lässt sich an dem Bauteilrohling besonders einfach und prozesssicher die hochglatte Oberfläche bereitstellen. Diese sehr glatte Oberfläche wird durch das Erwärmen des wenigstens einen Formteils bei sich in dem Presswerkzeug befindendem Bauteilrohling geschaffen. Des Weiteren lässt sich durch die Verwendung des aus Kunststoff gebildeten Halbzeugs das Bauteil besonders einfach und kostengünstig bereitstellen.
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Der Bauteilrohling kann dem Presswerkzeug als Einzelteil oder als von einer Rolle abgewickeltes Halbzeug zugeführt werden. Beides geht in vorteilhafter Weise mit einer aufwandsarmen Fertigung des Bauteils einher.
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Als Einzelteil kann beispielsweise eine dünnwandige Platte, insbesondere eine in einem Extrusionsverfahren hergestellte dünnwandige Platte, verwendet werden. Dies geht mit einer einfachen und aufwandsarmen Fertigung einher.
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Jedoch auch durch das Abwickeln eines Stücks des Halbzeugs von der Rolle und Abtrennen des Stücks von dem auf der Rolle verbleibenden Halbzeug lässt sich der Bauteilrohling einfach und aufwandsarm bereitstellen.
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Vorzugsweise wird als der in das Presswerkzeug eingebrachte Bauteilrohling ein Halbzeug mit einer Wandstärke von weniger als 10 Millimeter verwendet. Eine derartige Größenordnung des Bauteilrohlings ist vorteilhaft, um aus dem Bauteilrohling das dünnwandige Bauteil herzustellen.
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Dies gilt insbesondere, wenn als der in das Presswerkzeug eingebrachte Bauteilrohling ein Halbzeug mit einer Wandstärke von weniger als 5 Millimeter verwendet wird. Derartige, vergleichsweise dünne Bauteilrohlinge sind zum Bereitstellen des dünnwandigen Bauteils besonders gut geeignet. Letzteres gilt in besonderem Maße, wenn das den Bauteilrohling bereitstellende Halbzeug eine Wandstärke von etwa 1 Millimeter bis etwa 3 Millimeter aufweist.
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Dicken des Bauteilrohlings in diesem Bereich lassen einerseits eine gute und einfache Veränderung der Form des Bauteils durch das Beaufschlagen mit Druck in dem Presswerkzeug zu. Dennoch ist das letztlich erhaltene Bauteil, welches die Beschichtung vorzugsweise einer Dicke im Bereich von etwa 10 Nanometern bis etwa 20 Nanometern aufweist, insgesamt vergleichsweise dünn beziehungsweise vorteilhaft dünnwandig.
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Bei dem Verändern der Form des Bauteilrohlings kann eine Oberflächengestalt des Bauteilrohlings verändert werden. Dementsprechend kann der Bauteilrohling an seiner Oberfläche Erhebungen und/oder Vertiefungen aufweisen. Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, bei dem Verändern der Form des Bauteilrohlings eine Dicke zumindest eines Bereichs des Bauteilrohlings zu verändern. Durch derartige Veränderungen der Form des Bauteilrohlings können die gewünschten Reflexionseigenschaften des die Beschichtung aufweisenden Bauteils besonders gut eingestellt werden.
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Zusätzlich oder alternativ kann bei dem Verändern der Form des Bauteilrohlings eine Gestalt eines Querschnitts des Bauteilrohlings verändert werden. Beispielsweise kann der Bauteilrohling im Querschnitt betrachtet gekrümmte und/oder gebogene Bereiche und/oder Flächen mit unterschiedlichen Orientierungen aufweisen, wobei diese Bereiche und/oder Flächen durch das Beaufschlagen des Bauteilrohlings mit Druck in dem Presswerkzeug erzeugt sind. Auch durch derartige Veränderungen der Form des Bauteilrohlings lassen sich dem die Beschichtung aufweisenden Bauteil sehr gut die gewünschten Reflexionseigenschaften verleihen.
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Vorzugsweise wird bei dem Verändern der Form des Bauteilrohlings Material des Bauteilrohlings aus einem Formhohlraum des Presswerkzeugs verdrängt. So kann sehr einfach dafür gesorgt werden, dass der aus dem Presswerkzeug beziehungsweise aus dem Formhohlraum entnommene Bauteilrohling die gewünschte Form aufweist.
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Insbesondere durch Abtrennen wenigstens eines randlichen Abschnitts von einem Grundkörper des Bauteilrohlings nach dem Entnehmen desselben aus dem Presswerkzeug oder noch während sich der Bauteilrohling in dem Presswerkzeug befindet, kann sehr einfach der durch das Verdrängen des Materials erzeugte Überschuss oder Ausschuss entfernt werden. Dies ist einer einfachen Fertigung des Bauteils zuträglich.
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Vorzugsweise wird durch das Erwärmen eines ersten Formteils des Presswerkzeugs die Beschaffenheit einer ersten Oberfläche des Bauteilrohlings verändert, wobei durch Erwärmen eines zweiten Formteils des Presswerkzeugs die Beschaffenheit einer zweiten Oberfläche des Bauteilrohlings verändert wird. Die zweite Oberfläche liegt der ersten Oberfläche in Richtung einer Dicke des Bauteilrohlings gegenüber. Auf diese Weise kann dafür gesorgt werden, dass die beiden in Richtung der Dicke einander gegenüberliegenden Oberflächen des Bauteilrohlings besonders glatt sind und somit durch Aufbringen einer jeweiligen Beschichtung sehr gut reflektierend ausgebildet werden können. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn beide Oberflächen des dünnwandigen Bauteils zum Reflektieren verwendet werden sollen.
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Die Beschichtung kann durch Gasphasenabscheidung und/oder durch Galvanisieren auf die wenigstens eine Oberfläche des Bauteilrohlings aufgebracht werden. Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, durch Lackieren und/oder durch Anbringen einer Folie die Beschichtung auf die wenigstens eine Oberfläche des Bauteilrohlings aufzubringen.
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Durch derartige Beschichtungsverfahren kann sehr einfach und prozesssicher eine besonders dünne Beschichtung des Bauteils ausgebildet werden, welche dennoch für einen hohen Reflexionsgrad beziehungsweise ein sehr hohes Reflexionsvermögen des Bauteils sorgt. Beispielsweise können durch die genannten Beschichtungsverfahren Beschichtungen mit einer Dicke in der Größenordnung von etwa 10 Nanometern bis etwa 20 Nanometern auf die wenigstens eine Bauteiloberfläche des Bauteilrohlings aufgebracht werden.
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Es kann vorgesehen sein, dass zum Abkühlen des Bauteilrohlings der Bauteilrohling aus dem Presswerkzeug entnommen wird. Dies ist im Hinblick darauf vorteilhaft, dass dann das Presswerkzeug zum Verändern der Form eines weiteren Bauteilrohlings unmittelbar wieder zur Verfügung steht. So lässt sich eine geringe Taktzeit bei der Fertigung oder Herstellung des jeweiligen dünnwandigen Bauteils erreichen.
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Alternativ kann vorgesehen sein, dass nach dem Verändern der Beschaffenheit der wenigstens einen Oberfläche des Bauteilrohlings der sich in dem Presswerkzeug befindende Bauteilrohling abgekühlt wird. Durch ein derartiges Abkühlen des Bauteilrohlings in dem Presswerkzeug kann eine besonders hohe Formstabilität des Bauteilrohlings erreicht werden. Dies ist außerdem im Hinblick auf die hohe Oberflächenqualität des Bauteilrohlings vorteilhaft, wobei anschließend die Beschichtung auf die Oberfläche hoher Qualität aufgebracht werden kann. Dies ist wiederum einer hohen Güte der Oberfläche des die Beschichtung aufweisenden Bauteils zuträglich.
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Vorzugsweise wird durch das Versehen der wenigstens einen Oberfläche des Bauteilrohlings mit der Beschichtung das Reflexionsvermögen des Bauteils für sichtbares Licht erhöht. Denn so lässt sich das dünnwandige Bauteil besonders vorteilhaft nutzen, um einem Betrachter ein gut sichtbares Bild zur Verfügung zu stellen.
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Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn als das Bauteil eine Reflektoreinrichtung für das Kraftfahrzeug, insbesondere für die Anzeigevorrichtung des Kraftfahrzeugs, hergestellt wird. Indem das Bauteil als Reflektoreinrichtung, insbesondere als Reflektoreinrichtung der Anzeigevorrichtung, verwendet wird, lassen sich die mit dem hohen Reflexionsvermögen des Bauteils einhergehenden Eigenschaften besonders vorteilhaft nutzen.
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Das erfindungsgemäße Bauteil, welches für eine Verwendung in einem Kraftfahrzeug vorgesehen ist, ist durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt. Dementsprechend weist das Bauteil eine besonders fehlerfreie Oberfläche beziehungsweise eine besonders hohe Oberflächenqualität auf. Dies liegt daran, dass durch das Erwärmen des wenigstens einen Formteils des Presswerkzeugs zunächst die Beschaffenheit der wenigstens einen Oberfläche des Bauteilrohlings verändert wurde, bevor auf diese Oberfläche des Bauteilrohlings die Beschichtung aufgebracht wurde.
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Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Bauteil kann insbesondere für eine Anzeigevorrichtung des Kraftfahrzeugs verwendet werden. Die Erfindung betrifft somit auch die Verwendung des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Bauteils, insbesondere in der Anzeigevorrichtung des Kraftfahrzeugs.
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Die für das erfindungsgemäße Verfahren beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für das erfindungsgemäße Bauteil und umgekehrt.
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Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder von diesen abweichen.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Dabei zeigen:
- 1 stark schematisiert ein Presswerkzeug, in welches ein Bauteilrohling eingebracht ist;
- 2 in einer schematischen Seitenansicht den Bauteilrohling nach einer Veränderung einer Form des Bauteilrohlings mittels des Presswerkzeugs;
- 3 in einer schematischen Seitenansicht ein basierend auf dem Bauteilrohling gemäß 2 hergestelltes Bauteil, wobei auf eine Oberfläche des gepressten und verformten Bauteilrohlings eine Beschichtung aufgebracht ist;
- 4 in einer schematischen Seitenansicht eine Variante eines mittels des Presswerkzeugs in seiner Form veränderten Bauteilrohlings;
- 5 in einer schematischen Draufsicht das Abtrennen von Abschnitten des Bauteilrohlings von einem Grundkörper des Bauteilrohlings in einem Stanzverfahren oder Schneideverfahren;
- 6 schematisch das Bereitstellen des Bauteilrohlings als von einer Rolle abgewickeltes Halbzeug, welches dem Presswerkzeug zugeführt wird;
- 7 das Einbringen des Bauteilrohlings in das Presswerkzeug;
- 8 das Beaufschlagen des Bauteilrohlings in dem Presswerkzeug mit Druck; und
- 9 schematisch den in seiner Form veränderten Bauteilrohling nach dem Entnehmen desselben aus dem Presswerkzeug.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist stark schematisiert ein Presswerkzeug 10 gezeigt, welches bei der Herstellung eines dünnwandigen Bauteils 12 (vergleiche 3) zum Einsatz kommt. Das dünnwandige Bauteil 12 kann insbesondere als Reflektoreinrichtung verwendet werden, welche einer nicht näher gezeigten Anzeigevorrichtung zugehörig ist, wie sie in einem (vorliegend ebenfalls nicht näher gezeigten) Fahrzeug oder Kraftfahrzeug zum Einsatz kommen kann. Das dünnwandige, im Wesentlichen plattenartige Bauteil 12 kann in der Anzeigevorrichtung insbesondere zum Reflektieren eines Bilds in einen Sichtbereich eines Nutzers des Kraftfahrzeugs verwendet werden.
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Beispielsweise kann die Anzeigevorrichtung als Head-up-Display ausgebildet sein, bei welcher das mittels einer Bilderzeugungseinheit des Head-up-Displays bereitgestellte Bild mittels wenigstens einer solchen Reflektoreinrichtung in das Sichtfeld des Betrachters reflektiert wird. In analoger Weise kann die Reflektoreinrichtung in einer Anzeigevorrichtung des Kraftfahrzeugs dazu verwendet werden, ein auf die Reflektoreinrichtung projiziertes Bild hin zu einem Bildschirm zu reflektieren, auf welchen der Betrachter in dem Kraftfahrzeug blickt.
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Eine Kontur und eine Form sowie die Wandstärke und/oder eine Oberflächengestalt des Bauteils 12 sind vorzugsweise auf die Reflexion von Licht abgestimmt, welche mittels des Bauteils 12 in der Anzeigevorrichtung bewirkt werden soll.
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Von dem Presswerkzeug 10 sind in 1 ein erstes Formteil 14 und ein zweites Formteil 16 gezeigt, zwischen welche ein Bauteilrohling 18 eingebracht wird. Tatsächlich kann Presswerkzeug 10 mehr als die vorliegend schematisch gezeigten beiden Formteile 14, 16 aufweisen.
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Eine Dicke oder Wandstärke 20 des Bauteilrohlings 18 liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 1 Millimeter bis etwa 3 Millimeter. Als der in das Presswerkzeug 10 eingebrachte Bauteilrohling 18 wird vorliegend ein aus Kunststoff gebildetes Halbzeug verwendet.
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Durch Schließen des Presswerkzeugs 10 wird der in einen Formhohlraum 22 des Presswerkzeugs 10 eingebrachte oder eingelegte Bauteilrohling 18 mit Druck beaufschlagt. Hierbei wird eine Form des Bauteilrohlings 18 verändert. Das Ergebnis einer solchen Veränderung der Form des Bauteilrohlings 18 ist schematisch in 2 gezeigt. Denn in 2 ist der Bauteilrohling 18 nach dem Entnehmen aus dem Presswerkzeug 10 dargestellt.
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Durch das Beaufschlagen des Bauteilrohlings 18 in dem Presswerkzeug 10 mit Druck können beispielsweise eine Dicke 24 des Bauteilrohlings 18 und/oder eine Oberflächengestalt des Bauteilrohlings 18 verändert werden. Beispielsweise kann der Bauteilrohling 18 lokal dünnere Bereiche und lokal dickere Bereiche aufweisen. Zusätzlich oder alternativ können in dem Bauteilrohling 18 Flächenbereiche mit unterschiedlichen Orientierungen ausgebildet werden, wie dies schematisch in 2 gezeigt ist. Die konkreten Oberflächendesigns des aus dem Presswerkzeug 10 entnommenen Bauteilrohlings 18 sind hierbei von dem Einsatzzweck des Bauteils 12 etwa in der Anzeigevorrichtung des Kraftfahrzeugs abhängig.
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Durch den Pressprozess, also durch das Beaufschlagen des Bauteilrohlings 18 mit Druck in dem Presswerkzeug 10 kann also zum einen das gewünschte Design realisiert werden, welches das herzustellenden Bauteil 12 aufweisen soll.
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Mittels des Presswerkzeugs 10 wird jedoch der Bauteilrohling 18 nicht nur mit Druck beaufschlagt. Vielmehr wird wenigstens eines der Formteile 14, 16 erwärmt, wobei durch das Erwärmen des wenigstens einen Formteils 14, 16 eine Beschaffenheit des Bauteilrohlings 18 verändert wird. Beispielsweise kann nach dem Einlegen des Bauteilrohlings 18 in dem Formhohlraum 22 (oder auch schon vor diesem Einlegen) das in 1 obere Formteil 14 erwärmt werden, um die Beschaffenheit einer Oberfläche 26 des Bauteilrohlings 18 zu verändern.
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Vorliegend wird diejenige Oberfläche 26 des Bauteilrohlings 18 durch das Erwärmen beispielsweise des ersten Formteils 14 verändert, welche in einem nachfolgenden Fertigungsschritt zur Herstellung des Bauteils 12 mit einer Beschichtung 28 (vergleiche 3) versehen wird.
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Vorzugsweise wird durch das Erwärmen beispielsweise des oberen Formteils 14 dafür gesorgt, dass die Oberfläche 26 beim Pressen des in das Presswerkzeug 10 eingebrachten Bauteilrohlings 18 erweicht wird. Hierfür wird vorzugsweise die Oberfläche 26 auf eine Schmelztemperatur des in das Presswerkzeug 10 eingebrachten Bauteilrohlings 18 erwärmt. Dieses oberflächliche Anschmelzen des Bauteilrohlings 18 sorgt dafür, dass die Oberfläche 26 des aus dem Presswerkzeug 10 entnommenen Bauteilrohlings 18 (vergleiche 2) eine besonders hohe Oberflächenqualität aufweist, insbesondere hochglatt beziehungsweise sehr glatt ausgebildet ist.
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Das Bereitstellen der sehr glatten Oberfläche 26 sorgt wiederum dafür, dass auch nach dem Aufbringen der Beschichtung 28 auf die Oberfläche 26 (vergleiche 3) durch diese dünne Beschichtung 28 hindurch keine Oberflächenfehler erkennbar sind. Denn ein Auftreten von Oberflächenfehlern wie etwa Einfallstellen und/oder Zusammenfließlinien und/oder eines Verzugs im Bereich der Oberfläche 26 wird durch das Aufschmelzen der Oberfläche 26 aus Kunststoff vermieden, wobei dieses Aufschmelzen der Oberfläche 26 durch das Erwärmen des wenigstens einen Formteils 14 erreicht wird.
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Demgegenüber kann es bei der Herstellung eines vergleichsweise großflächigen und dünnen Kunststoffbauteils wie etwa dem in 3 gezeigten Bauteil 12 in einem Spritzgießprozess zur Ausbildung derartiger Oberflächenfehler, also etwa von Einfallstellen, Zusammenfließlinien und eines Verzugs kommen. Derartige Oberflächenfehler sorgen nach dem Aufbringen der Beschichtung 28 beziehungsweise nach der Durchführung eines solchen Verspiegelungsprozesses für Verzerrungen etwa in dem Bild, welches mittels des Bauteils 12 reflektiert werden soll.
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Das Bereitstellen der sehr glatten Oberfläche 26 durch Erwärmen des Formteils 14 beim Pressen des Bauteilrohlings 18 ist demnach für eine gute Bildqualität des mittels des Bauteils 12 zu reflektierenden Bilds vorteilhaft.
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Vorzugsweise wird beim oberflächlichen Anschmelzen des Bauteilrohlings 19 in dem Presswerkzeug 10 dafür gesorgt, dass ein unterhalb der Oberfläche 26 angeordneter Teilbereich 30 des Bauteilrohlings 18 in einem festen Aggregatzustand verbleibt.
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Vorliegend sorgt die Beschichtung 28 für ein sehr hohes Reflexionsvermögen des Bauteils 12. Durch das Versehen der Oberfläche 26 des Bauteilrohlings 18 mit der Beschichtung 28 wird demzufolge das Bauteil 12 bereitgestellt, welches das erhöhte Reflexionsvermögen aufweist. Dieses Erhöhen des Reflexionsvermögens beziehungsweise der Reflektivität oder des Reflexionsgrads gilt insbesondere im Vergleich zu einem Bauteil, welches nicht die Beschichtung 28 aufweist, also gegenüber einem Bauteil ohne die Beschichtung 28.
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Die dünne Beschichtung 28 verleiht folglich dem Bauteil 12 einen besonders hohen Reflexionsgrad beziehungsweise ein besonders hohes Reflexionsvermögen. Hierbei ist es vorteilhaft, dass die Beschichtung 28 auf die sehr glatte Oberfläche 26 des Bauteilrohlings 18 aufgebracht wird.
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Das Aufbringen der Beschichtung 28 auf den gepressten beziehungsweise in seiner Form veränderten Bauteilrohling 18, welche dazu führt, dass das Bauteil 12 das sehr hohe Reflexionsvermögen aufweist, kann durch unterschiedliche Verfahren bewirkt werden.
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Beispielsweise kann zum Aufbringen der Beschichtung 28 eine Gasphasenabscheidung zum Einsatz kommen, insbesondere eine physikalische Gasphasenabscheidung, mittels welcher sich sehr geringe Beschichtungsdicken erreichen lassen. Zusätzlich oder alternativ kann die dünne Beschichtung 28 durch Galvanisieren und/oder durch Lackieren und/oder durch Anbringen einer Folie auf die Oberfläche 26 des Bauteilrohlings 18 bereitgestellt werden.
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Insbesondere durch Aufbringen einer wenigstens ein Metall enthaltenden Beschichtung 28 auf die Oberfläche 26 des Bauteilrohlings 18 kann ein vorteilhaft hoher Reflexionsgrad des mit der Beschichtung 28 versehenen Bauteils 12 (vergleiche 3) erreicht werden.
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In 4 ist schematisch gezeigt, dass durch entsprechende Ausbildung des Presswerkzeugs 10 der aus dem Formhohlraum 22 des Presswerkzeugs 10 entnommenen Bauteilrohling 18 auch eine andere Oberflächengestalt und/oder Dicke 24 aufweisen kann, als dies beispielhaft und schematisch in 2 gezeigt ist.
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Auch bei dem in 4 gezeigten Bauteilrohling 18 können in unterschiedlichen Bereichen des Bauteilrohlings 18 jeweilige Orientierungen von Flächenbereichen des Bauteilrohlings 18 vorgesehen sein, wie sie für die Reflexionseigenschaften des aus dem Bauteilrohling 18 erhältlichen Bauteils 12 günstig sind.
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Bei dem entsprechenden Verändern der Form des Bauteilrohlings 18 in dem Presswerkzeug 10 kann Material des Bauteilrohlings 18 aus dem Formhohlraum 22 des Presswerkzeugs 10 verdrängt werden, etwa indem dieses Material seitlich ausweicht. So kann erreicht werden, dass der aus dem Presswerkzeug 10 entnommene Bauteilrohling 18 die gewünschte Oberflächengestalt und/oder Dicke 24 in jeweiligen Bereichen des Bauteilrohlings 18 aufweist. Dieses vorzugsweise seitlich verdrängte, überschüssige Material kann in einem weiteren Bearbeitungsschritt abgetrennt werden.
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Das entsprechende, formgerechte Herstellen einer gewünschten äußeren Kontur des Bauteils 12 soll mit Bezug auf 5 erläutert werden. Demgemäß kann wenigstens ein Abschnitt 32 des Bauteilrohlings 18 von einem Grundkörper 34 des Bauteilrohlings 18 abgetrennt werden. Dieses Abtrennen von überschüssigem Material wird vorzugsweise vorgenommen, bevor die Beschichtung 28 auf den die gewünschte Kontur aufweisenden Grundkörper 34 des Bauteilrohlings 18 aufgebracht wird. Gemäß 5 kann der wenigstens eine Abschnitt 32 um den Grundkörper 34 umlaufen. Insbesondere kann ein Schneidprozess und/oder Stanzprozess zum Abtrennen des wenigstens einen Abschnitts 32 zum Einsatz kommen.
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Eine Breite 36 des Bauteilrohlings 18 vor dem Zurechtschneiden oder Ausstanzen kann beispielsweise in einem Bereich von etwa 50 Millimetern bis etwa 300 Millimetern liegen. Des Weiteren kann eine Länge 38 des Bauteilrohlings 18 vor dem Abtrennen des wenigstens einen Abschnitts 32 von dem Grundkörper 34 in einem Bereich von beispielsweise etwa 200 Millimetern bis etwa 1.300 Millimetern liegen.
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Insbesondere beim Herstellen von Bauteilen 12 mit derartigen Abmessungen, also einer Breite 36 im Bereich von 50 Millimetern bis 300 Millimetern und einer Länge 38 im Bereich von 200 Millimetern bis 1.300 Millimetern, ist es sehr vorteilhaft, dass durch das Erwärmen der wenigstens einen Oberfläche 26 vorzugsweise auf die Schmelztemperatur des in das Presswerkzeug 10 eingebrachten Bauteilrohlings 18 eine von Oberflächenfehlern freie zu beschichtende Oberfläche 26 bereitgestellt wird.
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Mit Bezug auf 6 bis 9 sollen Schritte bei der Herstellung des Bauteils 12 erläutert werden. Der in das Presswerkzeug 10 einzulegende Bauteilrohling 18 kann als Einzelteil, insbesondere als einzelnes plattenförmiges Bauteil bereitgestellt werden. Gemäß 6 ist es des Weiteren möglich, zum Bereitstellen des Bauteilrohlings 18 ein entsprechendes Stück eines Halbzeugs von einer Rolle 40 abzuwickeln und nach dem Abwickeln von der Rolle 40 abzutrennen, beispielsweise mittels eines Schneidwerkzeugs 42.
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Der Bauteilrohling 18 wird dann in das Presswerkzeug 10 eingebracht und zwar in den Formhohlraum 22 (vergleiche 1), welcher zwischen dem in 7 oberen Formteil 14 und dem in 7 unteren Formteil 16 ausgebildet oder bereitgestellt ist.
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Wenn lediglich die dem in 7 oberen Formteil 14 zugewandte Oberfläche 26 des Bauteilrohlings 18 auf die Schmelztemperatur des in das Presswerkzeug 10 eingebrachten Bauteilrohlings 18 erwärmt werden soll, braucht lediglich das in 7 obere Formteil 14 aufgeheizt beziehungsweise erwärmt zu werden. Hierfür kann das Formteil 14 eine vorliegend nicht näher gezeigte Heizeinrichtung aufweisen.
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Insbesondere, wenn sowohl die in 7 obere Oberfläche 26 des Bauteilrohlings 18 als auch eine dieser Oberfläche 26 in Richtung der Dicke 24 gegenüberliegende Oberfläche 44 (vergleiche 2) des Bauteilrohlings 18 angeschmolzen werden soll, kann auch das zweite Formteil 16 beziehungsweise das in 7 untere Formteil 16 mittels einer solchen Heizeinrichtung erwärmt beziehungsweise aufgeheizt werden.
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Das Erwärmen sowohl der ersten Oberfläche 26 als auch der zweiten Oberfläche 44, welche der ersten Oberfläche 26 in Richtung der Dicke 24 gegenüberliegt (vergleiche 2), ist beispielsweise dann vorteilhaft, wenn beide Seiten oder Oberflächen 26, 44 des Bauteilrohlings 18 durch Aufbringen einer jeweiligen Beschichtung 28 zum Reflektieren von Licht genutzt werden sollen beziehungsweise verspiegelt werden sollen.
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Durch Schließen des Presswerkzeugs 10 (vergleiche 8) und das Aufschmelzen der wenigstens einen Kunststoffoberfläche des Bauteilrohlings 18 wird insbesondere bei flächenmäßig vergleichsweise großen Bauteilen 12, wie sie beispielsweise mit Bezug auf 5 erläutert wurden, eine sehr gute Qualität der wenigstens einen Oberfläche 26, 44 erzeugt. Auf diese sehr glatte wenigstens einen Oberfläche 26, 44 kann dann die Beschichtung 28 aufgebracht werden, welche dem Bauteil 12 das gewünschte Reflexionsvermögen verleiht.
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Es kann vorgesehen sein, dass der Bauteilrohling 18 abgekühlt wird, während sich der Bauteilrohling 18 noch in dem Presswerkzeug 10 befindet, wie dies schematisch in 8 gezeigt ist. Nach dem Abkühlen kann der Bauteilrohling 18 aus dem Presswerkzeug 10 entnommen werden (vergleiche 9). Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass man den Bauteilrohling 18 außerhalb des Presswerkzeugs 10 abkühlen lässt, so dass das Presswerkzeug 10 besonders rasch wieder mit einem neuen Bauteilrohling 18 bestückt werden kann.
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Wenn der Bauteilrohling 18 abgekühlt wird, während sich der Bauteilrohling 18 in dem Presswerkzeug 10 befindet, sorgt dies für eine besonders hohe Formstabilität des nach dem Abkühlen aus dem Presswerkzeug 10 entnommenen Bauteilrohlings 18, welcher schematisch in 9 gezeigt ist.
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Anschließend kann der Bauteilrohling 18 wie mit Bezug auf 5 beschrieben zurechtgeschnitten werden, um dem herzustellenden Bauteil 12 die gewünschte Außenkontur zu verleihen. Schließlich wird auf die wenigstens eine Oberfläche 26, 44 des Bauteilrohlings 18 die Beschichtung 28 aufgebracht (vergleiche 3), um das Bauteil 12 zu erhalten beziehungsweise bereitzustellen.
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Insgesamt zeigen die Beispiele, wie mittels des beschriebenen Verfahrens beschichtete, dünnwandige Bauteile 12 mit unterschiedlichen Wanddicken oder Wandstärken bereitgestellt werden können, wobei die Bauteile 12 eine sehr hohe Oberflächenqualität und ein sehr hohes Reflexionsvermögen aufweisen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011120725 A1 [0002]