DE102015006568B3 - Method for producing a plastic element for a surface element, motor vehicle plastic element and operating element - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren (10) zum Herstellen eines Kunststoffelements für ein Oberflächenelement in einem Kraftfahrzeug, welches eine erste Kunststoffkomponente umfasst. Dazu wird zunächst ein erstes Werkzeugteils und ein zweites Werkzeugteils für ein Spritzgusswerkzeug hergestellt (S1). Anschließend wird eine Oberflächenstruktur in einer Negativform des ersten Werkzeugteils durch Ätzen erzeugt (S2). Weiterhin wird die erste Kunststoffkomponente in das Spritzgusswerkzeug zwischen das erste Werkzeugteil und das zweite Werkzeugteil eingebracht (S3), wobei die erste Kunststoffkomponente derart in das Spritzgusswerkzeug eingebracht wird, dass beim Spritzgießen die Oberflächenstruktur der Negativform des ersten Werkzeugteils auf die erste Kunststoffkomponente übertragen wird. Des Weiteren wird das Kunststoffelement mit einer Bedienseite und einer gegenüberliegenden Montageseite bereitgestellt (S9), wobei zumindest die Bedienseite die Oberflächenstruktur aufweist. Anschließend wird das Kunststoffelement in dem Kraftfahrzeug derart angeordnet (S10), dass die Bedienseite eine Sichtseite des Oberflächenelements bildet.The invention relates to a method (10) for producing a plastic element for a surface element in a motor vehicle, which comprises a first plastic component. For this purpose, first a first tool part and a second tool part for an injection molding tool are produced (S1). Subsequently, a surface structure in a negative mold of the first tool part is produced by etching (S2). Furthermore, the first plastic component is introduced into the injection molding tool between the first tool part and the second tool part (S3), wherein the first plastic component is introduced into the injection mold in such a way that during injection molding the surface structure of the negative mold of the first tool part is transferred to the first plastic component. Furthermore, the plastic element is provided with an operating side and an opposite mounting side (S9), wherein at least the operating side has the surface structure. Subsequently, the plastic element in the motor vehicle is arranged (S10) such that the operating side forms a visible side of the surface element.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffelements für ein Oberflächenelement in einem Kraftfahrzeug. Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeugkunststoffelement. Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Bedienelement.The present invention relates to a method for producing a plastic element for a surface element in a motor vehicle. The invention also relates to a motor vehicle plastic element. Finally, the invention also relates to an operating element.
Heutzutage kommen im Fahrzeuginterieur immer mehr technische Gläser bei Bedienvorrichtungen, wie beispielsweise einem Touchpad oder einem Touchscreen, zum Einsatz. Um das Design des Fahrzeuginterieurs einheitlich zu gestalten, besteht der Design-Wunsch darin, die an die technischen Gläser angrenzenden Design-Oberflächen oder auch Oberflächen von weiteren sensorischen Bedienteilen aus Glas zu gestalten.Nowadays more and more technical glasses are used in the vehicle interior in operating devices, such as a touchpad or a touchscreen. In order to make the design of the vehicle interior uniform, the design desire is to make the design surfaces adjacent to the technical glasses or surfaces of other glass sensory controls.
Der Nachteil der Echtglas-Darstellungen für Fahrzeugoberflächen im Fahrzeuginterieur besteht darin, dass solche Fahrzeugoberflächen sehr teuer sind. Ferner ist ein Herstellungsverfahren, wenn komplexe geometrische Formen aus Glas hergestellt werden sollen, besonders aufwändig und kostenintensiv.The disadvantage of the real glass representations for vehicle surfaces in the vehicle interior is that such vehicle surfaces are very expensive. Furthermore, a manufacturing method, if complex geometric shapes are to be made of glass, particularly complex and expensive.
Aus dem Stand der Technik sind Oberflächenelemente aus transparentem Kunststoff bekannt. Dabei weisen die Oberflächenelemente eine Oberflächenstruktur auf. Die Oberflächenstruktur der Oberflächenelemente ist dabei derart ausgestaltet, dass diese wie eine Antireflexionsbeschichtung wirkt. Die transparenten Oberflächenelemente werden in einem Spritzgussverfahren hergestellt. Die Ausbildung der Oberflächenstruktur kann durch gezielte Nachbearbeitung, wie beispielsweise Ätzen, der Oberfläche der Oberflächenelemente oder durch besondere Ausgestaltung einer Matrize des Spritzgusswerkzeugs erfolgen. Eine Matrize bildet das Negativ der Außenform für das herzustellende Oberflächenelement.Surface elements made of transparent plastic are known from the prior art. The surface elements have a surface structure. The surface structure of the surface elements is designed such that it acts as an anti-reflection coating. The transparent surface elements are produced in an injection molding process. The formation of the surface structure can be done by targeted post-processing, such as etching, the surface of the surface elements or by special design of a die of the injection molding tool. A die forms the negative of the outer shape of the surface element to be produced.
In der
Aus der
Antireflexionsschichten aus Kunststoff finden nicht nur bei Displays Anwendung, sondern beispielsweise auch in der Optik. Aus der
In der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffelements für ein Oberflächenelement in einem Kraftfahrzeug mit einer Oberflächenstruktur zu vereinfachen.The object of the present invention is to simplify a method for producing a plastic element for a surface element in a motor vehicle having a surface structure.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffelements für ein Oberflächenelement in einem Kraftfahrzeug, ein Kraftfahrzeugkunststoffelement und ein Bedienelement für ein Kraftfahrzeug gemäß den unabhängigen Patentansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den abhängigen Patentansprüchen.This object is achieved by a method for producing a plastic element for a surface element in a motor vehicle, a motor vehicle plastic element and a control element for a motor vehicle according to the independent patent claims. Advantageous embodiments of the invention can be found in the dependent claims.
Um ein Kunststoffelement für ein Oberflächenelement in einem Kraftfahrzeug, welches eine erste Kunststoffkomponente umfasst, herzustellen, werden in einem ersten Verfahrensschritt ein erstes Werkzeugteil und ein zweites Werkzeugteil für ein Spritzgusswerkzeug hergestellt. Dabei wird in einer Negativform des ersten Werkzeugteils eine Oberflächenstruktur durch Ätzen erzeugt. Anschließend wird die erste Kunststoffkomponente in das Spritzgusswerkzeug zwischen das erste Werkzeugteil und das zweite Werkzeugteil eingebracht, wobei die erste Kunststoffkomponente derart in das Spritzgusswerkzeug eingebracht wird, dass beim Spritzgießen die Oberflächenstruktur der Negativform des ersten Werkzeugteils auf die erste Kunststoffkomponente übertragen wird. In einem weiteren Verfahrensschritt wird das Kunststoffelement mit einer Bedienseite und einer gegenüberliegenden Montageseite bereitgestellt. Die Bedienseite weist dabei die Oberflächenstruktur, welche von der Negativform des ersten Werkzeugteils, der sogenannten Matrize, übertragen wurde, auf. Weiterhin wird das Kunststoffelement in dem Kraftfahrzeug derart angeordnet, dass die Bedienseite eine Sichtseite des Oberflächenelements bildet. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass auf diese Weise besonders einfach die gesamte Oberfläche einer Seite des Kunststoffelements, das heißt der Bedienseite, mit einer Oberflächenstruktur versehen werden kann. Des Weiteren ist keine Nachbearbeitung, beispielsweise durch Ätzen, des Kunststoffelements erforderlich, da die Oberflächenstruktur des Kunststoffelements bereits im Spritzgusswerkzeug erzeugt wird. Dadurch können Produktionsschritte, wie beispielsweise die Nachbearbeitung des Kunststoffelements, eingespart werden, was zu einer deutlichen Kostenreduzierung beiträgt.In order to produce a plastic element for a surface element in a motor vehicle, which comprises a first plastic component, a first tool part and a second tool part for an injection molding tool are produced in a first method step. In this case, a surface structure is produced by etching in a negative mold of the first tool part. Subsequently, the first plastic component is introduced into the injection mold between the first tool part and the second tool part, wherein the first plastic component is introduced into the injection mold such that the surface structure of the negative mold of the first tool part is transferred to the first plastic component during injection molding. In a further method step, the plastic element is provided with an operating side and an opposite mounting side. In this case, the operating side has the surface structure which has been transferred from the negative mold of the first tool part, the so-called die. Furthermore, the plastic element is arranged in the motor vehicle such that the operating side forms a visible side of the surface element. This results in the advantage that in this way the entire surface of one side of the plastic element, that is the Operating side, can be provided with a surface structure. Furthermore, no further processing, for example by etching, of the plastic element is required since the surface structure of the plastic element is already produced in the injection molding tool. As a result, production steps, such as the post-processing of the plastic element can be saved, which contributes to a significant cost reduction.
Beim Spritzgießen, das heißt in der Einspritzphase der aufgeschmolzenen ersten Kunststoffkomponente, wird die erste Kunststoffkomponente vorzugsweise in eine Kavität, also einen formgebenden Hohlraum, zwischen dem ersten Werkzeugteil und dem zweiten Werkzeugteil des Spritzgusswerkzeugs, eingespritzt. Während des Spritzgießens füllt sich der Hohlraum zwischen dem ersten Werkzeugteil und dem zweiten Werkzeugteil mit der flüssigen ersten Kunststoffkomponente. Dabei passt sich die erste Kunststoffkomponente der Negativform der Werkzeugteile – des ersten Werkzeugteils und des zweiten Werkzeugsteils – an. Die Werkzeugteile, d. h. die Matrize, bildet das Negativ einer Außenform für das herzustellende Kunststoffelement. Dadurch wird die Oberfläche der ersten Kunststoffkomponente geprägt.In injection molding, that is to say in the injection phase of the molten first plastic component, the first plastic component is preferably injected into a cavity, that is to say a shaping cavity, between the first tool part and the second tool part of the injection molding tool. During injection molding, the cavity between the first tool part and the second tool part fills with the liquid first plastic component. In this case, the first plastic component adapts to the negative form of the tool parts-the first tool part and the second tool part. The tool parts, d. H. the die, forms the negative of an outer mold for the plastic element to be produced. As a result, the surface of the first plastic component is embossed.
Um sicherzustellen, dass sich im flüssigen Zustand der ersten Kunststoffkomponente, die erste Kunststoffkomponente der Negativform des ersten Werkzeugteils exakt anpasst, d. h. die Oberflächenstruktur der Negativform des ersten Werkzeugteils auf die erste Kunststoffkomponente überträgen wird, kann zusätzlich zwischen dem ersten Werkzeugteil und dem zweiten Werkzeugteil in dem Spritzgusswerkzeug ein beweglicher Schieber vorgesehen sein, welcher die flüssige erste Kunststoffkomponente in die Negativform des ersten Werkzeugteils drückt oder schiebt.To ensure that in the liquid state of the first plastic component, the first plastic component of the negative mold of the first tool part exactly adapts, d. H. In addition, between the first tool part and the second tool part in the injection molding tool, a movable slide may be provided which pushes or pushes the liquid first plastic component into the negative mold of the first tool part.
In Abhängigkeit von den Materialeigenschaften der ersten Kunststoffkomponente und der Oberflächenstruktur der Negativform des ersten Werkzeugteils, kann es dennoch auftreten, dass sich die Oberflächenstruktur nicht vollständig auf die erste Kunststoffkomponente übertragen lässt. Beispielsweise kann die flüssige erste Kunststoffkomponente zu grobkörnig sein, sodass sie nicht in die feinen Strukturen des ersten Werkzeugteils fließen kann. Um das zu überprüfen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass nach dem Einbringen der ersten Kunststoffkomponente in das Spritzgusswerkzeug die Oberflächenstruktur des Kunststoffelements beziehungsweise der ersten Kunststoffkomponente dahingehend überprüft wird, ob die Oberflächenstruktur ein Oberflächenkriterium erfüllt. Dabei kann das Kunststoffelement einer Werkstoffprüfung, insbesondere einer Oberflächenprüfung, unterzogen werden. Eine Oberflächenprüfung kann beispielsweise durch Laserabtasten erfolgen. Wenn das Oberflächenkriterium erfüllt ist, wird das Kunststoffelement bereitgestellt. Da bereits im Spritzgusswerkzeug das fertige Kunststoffelement mit einer Oberflächenstruktur bereitgestellt werden kann und nicht erst das Kunststoffelement selbst erzeugt und anschließend die Oberfläche des Kunststoffelements bearbeitet werden muss, um eine Oberflächenstruktur zu erhalten, kann das Kunststoffelement auf besonders kostengünstige und einfache Art und Weise hergestellt werden.Depending on the material properties of the first plastic component and the surface structure of the negative mold of the first tool part, it may nevertheless occur that the surface structure can not be completely transferred to the first plastic component. For example, the liquid first plastic component may be too coarse so that it can not flow into the fine structures of the first tool part. In order to verify this, it is provided according to the invention that after the introduction of the first plastic component into the injection molding tool, the surface structure of the plastic element or of the first plastic component is checked as to whether the surface structure fulfills a surface criterion. In this case, the plastic element of a material testing, in particular a surface inspection, be subjected. A surface inspection can be done for example by laser scanning. If the surface criterion is met, the plastic element is provided. Since already in the injection molding tool, the finished plastic element can be provided with a surface structure and not only the plastic element itself generates and then the surface of the plastic element must be processed to obtain a surface structure, the plastic element can be produced in a particularly cost effective and simple manner.
Wenn das Oberflächenkriterium nicht erfüllt ist, so sind vor dem Bereitstellen des fertigen Kunststoffelements weitere Verfahrensschritte notwendig. Erfindungsgemäß wird zunächst zwischen dem ersten Werkzeugteil und der ersten Kunststoffkomponente ein Hohlraum gebildet. Dazu kann ferner beispielsweise ein beweglicher Schieber, welcher wie oben bereits erwähnt, in dem Spritzgusswerkzeug angeordnet sein kann, um die erste Kunststoffkomponente zu bewegen, vorgesehen sein. Somit wird der Schieber beispielsweise in Richtung der zweiten Werkzeugteils verschoben, sodass sich die erste Kunststoffkomponente aus dem ersten Werkzeugteil löst. Anschließend wird eine zweite Kunststoffkomponente bereitgestellt, welche zwischen die erste Kunststoffkomponente und dem ersten Werkzeugteil in den Hohlraum eingebracht wird. Dabei wird die erste Kunststoffkomponente durch die zweite Kunststoffkomponente beschichtet. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass kein Wechsel des Werkzeugs aus dem Spritzgusswerkzeug erforderlich ist, um das Kunststoffelement herzustellen.If the surface criterion is not fulfilled, further process steps are necessary before the ready-made plastic element is made available. According to the invention, a cavity is initially formed between the first tool part and the first plastic component. For this purpose, for example, a movable slide, which, as already mentioned above, can be arranged in the injection molding tool in order to move the first plastic component may be provided. Thus, the slider is moved, for example, in the direction of the second tool part, so that dissolves the first plastic component of the first tool part. Subsequently, a second plastic component is provided, which is introduced between the first plastic component and the first tool part in the cavity. In this case, the first plastic component is coated by the second plastic component. This results in the advantage that no change of the tool from the injection mold is required to produce the plastic element.
Beim Spritzgießen der zweiten Kunststoffkomponente wird also die zweite Kunststoffkomponente in den Hohlraum zwischen der ersten Kunststoffkomponente und dem ersten Werkzeugteil des Spritzgusswerkzeugs gespritzt. Dadurch füllt sich der Hohlraum mit der flüssigen zweiten Kunststoffkomponente. Die zweite Kunststoffkomponente passt sich dabei der Negativform des ersten Werkzeugteils an.In injection molding of the second plastic component, therefore, the second plastic component is injected into the cavity between the first plastic component and the first tool part of the injection molding tool. As a result, the cavity fills with the liquid second plastic component. The second plastic component adapts to the negative mold of the first tool part.
Zu der Erfindung gehört ferner ein Kraftfahrzeugkunststoffelement für ein Oberflächenelement in einem Kraftfahrzeug mit einer Bedienseite und einer gegenüberliegenden Montageseite, welches nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wird. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeugkunststoffelement zeichnet sich dadurch aus, dass auf der gesamten Oberfläche einer Seite, in dem Fall einer Bedienseite, des Kraftfahrzeugkunststoffelements eine Oberflächenstruktur ausgebildet ist. Mit Oberflächenstruktur ist hier z. B. eine Fein- oder Mikrostrukturierung der Oberfläche gemeint. Die Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, dass sich Vorteile in Bezug auf das Erscheinungsbild erzielen lassen.The invention further includes a motor vehicle plastic element for a surface element in a motor vehicle with an operating side and an opposite mounting side, which is produced by the method according to the invention. The motor vehicle plastic element according to the invention is characterized in that a surface structure is formed on the entire surface of one side, in the case of an operating side, of the motor vehicle plastic element. With surface structure is here z. B. a fine or microstructuring of the surface meant. The invention is based on the recognition that it is possible to achieve advantages in terms of appearance.
In vorteilhafter Weise ist die erste Kunststoffkomponente aus einem transparenten Kunststoff, insbesondere PMMA und/oder PC, gebildet. Durch die Oberflächenstruktur des Kraftfahrzeugkunststoffelements ist das transparente Kraftfahrzeugkunststoffelement getrübt oder matt ausgebildet. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass auf besonders einfache Art und Weise eine glasähnliche Kunststoffoberfläche bereitgestellt werden kann. In an advantageous manner, the first plastic component is formed from a transparent plastic, in particular PMMA and / or PC. Due to the surface structure of the motor vehicle plastic element, the transparent automotive plastic element is clouded or dull. This has the advantage that a glass-like plastic surface can be provided in a particularly simple manner.
Entspricht das Oberflächenkriterium der ersten Kunststoffkomponente nicht, wie oben bereits erwähnt, einem vorgegebenen Oberflächenkriterium, so sieht eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugkunststoffelements vor, dass die erste Kunststoffkomponente mit der zweiten Kunststoffkomponente beschichtet ist. Bevorzugt weist dabei die zweite Kunststoffkomponente beim Spritzgießen eine geringere Viskosität als die erste Kunststoffkomponente auf. Mit anderen Worten ist die zweite Kunststoffkomponente bei einer vorbestimmten Temperatur dünnflüssiger als die erste Kunststoffkomponente. Durch die Beschichtung der ersten Kunststoffkomponente mit der zweiten Kunststoffkomponente ergibt sich der Vorteil, dass die Oberflächenstruktur exakt nachgebildet werden kann.If the surface criterion of the first plastic component does not correspond, as mentioned above, to a predetermined surface criterion, an embodiment of the motor vehicle plastic element according to the invention provides that the first plastic component is coated with the second plastic component. In this case, the second plastic component preferably has a lower viscosity during injection molding than the first plastic component. In other words, the second plastic component at a predetermined temperature is less viscous than the first plastic component. By coating the first plastic component with the second plastic component, there is the advantage that the surface structure can be reproduced exactly.
In vorteilhafter Weise kann die zweite Kunststoffkomponente aus Kunstharz gebildet sein. Neben den besonderen Gießeigenschaften der zweiten Kunststoffkomponente ergibt sich der Vorteil, dass durch die Beschichtung mit der zweiten Kunststoffkomponente das Kunststoffelement eine besonders kratzfeste Oberfläche aufweist und somit besonders robust ausgestaltet ist. Des Weiteren kann die zweite Kunststoffkomponente, wie auch die erste Kunststoffkomponente, transparent ausgebildet sein. Alternativ kann die zweite Kunststoffkomponente auch semitransparent ausgebildet sein. Beispielsweise kann die erste Kunststoffkomponente durch die zweite Kunststoffkomponente mit einer semitransparenten Farbbeschichtung versehen werden, um das Farberscheinungsbild des Oberflächenelements mit der Farbgestaltung des Fahrzeuginnenraums abzustimmen.Advantageously, the second plastic component may be formed of synthetic resin. In addition to the special casting properties of the second plastic component, there is the advantage that the plastic element has a particularly scratch-resistant surface due to the coating with the second plastic component and is thus made particularly robust. Furthermore, the second plastic component, as well as the first plastic component, may be transparent. Alternatively, the second plastic component may also be formed semitransparent. For example, the first plastic component can be provided with a semi-transparent color coating by the second plastic component in order to match the color appearance of the surface element with the color scheme of the vehicle interior.
Zu der Erfindung gehört ferner ein Bedienelement für ein Kraftfahrzeug mit einem Kraftfahrzeugkunststoffelement. Das Kraftfahrzeugkunststoffelement kann dabei das erfindungsgemäße Kraftfahrzeugkunststoffelement umfassen. Das Bedienelement kann beispielsweise als Touchpad ausgebildet sein. Das Touchpad kann auch beispielsweise in einen Bildschirm integriert sein. Damit kann in einer weiteren Ausführungsform das Bedienelement als Touchscreen ausgeführt sein.The invention further includes an operating element for a motor vehicle with a motor vehicle plastic element. The motor vehicle plastic element may comprise the motor vehicle plastic element according to the invention. The control element can be designed, for example, as a touchpad. The touchpad can also be integrated into a screen, for example. Thus, in another embodiment, the operating element can be designed as a touchscreen.
Die in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren beschriebenen Weiterbildungen lassen sich entsprechend auf das Kraftfahrzeugkunststoffelement und das Bedienelement übertragen.The developments described in relation to the method according to the invention can be correspondingly transferred to the motor vehicle plastic element and the operating element.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing.
Die einzige Fig. zeigt schematisch das erfindungsgemäße Verfahren
In einem ersten Verfahrensschritt S1 werden ein erstes Werkzeugteil und ein zweites Werkzeugteil für ein Spritzgusswerkzeug hergestellt. Dazu wird in einem zweiten Verfahrensschritt S2 eine Oberflächenstruktur in einer Negativform des ersten Werkzeugteils durch Ätzen erzeugt. Mit anderen Worten wird in einem Bearbeitungsschritt eine Innenseite oder Innenfläche des ersten Werkzeugteils einem Ätzprozess unterzogen. Durch den Ätzprozess kann die Oberflächenstruktur ausgebildet werden, indem Vertiefungen in die in das erste Werkzeugteil geprägt werden. Dabei wird das Material des ersten Werkzeugteils durch einen ätzenden Stoff abgetragen.In a first method step S1, a first tool part and a second tool part for an injection molding tool are produced. For this purpose, in a second method step S2, a surface structure in a negative mold of the first tool part is produced by etching. In other words, in an operating step, an inside or inside surface of the first tool part is subjected to an etching process. By the etching process, the surface structure can be formed by embossing depressions in the into the first tool part. In this case, the material of the first tool part is removed by a corrosive substance.
In einem dritten Verfahrensschritt S3 wird eine erste Kunststoffkomponente in das Spritzgusswerkzeug zwischen das erste Werkzeugteil und das zweite Werkzeugteil eingebracht. Dabei wird die erste Kunststoffkomponente derart in das Spritzgusswerkzeug eingebracht, dass beim Spritzgießen die Oberflächenstruktur der Negativform des ersten Werkzeugteils auf die erste Kunststoffkomponente übertragen wird. Beim Spritzgießen, das heißt in der Einspritzphase der aufgeschmolzenen ersten Kunststoffkomponente, wird die erste Kunststoffkomponente in eine Kavität, also einen formgebenden Hohlraum, zwischen dem ersten Werkzeugteil und dem zweiten Werkzeugteil des Spritzgusswerkzeugs, gedrückt. Während des Spritzgießens füllt sich der Hohlraum mit der flüssigen ersten Kunststoffkomponente. Dabei passt sich die erste Kunststoffkomponente der Negativform der Werkzeugteile – des ersten Werkzeugteils und des zweiten Werkzeugsteils – an.In a third method step S3, a first plastic component is introduced into the injection molding tool between the first tool part and the second tool part. In this case, the first plastic component is introduced into the injection molding tool such that the surface structure of the negative mold of the first tool part is transferred to the first plastic component during injection molding. In injection molding, that is to say in the injection phase of the molten first plastic component, the first plastic component is pressed into a cavity, that is to say a shaping cavity, between the first tool part and the second tool part of the injection molding tool. During injection molding, the cavity fills with the liquid first plastic component. In this case, the first plastic component adapts to the negative mold of the tool parts-the first tool part and the second tool part.
Durch einen Schieber kann die erste Kunststoffkomponente nach der Einspritzphase, das heißt nachdem die aufgeschmolzene erste Kunststoffkomponente in das Spritzgusswerkzeug eingebracht wurde, in die formgebende Negativform des ersten Werkzeugteils gedrückt werden, so dass die Oberflächenstruktur der Negativform des ersten Werkzeugteils auf die Oberfläche der ersten Kunststoffkomponente geprägt wird.By a slider, the first plastic component after the injection phase, that is, after the molten first plastic component has been introduced into the injection mold, are pressed into the negative mold of the first mold part, so that the surface structure of the negative mold of the first tool part embossed on the surface of the first plastic component becomes.
Anschließend kühlt die erste Kunststoffkomponente in einem vierten Verfahrensschritt S4 im Spritzgusswerkzeug ab. In Abhängigkeit von den Materialeigenschaften der ersten Kunststoffkomponente und der Oberflächenstruktur der Negativform des ersten Werkzeugteils, kann es dennoch auftreten, dass sich die Oberflächenstruktur nicht vollständig auf die erste Kunststoffkomponente übertragen lässt. Um das zu überprüfen wird in einem fünften Verfahrensschritt S5, nach dem Abkühlen S4 der ersten Kunststoffkomponente, die Oberflächenstruktur der ersten Kunststoffkomponente einer Oberflächenprüfung unterzogen. Ist das Oberflächenkriterium beispielsweise eine vorgegebene Strukturierung der Oberfläche, wie beispielsweise eine Fein- und/oder Mikrostrukturierung, so kann die Oberfläche durch Laserabtasten geprüft werden. Ist das Oberflächenkriterium hingegen eine vorbestimmte Rauhigkeit der Oberfläche, so kann die Rauhigkeit der Oberfläche mittels eines Rauheitsmessgeräts bestimmt werden. Beim Messen der Rauheit bewegt sich beispielsweise ein Sensor linear entlang einer Messstrecke, wobei die Messspitze der zu messenden Oberfläche folgt. Der Sensor bewegt sich entsprechend des Profils auf und ab.Subsequently, the first plastic component cools in a fourth method step S4 in the injection molding tool. Depending on the Material properties of the first plastic component and the surface structure of the negative mold of the first tool part, it may still occur that the surface structure can not be completely transferred to the first plastic component. In order to check this, in a fifth method step S5, after cooling S4 of the first plastic component, the surface structure of the first plastic component is subjected to a surface inspection. If the surface criterion is, for example, a predefined structuring of the surface, such as fine and / or microstructuring, the surface can be checked by laser scanning. On the other hand, if the surface criterion is a predetermined roughness of the surface, then the roughness of the surface can be determined by means of a roughness measuring device. When measuring the roughness, for example, a sensor moves linearly along a measuring path, with the measuring tip following the surface to be measured. The sensor moves up and down according to the profile.
Entspricht das Oberflächenkriterium dem vorgegebenen Oberflächenkriterium, welches sich beispielsweise an einer Rauigkeit der Oberfläche der ersten Kunststoffkomponente orientiert, so kann das Kunststoffelement in einem Verfahrensschritt S9 bereitgestellt werden.If the surface criterion corresponds to the predetermined surface criterion, which is oriented, for example, to a roughness of the surface of the first plastic component, then the plastic element can be provided in a method step S9.
Ist das vorgegebene Oberflächenkriterium nicht erfüllt, so wird nach dem Prüfverfahren die erste Kunststoffkomponente mit einer zweiten Kunststoffkomponente beschichtet. Dazu wird zunächst in einem sechsten Verfahrensschritt S6 zwischen dem ersten Werkzeugteil und der ersten Kunststoffkomponente in dem Spritzgusswerkzeug ein Hohlraum gebildet. Beispielsweise kann ein beweglicher Schieber, welcher wie oben bereits erwähnt, in dem Spritzgusswerkzeug angeordnet sein kann, in Richtung des zweiten Werkzeugteils verschoben werden, um die erste Kunststoffkomponente zu bewegen. Somit löst sich die erste Kunststoffkomponente aus dem ersten Werkzeugteil und es entsteht ein Spalt zwischen dem ersten Werkzeugteil und der ersten Kunststoffkomponente.If the specified surface criterion is not fulfilled, the first plastic component is coated with a second plastic component according to the test method. For this purpose, a cavity is initially formed in a sixth method step S6 between the first tool part and the first plastic component in the injection molding tool. For example, a movable slide, which, as already mentioned above, can be arranged in the injection molding tool, be moved in the direction of the second tool part to move the first plastic component. Thus, the first plastic component dissolves from the first tool part and there is a gap between the first tool part and the first plastic component.
Anschließend wird in einem siebenten Verfahrensschritt S7 die zweite Kunststoffkomponente bereitgestellt, welche zwischen die erste Kunststoffkomponente und dem ersten Werkzeugteil in den Hohlraum eingebracht wird. Um das Oberflächenkriterium zu erfüllen, das heißt damit die Oberflächenstruktur der Negativform des ersten Werkzeugteils präzise auf das Kunststoffelement übertragen werden kann, weist die zweite Kunststoffkomponente beim Spritzgießen eine geringere Viskosität auf als die erste Kunststoffkomponente. Anschließend kann erneut mittels des Schiebers eine weitere Prägebewegung ausgeführt werden. Dabei wird die mit der zweiten Kunststoffkomponente beschichtete erste Kunststoffkomponente in die Negativform des ersten Werkzeugteils gedrückt.Subsequently, in a seventh method step S7, the second plastic component is provided, which is introduced into the cavity between the first plastic component and the first tool part. In order to fulfill the surface criterion, that is to say that the surface structure of the negative mold of the first tool part can be precisely transferred to the plastic element, the second plastic component has a lower viscosity during injection molding than the first plastic component. Subsequently, another embossing movement can be carried out again by means of the slider. In this case, the first plastic component coated with the second plastic component is pressed into the negative mold of the first tool part.
Nach dem Aushärten S8, das heißt dem achten Verfahrensschritt, der zweiten Kunststoffkomponente kann das Kunststoffelement in einem neunten Verfahrensschritt S9 bereitgestellt werden. Es wird also entweder ein Kunststoffelement mit nur einer Kunststoffkomponente, also der ersten Kunststoffkomponente, oder mit zwei Kunststoffkomponenten, der ersten Kunststoffkomponente und der zweiten Kunststoffkomponente, bereitgestellt. Das Kunststoffelement weist in einem Endzustand, d. h. nach dem achten Verfahrensschritt S8, eine Bedienseite und eine gegenüberliegende Montageseite auf. Dabei weist zumindest die Bedienseite die Oberflächenstruktur auf.After curing S8, that is to say the eighth method step, of the second plastic component, the plastic element can be provided in a ninth method step S9. It is thus either a plastic element with only one plastic component, ie the first plastic component, or with two plastic components, the first plastic component and the second plastic component provided. The plastic element has in a final state, i. H. after the eighth step S8, an operator side and an opposite mounting side. At least the operating side has the surface structure.
In einem letzten Verfahrensschritt S10 wird das Kunststoffelement, nachdem es aus dem Spritzgusswerkzeug entnommen wurde, in dem Kraftfahrzeug angeordnet. Dazu wird das Kunststoffelement in dem Kraftfahrzeug derart angeordnet, dass die Bedienseite des Kunststoffelements eine Sichtseite des Oberflächenelements bildet.In a last method step S10, the plastic element, after it has been removed from the injection molding tool, is arranged in the motor vehicle. For this purpose, the plastic element is arranged in the motor vehicle such that the operating side of the plastic element forms a visible side of the surface element.
Insgesamt geht somit eine glasähnliche Design-Oberfläche im Fahrzeuginterieur hervor. Da im Fahrzeuginterieur immer mehr technische Gläser (zum Beispiel Touchscreen, Touchpad) Einzug halten, besteht der Design-Wunsch, die angrenzenden Design-Oberflächen, oder auch Oberflächen von einfachen sensorischen Bedienteilen aus Glas zu gestalten, um eine durchgängige Formensprache zu erzielen. Der Nachteil besteht darin, dass Echtglas-Darstellungen sehr teuer umzusetzen sind. Ferner ist die Auswahl an Herstellungsverfahren beschränkt, wenn sehr kleine Radien, beziehungsweise komplexe geometrische Formen dargestellt werden sollen. Die Darstellung der Oberflächen in Kunststoff ist dabei wesentlich günstiger als Echtglas. Einfache sensorische Bedienteile, ohne erhöhte Touchanforderungen bezüglich des Abriebs, lassen sich auch ohne eine Echtglasoberfläche darstellen. Durch eine geschickte Umsetzung lässt sich auch eine kratzfeste Oberfläche erzeugen.Overall, a glass-like design surface in the vehicle interior thus emerges. As more and more technical glasses (eg touch screen, touchpad) are used in vehicle interiors, there is a desire to design the adjacent design surfaces, or surfaces of simple glass sensory controls, in order to achieve a consistent design vocabulary. The disadvantage is that real glass representations are very expensive to implement. Furthermore, the choice of manufacturing methods is limited if very small radii, or complex geometric shapes are to be displayed. The representation of the surfaces in plastic is much cheaper than real glass. Simple sensory controls, without increased touch requirements regarding abrasion, can also be displayed without a real glass surface. Through a clever implementation can also create a scratch-resistant surface.
Technische Gläser im Fahrzeuginterieur werden meist an der Oberfläche mit einer Ätzung versehen. Der Grund dafür sind eine verbesserte Entspiegelung und bessere Gleiteigenschaften (Touchbedienung). Um diese Oberflächenstruktur auf einer Kunststoffblende darstellen zu können, soll das Spritzgusswerkzeug, mit welchem die Oberfläche erzeugt wird, auch diese Ätzstruktur haben (Negativform). Das heißt das Spritzgusswerkzeug sollte eine ganz feine Oberflächenätzung haben. Um diese Oberflächenätzung beim Spritzgussprozess auf die Interieur-Blende zu übertragen, ist ein sehr dünnflüssiges beziehungsweise feines Spritzgussgranulat zu verwenden, welches exakt die Oberfläche des Werkzeuges abbilden kann. Besonders vorteilhaft wäre es, wenn im Spritzgussprozess eine finale Oberflächenschicht am Ende des Spritzprozesses aufgebracht werden kann (finale Komponente). Diese finale Schicht sollte sehr dünnflüssig sein, um die feine Oberflächenstruktur abbilden zu können und auch der Oberfläche eine Beständigkeit gegen Verkratzen geben.Technical glasses in the vehicle interior are usually provided on the surface with an etching. The reason for this is an improved anti-reflective coating and better sliding properties (touch operation). In order to be able to represent this surface structure on a plastic panel, the injection molding tool, with which the surface is produced, should also have this etching structure (negative mold). That is, the injection molding tool should have a very fine surface etching. In order to transfer this surface etching during the injection molding process to the interior trim panel, a very thin-bodied or fine injection-molded granulate is to be used, which can exactly reproduce the surface of the tool. It would be particularly advantageous if a final surface layer can be applied at the end of the injection process in the injection molding process (final component). This final layer should be very thin in order to be able to image the fine surface structure and also give the surface a resistance to scratching.
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