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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Zierteils für ein Fahrzeug, insbesondere für einen Innenraum eines Kraftfahrzeugs, mit einem Basisteil aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, das zur optischen Aufwertung einer Oberflächenbehandlung unterzogen wird.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Zierteil für ein Fahrzeug, insbesondere ein Fahrzeuginnenraumzierteil, mit einem dreidimensional geformten und zur optischen Aufwertung oberflächenbehandelten Basisteil aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung.
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Verfahren und Zierteile der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Insbesondere im Automobilbau spielt das Erscheinungsbild von Zierteilen eine große Rolle. Insbesondere bei hochpreisigen Kraftfahrzeugen werden hohe Anforderungen an die Qualität und das optische Erscheinungsbild von Zierteilen gestellt. Auch das Gewicht sowie die Bruchanfälligkeit der Zierteile sind von hoher Bedeutung. Es wird angestrebt, möglichst leichte Zierteile vorzusehen, die beispielsweise bei einem Unfall nicht oder nur wenig splittern.
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Aus dem Stand der Technik ist es beispielsweise bekannt, Zierteile aus einem Leichtmetall oder einer Leichtmetalllegierung zu fertigen und ihre Oberfläche zur optischen Aufwertung zu behandeln. So offenbart beispielsweise die
DE 196 28 109 C1 ein Verfahren zur Herstellung eines Zierteils, bei welchem das Zierteil aus Aluminium als Aluminiumdruckgussteil gefertigt und mit einer dreidimensional geformten beziehungsweise unebenen Oberfläche versehen wird. Die Oberfläche wird mit einer Hartschicht überzogen und bis auf das Aluminiumteil abgeschliffen und mit Klarlack versiegelt, sodass die dreidimensionale Oberflächenstruktur des Aluminiumteils trotz ebener Oberfläche klar zur Geltung kommt.
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Weiterhin ist es aus der
DE 11 2011 101 775 T5 bekannt, dreidimensionale Formteile durch einen Lasersinterprozess herzustellen, und beispielsweise durch eine Nitrierbehandlung zu härten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Zierteils sowie ein entsprechendes Zierteil zu schaffen, die auf einfache und kostengünstige Art und Weise ein leichtes, belastbares und optisch hochwertiges Zierteil bereitstellen.
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Die der Erfindung zugrundliegende Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass einerseits ein leichtes und belastbares Zierteil zur Verfügung gestellt wird, wobei andererseits dieses Zierteil auch in komplexen Formen herstellbar ist und eine hochwertig anmutende Oberfläche aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Basisteil durch ein Sinterverfahren, insbesondere ein Lasersinterverfahren oder ein Elektronenstrahlsinterverfahren, hergestellt wird. Es ist also vorgesehen, dass zunächst das Basisteil durch Sintern, insbesondere Lasersintern oder Elektronenstrahlsintern, mit einem Aluminiumwerkstoff hergestellt wird. Durch Lasersintern lassen sich beliebige dreidimensionale Strukturen beziehungsweise Formen erreichen. Anschließend wird das Basisteil der Oberflächenbehandlung unterzogen, sodass es seine optisch vorteilhafte Erscheinung erhält.
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Als Zierteil kommen zum Beispiel Dekorleisten, Zierleisten, Luftausströmerrahmen, Luftausströmer-Bedienreiter, Türöffnerhebel, Lenkradkränze und Lenkradkranzeinlagen, Bedienräder, Schalthebel, Tasterkappen und Schalterkappen in Frage. Neben ihrer dekorativen Funktion können die erfindungsgemäßen Zierteile also auch eine Nutzfunktion haben, beziehungsweise es handelt sich um Funktionsteile, die gleichzeitig auch eine Zierfunktion haben sollen.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Oberfläche des Basisteils bei der Oberflächenbehandlung lackiert wird. Durch das Lackieren wird einerseits der optische Eindruck verbessert und andererseits wird das Basisteil durch den Lack beziehungsweise durch die Lackschicht versiegelt und ist damit weniger anfällig, beispielsweise für Alterungserscheinungen.
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Bevorzugt ist ferner vorgesehen, dass die Oberfläche des Basisteils bei der Oberflächenbehandlung alternativ oder zusätzlich poliert wird. Durch das Polieren, insbesondere vor und/oder nach dem Lackieren, wird der hochwertige Eindruck der Oberfläche des Zierteils weiter verbessert.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Oberfläche des Basisteils beziehungsweise das Basisteil eloxiert wird. Durch das Eloxieren wird vorteilhafterweise eine schützende Oberflächenschicht gebildet. Darüber hinaus lässt sich durch das Eloxieren der Oberfläche des Zierteils eine bestimmte Farbe auf das Basisteil aufbringen.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Basisteil aus einer aushärtbaren Aluminiumlegierung gefertigt wird. Diese eignet sich gut für das Lasersinterverfahren. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass als Aluminiumlegierung AlMgSi verwendet wird. Besonders bevorzugt wird AlMgSi 0,5 oder AlMgSi 0,1 zur Herstellung des Basisteils genutzt. Der niedrige Siliziumanteil der Aluminiumlegierung führt bei einem Eloxieren des Basisteils zu dem Vorteil, dass das Basisteil eine naturfarbene Oberfläche erhält. Es erfolgt keine gegebenenfalls unerwünschte Verfärbung der Oberfläche des Basisteils beim Eloxieren. Hierdurch kann die Aluminiumfarbe des Zierteils trotz des Eloxier-Prozesses aufrechterhalten werden, was dem Zierteil einen hochwertigen Eindruck verleiht.
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Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass das Basisteil einem heißisostatischen Pressprozess unterzogen wird. Der heißisostatische Pressprozess (HIP) führt dazu, dass das Basisteil isotrope Eigenschaften erhält und eine extrem hohe Dichte aufweist. Hierdurch wird beispielsweise die Festigkeit des Basisteils beziehungsweise des Zierteils weiter erhöht.
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Weiterhin ist vorteilhaft vorgesehen, dass das Basisteil mit Übermaß hergestellt und anschließend auf Fertigmaß spanend bearbeitet, insbesondere gefräst wird. Durch das Herstellen beziehungsweise Sintern mit Übermaß können Schwindungsprozesse berücksichtigt und hohe Toleranzwerte vorgegeben werden, und durch das anschließende mechanische Bearbeiten auf Fertigmaß lassen sich die gewünschten Dimensionen des Zierteils exakt erreichen. Insbesondere, wenn nach dem Sinterprozess noch der zuvor erwähnte heißisostatische Pressprozess durchgeführt wird, verringert das Sintern mit Übermaß den Ausschluss bei der Fertigung, da höhere Toleranzen eingehalten werden können beziehungsweise bei dem Sinterprozess die Toleranzen nicht sehr eng gewählt werden müssen, sodass die Herstellungskosten insgesamt gering gehalten werden.
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Das erfindungsgemäße Zierteil mit den Merkmalen des Anspruchs 8 zeichnet sich dadurch aus, dass das Basisteil ein Sinterteil, insbesondere ein Lasersinterteil oder ein Elektronenstrahlsinterteil, ist. Es ergeben sich hierdurch die zuvor bereits genannten Vorteile.
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Weitere Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Zierteils ergeben sich aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Merkmalen der Unteransprüche.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Sinterteil aus einer aushärtbaren Aluminiumlegierung, insbesondere aus AlMgSi 0,5 oder AlMgSi 0,1 gefertigt ist, wodurch sich insbesondere die oben beschriebenen Vorteile bezüglich eines anschließenden Eloxier-Prozesses ergeben.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Zierteil lackiert und/oder poliert ist, sodass ein hochwertiger optischer und auch haptischer Eindruck des Zierteils erreicht wird.
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Besonders bevorzugt ist das Zierteil eloxiert, wodurch es die zuvor beschriebene vorteilhafte Schutzschicht erhält, die bei entsprechender Wahl der Aluminiumlegierung mit einem niedrigen Siliziumanteil die Farbe des Aluminiums nicht verändert beziehungsweise ein Eloxieren auf „Natur-Farbe“ ermöglicht.
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Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Dazu zeigen:
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1 ein beispielhaftes Zierteil in einer perspektivischen Darstellung, und
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2 ein Verfahren zur Herstellung des Zierteils als Flussdiagramm.
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1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung ein Zierteil 1 für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs. Das Zierteil 1 weist einen dreidimensional geformten Körper auf, der vorliegend einen oval-ringförmigen Abschnitt sowie einen becherförmigen, mittig in den oval-ringförmigen Abschnitt eingesetzten zweiten Abschnitt aufweist. Das Zierteil 1 ist einteilig ausgebildet und aus Aluminium gefertigt.
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Mit Bezug auf 2 soll das Herstellungsverfahren näher erläutert werden. 2 zeigt hierzu ein Flussdiagramm, das die einzelnen Schritte des Verfahrens darstellt. In einem ersten Schritt S1 wird eine Lasersintervorrichtung sowie das für das Lasersintern verwendete Material bereitgestellt. In diesem Fall wird hierzu insbesondere in Pulverform eine aushärtbare Aluminiumlegierung, insbesondere AlMgSi 0,5 zur Verfügung gestellt.
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In einem zweiten Schritt S2 wird aus dem Sintermaterial in einem Lasersinterprozess ein dreidimensional geformtes Basisteil hergestellt, das im Vergleich zu dem fertigen Zierteil 1 ein Übermaß beziehungsweise Aufmaß von bevorzugt bis zu 2 mm aufweist. Lasersinterverfahren sind grundlegend bekannt, sodass auf die konkrete Ausführung beziehungsweise Durchführung des Lasersinterverfahrens an dieser Stelle nicht näher eingegangen werden muss.
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Nach Fertigstellen des Basisteils erfolgt gegebenenfalls der optionale Schritt S3, in welchem ein heißisostatischer Pressprozess durchgeführt wird. Hierbei wird das Basisteil beispielsweise bei Temperaturen bis zu 2000°C und Drücken von 100 bis 200 MPa unter Schutzgas verdichtet, sodass das Basisteil isotrope Eigenschaften und eine besonders hohe Dichte erhält.
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Im Anschluss an den gegebenenfalls durchgeführten Schritt S3, oder direkt im Anschluss an Schritt S2, wird in dem darauffolgenden Schritt S4 das lasergesinterte und gegebenenfalls heißisostatisch gepresste Basisteil durch spanende Bearbeitung auf das Fertigmaß gebracht. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Bauteil durch fräsende Bearbeitung in die Form beziehungsweise Dimensionen des Fertigteils gebracht wird. Durch das Sintern des Basisteils auf Übermaß beziehungsweise Aufmaß und das spätere fräsende Bearbeiten ist es möglich, insbesondere den Sinterprozess mit hohen Toleranzwerten durchzuführen, was unter anderem entsprechende Vorteile in Bezug auf die Herstellungskosten bedeutet.
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Nach der fräsenden Bearbeitung wird in einem Schritt S5 das Basisteil beziehungsweise die Oberfläche des Basisteils poliert, um eine hochwertig anmutende Oberfläche zu erhalten, die sowohl optisch als auch haptisch wertig erscheint.
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Anschließend wird in einem Schritt S6 das polierte Basisteil eloxiert. Dabei wird eine Schutzschicht an der Oberfläche des Basisteils gebildet, die das Material des Basisteils insbesondere vor Korrosion schützt. Darüber hinaus lässt sich durch den Eloxierprozess das Basisteil mit einer gewünschten Farbgebung versehen. Durch die bevorzugte Wahl der Aluminiumlegierung mit dem niedrigen Siliziumanteil von nur 0,5% erhält das Basisteil durch das Eloxieren seinen natürlichen Glanz. Durch den niedrigen Siliziumanteil wird eine Verfärbung des Basisteils vermieden.
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Durch das Eloxieren des Basisteils entsteht das fertige Zierteil 1. Gegebenenfalls wird das Zierteil 1 anschließend in einem Schritt S7 lackiert, um dem Zierteil eine glänzende Erscheinung zu verleihen. Alternativ zu dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist es auch denkbar, das Basisteil durch Elektronenstrahlsintern herzustellen, wobei bevorzugt das gleiche Material für das Basisteil verwendet wird.
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Durch den Sinterprozess, also das Lasersintern oder das Elektronenstrahlsintern, können spezifische Fehlstellen beziehungsweise Poren oder Muster von wenigen zehntel Millimeter Höhe in die Oberfläche des Basisteils eingebracht werden. Nach der mechanischen Oberflächenbehandlung des Basisteils kann dann ein farbiger Füller aufgebracht werden. Nach der Aushärtung des Füllers wird die Oberfläche insgesamt geschliffen und poliert, so dass nur in den vorher eingebrachten Vertiefungen des Musters der Füller verbleibt. Dadurch tritt die charakteristische Poren-/Musterstruktur des Lasersinterteils hervor. Zum Beispiel kann ein Damaszener-Stahl-artiges Erscheinungsbild des polierten Lasersinterteils erzielt werden. Im letzten Schritt bekommt das Basisteil dann bevorzugt einen Oberflächenschutz, wie beispielsweise einen Klarlack, um das fertige Zierteil zu bilden. Es ergibt sich hierdurch eine besonders vorteilhafte optische Anmutung des Zierteils.
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Das so fertiggestellte Zierteil 1 weist eine hohe Festigkeit auf, ein geringes Gewicht und aufgrund des geringen Siliziumanteils der Aluminiumlegierung seine „Naturfarbe“, wodurch einerseits ein hochwertiger Eindruck vermittelt und andererseits die Belastbarkeit des Zierteils auf lange Zeit gewährleistet wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19628109 C1 [0004]
- DE 112011101775 T5 [0005]
