DE102013220804A1 - Method for producing a trim part, trim part - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Zierteils (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Basisteil aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, das zur optischen Aufwertung einer Oberflächenbehandlung unterzogen wird. Dabei ist vorgesehen, dass das Basisteil durch ein Sinterverfahren, insbesondere ein Lasersinterverfahren oder ein Elektronenstrahlsinterverfahren, hergestellt wird.The invention relates to a method for producing a trim part (1), in particular for a motor vehicle, having a base part made of aluminum or an aluminum alloy, which is subjected to a surface treatment for visual enhancement. It is provided that the base part is produced by a sintering process, in particular a laser sintering process or an electron beam sintering process.
Description
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. The invention relates to a method for producing a trim part for a vehicle, in particular for an interior of a motor vehicle, with a base part made of aluminum or an aluminum alloy, which is subjected to a surface treatment for visual enhancement.
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. Furthermore, the invention relates to a trim part for a vehicle, in particular a vehicle interior trim part, with a three-dimensionally shaped and surface-treated for visual enhancement base part made of aluminum or an aluminum alloy.
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. Methods and trim parts of the type mentioned are known from the prior art. Especially in the automotive industry, the appearance of trim plays a major role. Particularly in high-priced motor vehicles, high demands are placed on the quality and the visual appearance of trim parts. The weight and the susceptibility to breakage of the trim parts are of great importance. It is desirable to provide the lightest possible trim parts that do not splinter or only slightly splinter, for example, in an accident.
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
Weiterhin ist es aus der
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. The invention has for its object to provide a method for producing a trim part and a corresponding trim part, which provide a simple, cost-effective way a lightweight, durable and visually high-quality trim part.
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. The object underlying the invention is achieved by a method having the features of
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. As a decorative part come, for example, trim strips, trim strips, Luftausströmerrahmen, Luftausströmer-Bedienreiter, door openers, steering wheel rims and steering wheel rim liners, operating wheels, shifter, pushbuttons and switch caps in question. In addition to their decorative function, the trim parts according to the invention can therefore also have a utility function, or it is functional parts that should also have a decorative function at the same time.
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. According to a preferred embodiment of the invention, it is provided that a surface of the base part is painted during the surface treatment. By painting on the one hand, the visual impression is improved and on the other hand, the base part is sealed by the paint or by the paint layer and is therefore less prone, for example, for aging.
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. Preferably, it is further provided that the surface of the base part is polished alternatively or additionally in the surface treatment. By polishing, especially before and / or after painting, the high-quality impression of the surface of the trim part is further improved.
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. According to a particularly preferred embodiment of the invention, it is provided that the surface of the base part or the base part is anodized. By anodizing a protective surface layer is advantageously formed. In addition, by anodizing the surface of the trim part, a certain color can be applied to the base part.
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. According to a preferred embodiment of the invention, it is provided that the base part is made of a hardenable aluminum alloy. This is well suited for the laser sintering process. It is particularly preferred that AlMgSi is used as aluminum alloy. AlMgSi 0.5 or AlMgSi 0.1 is particularly preferably used for the production of the base part. The low silicon content of the aluminum alloy leads to a Anodizing the base part to the advantage that the base part receives a natural surface. There is no undesirable discoloration of the surface of the base part when anodizing. As a result, the aluminum color of the trim can be maintained despite the anodizing process, which gives the trim a high-quality impression.
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. Furthermore, it is preferably provided that the base part is subjected to a hot isostatic pressing process. The hot isostatic pressing process (HIP) results in the base part acquiring isotropic properties and having an extremely high density. As a result, for example, the strength of the base part or of the trim part is further increased.
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. Furthermore, it is advantageously provided that the base part made with oversize and then machined to finished size, in particular milled. By producing or sintering with oversize shrinkage processes can be considered and high tolerance values are given, and by the subsequent mechanical processing to finished size, the desired dimensions of the trim part can be achieved exactly. In particular, if after the sintering process, the aforementioned hot isostatic pressing process is performed, the oversized sintering reduces the exclusion in the production, since higher tolerances can be maintained or in the sintering process, the tolerances need not be very tight, so that the total cost of manufacture is low being held.
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. The trim part according to the invention with the features of claim 8 is characterized in that the base part is a sintered part, in particular a laser sintered part or an electron beam sintered part. This results in the advantages already mentioned above.
Weitere Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Zierteils ergeben sich aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Merkmalen der Unteransprüche. Further features and advantages of the trim part according to the invention will become apparent from the foregoing and from the features of the dependent claims.
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. It is preferably provided that the sintered part is made of a hardenable aluminum alloy, in particular AlMgSi 0.5 or AlMgSi 0.1, resulting in particular the advantages described above with respect to a subsequent anodization process.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Zierteil lackiert und/oder poliert ist, sodass ein hochwertiger optischer und auch haptischer Eindruck des Zierteils erreicht wird. It is preferably provided that the trim part is painted and / or polished, so that a high-quality visual and haptic impression of the trim part is achieved.
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. Particularly preferably, the trim part is anodized, whereby it receives the advantageous protective layer described above, which does not change the color of the aluminum with an appropriate choice of aluminum alloy with a low silicon content or an anodizing to "natural color" allows.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Dazu zeigen: In the following, the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. To show:
Mit Bezug auf
In einem zweiten Schritt S2 wird aus dem Sintermaterial in einem Lasersinterprozess ein dreidimensional geformtes Basisteil hergestellt, das im Vergleich zu dem fertigen Zierteil
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. After completion of the base part optionally takes place the optional step S3, in which a hot isostatic pressing process is performed. Here, the base part, for example, at temperatures up to 2000 ° C and pressures of 100 to 200 MPa compressed under protective gas, so that the base part isotropic properties and a particularly high density.
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. Following the optionally performed step S3, or directly following step S2, in the subsequent step S4, the laser-sintered and optionally hot isostatically pressed base part is machined Machining brought to the finished size. In particular, it is provided that the component is brought by milling machining in the form or dimensions of the finished part. By sintering the base part on excess or oversize and the subsequent milling machining, it is possible to perform in particular the sintering process with high tolerance values, which means, inter alia, corresponding advantages in terms of manufacturing costs.
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. After the milling operation, in a step S5, the base part or the surface of the base part is polished in order to obtain a high-quality surface, which appears to be valuable both visually and haptically.
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. Subsequently, in a step S6, the polished base part is anodized. In this case, a protective layer is formed on the surface of the base part, which protects the material of the base part in particular from corrosion. In addition, the base part can be provided with a desired color by the anodizing process. The preferred choice of the aluminum alloy with the low silicon content of only 0.5% gives the base part its natural shine by anodizing. Due to the low silicon content discoloration of the base part is avoided.
Durch das Eloxieren des Basisteils entsteht das fertige Zierteil
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. Due to the sintering process, ie laser sintering or electron beam sintering, specific defects or pores or patterns of a few tenths of a millimeter in height can be introduced into the surface of the base part. After the mechanical surface treatment of the base part then a colored filler can be applied. After curing of the filler, the surface is ground and polished as a whole, so that only remains in the previously introduced wells of the pattern of the filler. As a result, the characteristic pore / pattern structure of the laser sintered part emerges. For example, a damascus steel-like appearance of the polished laser sintered part can be achieved. In the last step, the base part then preferably receives a surface protection, such as a clear coat, to form the finished trim part. This results in a particularly advantageous visual appearance of the trim part.
Das so fertiggestellte Zierteil
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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