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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Bedienelements für einen Kraftwagen. Dabei wird ein Kunststoffbauteil hergestellt, welches auf einer Oberseite zumindest eine Erhebung aufweist. Anschließend erfolgt ein elektrochemisches Abscheiden einer metallischen Schicht auf der Oberseite des hergestellten Kunststoffbauteils.
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Aus dem Stand der Technik sind galvanisierte Bedienelemente aus Kunststoff bekannt, welche eine Symbolik auf ihrer Bedienoberfläche aufweisen. Derartige Bedienelemente werden mit Hilfe galvanisierbarer und nicht-galvanisierbarer Kunststoffe hergestellt. Um die Symbolik auf der Bedienoberfläche umzusetzen, eignen sich zwei Herstellungsverfahren. In einem Herstellungsverfahren werden in einem Zweikomponenten-Spritzgußverfahren eine galvanisierbare Kunststoffkomponente und ein nicht-galvanisierbarer Kunststoffkomponente des Bedienelements derart hergestellt, dass nach dem Galvanisieren die nicht-galvanisierbare Kunststoffkomponente die Symbolik auf der Bedienoberfläche des Bedienelements ausbildet. In einem zweiten Herstellungsverfahren wird eine galvanisierbare Kunststoffkomponente erzeugt, galvanisiert und anschließend die Bedienoberfläche nachbearbeitet. Dabei wird durch das Nachbearbeiten die Symbolik auf der galvanisierten Bedienoberfläche durch Lasern erzeugt. Das Nachbearbeiten trägt die metallische Schicht ab und der darunter liegende Kunststoff wird freigelegt.
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Aus der
DE 10 2011 104 012 A1 geht ein Verfahren zur Herstellung eines sichtseitig galvanisch beschichteten Kunststoffbauteils mit mindestens einem nicht-galvanisch beschichteten Bereich hervor, der eine Maskierung aus einem nicht-galvanisierbaren Material aufweist. Dabei wird ein Bauteilrohling galvanisiert, wobei eine metallische Oberflächenbeschichtung auf der Sichtseite des Bauteilrohlings unter Aussparung des maskierten Bereichs erzeugt wird.
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Aus der
DE 10 2008 032 761 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils mit wenigstens einem galvanisierten Oberflächenbereich bekannt. Der zu galvanisierende Oberflächenbereich wird durch Hinterspritzen einer nicht-galvanisierbaren Folie mit galvanisierbarer Spritzgussmasse hergestellt. Anschließend wird der durch das Hinterspritzen der Folie entstehende Kunststoffkörper einem Galvanisierprozess zugeführt.
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In der
WO 2014 / 173 445 A1 ist ein Verfahren zum Beschichten von Funktions-Bauteilen aus Kunststoff beschrieben. Die Funktions-Bauteile weisen nach Abschluss des Verfahrens eine Symbolik auf. Das Beschichten von Funktions-Bauteilen aus Kunststoff erfolgt durch Galvanisierung, bei dem das Bauteil aus einem galvanisierbaren Kunststoff im Spritzgießverfahren hergestellt wird und anschließend galvanisiert wird. Die nicht zu galvanisierenden Bereiche werden vor dem Galvanisieren mit einer Folie bedeckt.
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Der Nachteil bei den jeweiligen Herstellungsverfahren zur Darstellung einer Symbolik auf einer galvanisierten Oberfläche besteht darin, dass alle zu galvanisierenden Oberflächenbereiche, insbesondere auch die Innenflächen der Symbolik, an die restliche zu galvanisierende Fläche angebunden beziehungsweise mit dieser verbunden sein müssen, um galvanisiert werden zu können. Das heißt, bildet die zu galvanisierende Bedienoberfläche nicht eine zusammenhängende Fläche aus, sondern sind Bereiche durch die Symbolik von der restlichen Bedienoberfläche abgetrennt, können diese nicht galvanisiert werden.
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In der
WO 2008 / 027 761 A2 und in der
WO 2004 / 101 857 A2 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum selektiven Modifizieren einer Oberfläche eines Werkstücks beschrieben. Ein derartiges Verfahren wird beispielweise bei der Herstellung integrierter Schaltkreise angewendet. Dabei erfolgt das selektive Modifizieren auf einem Halbleitersubstrat, als Werkstück. Das Werkstück umfasst ein Substrat mit Vertiefungen. Auf der Oberfläche des Substrats wird eine metallische Schicht aufgetragen, welche die Oberfläche bedeckt und die Vertiefungen vollständig auffüllt. Nach dem Auftragen der metallischen Schicht wird das Werkstück abgeschliffen, sodass nur in den Vertiefungen die metallische Schicht zurückbleibt und das Subrat wieder freigelegt wird.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen eines Bedienelements für einen Kraftwagen mit einer Symbolik zu vereinfachen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Herstellen eines Bedienelements für einen Kraftwagen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den abhängigen Patentansprüchen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines Bedienelements für einen Kraftwagen. Dabei wird in einem ersten Verfahrensschritt ein Kunststoffbauteil hergestellt, welches auf einer Oberseite zumindest eine Erhebung aufweist. Mit Erhebung ist beispielsweise eine Erhöhung einer Oberfläche des Kunststoffbauteils gemeint. Die Erhebung erstreckt sich dabei in Dickenrichtung des Kunststoffbauteils ausgehend von der Oberfläche des Kunststoffbauteils. Bevorzugt weist die Erhebung eine im Querschnitt rechteckige Form auf. Die Erhebung kann auch eine andere Form, beispielsweise eine trapezförmige oder dreieckige Form oder Halbkreisform, im Querschnitt aufweisen. Bevorzugt kann die Erhebung im Längsschnitt die Form eines Symbols, insbesondere eines Schriftzugs, aufweisen. Das Symbol auf dem Kunststoffbauteil, gebildet durch die Erhebung, kann beispielsweise wie ein Profil mit der Form eines Symbols auf der Oberfläche, welche im montierten Zustand des Bauteils eine Sichtseite bildet, des Kunststoffbauteils ausgebildet sein. Mit anderen Worten kann eine gewünschte Symbolik erhaben erzeugt werden.
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In einem weiteren Verfahrensschritt erfolgt ein elektrochemisches Abscheiden einer metallischen Schicht auf der Oberseite des hergestellten Kunststoffbauteils. Vorzugsweise wird die gesamte Oberseite, d.h. die Oberfläche des Kunststoffbauteils und die Erhebung auf der Oberseite, des Kunststoffbauteils beschichtet. Das elektrochemische Abscheiden erfolgt vorzugsweise durch Galvanisieren, indem das Kunststoffbauteil in ein elektrolytisches Bad getaucht und in diesem beispielsweise mit Chrom oder Kupfer oder einem anderen Metall beschichtet wird. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass sich das Kunststoffbauteil besonders einfach beschichten lässt.
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Damit die Oberseite des Kunststoffbauteils beschichtet beziehungsweise galvanisiert werden kann, kann das Kunststoffbauteil zumindest im Bereich der Oberseite einen galvanisierbaren Kunststoff aufweisen. Als galvanisierbarer Kunststoff oder galvanisierbares Kunststoffgemisch kann beispielsweise Polykarbonat (PC) und/oder ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) eingesetzt werden. Dadurch lässt sich das erste Kunststoffteil besonders kostengünstig herstellen.
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In einem weiteren Verfahrensschritt wird ausschließlich die auf der Erhebung der Oberseite abgeschiedene metallische Schicht unter Ausbildung des Bedienelements entfernt. Bevorzugt kann nur an einer Oberfläche der Erhebung die metallische Schicht entfernt werden, die restliche Oberseite des Kunststoffbauteils weist danach weiterhin die elektrochemisch abgeschiedene Schicht auf. Durch das Entfernen der metallischen Schicht weist die Oberseite des Kunststoffbauteils beispielsweise zwei Oberflächenbereiche auf. Zum einen den beschichteten Oberflächenbereich und einen nichtbeschichteten Oberflächenbereich. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass auf diese Weise besonders einfach auf einer Oberseite eines Bauteil unterschiedliche Teilbereiche - galvanisiert und nicht-galvanisiert - ausgebildet werden können. Durch das Nachbearbeiten der Oberseite, in Form des Entfernens der metallischen Schicht, muss nicht mehr darauf geachtet werden, dass die zu galvanisierenden Teilbereiche einer Bedienoberfläche miteinander verbunden sind, da zunächst die Oberseite galvanisiert und anschließend nachbearbeitet wird.
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Da das ausschließliche Entfernen der metallischen Schicht eine besondere Präzision erfordert, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass beim Entfernen der metallischen Schicht auch ein Teilbereich der Erhebung entfernt wird. Mit Teilbereich ist hier gemeint, dass nicht nur die metallische Schicht, sondern auch die Erhebung zum Teil entfernt wird. Durch das Entfernen der metallischen Schicht und des Teilsbereichs der Erhebung kann ein Bereich des darunterliegenden Kunststoffbauteils freigelegt werden. Ferner wird erfindungsgemäß die gesamte Erhebung auf der Oberseite des Kunststoffteils bis zur metallischen Schicht der restlichen Oberfläche entfernt. Bevorzugt kann die Erhebung derart entfernt werden, dass die Oberseite des Kunststoffbauteils mit den unterschiedlichen Oberflächenbereichen - beschichtet und unbeschichtet - eine plane Oberfläche bildet. Weist die Erhebung beispielsweise, wie oben bereits erwähnt, die Form eines Symbols auf, so ist durch das Entfernen der metallischen Schicht und/oder eines Teilbereichs der Erhebung die Form der Erhebung, d.h. das Symbol, auf der Oberseite des Bauteils dargestellt. Durch das Entfernen der Erhebung des Kunststoffbauteils können besonders einfach Symbole auf der Oberseite erzeugt werden.
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Ferner kann, wenn die Erhebung beispielsweise eine im Querschnitt dreieckige Form aufweist, die Breite des abzubildenden Symbols, welches sich in entlang der Oberfläche des Kunststoffbauteils erstreckt, durch ein vorbestimmtes Entfernen des Teilbereichs der Erhebung variiert werden. D.h., wird beispielsweise nur die Spitze der im Querschnitt dreieckigen Erhebung entfernt, ist die Breite des Symbols sehr schmal, beispielsweise 2 Millimeter. Mit Breite des Symbols ist beispielsweise eine Breite der Linie, also die Linienstärke, eines Buchstaben gemeint. Wird hingegen die gesamte Erhebung entfernt, ist die Breite des Symbols größer als wenn nur die Spitze der Erhebung entfernt wird. Dabei kann die Breite beispielsweise 5 Millimeter betragen. Durch das Entfernen der Erhebung des Kunststoffbauteils kann in einem Verfahrensschritt besonders einfach die Breite der Symbole auf der Oberseite variiert werden.
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In vorteilhafter Weise wird das Entfernen der metallischen Schicht mittels mechanischer Bearbeitung durchgeführt. Als mechanische Bearbeitung kann beispielsweise Schleifen und/oder Fräsen und/oder Drehen angewendet werden. Wird bevorzugt zusätzlich auch ein Teilbereich der Erhebung beim Entfernen der metallischen Schicht mit entfernt, so kann dies durch die gleiche mechanische Bearbeitung in einem Prozessschritt erfolgen. Neben der mechanischen Bearbeitung kann die metallische Schicht und/oder ein Teilbereich der Erhebung auch durch Lasern entfernt werden. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die metallische Schicht und/oder die Erhebung des Kunststoffbauteils auf besonders präzise und zugleich einfache Art und Weise entfernt werden kann.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass nach dem Entfernen der metallischen Schicht auf das freigelegte Kunststoffbauteil eine Schutzschicht, insbesondere ein Klarlack, aufgetragen wird. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich bei häufigem Berühren oder Betätigen auf der Oberseite des Kunststoffbauteils, gerade im Übergangsbereich zwischen metallischer Schicht und freigelegtem Kunststoffbauteil, die metallische Schicht ablösen kann. Um dem entgegenzuwirken oder um Unebenheiten auszugleichen, kann eine Schutzschicht aufgetragen werden. Bevorzugt kann vor dem Auftragen der Schutzschicht die Oberseite des Kunststoffbauteils, d.h. der freigelegte Kunststoffbauteil, poliert werden. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die durch die mechanische Bearbeitung erstandenen Materialrückstände vor dem Auftragen der Schutzschicht vollständig entfernt werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Kunststoffbauteil in einem Spritzgussverfahren hergestellt wird. Beim Spritzgießen bildet ein Werkzeugteil des Spritzgusswerkzeugs das Negativ der Außenform für das herzustellende Kunststoffbauteil. Bevorzugt kann das Kunststoffbauteil in einem Einkomponenten-Spritzgussverfahren hergestellt werden. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass das Kunststoffbauteil besonders kostengünstig als Massenteil hergestellt werden kann.
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In vorteilhafter Weise kann das Kunststoffbauteil auch zwei Kunststoffteile umfassen. Dabei wird das Kunststoffbauteil aus einem ersten Kunststoffteil und einem zweiten Kunststoffteil hergestellt, wobei das erste Kunststoffteil die Oberseite des Kunststoffbauteils aufweist. Bevorzugt werden das erste Kunststoffteil und das zweite Kunststoffteil in einem Zweikomponenten-Spritzgießverfahren zu dem Kunststoffbauteil hergestellt. In dem Zweikomponenten-Spritzgießverfahren kann zunächst die zweite Kunststoffkomponente hergestellt werden, welche ein Trägerelement für die erste Kunststoffkomponente bildet. An die zweite Kunststoffkomponente kann dann in einem weiteren Verfahrensschritt die erste Kunststoffkomponente angespritzt werden. Dieser Verfahrensschritt kann auch umgekehrt erfolgen, indem zunächst die erste Kunststoffkomponente hergestellt wird und an die erste Kunststoffkomponente die zweite Kunststoffkomponente angespritzt wird.
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Ist das Kunststoffbauteil beispielsweise nur aus einem Kunststoffteil gebildet, so besteht dieser bevorzugt aus einem galvansierbaren Kunststoff. Ist das Kunststoffbauteil aus einem ersten Kunststoffteil und einem zweiten Kunststoffteil gebildet, so kann der erste Kunststoffteil, da dieses die Oberseite des Kunststoffbauteils aufweist, aus einem galvanisierbaren Kunststoff und das zweite Kunststoffteil aus einem nicht-galvanisierbaren Kunststoff bestehen. In vorteilhafter Weise können das erste Kunststoffteil aus einem lichtdurchlässigen und zugleich galvanisierbaren Kunststoff und/oder das zweite Kunststoffteil aus einem lichtdurchlässigen und zugleich nicht-galvanisierbaren Kunststoff gebildet sein. Ferner kann der Kunststoff für das erste Kunststoffteil und/oder das zweite Kunststoffteil aus einem teiltransparenten Kunststoff gebildet sein. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass das fertige Bauteil durchleuchtet werden kann.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Herstellen eines Bauteils mit den jeweiligen Verfahrensschritten, wobei das herzustellende Bauteil in den jeweiligen Verfahrensschritten in einer Querschnittsansicht gezeigt ist; und
- 2 eine Darstellung des Bauteils in einer Draufsicht.
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In 1 ist schematisch ein Verfahren 10 zum Herstellen eines Bauteils 22 mit den jeweiligen Verfahrensschritten dargestellt. In einem ersten Verfahrensschritt S1 wird zunächst ein Kunststoffbauteil 12 hergestellt. Das Kunststoffbauteil 12 umfasst dabei ein erstes Kunststoffteil 14 und ein zweites Kunststoffteil 16. Das Kunststoffbauteil 12 kann, da es zwei Kunststoffteile 14, 16 umfasst, beispielsweise in einem Zweikomponenten-Spritzgießverfahren hergestellt werden. Dazu wird an das zweite Kunststoffteil 16 das erste Kunststoffteil 14 angespritzt. Das zweite Kunststoffteil 16 bildet somit ein Trägerelement für das erste Kunststoffteil 14.
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Wie 1 zu entnehmen ist, weist das Kunststoffbauteil 12 an seiner Oberseite eine Erhebung 18 auf. Die Erhebung 18 entsteht beim Spritzgießen des ersten Kunststoffteils 14 durch die Negativform eines Spritzgießwerkzeugs, der sogenannten Matrize, welche eine Außenform für das herzustellende Kunststoffbauteil 12 bildet. Gemäß 1 weist die Erhebung 18 eine im Querschnitt rechteckige Form auf. In Abhängigkeit von der Auslegung der Negativform des Spritzgusswerkzeugs kann auch eine andere Form der Erhebung 18 ausgebildet werden. Beispielsweise kann die Erhebung 18 eine im Querschnitt trapezförmige oder dreieckige Form oder Halbkreisform aufweisen.
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In einem zweiten Verfahrensschritt S2 wird auf der Oberseite des hergestellten Kunststoffbauteils 12 eine metallische Schicht 20 elektrochemisch abgeschieden. Mit anderen Worten wird die Oberseite des Kunststoffbauteils 12 galvanisiert. Bei der metallischen Schicht 20 kann es sich beispielsweise um eine Chromschicht oder eine Kupferschicht oder eine andere metallische Schicht handeln. Gemäß 1 bildet das erste Kunststoffteil 14 die Oberseite des Kunststoffbauteils 12 aus. Damit die Oberseite des Kunststoffbauteils 12 beschichtet beziehungsweise galvanisiert werden kann, ist das erste Kunststoffteil 14 aus einem galvanisierbaren Kunststoff oder einem galvanisierbaren Kunststoffgemisch gebildet. Als galvanisierbarer Kunststoff oder galvanisierbares Kunststoffgemisch kann beispielsweise Polykarbonat (kurz PC) und/oder Acrylnitril-Butadien-Styrol (kurz ABS) eingesetzt werden. Damit während des Galvanisierungsprozesses nicht das gesamte Kunststoffbauteil 12 galvanisiert wird, besteht das zweite Kunststoffteil 16 aus einem nicht-galvanisierbaren Kunststoff.
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Das erste Kunststoffteil 14 und/oder das zweite Kunststoffteil 16 können bevorzugt aus einem lichtdurchlässigen oder transparenten Kunststoff gebildet werden. Anstelle eines lichtdurchlässigen Kunststoffs kann für das erste Kunststoffteil 14 und/oder das zweite Kunststoffteil 16 ein teiltransparenter Kunststoff verwendet werden. Die jeweiligen Kunststoffe für das erste 14 und/oder das zweite Kunststoffteil 16 können auch farbig ausgestaltet sein.
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In einem dritten Verfahrensschritt S3 wird die auf der Erhebung 18 der Oberseite abgeschiedene metallische Schicht 20 unter Ausbildung des Bauteils 22 entfernt. Beim Entfernen der metallischen Schicht 20 wird auch ein Teilbereich der Erhebung 18 mit entfernt. Die Entfernung der metallischen Schicht 20 sowie des Teilbereichs der Erhebung 18 erfolgt derart, dass die Oberfläche des Kunststoffbauteils 12 plan ausgebildet ist. Dabei bildet die restliche metallische Schicht 20 und ein Teil des ersten Kunststoffteils 14, welcher durch das Entfernen des Teilbereichs der Erhebung 18 freigelegt wurde, eine ebene Oberfläche des Bauteils 22 aus. Durch das Entfernen der metallischen Schicht 20 sowie des Teilbereichs der Erhebung 18 weist die Oberseite des Kunststoffbauteils 12 einen galvanisierten und einen nicht-galvanisierten Oberflächenbereich auf.
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Das Entfernen des Teilbereichs der Erhebung 18 wird durch mechanische Bearbeitung erreicht. Als mechanische Bearbeitung kann beispielsweise Schleifen und/oder Fräsen angewendet werden. Neben der mechanischen Bearbeitung kann der Teilbereich der Erhebung 18 auch durch Lasern entfernt werden.
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In einem weiteren Verfahrensschritt (in 1 nicht dargestellt) kann der abgetragene Teilbereich poliert werden, sodass die durch die mechanische Bearbeitung erstandenen Materialrückstände vollständig entfernt werden können. Anschließend kann der abgetragene und polierte Oberflächenbereich mit einer Schutzschicht, insbesondere einem Klarlack, versehen werden.
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Das in 1 beschriebene Verfahren kann auch mit nur einem Kunststoffteil in einem Ein-Komponenten-Spritzgießverfahren umgesetzt werden. Dabei umfasst das Kunststoffbauteil 12 beispielsweise das erste Kunststoffteil14 aus einem lichtdurchlässigen und galvanisierbaren Kunststoff. Da das erste Kunststoffteil 14 aus einem galvanisierbaren Kunststoff besteht, ist das komplette erste Kunststoffteil 14, d.h. die Oberseite, eine gegenüber der Oberseite angeordnete Rückseite sowie die Seitenflächen, nach dem Galvanisierungsprozess mit einer metallischen Schicht bedeckt. Um die Durchleuchtbarkeit des Bauteils zu gewährleisten, kann eine Seite beispielsweise die Rückseite nach dem dritten Verfahrensschritt S3 nachbearbeitet werden, indem die metallische Schicht 20 beispielsweise durch Schleifen abgetragen wird.
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In 2 ist Bauteil 22 in einer Draufsicht gezeigt. Das Bauteil 22 kann beispielsweise als ein Bedienelement an einer Armatur einer Innenausstattung des Kraftwagens 24 vorgesehen sein.
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Wie 2 zu entnehmen ist, bildet die Oberseite des Bauteils 22 mit der metallischen Schicht 20 im montierten Zustand eine Sichtseite des Bedienelements. Durch den zuvor anhand von 1 beschriebenen Verfahrensschritt S3 weist das Bauteil 22 einen galvanisierten und nicht-galvanisierten Oberflächenbereich auf. Der nicht beschichtete beziehungsweise nicht-galvanisierte Oberflächenbereich ist durch das Abtragen der Erhebung 18 entstanden. Wie aus 2 ersichtlich, weist der nicht-galvanisierte Oberflächenbereich die Form eines Symbols beziehungsweise eines Schriftzugs auf. Symbole oder Schriftzüge können durch die Ausgestaltung der Erhebung 18 beim Herstellen des Kunststoffbauteils 12 erzeugt werden.
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Sind das erste Kunststoffteil 14 und das zweite Kunststoffteil 16 beispielsweise aus einem lichtdurchlässigen Kunststoff gebildet, so kann das Bedienelement beziehungsweise Bauteil 22 im montierten Zustand durch ein an der gegenüber der Oberseite angeordneten Rückseite des Bauteils 22 angeordnete Lichtquelle durchleuchtet werden.
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Insgesamt geht somit ein Herstellungsverfahren für eine galvanisierte Oberfläche mit beleuchtbarer Symbolik hervor.
