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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mehrfarbigen Sichtbauteils sowie ein dadurch gefertigtes Sichtbauteil.
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Aus dem Stand der Technik ist bereits eine Vielzahl von Verfahren zur Herstellung von mehrfarbigen Sichtbauteilen bekannt.
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Beispielsweise kann ein Bauteil nach seiner Herstellung mehrfarbig lackiert werden, was jedoch meist aufwändig und teuer ist, da Abschnitte, welche in einer ersten Farbe lackiert wurden, vor dem Auftragen einer zweiten Farbe abgedeckt bzw. maskiert werden müssen.
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Alternativ kann ein solches Bauteil von Hand mehrfarbig lackiert werden, was jedoch ein genaues Arbeiten voraussetzt und durch den damit verbundenen Personalaufwand vergleichsweise langsam und teuer ist.
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Ferner sind auch bereits Verfahren bekannt, bei welchen ein Sichtbauteil durch ein generatives Fertigungsverfahren hergestellt wird und dabei Ausgangsmaterialien mit verschiedenen Farben verwendet werden, so dass unterschiedliche Abschnitte des Sichtbauteils bei seiner Herstellung unmittelbar farbig ausgebildet werden. Dabei ist die Auflösung bzw. Feinheit der mehrfarbigen Oberfläche unmittelbar von einer Genauigkeit und Feinheit des generativen Fertigungsverfahrens abhängig, so dass insbesondere feine Linien oder Muster teilweise nicht herstellbar sind.
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Die vorgenannten Verfahren sind jedoch meist nicht wirtschaftlich, da diese größtenteils mit hohem manuellen Aufwand verbunden sind oder nur bei bestimmten Gestaltungen des Sichtbauteils umgesetzt werden können.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile zu überwinden und ein wirtschaftlich einsetzbares Verfahren zur Herstellung mehrfarbiger Sichtbauteile bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung eines mehrfarbigen Sichtbauteils für ein Fahrzeug vorgeschlagen. Das Sichtbauteil kann auch als Zierteil bezeichnet werden und ist vorzugsweise für den Einbau in einem Fahrzeuginterieur vorgesehen, wobei es alternativ auch im Fahrzeugexterieur oder beispielsweise in einem Motorraum des Fahrzeugs zum Einsatz kommen kann. Das Sichtbauteil weist eine Sichtseite auf, welche insbesondere in einem bestimmungsgemäß eingebauten Zustand einem Betrachter zugewandt ist, sowie und eine davon abgewandten Rückseite, welche im bestimmungsgemäß eingebauten Zustand von dem Betrachter abgewandt ist, wobei das Sichtbauteil an der Rückseite Befestigungselemente aufweisen kann, durch welche das Sichtbauteil an dem Fahrzeug bzw. an Fahrzeugkomponenten befestigbar ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die Schritte nachfolgend erläuterten Schritte a bis d:
- a. Bereitstellen eines Trägers, welcher zumindest abschnittsweise aus einem farbigen Material mit einer ersten Farbe gebildet ist, wobei der aus dem farbigen Material gebildete Abschnitt des Trägers zumindest zum Teil eine zu der Sichtseite des Sichtbauteils weisende Oberfläche des Trägers bildet;
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Der aus dem farbigen Material gebildete Abschnitt kann sich über die gesamte Oberfläche des Trägers erstrecken bzw. diese bilden oder nur einen Teil der Oberfläche des Trägers bestimmen. Alternativ ist es auch möglich, mehrere aus einem farbigen Material gebildete Abschnitte vorzusehen, wobei diese jeweils dieselbe Farbe oder zueinander verschiedene Farben aufweisen können.
- b. Aufbringen einer zumindest einschichtigen Beschichtung auf die zu der Sichtseite des Sichtbauteils weisende Oberfläche des Trägers, wobei die Beschichtung eine zu der Sichtseite des Sichtbauteils hin sichtbare zweite Farbe aufweist und zumindest den aus dem farbigen Material gebildeten Abschnitt des Trägers abdeckt;
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Vorzugsweise umfasst die zumindest einschichtige Beschichtung eine Farbschicht und eine die Farbschicht abdeckende transparente Schutz- bzw. Klarlackschicht, so dass die Farbschicht durch die Klarlackschicht hindurch von der Sichtseite aus sichtbar ist. Ferner ist vorteilhaft, wenn die Beschichtung die zu der Sichtseite gewandte Oberfläche des Trägers vollständig abdeckt, so dass durch anschließendes partielles Entfernen der Beschichtung bzw. partielles Entfernen der Farbe der Beschichtung ein Muster oder eine Fläche mit der Farbe des unter der Beschichtung liegenden Trägers realisierbar ist.
- c. Entfernen zumindest eines Teils der Beschichtung in einem an den aus dem farbigen Material gebildeten Abschnitt des Trägers angrenzenden Bereich der Beschichtung durch einen Laser, wobei der Träger bzw. die Oberfläche des Trägers mit der ersten Farbe durch den mit Laser bearbeiteten Bereich der Beschichtung sichtbar wird bzw. ist, so dass das Sichtbauteil an seiner die Sichtseite bestimmende Oberfläche einen ersten durch den Träger bestimmten Bereich mit der ersten Farbe und einen zweiten durch die Beschichtung bestimmten Bereich mit der zweiten Farbe aufweist;
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Vorzugsweise wird der Teil der Beschichtung erst nach einem Aushärten der Beschichtung entfernt.
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Bei dem Entfernen zumindest eines Teils der Beschichtung können beispielsweise in dem Bereich, in welchem die Beschichtung entfernt werden soll, alle Schichten der Beschichtung entfernt werden, so dass also die Oberfläche des Trägers unmittelbar frei liegt. Alternativ ist es jedoch auch möglich, durch geeignete Wahl der Laserleistung und weiterer Laserparameter, wie beispielsweise die Frequenz des Lasers, lediglich nicht transparente bzw. intransparente Schichten der Beschichtung zu entfernen. Beispielsweise kann also auch eine unter einer transparenten Klarlackschicht der Beschichtung liegende Lackschicht und anschließend eine unter der Lackschicht liegende Grundierung durch den Laser entfernt werden.
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Generell kann nicht nur ein Laser sondern auch mehrere Laser verwendet werden. Hinzukommt, dass der oder die Laser beim Entfernen des Teils der Beschichtung vorzugsweise einen punktförmigen oder linienförmigen Bereich auf der Beschichtung bzw. dem Träger bestrahlen und der Laserstrahl bzw. die Laserstrahlen über die Oberfläche des Sichtbauteils geführt wird/werden, so dass der Bereich wandert und dadurch der Bereich mit der ersten Farbe freigelegt bzw. sichtbar gemacht wird. Durch den Laser, welcher eine hierfür geeignete Leistung aufweist, können die intransparenten Schichten insbesondere verdampft werden.
- d. Aufbringen einer transparenten Schutzschicht auf eine gemeinsam durch die Beschichtung und den Träger gebildete und zu der Sichtseite hin weisenden Oberfläche oder Aufbringen der transparenten Schutzschicht auf eine zu der Sichtseite hin weisende Oberfläche der Beschichtung vor dem Entfernen der Beschichtung und Entfernen des Teils der Beschichtung mit dem Laser durch die transparente Schutzschicht hindurch.
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Durch Schritt d. werden zwei Varianten umfasst. Bei der ersten Variante wird die Beschichtung in dem Bereich, welcher die erste Farbe aufweisen soll, vollständig entfernt und anschließend die transparente Schutzschicht auf vorzugsweise die gesamte zu der Sichtseite des Sichtbauteils weisende Oberfläche der Beschichtung und des freiliegenden Bereichs des Trägers aufgetragen.
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Die zweite Variante sieht vor, dass die transparente Schutzschicht Teil der Beschichtung ist oder die Schutzschicht nach dem Auftragen der Beschichtung auf vorzugsweise die gesamte zu der Sichtseite weisende Oberfläche der Beschichtung aufgetragen wird und die Sichtseite des Sichtbauteils bestimmt. Anschließend wird bei dieser Variante die Beschichtung oder die intransparenten Schichten der Beschichtung entfernt, wobei der Laserstrahl des Lasers hierbei durch die transparente Schutzschicht hindurch zumindest die intransparenten Schichten der Beschichtung entfernt.
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Die zu Grunde legende erfinderische Idee ist es also, ein Verfahren zur Herstellung eines mehrfarbigen Sichtbauteils für ein Fahrzeug bereitzustellen, wobei vorgesehen ist, dass ein Träger bereitgestellt oder hergestellt wird, welcher zumindest abschnittsweise aus einem Material mit einer ersten Farbe ausgebildet wird oder mit einer ersten Farbe eingefärbt wird, anschließend eine Beschichtung, welche eine zweite Farbe aufweist, auf den Träger aufgebracht wird, und vorgesehen ist, dass ein Teil der Beschichtung mit einem Laser entfernt oder transparent gemacht wird, so dass die durch Beschichtung und Träger gebildete Oberfläche zu einer Sichtseite des Sichtbauteils hin durch die erste und zweite Farbe bestimmt ist, und vor oder nach dem Entfernen der Beschichtung eine transparente Schutzschicht aufgebracht wird, welche die Sichtseite des Sichtbauteils bestimmt.
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Der Träger kann an seiner zu der Sichtseite weisenden Oberfläche im Wesentlichen homogen ausgebildet sein oder Vorsprünge aufweisen. Insbesondere können die Bereiche, in welchen die Beschichtung entfernt werden soll, identisch zu den von den Vorsprüngen bereitgestellten und zu der Sichtseite weisenden Oberflächen sein.
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Eine vorteilhafte Variante des Verfahrens sieht vor, dass der Träger beim Bereitstellen des Trägers durch ein additives Fertigungsverfahren hergestellt wird. Insbesondere kann der Träger durch ein 3D-Druck oder Sintern gebildet werden.
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Alternativ dazu kann der Träger auch durch ein Spritz- oder Druckgussverfahren hergestellt werden, bei welchen es aber aufwändiger ist lediglich einen Abschnitt des Trägers aus dem farbigen Material auszubilden.
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Wird der Träger durch ein additives Fertigungsverfahren hergestellt, ist bei einer vorteilhaften Verfahrensausgestaltung vorgesehen, dass der aus dem farbigen Material gebildete Abschnitt des Trägers beim Herstellen durch ein additives Fertigungsverfahren mit einem die erste Farbe aufweisenden farbigen Substrat gebildet wird.
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Als Alternative dazu den Abschnitt des Trägers aus einem bereits farbigen Substrat zu fertigen, sieht eine ebenfalls vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens vor, dass das Material des Abschnitts des Trägers beim Bereitstellen des Trägers nach seiner Herstellung eingefärbt wird, so dass der Abschnitt des Trägers aus dem farbigen Material gebildet ist. Durch das Einfärben durchdringt die Farbe den Träger bzw. das Material des Trägers, so dass der Träger nicht lediglich an seiner Oberfläche die erste Farbe aufweist.
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Zum Einfärben des Trägers bzw. von Abschnitten des Trägers kann der Träger nach seiner Herstellung beispielsweise Infiltriert werden, wobei hierfür ein eingefärbtes Harz verwendet werden kann.
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Es ist zudem auch möglich, dass verschiedene Abschnitte des Trägers bei der Herstellung in unterschiedlichen Farben aus unterschiedlichen Substraten ausgebildet werden oder dass verschiedene Abschnitte des Trägers nach der Herstellung in unterschiedliche Farben eingefärbt werden. Durch einen mehrfarbigen Träger ist durch das erfindungsgemäße Verfahren entsprechend ein Sichtbauteil ausbildbar, welches beispielsweise drei oder mehr Farben aufweist, wobei die Farben des Trägers zu der Sichtseite hin jeweils zunächst durch die Beschichtung abgedeckt und durch den Laser wieder freigelegt bzw. sichtbar gemacht werden.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Träger und/oder zumindest das farbige Material des Trägers aus einem Kunststoff, insbesondere einem Thermoplast gebildet sind/ist. Alternativ wäre es insbesondere in Verbindung mit einem Sinterverfahren zur Herstellung des Trägers auch möglich, dass der Träger aus Metall gebildet wird. Das Metall kann durch geeignete Verfahren, beispielsweise Eloxieren eingefärbt oder in seiner ursprünglichen „Farbe“ belassen werden, so dass als erste Farbe auch metallische Ausgestaltungen möglich sind.
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Eine Variante des Verfahrens sieht vor, dass die die Beschichtung durch den Laser flächig abgetragen wird.
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Ferner ist vorzugweise vorgesehen, dass durch das Entfernen des Teils der Beschichtung der erste Bereich als ein durch das Fehlen der Beschichtung bestimmtes Muster oder Schriftzug gebildet wird.
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Das Verfahren sieht in einer vorteilhaften Ausführungsvariante vor, dass die Beschichtung eine Grundierung, welche auch als Primer bezeichnet werden kann, als eine erste Schicht aufweist. Die Grundierung wird auf die zu der Sichtseite des Sichtbauteils weisende Oberfläche des Trägers aufgetragen. Ferner weist die Beschichtung eine Lackschicht mit der zweiten Farbe als eine zweite Schicht auf, welche auf eine zu der Sichtseite des Sichtbauteils weisende Oberfläche der Grundierung aufgetragen wird.
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Insbesondere wenn die Lackschicht als zweite Schicht der Beschichtung ein wasserbasierter Lack ist, sieht eine Weiterbildung des Verfahrens vor, dass die Beschichtung eine transparente Klarlackschicht als eine dritte Schicht aufweist, welche auf eine zu der Sichtseite des Sichtbauteils weisende Oberfläche der Lackschicht aufgetragen wird. Ein wasserbasierter Basislack bzw. ein wasserbasierter Lack als zweite Schicht muss zum Aushärten luftdicht abgeschlossen werden, wofür die Lackschicht durch die Klarlackschicht luftdicht versiegelt wird.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Sichtbauteil für ein Fahrzeug, welches nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde.
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Entsprechend weist ein solches Sichtbauteil einen Träger, eine zumindest einschichtige Beschichtung und eine transparente Schutzschicht auf, wobei eine zu der Sichtseite des Sichtbauteils hin weisende Oberfläche abschnittsweise durch die Beschichtung und abschnittsweise durch den Träger bestimmt wird und durch die Schutzschicht abgedeckt ist, so dass die optische Erscheinung des Sichtbauteils an seiner Sichtseite durch eine erste Farbe des Trägers und eine zweite Farbe der Beschichtung bestimmt ist, welche durch die transparente Schutzschicht hindurch sichtbar sind.
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Die vorstehend offenbarten Merkmale sind beliebig kombinierbar, soweit dies technisch möglich ist und diese nicht im Widerspruch zueinander stehen.
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Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
- 1 eine erste Variante des Verfahrens;
- 2 eine zweite Variante des Verfahrens.
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Die Figuren sind beispielhaft schematisch und zeigen jeweils Schritte bzw. Zwischenstufen eines erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei für jeden Zustand ein Querschnitt durch das Sichtbauteil dargestellt ist. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche funktionale und/oder strukturelle Merkmale hin.
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Ein erstes durch 1 illustriertes Verfahren sieht vor, zunächst einen Träger 10 bereitzustellen bzw. zu fertigen, welcher jedoch noch nicht die an dem Sichtbauteil gewünschte erste Farbe aufweist, was in 1 der Stufe bzw. dem Zustand I. entspricht. Dabei ist es selbstverständlich, dass der Träger 10 eine durch das Material, aus dem er gefertigt wurde, bedingte Grundfarbe, beispielsweise weiß oder grau, aufweist, welche jedoch nicht der ersten Farbe entspricht.
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Anschließend wird der Träger abschnittsweise eingefärbt, so dass die erste Farbe das Material des Abschnitts 11 des Trägers 10 durchdringt, wie es in Zustand II. der 1 dargestellt ist. Es ist ausreichend, den Bereich bzw. Abschnitt des Trägers 10 einzufärben, auf dessen zu der Sichtseite S weisenden Oberfläche der erste Bereich B1 ausgebildet werden soll. Alternativ kann jedoch auch der gesamte Träger 10 eingefärbt werden.
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Der Träger 10 mit dem in der ersten Farbe eingefärbten Abschnitt 11 wird anschließend Beschichtet. Bei der gemäß Zustand III. dargestellten Variante ist vorgesehen, dass die Beschichtung drei-schichtig ausgeführt ist und ausgehend von dem Träger 10 zu der Sichtseite S des Sichtbauteils 1 hin eine Grundierung 21, eine Lackschicht 22 und eine Klarlackschicht 23 aufweist. Die Schichten 21, 22, 23 werden nacheinander aufgetragen und decken die gesamte zu der Sichtseite S hin weisende Oberfläche des Trägers 10 ab.
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Vorzugsweise nachdem die Beschichtung 20 ausgehärtet ist, wird die Beschichtung 20 durch einen Laser teilweise abgetragen, wobei die Beschichtung 20 entsprechend eines auszubildenden Musters entfernt wird. In Zustand IV. der 1 ist dargestellt, dass die Beschichtung zumindest in dem gezeigten Querschnitt von einer zu der Sichtseite S weisenden Oberfläche eines Vorsprungs des Trägers entfernt wurde, welche in der gezeigten Ausführung zugleich dem eingefärbten Abschnitt 11 des Trägers 10 entspricht.
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Durch das Entfernen der Beschichtung 20 sind in Zustand IV. zu der Sichtseite S des Sichtbauteils 1 hin zwei Bereiche sichtbar. Ein erster Bereich B1, dessen Erscheinung bzw. dessen Farbe durch die Farbe des Trägers 10 bzw. der ersten Farbe bestimmt ist und ein zweiter Bereich B2, dessen Erscheinung bzw. dessen Farbe durch die Farbe der Lackschicht 22 der Beschichtung 20 bestimmt ist.
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Zum Schutz des Sichtbauteils 1 wird anschließend die transparente Schutzschicht 30 aufgetragen, wodurch die Oberfläche des Sichtbauteil 1, wie in Zustand V. der 1 dargestellt, ausgebildet wird. Die Schutzschicht 30 kann beispielsweise durch Lackieren oder ein Spritzgussverfahren aufgetragen werden.
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In 2 ist ein zu der Variante der 1 alternatives Verfahren dargestellt, bei welchem der Träger 10 bereits bei seiner Herstellung aus einem Material mit der ersten Farbe gefertigt wird, so dass der gesamte Träger 10 dem Abschnitt 11 des Trägers aus dem farbigen Material entspricht.
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Daher kann ein zusätzliches Einfärben oder Infiltrieren entfallen, so dass gegenüber der Variante der 1 der Zustand II. entfällt. Die weiteren Verfahrensschritte bzw. Zwischenzustände III. bis V. entsprechen der Variante gemäß 1.
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Obgleich in den 1 und 2 ein Träger 10 mit einem Vorsprung abgebildet ist, dessen zu der Sichtseite S weisende Oberfläche den ersten Bereich B1 bestimmt, kann alternativ auch ein Träger mit mehreren Vorsprüngen vorgesehen sein, wobei die Beschichtung 20 auf den zu der Sichtseite S weisenden Oberfläche aller Vorsprünge oder nur eines Teils der Vorsprünge entfernt werden kann.
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Ferner ist auch eine Variante ohne Vorsprünge möglich, bei welcher ein durch die Entfernung der Beschichtung 20 eventuell entstehender Höhenunterschied bzw. Rücksprung an der zu der Sichtseite weisenden Oberfläche der Beschichtung 20 und des Trägers 10 in Zustand IV. durch die Schutzschicht 30 ausgeglichen werden kann, so dass die Oberfläche des Sichtbauteils 1 eine im Wesentlichen ebene Fläche ausbildet.
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Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.
