DE102020114560A1

DE102020114560A1 - Fahrzeugappliken

Info

Publication number: DE102020114560A1
Application number: DE102020114560.8A
Authority: DE
Inventors: Paul Kenneth Dellock; Richard Gall; David Brian Glickman; Stuart C. Salter; Cornel Lewis Gardner
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2019-05-30
Filing date: 2020-05-29
Publication date: 2020-12-03
Also published as: US11305706B2; US20220227315A1; CN112008918A; US11787352B2; US20200377040A1

Abstract

Diese Offenbarung stellt Fahrzeugappliken bereit. Eine Fahrzeugapplike beinhaltet eine Basisstruktur und eine Polymerbeschichtung, die an der Basisstruktur angeordnet sind. Die Polymerbeschichtung deckt mindestens teilweise eine Außenfläche der Basisstruktur ab. Ein Diffraktionsgitter ist durch die Polymerbeschichtung integral definiert. Das Diffraktionsgitter weist eine Dicke in einem Bereich von etwa 100 nm bis etwa 300 nm auf.

Description

GEBIET DER OFFENBARUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen Fahrzeugappliken. Konkreter betrifft die vorliegende Offenbarung Fahrzeugappliken mit Diffraktionsgitter und Verfahren zu deren Herstellung.
HINTERGRUND DER OFFENBARUNG
Irisierende Komponenten bieten eine einzigartige und attraktive Betrachtungserfahrung. Die irisierenden Komponenten können die Ästhetik eines Fahrzeugs verbessern. Um die Ästhetik des Fahrzeugs zu verbessern, werden typischerweise geformte Kunststoffkomponenten gebildet, die Juwelen ähneln, die dann am Fahrzeug angebracht werden.
KURZDARSTELLUNG DER OFFENBARUNG
Gemäß mindestens einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet eine Fahrzeugapplike eine Basisstruktur und eine Polymerbeschichtung, die auf der Basisstruktur angeordnet ist. Die Polymerbeschichtung deckt mindestens teilweise eine Außenfläche der Basisstruktur ab. Ein Diffraktionsgitter ist durch die Polymerbeschichtung integral definiert. Das Diffraktionsgitter weist eine Dicke in einem Bereich von etwa 100 nm bis etwa 300 nm auf.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet ein Verfahren zur Herstellung einer Fahrzeugapplike das Bereitstellen einer Form und das selektive Ätzen eines ersten Musters auf mindestens einer Fläche der Form. Ein zweites Muster ist selektiv auf der mindestens einen Fläche der Form nanograviert. Das zweite Muster beinhaltet ein Diffraktionsgitter. Eine Basisstruktur ist innerhalb der Form positioniert. Eine Polyurethanbeschichtung ist in die Form spritzgegossen.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet ein Verfahren zur Herstellung einer Fahrzeugapplike ein Bereitstellen einer Form und ein Nanogravieren eines Diffraktionsmusters auf eine Fläche der Form. Die Fläche der Form ist durch Induktionserwärmung erwärmt. Eine Basisstruktur ist innerhalb der Form positioniert. Eine Polymerbeschichtung ist über die Basisstruktur spritzgegossen.
Diese und andere Aspekte, Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung sind für den Fachmann nach der Lektüre der folgenden Beschreibung, der Patentansprüche und der beigefügten Zeichnungen verständlich und nachvollziehbar.
Figurenliste
Es folgt eine Beschreibung der Figuren in den beigefügten Zeichnungen. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu und bestimmte Merkmale und bestimmte Ansichten der Figuren können im Interesse der Eindeutigkeit und Prägnanz vergrößert oder schematisch gezeigt sein.
In den Zeichnungen gilt:

1 ist eine perspektivische Vorderansicht eines Fahrzeugs, das Appliken beinhaltet, gemäß einem Beispiel.
2 ist eine vergrößerte Ansicht einer Fensterapplike aus 1, aufgenommen bei Abschnitt II;
3 ist eine vergrößerte Ansicht der Applike aus 2, aufgenommen bei Abschnitt III;
4 ist eine Querschnittsansicht eines Diffraktionsgitters aus 3, aufgenommen entlang der Linie IV-IV;
5 ist eine vergrößerte Ansicht einer Kühlergrillapplike aus 1, aufgenommen bei Abschnitt V;
6 ist eine Querschnittsansicht der Kühlergrillapplike aus 5, aufgenommen entlang der Linie VI-VI;
7 ist ein Schema eines Nanogravierprozesses, der einen Femtosekunden-Ultraviolettlaser verwendet, gemäß einem Beispiel;
8 ist ein Schema zum Erwärmen einer Form zur Herstellung einer Fahrzeugapplike, gemäß einem Beispiel;
9 ist ein Schema eines Einsatzspritzgussprozesses zum Herstellen einer Applike, gemäß einem Beispiel;
10 ist ein Schema eines zweistufigen Spritzgussprozesses zum Herstellen einer Fahrzeugapplike, gemäß einem Beispiel; und
11 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer Fahrzeugapplike, gemäß einem Beispiel.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Zusätzliche Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden detaillierten Beschreibung dargelegt und sind für den Fachmann aus der Beschreibung ersichtlich oder erschließen sich aus der Umsetzung der Erfindung, wie in der folgenden Beschreibung beschrieben, zusammen mit den Patentansprüchen und beigefügten Zeichnungen.
Für die Zwecke der Beschreibung in dieser Schrift beziehen sich die Ausdrücke „oberes“, „unteres“, „rechtes“, „linkes“, „hinteres“, „vorderes“, „vertikales“, „horizontales“ und Ableitungen davon auf die Konzepte in ihrer Ausrichtung in 1. Es versteht sich jedoch, dass die Konzepte verschiedene alternative Ausrichtungen annehmen können, sofern nicht ausdrücklich das Gegenteil vorgegeben ist. Zudem versteht es sich, dass die in den beigefügten Zeichnungen veranschaulichten und in der nachstehenden Beschreibung beschriebenen spezifischen Vorrichtungen und Verfahren lediglich beispielhafte Ausführungsformen der in den beigefügten Patentansprüchen definierten erfindungsgemäßen Konzepte sind. Somit sind konkrete Abmessungen und andere physische Eigenschaften im Zusammenhang mit den in dieser Schrift offenbarten Ausführungsformen nicht als einschränkend zu betrachten, sofern die Patentansprüche nicht ausdrücklich etwas anderes besagen.
Im hier verwendeten Sinne bedeutet der Ausdruck „und/oder“, wenn er in einer Aufzählung von zwei oder mehr Elementen verwendet wird, dass jedes der aufgezählten Elemente einzeln eingesetzt werden kann oder eine beliebige Kombination aus zwei oder mehr der aufgezählten Elemente verwendet werden kann. Falls zum Beispiel eine Zusammensetzung als die Komponenten A, B und/oder C enthaltend beschrieben ist, kann die Zusammensetzung A allein; B allein; C allein; A und B in Kombination; A und C in Kombination; B und C in Kombination; oder A, B und C in Kombination enthalten.
Im hier verwendeten Sinn bedeutet der Ausdruck „etwa“, dass Mengen, Größen, Formulierungen, Parameter und andere Größen und Eigenschaften nicht genau sind und nicht genau sein müssen, sondern auf Wunsch annähernd und/oder größer oder kleiner sein können und Toleranzen, Umwandlungsfaktoren, Abrundung, Messfehler und dergleichen und andere Faktoren widerspiegeln können, die dem Fachmann bekannt sind. Wenn der Begriff „etwa“ verwendet wird, um einen Wert oder einen Endpunkt eines Bereichs zu beschreiben, sollte die Offenbarung so verstanden werden, dass sie den spezifischen Wert oder Endpunkt beinhaltet, auf den Bezug genommen wird. Unabhängig davon, ob ein numerischer Wert oder ein Endpunkt eines Bereichs in der Beschreibung „etwa“ enthält, soll der numerische Wert oder der Endpunkt eines Bereichs zwei Ausführungsformen einschließen: eine, die durch „etwa“ modifiziert ist, und eine, die nicht durch „etwa“ modifiziert ist. Es versteht sich ferner, dass die Endpunkte jedes der Bereiche sowohl in Bezug auf den anderen Endpunkt als auch unabhängig vom anderen Endpunkt signifikant sind.
Die Ausdrücke „wesentlich“, „im Wesentlichen“ und Variationen davon sollen im in dieser Schrift verwendeten Sinne angeben, dass ein beschriebenes Merkmal gleich oder annähernd gleich einem Wert oder einer Beschreibung ist. Zum Beispiel soll eine „im Wesentlichen ebene“ Fläche bedeuten, dass eine Fläche eben oder annähernd eben ist. Darüber hinaus soll „im Wesentlichen“ bedeuten, dass zwei Werte gleich oder ungefähr gleich sind. In einigen Ausführungsformen kann „im Wesentlichen“ Werte innerhalb von etwa 10 % voneinander, wie etwa innerhalb von etwa 5 % voneinander oder innerhalb von etwa 2 % voneinander, bezeichnen.
Im hierin verwendeten Sinne bedeuten die Begriffe „der/die/das“, „ein“ oder „eine“ „mindestens eines“ und sollten nicht auf „nur eines“ beschränkt sein, sofern nicht ausdrücklich das Gegenteil angegeben ist. Daher beinhaltet zum Beispiel eine Bezugnahme auf „eine Komponente“ Ausführungsformen, die zwei oder mehr derartige Komponenten aufweisen, sofern der Kontext nicht eindeutig etwas anderes angibt.
In dieser Schrift werden Bezugsausdrücke, wie etwa erstes und zweites, oberes und unteres und dergleichen, lediglich dazu verwendet, eine Einheit oder Handlung von einer anderen Einheit oder Handlung zu unterscheiden, ohne notwendigerweise eine tatsächliche derartige Beziehung oder Reihenfolge zwischen derartigen Einheiten oder Handlungen zu erfordern oder zu implizieren. Es ist beabsichtigt, dass die Ausdrücke „umfasst“, „umfassend“ oder eine beliebige sonstige Variation davon einen nicht ausschließlichen Einschluss abdecken, sodass ein Prozess, Verfahren, Gegenstand oder eine Vorrichtung, der/das/die eine Aufzählung von Elementen umfasst, nicht nur diese Elemente beinhaltet, sondern andere Elemente beinhalten kann, die nicht ausdrücklich aufgelistet oder einem derartigen Prozess, Verfahren, Gegenstand oder einer derartigen Vorrichtung inhärent sind. Ein Element, dem „umfasst... ein(e)“ vorangeht, schließt nicht, ohne weitere Einschränkungen, das Vorhandensein von zusätzlichen identischen Elementen in dem Prozess, Verfahren, Gegenstand oder der Vorrichtung aus, der/das/die das Element umfasst.
Unter Bezugnahme auf die 1-11 bezeichnet das Bezugszeichen 10 im Allgemeinen ein Fahrzeug, das eine Applike 14 aufweist. Die Applike 14 beinhaltet eine Basisstruktur 18 und eine Polymerbeschichtung 22, die auf der Basisstruktur 18 angeordnet ist. Die Polymerbeschichtung 22 deckt mindestens teilweise eine Außenfläche 26 der Basisstruktur 18 ab. Ein Diffraktionsgitter 30 ist integral durch die Polymerbeschichtung 22 definiert. Das Diffraktionsgitter 30 weist eine Dicke in einem Bereich von etwa 100 nm bis etwa 300 nm auf.
Unter Bezugnahme auf 1 ist das Fahrzeug 10 mit verschiedenen Appliken 14 in einem Beispiel veranschaulicht. Das Fahrzeug 10 ist ein Radfahrzeug, das als Sport Utility Vehicle abgebildet ist, kann aber auch eine Limousine, ein LKW, ein Van, ein Crossover oder eine andere Fahrzeugart 10 sein. Das Fahrzeug 10 kann ein manuell betriebenes Fahrzeug 10 (z. B. mit einem menschlichen Fahrer), ein vollständig autonomes Fahrzeug 10 (z. B. kein menschlicher Fahrer) oder ein teilweise autonomes Fahrzeug 10 (z. B. kann mit oder ohne einen menschlichen Fahrer betrieben werden) sein. Zusätzlich kann das Fahrzeug 10 für persönliche Zwecke und/oder kommerzielle Zwecke verwendet werden, wie etwa für Dienstleistungen zum Bereitstellen von Fahrten (z. B. Chauffieren) und/oder Ride-Sharing-Dienste.
Das Fahrzeug 10 kann eine Vielzahl von Appliken 14 zum Bereitstellen einer ausgewählten Ästhetik für das Fahrzeug 10 beinhalten. Die Appliken 14, wie sie in 1 veranschaulicht sind, können an einer Außenseite 34 des Fahrzeugs 10 positioniert sein und können auch an einer Innenseite des Fahrzeugs 10 positioniert sein. Zum Beispiel kann die Applike 14 eine Kühlergrillapplike, ein Emblem, eine Radapplike, eine Türverkleidung oder ein Säulenmerkmal sein (z. B. A-, B-, und/oder C-Säulen), oder andere Verkleidungsteile oder Appliken 14 sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Applike 14 in einem Innenraum des Fahrzeugs 10 angeordnet sein. Zum Beispiel kann die Applike 14 ein Lenkradüberzug, eine Infotainmentsystemabdeckung, eine Armaturenbrettabdeckung eines Armaturenbretts oder eine Innentürabdeckung sein. Es versteht sich, dass die vorhergehende Beschreibung beispielhaft ist und dass andere Appliken (z. B. eine Mittelkonsolenabdeckung, eine Handschuhfachtür, ein Becherhalter, Innensäulenabdeckungen, eine Kombiinstrumentabdeckung) gleichermaßen anwendbar auf die hierin bereitgestellten Lehren sein können.
Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 kann die Applike 14 aus der Basisstruktur 18 gebildet sein, die eine oder mehrere Flächen definiert, einschließlich einer Außenfläche 26, die möglicherweise nicht direkt an das Fahrzeug 10 gekoppelt ist. Die Basisstruktur 18 kann Acryl, Polycarbonat (PC), Polypropylen, Nylon, Acrylonitirlstyrenacrylat (ASA), Polycarbonatacrylonitrilstyrenacrylat (PC ASA), Acrylonitrilbutadienstyren, Polymilchsäure, Polyethersulfon, Polyethylen, Polyvinylchlorid, ein Flüssigkristallpolymer, ein Cycloolefin-Copolymer, andere thermoplastische Materialien, duroplastische Materialien und/oder Kombinationen davon beinhalten. Die Basisstruktur 18 kann in Abhängigkeit von der ausgewählten Applike 14 in die ausgewählte Form geformt werden.
Bei der Applike 14 kann die Polymerbeschichtung 22 auf mindestens einer der Flächen der Basisstruktur 18 angeordnet sein. In einem konkreten Beispiel kann die Polymerbeschichtung 22 die Außenfläche 26 der Basisstruktur 18 teilweise oder vollständig abdecken. Die Polymerbeschichtung 22 beinhaltet Polyurethan, Polyurie oder ein anderes optisch klares Polymermaterial 22A. Im hier verwendeten Sinne bezieht sich der Begriff „optisch klar“ auf ein Material, das eine hohe Lichtdurchlässigkeit über mindestens einen Abschnitt des sichtbaren Lichtspektrums (etwa 400 nm bis etwa 700 nm) aufweist und eine geringe Trübung zeigt. Sowohl die Lichtdurchlässigkeit als auch die Trübung können zum Beispiel unter Verwendung des Verfahrens 200 nach ASTM-D 1003-95 bestimmt werden. In verschiedenen Beispielen weist die Polymerbeschichtung 22 etwa 10 % Trübung oder weniger, etwa 5 % Trübung oder weniger und/oder etwa 2 % Trübung oder weniger auf. Die Polymerbeschichtung 22 kann vorteilhaft sein, um eine optisch klare, kratzfeste Beschichtung zum Schutz der Basisstruktur 18 bereitzustellen. Ferner kann die Polymerbeschichtung 22 selbstheilend sein. Wie hier verwendet betrifft „selbstheilend“ ein Material, das automatisch und/oder intrinsisch Schäden ohne menschliches Eingreifen korrigieren kann. Das selbstheilende Aspekt kann intrinsisch und autonom sein oder als Reaktion auf einen externen Reiz (z. B. Licht 42, Temperatur usw.) aktiviert werden. Die Fähigkeit, durch normalen Gebrauch verursachte Schäden zu korrigieren, kann die Kosten senken und die Lebensdauer des Materials verlängern.
Unter Bezugnahme auf die 3 und 4 kann die Polymerbeschichtung 22 das Diffraktionsgitter 30 definieren. Das Diffraktionsgitter 30 erstreckt sich über die gesamte Polymerbeschichtung 22 oder über diskrete Teile der Polymerbeschichtung 22. Wie in 3 veranschaulicht kann das Diffraktionsgitter 30 ein Muster 50 in der Polymerbeschichtung 22 bilden. Es wird jedoch auch in Betracht gezogen, dass das Diffraktionsgitter 30 möglicherweise kein Muster 50 bildet und stattdessen zufällig sein kann. Das Diffraktionsgitter 30 kann eine Vielfalt von Mustern 50 definieren. Zum Beispiel kann das Diffraktionsgitter 30 ein Strichgittermuster mit Rippen und Rillen beinhalten. Zusätzlich oder alternativ kann das Diffraktionsgitter 30 ein holografisches Gittermuster beinhalten, das eine sinusförmigen Form aufweist. Ferner zusätzlich oder alternativ kann das Diffraktionsgitter 30 ein holografisches Gittermuster mit Abständen beinhalten, das abwechselnde Plateaus und abgerundete Rillen beinhaltet. Die Applike 14 kann ein einzelnes Diffraktionsgitter 30 oder mehr als ein Diffraktionsgitter beinhalten. In Beispielen mit mehr als einem Diffraktionsgitter 30 können die unterschiedlichen Diffraktionsgitter 30 unterschiedliche Eigenschaften (z. B. Beabstandung, Periode 54 oder Blazewinkel θ_B) aufweisen, was unterschiedliche Diffraktionsgitter 30 dazu veranlassen kann, Licht unterschiedlich (d. h. erkennbar unterschiedlich voneinander) zu brechen.
Das Diffraktionsgitter 30 kann sich von traditioneller Textur oder Rillenbildung von Appliken 14 dadurch unterscheiden, dass traditionelle Textur oder Rillenbildung dazu konfiguriert ist, Glänzen, Blendung, Reflektanz und/oder optische Effekte von den Appliken 14 zu verringern, während die Diffraktionsgitter 30 dazu konfiguriert sind, Licht 42, das auf die Applike 14 auftrifft, zu brechen und zu streuen. Das Diffraktionsgitter 30 ist eine optische Komponente mit einer periodischen Struktur, die einfallendes Licht 42 in mehrere Strahlen aufteilt und bricht, die sich in verschiedene Richtungen bewegen. Die Richtungen dieser Strahlen hängen vom Abstand des Diffraktionsgitters 30 und der Wellenlänge des Lichts 42 ab, sodass das Diffraktionsgitter 30 als dispersives Element wirkt. Unter Bezugnahme auf 4 ist das Diffraktionsgitter 30 dazu konfiguriert, ein irisierendes Muster für darauf auftreffendes Licht 42 zu erzeugen. Das Diffraktionsgitter 30 kann auf einer flachen Fläche, einer gekrümmten Fläche oder einer anders geformten Fläche vorhanden sein. Zum Beispiel kann das Diffraktionsgitter 30 dazu konfiguriert sein, Licht 42 unterschiedlicher Wellenlängen in unterschiedliche Richtungen zu reflektieren. Das Diffraktionsgitter 30 kann eine Dicke 58 von weniger als oder gleich etwa 700 nm aufweisen. Gemäß einem konkreten Beispiel kann das Diffraktionsgitter 30 eine Dicke 58 in einem Bereich von etwa 100 nm bis etwa 300 nm aufweisen. In einem anderen bestimmten Beispiel kann das Diffraktionsgitter 30 eine Dicke 58 von weniger als oder gleich etwa 200 nm aufweisen. Die Dicke 58 des Diffraktionsgitters 30 kann die optischen Eigenschaften der Applike 14 beeinflussen. Wie in 4 beispielhaft veranschaulicht kann das Diffraktionsgitter 30 eine Vielzahl von Rippen 62 definieren, die eine sägezahnförmige oder dreieckige Form aufweisen. In drei Dimensionen können die Rippen 62 des Diffraktionsgitters 30 mit einer gestuften oder Sägezahnform ohne Winkelmerkmale, einer pyramidischen Form oder einigen Kombinationen von gestuften oder pyramidischen Formen auftreten. Anders ausgedrückt kann das Diffraktionsgitter 30 das Diffraktionsstrichgittermuster beinhalten. Andere Formen der Rippen 62 des Diffraktionsgitters 30 beinhalten hügelförmige Merkmale (z. B. sinusförmige oder kurvenförmige Merkmale). Anders ausgedrückt kann das Diffraktionsgitter 30 das holografische und/oder holografische Diffraktionsgittermuster mit Abständen beinhalten. Das Diffraktionsgitter 30 kann ebenfalls Abschnitte mit einer Kombination von dreieckigen und hügelförmigen Rippen beinhalten. Allgemeiner könnten die Formen des Diffraktionsgitters 30 derart sein, dass ein wirksamer Blazewinkel θ_B von mindestens 15 Grad für einen oder mehrere Abschnitte von jeder Rippe, jedem Gitter, jedem Zahn oder jeder Rille des Diffraktionsgitters 30 vorhanden ist. Der Blazewinkel θ_B ist der Winkel zwischen einem Stufennormal (d. h. die Richtung, die normal zu jeder Stufe oder jedem Zahn des Diffraktionsgitters 30 ist) und einem Richtungsnormal 68 zu einer Beschichtungsfläche 70, die das Diffraktionsgitter 30 aufweist.
Im Allgemeinen ist der Blazewinkel θ_B dazu optimiert, die Wirksamkeit der Wellenlänge(n) des einfallenden Lichts zu maximieren, das typischerweise Umgebungssonnenlicht oder Licht einer Lichtquelle sein kann, um sicherzustellen, dass die maximale optische Leistung in einer oder mehreren Diffraktionsordnungen konzentriert wird, während er die Restleistung in anderen Ordnungen (z. B. der das Umgebungslicht selbst anzeigenden nullten Ordnung) minimiert. Ein Vorteil des Platzierens des Diffraktionsgitters 30 auf ebenen Abschnitten oder Aspekten der Fläche besteht darin, dass ein konstanter Blazewinkel θ_B und eine Periode 54 zu einem durchgehend reflektierten und gebrochenen Licht 42_n, 42_n+1 führen, das von dem Diffraktionsgitter 30 erzeugt wird.
Das Diffraktionsgitter 30 der Applike 18 kann durch eine oder mehrere Perioden 74 (in der Standardnomenklatur von Diffraktionsgittern 30 auch als d bekannt) gekennzeichnet sein. In verschiedenen Aspekten der Applike 18 wird die Periode 54 des Diffraktionsgitters 30 zwischen etwa 5 nm und etwa 5 Mikron gehalten. Im Allgemeinen entspricht die maximale Wellenlänge, die ein gegebenes Diffraktionsgitter 30 brechen kann, etwa dem Zweifachen der Periode 54. Dementsprechend kann ein Diffraktionsgitter 30 mit einer Periode 54, die zwischen etwa 50 nm und etwa 5 Mikron gehalten wird, Licht 42_n , 42_n+1 in einem optischen Bereich von 100 nm bis etwa 10 Mikron brechen. Gemäß einem bestimmten Beispiel wird die Periode 54 eines Diffraktionsgitters 30 von etwa 150 nm bis etwa 400 nm gehalten, wodurch sichergestellt wird, dass das Diffraktionsgitter 30 Licht 42_n , 42_n+1 in einem optischen Bereich von etwa 300 nm bis etwa 800 nm wirksam brechen kann, der das sichtbare Spektrum grob abdeckt.
Das Licht 42 in einem Einfallswinkel α wird auf ein Diffraktionsgitter 30 in Sägezahnform, das eine Dicke 58, eine Periode 54 und einen Blazewinkel θ_B aufweist, gelenkt. Insbesondere wird ein Abschnitt des Lichts 42, der auf das Diffraktionsgitter 30 in einem Einfallswinkel α auftrifft, als reflektiertes Licht 42_r in dem gleichen Winkel α reflektiert, wobei der verbleibende Abschnitt des einfallenden Lichts 42 in bestimmten Wellenlängen, die gebrochenem Licht 42_n , 42_n+1 usw. entsprechen, in entsprechenden Diffraktionswinkeln β_n, β_n+1 usw. gebrochen wird. Das reflektierte Licht 42_r zeigt die nullte Ordnung (d. h. n = 0) an und das gebrochene Licht 42_n , 42_n+1 zeigt die Diffraktion der n-ten Ordnung gemäß der Standardterminologie für Diffraktionsgitter an, wobei n eine Ganzzahl ist, die den bestimmten Wellenlängen des reflektierten oder gebrochenen Lichts 42_r, 42_n entspricht. Zusätzlich oder alternativ kann das Diffraktionsgitter 30 unterschiedliche Perioden 54 verwenden (z. B. einschließlich eines Satzes von Perioden 54), die in der irisierenden Applike 14 verwendet werden können. Folglich kann das Diffraktionsgitter 30 vorteilhafterweise edelsteinartige Effekte mit stark variierenden Wellenlängen innerhalb unterschiedlicher Bereiche des Musters 50 erzeugen.
In einigen Aspekten schließt das Diffraktionsgitter 30 eine variierende Periode 54 ein, die zwischen zwei und zehn diskreten Werten oder mehr, in konkreten Beispielen zwischen zwei und fünf diskreten Werten über das Diffraktionsgitter 30 variiert. Gemäß einem weiteren Aspekt kann das Diffraktionsgitter 30 mit verschiedenen Perioden 54 in einer oder mehreren der Beschichtungsflächen 70 der Polymerbeschichtung 22 eingesetzt sein und ein oder mehrere Diffraktionsgitter 30, die eine konstante Periode 54 aufweisen, sind in anderen Abschnitten der Polymerbeschichtung 22 eingesetzt, um interessante, edelsteinartige Erscheinungseffekte zu erzeugen, die durch die Applike 14 erzeugt sind, die das Diffraktionsgitter 30 einsetzt. In einem weiteren Beispiel beinhaltet das Diffraktionsgitter 30 eine variierende Periode 54, die zwischen einer beliebigen Anzahl von Werten wechselt, die nur durch die Gesamtlänge des Gitters 30 und/oder die Verarbeitungsfähigkeiten zur Ausbildung einer derartigen Variabilität durch präzise Steuerung der Formabmessungen eingeschränkt sind. In einer weiteren Ausführungsform kann es eine Vielzahl von Diffraktionsgittern 30 in einer beabstandeten Konfiguration über die Applike 14 geben. In einer derartigen Ausführungsform können die Vielzahl von Diffraktionsgittern 30 die gleiche oder eine unterschiedliche Periode 54 aufweisen.
Unter Bezugnahme auf 5 kann das Diffraktionsgitter 30 das Muster 50 über die Fläche der Applike 14 bilden. Das Muster 50 kann symmetrisch, wiederholt und/oder kontinuierlich sein. Alternativ kann das Muster 50 zufällig sein. Die Applike 14 kann auch mehrere verschiedene Muster beinhalten. Das Muster 50 kann dadurch definiert sein, dass das Diffraktionsgitter 30 selektiv auf die Polymerbeschichtung 22 aufgebracht ist. Dementsprechend können einige Abschnitte der Applike 14 das Diffraktionsgitter 30 beinhalten und andere Abschnitte können das Diffraktionsgitter 30 nicht beinhalten. Anders ausgedrückt kann das Muster 50 dazu führen, dass ein Umrissabschnitt 50A des Musters 50 einschließlich des Diffraktionsgitters 30 und ein Körperabschnitt 50B des Musters 50 im Wesentlichen frei von dem Diffraktionsgitter 30 sind.
Unter Bezugnahme auf 6 kann die Applike 14 die Basisstruktur 18 mit der darauf angeordneten Polymerbeschichtung 22 beinhalten. Wie veranschaulicht, beinhaltet die Polymerbeschichtung 22 das Diffraktionsgitter 30. Alternativ kann die Basisstruktur 18 das durch die Außenfläche 26 definierte Diffraktionsgitter 30 beinhalten. In verschiedenen Aspekten können die Basisstruktur 18 und die Polymerbeschichtung 22 das Diffraktionsgitter 30 beinhalten. Das (Die) Diffraktionsgitter auf der Basisstruktur 18 und der Polymerbeschichtung 22 können gleich oder verschieden sein. Zusätzliche Muster des Diffraktionsgitters 30 können einen dreidimensionalen visuellen Effekt auf die Applike 14 bereitstellen.
Unter erneuter Bezugnahme auf die 2-6 kann das Diffraktionsgitter 30 Zeichen 78 definieren. In verschiedenen Beispielen können die Zeichen 78 im Wesentlichen verborgen sein, wenn minimales oder kein Licht 42 auf das Diffraktionsgitter 30 gerichtet ist. Auf diese Weise können die Zeichen 78 auf der Applike 14 nicht sichtbar oder teilweise sichtbar sein. Wenn das Licht 42 auf die Applike 14 gerichtet ist, kann das Diffraktionsgitter 30 das Licht 42 streuen, um die Zeichen 78 auf der Applike 14 freizulegen. Die Zeichen 78 können ein Muster 50, eine Ausgestaltung, ein Logo, eine Beschriftung, ein Bild oder ein anderes Zeichen 78 sein. In verschiedenen Aspekten kann das Diffraktionsgitter 30 in der Polymerbeschichtung 22 und/oder der Basisstruktur 18 ein holografisches Bild oder einen anderen optischen Effekt erzeugen.
Unter Bezugnahme auf 7 und unter weiterer Bezugnahme auf die 1-6 kann das Diffraktionsgitter 30 der Polymerbeschichtung 22 durch Nanogravieren eines Formmusters 84 auf eine Hohlraumfläche 86 einer Form 88 ausgebildet sein. Das Formmuster 84 kann selektiv auf eine oder mehrere Hohlraumflächen 86 der Form 88 nanograviert sein. Das Formmuster 84 kann ein Diffraktionsgitter 30 sein. Das Nanogravieren des Formmusters 84 kann über einen Femtosekunden-Ultraviolettlaser (einen „Femtolaser“) 90 erreicht werden. Femtolaser 90 beinhalten oft einen Titan-Saphir- (Titan: Saphir-) Laser, der abstimmbar sein kann, um Rot- und Quasi-Infrarotlicht mit einer Wellenlänge in einem Bereich von etwa 650 nm bis etwa 1100 nm zu emittieren. Der Femtolaser 90 erzeugt ultrakurze Impulse, die eine Dauer in einem Bereich von einigen Pikosekunden bis etwa 10 Femtosekunden aufweisen. In einem konkreten Beispiel nanograviert der Femtolaser 90 die Hohlraumfläche 86 in Impulsen mit einer Dauer zwischen etwa 10 Femtosekunden und etwa 15 Femtosekunden. Die ultrakurze Dauer der Impulse arbeitet dazu, einige wenige Moleküle der Hohlraumfläche 86 während jedes Impulses auszuradieren und/oder zu entfernen. Dementsprechend kann der Femtolaser 90 möglicherweise keine wärmebeeinträchtigte Zone der Hohlraumfläche 86 erzeugen. Die kurze Interaktion zwischen dem Femtolaser 90 und der Form 88 kann ermöglichen, dass die Elektronen in betroffenen Molekülen erwärmt werden, ohne andere Moleküle zu erwärmen. Ferner kann der Femtolaser 90 Mai ultrafeine Details in die Hohlraumfläche 86 der Form 88 eingravieren. Dementsprechend kann der Femtolaser 90 Nanogravierungen 82 bereitstellen, die so dünn wie etwa 100 nm Dicke 58 sind. Darüber hinaus kann der Femtolaser 90 mit einer Spitzenleistung von etwa 15 GW arbeiten, was Multiphotonionisierung (MPI) verursachen kann. Die Intensität des Pulsierens des Femtolasers 90, das den Multiphotoneffekt einleitet, kann das Gravieren von festen Materialien ermöglichen, die bei der Verarbeitung (z. B. der Form 88) verwendet werden. Zusätzlich oder alternativ kann der Femtolaser 90 komplexe Flächen nanogravieren. In einem bestimmten Aspekt kann die Verwendung des Femtolasers 90 vorteilhaft sein, um ein Muster 50 auf einer Kühlergrillapplike 14 bereitzustellen, die komplexe Flächen beinhaltet (5 und 6).
Eine Ätzung kann auch selektiv auf die Hohlraumfläche 86 der Form 88 durch den Femtolaser 90 oder einen separaten Laser aufgebracht werden. In verschiedenen Beispielen kann ein Pikosekunden- oder Nanosekunden-YAG-Laser in Verbindung mit dem Titan: Saphir-Laser verwendet werden. Der YAG-Laser kann mehr Material aus der Form 88 entfernen, um eine grobe Verarbeitung der Hohlraumfläche 86 zu erzeugen, während der Titan: Saphir-Laser die kleineren Diffraktionsgitter 30 bereitstellen kann. Alternativ kann der Femtolaser 90 (z. B. der Titan: Saphir-Laser) das gesamte Muster 50 auf der Hohlraumfläche 86 bereitstellen.
Unter Bezugnahme auf 8 kann die Form 88 durch Induktionserwärmung erwärmt werden. Heizelemente 92 können hinter der Hohlraumfläche 86 der Form 88 zum Erwärmen der Hohlraumfläche 86 angeordnet sein. In verschiedenen Beispielen kann die Hohlraumfläche 86 der Form 88 auf den Schmelzpunkt des in der Polymerbeschichtung 22 beinhalteten Polymermaterials 22A erwärmt werden. Ein Erwärmen der Hohlraumfläche 86, die die Ätzungen und/oder Nanogravierungen 82 aufweist, kann das Polymermaterial 22A in flüssiger Form und/oder mit einer niedrigen Viskosität halten, um die Details der Ätzungen und/oder Nanogravierungen 82 einzufüllen. Es wird auch in Betracht gezogen, dass die Form 88 durch Dampf oder heißes Öl erwärmt werden kann.
Unter Bezugnahme auf 9 kann das Formen der Basisstruktur 18 und das Hinzufügen der Polymerbeschichtung 22 in einer einzelnen Form 88 (z. B. einem einzelnen Werkzeug) erreicht werden. Die Form 88 kann erwärmt werden und das Basismaterial 18A kann in einen ersten Hohlraum 98 der Form 88 eingespritzt werden. Die Basisstruktur 18 kann dann in die ausgewählte Form für die Applike 14 geformt werden. Sobald die Basisstruktur 18 geformt und abgekühlt ist, wird die Form 88 geöffnet und das Polymermaterial 22A der Polymerbeschichtung 22 kann über die Basisstruktur 18 innerhalb des ersten Hohlraums 98 eingespritzt werden. Sobald die Polymerbeschichtung 22 ausgehärtet ist, wird die Form 88 geöffnet und die Applike 14 kann entfernt werden.
Alternativ kann unter Bezugnahme auf 10 die Applike 14 durch ein zweistufiges Spritzgussverfahren 114 ausgebildet werden. Das zweistufige Spritzgussverfahren 114 kann für ein höheres Produktionsvolumen vorteilhaft sein. In einem Schritt 114A des zweistufigen Spritzgussverfahrens 114 kann das Basismaterial 18A für die Basisstruktur 18 in einen ersten Hohlraum 98 der Form 88 eingespritzt werden. In einem Schritt 114B kann die Form 88 den Druck aufrechterhalten, wodurch die Basisstruktur 18 in die ausgewählte Form für die Applike 14 abkühlen kann. In einem Schritt 114C kann die Form 88 geöffnet und eine Schwenkplatte 94 um etwa 180° gedreht werden, sodass die Basisstruktur 18 in einem zweiten Hohlraum 102 der Form 88 angeordnet ist. Einmal gedreht, kann in einem Schritt 114D die Form 88 wieder schließen und die Polymerbeschichtung 22A des Polymermaterials 22A kann in den zweiten Hohlraum 102 über die Basisstruktur 18 eingespritzt werden. Gleichzeitig oder etwa gleichzeitig wird das Basismaterial 18A für die Basisstruktur 18 für die nächste hergestellte Applike 14 in den ersten Hohlraum 98 der Form 88 eingespritzt. In einem Schritt 114E kann die Form 88 Druck halten, was es ermöglicht, dass die Polymerbeschichtung 22 aushärtet und die Basisstruktur 18 abkühlt. In einem Schritt 114F kann die Form 88 dann wieder geöffnet werden und die Applike 14 (die kombinierte Basisstruktur 18 und die Polymerbeschichtung 22) kann entfernt werden, und die Schwenkplatte 94 kann sich um etwa 180° drehen, damit sich der Zyklus wiederholt (z. B. bei Schritt 114A erneut beginnt).
Unter Bezugnahme auf 11 und unter weiterer Bezugnahme auf die 1-10 beinhaltet ein Verfahren 200 zur Herstellung der Applike 14 einen Schritt 204 des Bereitstellens einer Form 88. Die Form 88 kann zum Überformen der Polymerbeschichtung 22 auf die Basisstruktur 18 oder alternativ für ein zweistufiges Spritzgussverfahren 114 verwendet werden.
Das Verfahren 200 beinhaltet einen nächsten Schritt 208 zum Formen der Basisstruktur 18. Die Basisstruktur 18 kann in die Kühlergrillapplike, das Säulenmerkmal, das Emblem oder eine der anderen Stilappliken 14 eingegossen sein, wie vorstehend hierin erörtert. Die Basisstruktur 18 kann in einem gleichen Hohlraum der Form 88 oder einem separaten Hohlraum relativ zu der Polymerbeschichtung 22 geformt sein. Dementsprechend kann die Basisstruktur 18 ein Diffraktionsgitter 30 definieren. Alternativ kann die Basisstruktur 18 das Diffraktionsgitter 30 nicht definieren.
Ein nächster Schritt 212 des Verfahrens 200 kann das Ätzen der Hohlraumoberfläche 86 der Form 88 beinhalten. Das Ätzen kann mit einem YAG-Laser oder mit einem Titan: Saphir-Laser (z.B. dem Femtolaser 90) erreicht werden. Das Ätzen kann ein erstes Muster 106 auf der Hohlraumfläche 86 bereitstellen. Das erste Muster 106 kann ein Diffraktionsgitter 30 beinhalten oder nicht. Das Ätzen kann selektiv auf die Hohlraumfläche 86 angewendet werden, sodass das erste Muster 106 an einem ersten Abschnitt 108 der Hohlraumfläche 86 bereitgestellt ist und einen zweiten Abschnitt 112 der Hohlraumfläche 86 im Wesentlichen frei von dem Diffraktionsgitter 30 lässt. Das Ätzen kann auf einer oder mehreren Flächen der Form 88 bereitgestellt sein.
Als nächstes beinhaltet ein Schritt 216 Nanogravieren 82 eines zweiten Musters 110 auf der Hohlraumfläche 86 der Form 88. Das Nanogravieren 82 kann das zweite Muster 110 einschließlich des Diffraktionsgitters 30 auf der Hohlraumfläche 86 erzeugen. Das Nanogravieren 82 kann mit dem Femtolaser 90 erreicht werden, was zum Bereitstellen von kleinen Details für das Diffraktionsgitter 30 vorteilhaft sein kann. In einem konkreten Beispiel können die Nanogravuren 82 eine Tiefe in der Hohlraumfläche 86 in einem Bereich von etwa 100 nm bis 300 nm aufweisen. In einem anderen konkreten Beispiel können die Nanogravuren 82 eine Tiefe von etwa oder weniger als 200 nm aufweisen. Dementsprechend können die Nanogravuren 82 ein Diffraktionsgitter 30 mit einer Dicke 58 in einem Bereich von etwa 100 nm bis etwa 300 nm oder etwa oder weniger als 200 nm erzeugen. Die Nanogravuren 82 können auf den ersten Abschnitt 108 der Hohlraumfläche 86, den zweiten Abschnitt 112 der Hohlraumfläche 86 und/oder eine Kombination davon angewendet werden.
Ein Schritt 220 beinhaltet das Erhitzen der Form 88. Wie zuvor unter Bezugnahme auf 8 erklärt kann die Hohlraumfläche 86 durch Induktionserwärmung durch die Heizelemente 92 erwärmt werden. Die Erwärmung der Hohlraumfläche 86, die die Ätzungen auf und/oder Nanogravuren 82 aufweist, ermöglicht, dass das Material der Polymerbeschichtung 22 hochviskos bleibt und die kleinen Details des ersten und zweiten Musters 106, 110 (z. B. das Diffraktionsgitter 30) in der Hohlraumfläche 86 ausfüllt.
In einem Schritt 224 ist die Basisstruktur 18 innerhalb der Form 88 positioniert. Die Basisstruktur 18 kann innerhalb der Form 88 ab dem Zeitpunkt, zu dem die Basisstruktur 18 geformt wurde, wie in Schritt 224, angeordnet sein oder kann separat ausgebildet und später innerhalb der Form 88 angeordnet sein. Der Schritt 224 kann auch das Abkühlen der Basisstruktur 18 beinhalten, sodass die Basisstruktur 18 ihre Form behalten kann, wenn die Form 88 geöffnet wird.
Als nächstes wird in einem Schritt 228 die Polymerbeschichtung 22 über die Basisstruktur 18 eingespritzt. Wie zuvor in Bezug auf 9 erläutert kann die Polymerbeschichtung 22 über die Basisstruktur 18 geformt werden, nachdem die Basisstruktur 18 geformt wurde. Alternativ, wie zuvor in Bezug auf 10 erörtert, kann die Polymerbeschichtung 22 über die Basisstruktur 18 in dem zweistufigen Spritzgussprozess 114 eingespritzt werden. Die Polymerbeschichtung 22 kann mindestens teilweise aufgrund der erwärmten Form 88 und/oder Hohlraumfläche 86 der Form 88 viskos bleiben. In verschiedenen Beispielen kann das Material der Polymerbeschichtung 22 unter normalen Bedingungen (z. B. Druck, Temperatur usw.) in flüssiger Form vorliegen. Als solches kann das flüssige Material mit oder ohne die erwärmte Form 88 viskos sein. Die Polymerbeschichtung 22 kann über die Basisstruktur 18 fließen und die Ätzungen und/oder Nanogravuren 82 der Hohlraumfläche 86 füllen. Dementsprechend können das Formmuster 84 und/oder die Ätzungen und/oder die Nanogravuren 82 in der Hohlraumfläche 86 ein Spiegelbild des ausgewählten Diffraktionsgitters 30 oder des Musters 50 sein, das durch die Polymerbeschichtung 22 ganzheitlich definiert werden soll. Die Polymerbeschichtung 22, die Polyurethan und/oder Polyurie beinhaltet, kann zur Definition des Diffraktionsgitters 30, das durch den Femtolaser 90 nanograviert ist, vorteilhaft sein. Der Schritt 228 kann auch das Aushärten der Polymerbeschichtung 22 und das Entfernen der Applike 14 aus der Form 88 beinhalten.
Die Verwendung der vorliegenden Offenbarung kann eine Vielfalt von Vorteilen bereitstellen. Zum Beispiel kann die Verwendung des Femtolasers 90 kleine Nanogravuren 82 bereitstellen, die mit einem herkömmlichen Laser möglicherweise nicht erzielt werden können. Ferner kann der Femtolaser 90 Nanogravuren 82 mit kleinen Details bereitstellen, um eine Vielfalt von Mustern 50 bereitzustellen. Darüber hinaus kann der Femtolaser 90 in ultrakurzen Impulsen mit höherer Leistung arbeiten, die es einer Vielzahl von Flächen, einschließlich der Hohlraumfläche 86 einer Form 88 oder eines anderen Werkzeugs, ermöglichen können, nanograviert zu werden. Das Diffraktionsgitter 30, das durch den Femtolaser 90 gebildet ist, kann im Wesentlichen verborgen sein, wenn minimales oder kein Licht 42 auf die Applike 14 gerichtet ist. Wenn Licht 42 auf die Applike 14 gerichtet ist, kann das Diffraktionsgitter 30 das Licht 42 brechen, um das Muster 50 auf der Applike 14 freizulegen. Darüber hinaus kann das Diffraktionsgitter 30 auf Basisstrukturen 18 angewendet werden, die komplexe Flächen aufweisen, was mit einem herkömmlichen Laser möglicherweise nicht erzielt werden kann. Die Polymerbeschichtung 22 kann der Applike 14 Haltbarkeit verleihen. Die Polymerbeschichtung 22 kann kratzfest und gegenüber ultraviolett (UV) beständig sein und kann eine Verwitterung der Applike 14 verhindern, wodurch die Lebensdauer der Applike 14 erhöht wird. Zusätzlich kann die Polymerbeschichtung 22 ein ästhetisch ansprechenderes Design aufweisen als herkömmliche lackierte Appliken, da herkömmliche lackierte Appliken eine Orangenhaut aufweisen können, die das ausgewählte Erscheinungsbild verhindern kann.
Gemäß verschiedenen Beispielen beinhaltet eine Fahrzeugapplike eine Basisstruktur und eine Polymerbeschichtung, die auf der Basisstruktur angeordnet ist. Die Polymerbeschichtung deckt mindestens teilweise eine Außenfläche der Basisstruktur ab. Ein Diffraktionsgitter ist durch die Polymerbeschichtung integral definiert. Das Diffraktionsgitter weist eine Dicke in einem Bereich von etwa 100 nm bis etwa 300 nm auf. Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können ein beliebiges und/oder eine Kombination der folgenden Merkmale beinhalten:

• eine Polymerbeschichtung beinhaltet mindestens eines von Polyurethan und Polyurie;
• ein Diffraktionsgitter weist eine Periode in einem Bereich von etwa 50 nm bis etwa 5 Mikron auf;
• ein Diffraktionsgitter weist eine Periode in einem Bereich von etwa 150 nm bis etwa 400 nm auf;
• ein Diffraktionsgitter definiert Zeichen;
• ein Diffraktionsgitter beinhaltet ein Strichgittermuster; und
• ein Diffraktionsgitter beinhaltet ein holografisches Gittermuster.

Gemäß verschiedenen Beispielen beinhaltet ein Verfahren zur Herstellung einer Fahrzeugapplike das Bereitstellen einer Form und das selektive Ätzen eines ersten Musters auf mindestens einer Fläche der Form. Ein zweites Muster ist selektiv auf der mindestens einen Fläche der Form nanograviert. Das zweite Muster beinhaltet ein Diffraktionsgitter. Eine Basisstruktur ist innerhalb der Form positioniert. Eine Polyurethanbeschichtung ist in die Form spritzgegossen. Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können ein beliebiges oder eine Kombination der folgenden Merkmale beinhalten:

• Erwärmen einer Form auf einen Schmelzpunkt einer Polyurethanbeschichtung;
• ein Femtosekunden-Ultraviolettlaser bildet ein nanograviertes zweites Muster;
• selektives Nanogravieren tritt in Impulsen mit einer Dauer zwischen etwa 10 Femtosekunden und etwa 15 Femtosekunden auf;
• selektives Nanogravieren erzeugt das Diffraktionsgitter, das eine Dicke von weniger als etwa 700 nm aufweist;
• selektives Nanogravieren erzeugt das Diffraktionsgitter, das eine Dicke von weniger als etwa 200 nm aufweist;
• Formen einer Basisstruktur in ein Säulenmerkmal für ein Fahrzeug; und
• Formen einer Basisstruktur in einen Fahrzeugkühlergrill.

Gemäß verschiedenen Beispielen beinhaltet ein Verfahren zur Herstellung einer Fahrzeugapplike ein Bereitstellen einer Form und ein Nanogravieren eines Diffraktionsmusters auf einer Fläche der Form. Die Fläche der Form ist durch Induktionserwärmung erwärmt. Eine Basisstruktur ist innerhalb der Form positioniert. Eine Polymerbeschichtung ist über die Basisstruktur spritzgegossen. Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können ein beliebiges oder eine Kombination der folgenden Merkmale beinhalten:

• das selektive Nanogravieren stellt ein Diffraktionsgitter auf einem ersten Abschnitt einer Form bereit und lässt einen zweiten Abschnitt einer Form im Wesentlichen frei von dem Diffraktionsgitter;
• eine Fläche einer Form wird auf einen Schmelzpunkt einer Polymerbeschichtung erwärmt;
• ein Femtosekunden-Ultraviolettlaser bildet ein nanograviertes Diffraktionsgitter; und
• Nanogravieren erzeugt ein Diffraktionsgitter, das eine Dicke von weniger als etwa 700 nm aufweist.

Modifikationen der Offenbarung werden sich dem Fachmann und denen, die die Offenbarung herstellen oder verwenden, erschließen. Daher versteht es sich, dass die in den Zeichnungen gezeigten und vorstehend beschriebenen Ausführungsformen lediglich Veranschaulichungszwecken dienen und nicht zur Einschränkung des Umfangs der Offenbarung gedacht sind, der durch die nachfolgenden Patentansprüche definiert ist, die gemäß den Prinzipien des Patentrechts, einschließlich der Äquivalenzlehre, auszulegen sind.
Es versteht sich, dass Variationen und Modifikationen an der vorstehenden Struktur vorgenommen werden können, ohne von den Konzepten der vorliegenden Offenbarung abzuweichen, und es versteht sich ferner, dass derartige Konzepte durch die folgenden Patentansprüche abgedeckt sein sollen, sofern diese Ansprüche durch ihren Wortlaut nicht ausdrücklich etwas anderes festlegen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Fahrzeugapplike bereitgestellt, die Folgendes aufweist: eine Basisstruktur; eine Polymerbeschichtung, die auf der Basisstruktur angeordnet ist, wobei die Polymerbeschichtung mindestens teilweise eine Außenfläche der Basisstruktur abdeckt; und ein Diffraktionsgitter, das integral durch die Polymerbeschichtung definiert ist, wobei das Diffraktionsgitter eine Dicke in einem Bereich von etwa 100 nm bis etwa 300 nm aufweist.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Polymerbeschichtung mindestens eines von Polyurethan und Polyurie.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Diffraktionsgitter eine Periode in einem Bereich von etwa 50 nm bis etwa 5 Mikron auf.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Diffraktionsgitter eine Periode in einem Bereich von etwa 150 nm bis etwa 400 nm auf.
Gemäß einer Ausführungsform definiert das Diffraktionsgitter Zeichen.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Diffraktionsgitter ein Strichgittermuster.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Diffraktionsgitter ein holografisches Gittermuster.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Fahrzeugapplike bereitgestellt, das Folgendes aufweist: Bereitstellen einer Form; selektives Ätzen eines ersten Musters auf mindestens einer Fläche der Form; selektives Nanogravieren eines zweiten Musters auf der mindestens einen Fläche der Form, wobei das zweite Muster ein Diffraktionsgitter beinhaltet; Positionieren einer Basisstruktur innerhalb der Form; und Spritzgießen einer Polyurethanbeschichtung in die Form.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Form auf einen Schmelzpunkt der Polyurethanbeschichtung erwärmt wird.
Gemäß einer Ausführungsform bildet ein Femtosekunden-Ultraviolettlaser ein nanograviertes zweites Muster.
Gemäß einer Ausführungsform tritt das selektive Nanogravieren in Impulsen mit einer Dauer zwischen etwa 10 Femtosekunden und etwa 15 Femtosekunden auf.
Gemäß einer Ausführungsform erzeugt das selektive Nanogravieren das Diffraktionsgitter, das eine Dicke von weniger als etwa 700 nm aufweist.
Gemäß einer Ausführungsform erzeugt das selektive Nanogravieren das Diffraktionsgitter, das eine Dicke von weniger als etwa 200 nm aufweist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch Formen der Basisstruktur in ein Säulenmerkmal für ein Fahrzeug.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch Formen der Basisstruktur in einen Fahrzeugkühlergrill.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer Fahrzeugapplike bereitgestellt, das Folgendes aufweist: Bereitstellen einer Form; Nanogravieren eines Diffraktionsgitters auf einer Fläche der Form; Erwärmen der Fläche der Form über Induktionserwärmen; Positionieren einer Basisstruktur innerhalb der Form; und Spritzgießen einer Polymerbeschichtung über die Basisstruktur.
Gemäß einer Ausführungsform stellt das selektive Nanogravieren das Diffraktionsgitter auf einem ersten Abschnitt der Form bereit und lässt einen zweiten Abschnitt der Form im Wesentlichen frei von dem Diffraktionsgitter.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Fläche der Form auf einen Schmelzpunkt der Polymerbeschichtung erwärmt.
Gemäß einer Ausführungsform bildet ein Femtosekunden-Ultraviolettlaser das nanogravierte Diffraktionsgitter.
Gemäß einer Ausführungsform erzeugt das Nanogravieren das Diffraktionsgitter, das eine Dicke von weniger als etwa 700 nm aufweist.

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Fahrzeugapplike, das Folgendes umfasst: Bereitstellen einer Form; selektives Ätzen eines ersten Musters auf mindestens einer Fläche der Form; selektives Nanogravieren eines zweiten Musters auf der mindestens einen Fläche der Form, wobei das zweite Muster ein Diffraktionsgitter beinhaltet; Positionieren einer Basisstruktur innerhalb der Form; und Spritzgießen einer Polyurethanbeschichtung in die Form.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: Erwärmen der Form auf einen Schmelzpunkt der Polyurethanbeschichtung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Femtosekunden-Ultraviolettlaser das nanogravierte zweite Muster bildet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das selektive Nanogravieren in Impulsen erfolgt, die eine Dauer zwischen etwa 10 Femtosekunden und etwa 15 Femtosekunden aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das selektive Nanogravieren das Diffraktionsgitter erzeugt, das eine Dicke von weniger als etwa 700 nm aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Diffraktionsgitter ein Strichgittermuster beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: Formen der Basisstruktur in ein Säulenmerkmal für ein Fahrzeug.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: Formen der Basisstruktur in einen Fahrzeugkühlergrill.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: Erwärmen der mindestens einen Fläche der Form über Induktionserwärmung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das selektive Nanogravieren das Diffraktionsgitter auf einem ersten Abschnitt der Form bereitstellt und einen zweiten Abschnitt der Form im Wesentlichen frei von dem Diffraktionsgitter lässt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Diffraktionsgitter ein holografisches Gittermuster beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Diffraktionsgitter eine Periode in einem Bereich von etwa 50 nm bis etwa 5 Mikron aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-12, wobei das selektive Nanogravieren das Diffraktionsgitter erzeugt, das eine Dicke von weniger als etwa 200 nm aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-12, wobei das Diffraktionsgitter Zeichen definiert.
Fahrzeug, das die Fahrzeugapplike umfasst, die gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1-12 hergestellt ist.