DE4015125A1 - Verfahren zur herstellung von formkoerpern - Google Patents

Verfahren zur herstellung von formkoerpern

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Description

Die vorliegende Erfindung geht von einem gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches beschriebenen Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus.
Eine Vielzahl von Formkörpern des täglichen Bedarfes (Blenden, Tastaturen, Schalter usw.) sind mittels eines derartigen Verfahrens herstellbar. Dabei geht es darum, einen aus mehreren Komponenten bestehenden Formkörper herzustellen. Die den direkten Einflüssen ausgesetzten bzw. sichtbaren Oberflächen bestehen bei diesen Formkörpern aus einer stoffschlüssig mit dem Basisteil verbundenen Deckfolienteil. Das Basisteil sorgt für die notwendige Strukturfestigkeit und das Deckfolienteil für die entsprechende Oberflächenaufmachung des Formkörpers.
Durch die DE 38 40 542 C1 ist ein dem Oberbegriff des Hauptanspruches entsprechendes Verfahren zur Herstellung von Formkörpern bekanntgeworden. Bei diesem Verfahren wird das aus einem dünnwandigen kalt-reckbaren Kunststoff bestehende, einen Farbaufdruck aufweisende Deckfolienteil mit Hilfe eines Druckfluids isostatisch umgeformt. Der Umformung liegt dabei ein ebenes Deckfolien-Halbzeug zugrunde, das durch die Umformung bei einem Druck des Druckfluids größer 20 bar schlagartig in ihre endgültige Form gebracht wird. Oftmals bedarf es eines relativ großen Umformungsgrades, um die gewünschte endgültige Form eines solchen Deckfolienteils herzustellen. Wird eine bestimmte Umformungsgradgröße überschritten, kann es aber zu unschönen Strukturveränderungen des Deckfolienteils und/oder Zerstörungen des Farbaufdruckes kommen. Diese Strukturänderungen des Deckfolienteils bzw. Zerstörungen des Farbaufdruckes können bei dem herzustellenden Formkörper z. B. zu optisch unschön hervortretenden Fehlern in der Oberfläche führen, was insbesondere bei hochwertigen Produkten nicht akzeptabel ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern anzugeben, durch das Formkörper ohne optisch unschön hervortretende Fehler in der Oberfläche herzustellen sind, auch wenn zur Herstellung der endgültigen Form des Deckfolienteils eines solchen Formkörpers insgesamt ein relativ großer Umformungsgrad notwendig ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhaft bei einem derartigen Verfahren ist, daß durch relativ einfache, kostengünstige Maßnahmen der gewünschte Formkörper in hoher Qualität gefertigt wird.
Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.
Anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Formkörpers sei die Erfindung näher erläutert und zwar zeigen
Fig. 1a ein mit einer reliefartigen Vorform versehenes Deckfolienteil
Fig. 1b den mit der endgültigen reliefartigen Form versehenen, aus einem Basisteil und dem Deckfolienteil bestehenden Formkörper.
Wie aus der Zeichnung hervorgeht, besteht der nach dem angegebenen Verfahren herzustellende Formkörper aus einem vorzugsweise aus Kunststoff hergestellten Basisteil 1 und einem damit stoffschlüssig verbundenen, ebenfalls vorzugsweise aus Kunststoff hergestellten Deckfolienteil 2.
Das Deckfolienteil 2 wird insbesondere aus transparentem Polycarbonat-Material hergestellt. Mehrere Farbbeschichtungen ¾ sind im Siebdruckverfahren auf die dem Basisteil 1 zugewandte Seite des Deckfolienteils 2 aufgetragen. Zunächst wird ein deckender, vorzugsweise schwarzer Farbaufdruck in zwei Farbschichten auf die dem Basisteil 1 zugewandte Seite des Deckfolienteils 2 aufgetragen. Durch ein Aussparen des deckenden Farbaufdruckes an bestimmten Stellen des Deckfolienteils 2 werden durchleuchtungsfähige Bereiche erzeugt. Die durchleuchtungsfähigen Bereiche bleiben entweder ohne jegliche Farbbeschichtung ¾ oder sind zur Erzeugung bestimmter Farbeffekte bzw. Herstellung bestimmter Kennzeichnungen 5 mit einer oder mehreren durchleuchtungsfähigen Farbbeschichtungen ¾ versehen. Zur Herstellung von Kennzeichnungen 5 werden die vom deckenden Farbaufdruck ausgesparten Stellen des Deckfolienteils 2 mit einem andersfarbigen, vorzugsweise weißen Farbaufdruck versehen. Die Kennzeichnungen 5 können z. B. als Funktionssymbole, Ziffern, Buchstaben oder unterschiedlich stark bemessene Balken usw. ausgebildet sein. Durch einen weiteren Farbaufdruck auf die durchleuchtungsfähigen Bereiche mit unterschiedlichen Farben z. B. rot, grün, blau erzielt man insbesondere während der Ausleuchtung bestimmte Farbeffekte. Ein solchermaßen hergestelltes Deckfolienteil 2 ist etwa 100 bis 500 µm stark. Um eine innige stoffschlüssige Verbindung des Deckfolienteils 2 mit dem Basisteil 1 sicherzustellen, ist das Deckfolienteil 2 an seiner dem Basisteil 1 zugewandten, mit den Farbaufdrucken ¾ versehenen Seite zusätzlich mit einem Haftvermittler 6 beaufschlagt, welcher eine Aktivierungstemperatur von ca. 60°C aufweist.
Um das vorbeschriebene, als Halbzeug ebene Deckfolienteil 2 zunächst mit einer reliefartigen Vorform 7a zu versehen, wird dieses auf seine für eine einwandfreie plastische Verformung ausreichende Umformtemperatur aufgeheizt und einem ebenfalls auf diese Umformtemperatur vorgeheizten Ziehwerkzeug zugeführt. Das Ziehwerkzeug besteht im wesentlichen aus einem Ober- und einem Unterstempel, wobei in einem der beiden Stempel eine der reliefartigen Vorform 7a des Deckfolienteils 2 entsprechende Aushöhlung und auf dem anderen der beiden Stempel eine der Vorform 7a des Deckfolienteils 2 entsprechende Erhebung vorhanden ist. Sowohl der Ober- als auch der Unterstempel des Ziehwerkzeuges sind mit einer hochgleitfähigen Oberflächenbeschichtung versehen. Selbstverständlich verbleibt beim gänzlichen Zufahren des Ziehwerkzeuges zwischen dem Ober- und dem Unterstempel ein der Stärke des Deckfolienteils 2 entsprechender Spalt. Zum Einbrigen der reliefartigen Vorform 7a wird das Deckfolienteil 2 im Ziehwerkzeug fixiert, wobei das Ziehwerkzeug anschließend mit einer geeigneten, das Nachfließen von genügend Material aus dem Randbereich des Deckfolienteils 2 gewährleistenden Geschwindigkeit zugefahren wird. Selbstverständlich kann die Schließgeschwindigkeit des Ziehwerkzeuges, wenn dies notwendig sein sollte, auch der Fließfähigkeit der Farbaufdrucke ¾ angepaßt werden.
Die reliefartige Vorform 7a des Deckfolienteils 2 wird somit in relativ kurzer Zeit durch ein einfach aufgebautes, preisgünstig herzustellendes Ziehwerkzeug erzeugt.
Nachdem die reliefartige Vorform 7a in dem Deckfolienteil 2 eingebracht worden ist, wird das Deckfolienteil 2 aus dem Ziehwerkzeug entnommen und dem zur Herstellung des Basisteils 1 notwendigen, die endgültige Form 7b des Formkörpers aufweisenden Spritzwerkzeug zugeführt. Das Basisteil 1 wird vorzugsweise aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellt. Durch den Spritzprozeß des Basisteiles 1 wird das im Spritzwerkzeug fixierte Deckfolienteil 2 in seine endgültige Form gebracht, d. h. mit seiner endgültigen reliefartigen Form 7b versehen. Durch den Spritzprozeß des Basisteiles 1, insbesondere durch die dabei enstehende Temperatur wird der auf dem Deckfolienteil 2 befindliche Haftvermittler 6 aktiviert, so daß eine innige stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Deckfolienteil 2 und dem Basisteil 1 entsteht. Durch das Herstellen der endgültigen reliefartigen Form 7b des Deckfolienteils 2 in zwei Fertigungsschritten ist es somit möglich, kostengünstig einen qualitativ hochwertigen, aus einem Basisteil 1 und einem Deckfolienteil 2 bestehenden Formkörper mit einer makellosen Oberfläche herzustellen. Dabei werden selbst dann makellose Oberflächen erzielt, wenn zur Herstellung der reliefartigen Form 7b des Deckfolienteils 2 insgesamt ein großer Umformungsgrad notwendig ist. Reliefartige Formen 9, die mit einem weniger großen Umformungsgrad herzustellen sind, können dabei direkt im Spritzwerkzeug durch den Spritzprozeß des Basisteiles 1 in das Deckfolienteil 2 eingebracht werden, ohne daß optisch unschön hervortretende Fehler in der Oberfläche des Formkörpers zu erwarten sind.
Selbstverständlich ist es technisch möglich, die reliefartige Vorform 7a des Deckfolienteils 2 auch innerhalb des Spritzwerkzeuges herzustellen. Dies ist dann möglich, wenn ein entsprechendes, die Vorform 7a herstellendes Ziehwerkzeug in das Spritzwerkzeug integriert wird. Durch diese Maßnahme entfällt dann das zeitaufwendige Händeln des Deckfolienteils 2 vom Ziehwerkzeug zum Spritzwerkzeug.
Das Spritzwerkzeug für das Basisteil 1 kann ohne weiteres so ausgebildet sein, daß nach den technischen Möglichkeiten beliebig geformte Formkörper hergestellt werden. So können in der dem Deckfolienteil 2 zugewandten Seite des Basisteiles 1 Durchbrüche 8 erzeugt werden, die sowohl schon vor dem Spritzprozeß in dem Deckfolienteil 2 vorhandenen weiteren Durchbrüchen 8a und/oder den durchleuchtungsfähigen Bereichen des Deckfolienteils 2 zugeordnet werden.

Claims (29)

1. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern, die aus einem Basisteil und einer damit stoffschlüssig verbundenen, durch Druck- und gegebenenfalls Temperatureinwirkung mit einer reliefartigen Form versehenen Deckfolienteil bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß das Deckfolienteil (2) vor der Zuordnung zum Basisteil (1) in einem Werkzeug mit einer reliefartigen Vorform (7a) versehen und erst bei der Herstellung des Basisteils (1) in dessen Herstellungswerkzeug in seine endgültige Form (7b) gebracht wird.
2. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorform (7a) des Deckfolienteils (2) durch ein die Kontur der Vorform (7a) positiv und negativ in einem Ober- und Unterstempel fest aufweisendes Ziehwerkzeug hergestellt wird.
3. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorverformung des Deckfolienteils (2) mittels eines separaten Ziehwerkzeuges erfolgt.
4. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Vorverformung des Deckfolienteils (2) in dem für die Herstellung des Basisteils (1) erforderlichen Werkzeug erfolgt.
5. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Herstellung der Vorform (7a) des Deckfolienteils (2) notwendige Werkzeug zumindest bereichsweise mit einer hochgleitfähigen Oberflächenaufmachung versehen wird.
6. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Herstellung der Vorform (7a) des Deckfolienteils (2) notwendige Werkzeug mit einem das Nachfließen des Deckfolien-Materials während der Vorverformung gewährleistenden Aufbau versehen und mit einer das Nachfließen des Deckfolien-Materials ermöglichenden Geschwindigkeit zugefahren wird.
7. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Deckfolienteil (2) zumindest eine das Nachfließen des Deckfolien-Materials während der Vorverformung begünstigende Fließhilfe zugeordnet wird.
8. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß das Deckfolienteil (2) mit zumindest einem das Nachfließen des Deckfolien-Materials während der Vorverformung begünstigenden Einschnitt versehen wird.
9. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Deckfolienteil (2) mit einer Struktur versehen wird.
10. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Deckfolienteil (2) mit einer Stärke von ca. 100 bis 500 µm verwendet wird.
11. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Deckfolienteil (2) mit zumindest einer Farbbeschichtung (¾) versehen wird.
12. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, daß die Farbbeschichtung (¾) des Deckfolienteils (2) aus verschiedenen Farben vorgenommen wird.
13. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Deckfolienteil (2) aus einem Kunststoff hergestellt wird.
14. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Deckfolienteil (2) aus Polycarbonat hergestellt wird.
15. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein transparentes Deckfolienteil (2) verwendet wird, wobei die zumindest eine Farbbeschichtung (¾) auf die dem Basisteil (1) zugewandte Seite des Deckfolienteils (2) aufgebracht wird.
16. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Doppelfolie für das Deckfolienteil (2) verwendet wird, wobei die zumindest eine Farbbeschichtung (¾) auf zumindest einer Innenseite einer der beiden Folien aufgebracht wird.
17. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Deckfolienteil (2) durch verschiedene Farbbeschichtungen mit unterschiedlichen, eine bestimmte Bedeutung darstellenden Kennzeichnungen (5) versehen wird.
18. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Deckfolienteil (2) mit zumindest einem durchleuchtungsfähigen Bereich versehen wird.
19. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine durchleuchtungsfähige Bereich des Deckfolienteils (2) zumindest einer Kennzeichnung (5) zugeordnet wird.
20. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine Farbbeschichtung (¾) im Siebdruckverfahren auf das Deckfolienteil (2) aufgebracht wird.
21. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Basisteil (1) zugewandte Seite des Deckfolienteils (2) mit einem Haftvermittler (6) versehen wird, der oberhalb der Raumtemperatur aber nicht oberhalb der zur Herstellung des Basisteils (1) notwendigen Verarbeitungstemperatur aktiviert wird.
22. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Deckfolienteil (2) vorhandenen Kennzeichnungen (5) entsprechend des Verformungsgrades des Deckfolienteils (2) platzmäßig verschoben auf dem unverformten Deckfolien-Material aufgebracht werden.
23. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Basisteil (1) aus Kunststoff hergestellt wird.
24. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Basisteil (1) aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellt wird.
25. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Basisteil (1) in der dem Deckfolienteil (2) zugewandten Oberfläche mit zumindest einem Durchbruch (8) versehen wird.
26. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Durchbruch (8) zumindest einem durchleuchtungsfähigen Bereich des Deckfolienteils (2) zugeordnet wird.
27. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Durchbruch (8) zumindest einem auch in dem Deckfolienteil (2) vorhandenen Durchbruch (8a) zugeordnet wird.
28. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern nach einem der Ansprüche 23 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Basisteil (1) im Spritzgießverfahren hergestellt wird.
29. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern nach einem der Ansprüche 23 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Basisteil (1) durch einen Schäumungsprozeß hergestellt wird.
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