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DE4116437A1 - Verfahren zur herstellung eines kunststoff-formteils - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines kunststoff-formteils

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoff-Formteils sowie ein nach diesem Verfahren hergestelltes Formteil.
Es ist bekannt, Kunststoff-Formteile im Spritzgießverfahren herzustellen. Solcherart gefertigte Formteile werden auch im Automobilbau, beispielsweise als Abdeckung für Stoßfänger oder als Spiegelgehäuse, eingesetzt. Dabei besteht vielfach der Wunsch, zur optischen Aufwertung des Fahrzeugs derartige, gerade im Außenbereich verwendete Formteile der Fahrzeugaußenfarbe anzupassen. Zu diesem Zwecke werden die Formteile in bekannter Weise, zuweilen in Wagenfarbe, lackiert. Dieses Verfahren ist nicht nur sehr aufwendig, es bereitet auch Schwierigkeiten, den Lack dauerhaft auf das Formteil aufzubringen, ohne daß er nach relativ kurzer Zeit schon wieder, begünstigt durch Steinschlag und Witterungseinflüsse, abblättert.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Kunststoff-Formteilen zu entwickeln, das einfach zu handhaben ist und dem Formteil einen dauerhaften Schutz verleiht. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Verfahrens­ schritte gelöst.
Zweckmäßigerweise liegt das Vakuum auch nach dem Tiefziehvorgang weiterhin an der Folie an. Sie bleibt damit in ihrer Lage fixiert, was für den nachfolgenden Arbeitsgang, nämlich das Auffüllen des Zwischenraumes mit Kunststoff-Material, vorteilhaft ist. So können beispielsweise Faltenbildungen verhindert werden.
Die Entformung des Formteils, also das Herausnehmen des fertigen Werkstücks aus dem Werkzeug, erfolgt nach einer weiteren Aus­ bildung der Erfindung dadurch, daß in die Kanäle, die zuvor der Erzeugung des Vakuums dienten, jetzt Druckluft geblasen wird. Somit können besondere Auswerfer, wie sie bei Spritzguß­ maschinen bekannt und üblich sind, entfallen.
Wenn auch nicht auszuschließen ist, daß in bestimmten Anwendungs­ fällen die Verwendung einer eingefärbten Folie sinnvoll ist, um das Formteil farbig erscheinen zu lassen, so wird man in anderen Fällen vorteilhafterweise auf eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zurückgreifen, wie sie im Patent­ anspruch 4 beschrieben ist. Die weiteren Unteransprüche beinhalten weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung nachstehend näher erläutert. Darin ist die Herstellung eines farbigen Kunststoff-Formteils dargestellt, das als Bestandteil einer Kraftfahrzeug-Stoßstange auf einem Trägerblech befestigt wird und in erster Linie die Stoßstange und damit auch das Fahrzeug optisch aufwerten soll. Das Kunststoff-Formteil stellt also eine Blende oder Abdeckung dar, die in ihrer Farbe der Wagenfarbe angepaßt ist.
Bisher wird die Abdeckung in üblicher Weise lackiert. Abgesehen davon, daß dabei die Lackschicht der bezüglich Beschädigungen an exponierter Stelle des Fahrzeugs befindlichen Stoßstange sehr schnell in Mitleidenschaft gezogen wird, gibt es oft schon beim Aufbringen des Lackes Schwierigkeiten, insbesondere bei der Verwendung eines Metalleffekt-Lackes, der bekanntlich kleinste Aluminiumplättchen enthält. Wenn diese Aluminiumplättchen nicht parallel zueinander und auch nicht parallel zu der lackierten Oberfläche ausgerichtet sind, was regelmäßig in solchen Bereichen der Oberfläche der Fall ist, in denen - bedingt durch kleine Radien oder scharfe Kanten - stark ausgeprägte Übergänge von einem Flächenteil zu einem anderen vorhanden sind, dann treten Schlieren in der Lackierung auf, die den optischen Eindruck herabsetzen. Diese Probleme treten bei der erfindungsgemäß hergestellten Abdeckung nicht auf.
In der Zeichnung zeigen im einzelnen:
Fig. 1 das einseitige Beschichten einer tiefziehfähigen Folie mit einem Metalleffekt-Lack,
Fig. 2 u. 3 das Tiefziehen der lackierten Folie in der offenen ersten Hälfte eines Spritzgießwerkzeuges,
Fig. 4 das mittels der zweiten Hälfte geschlossene Spritz­ gießwerkzeug und
Fig. 5 in vergrößerter Darstellung den Folienbeschnitt an der entformten Abdeckung.
Zunächst wird also eine tiefziehfähige, durchsichtige und witterungs­ beständige Folie 1 einseitig mittels einer geeigneten Sprühvor­ richtung 2 mit einem Metalleffekt-Lack 3 beschichtet. Dazu wird die Folie 1 in Richtung des Pfeiles 4 unter der ortsfesten Sprühvorrichtung 2 entlanggeführt, so daß sich eine gleichmäßige Lackschicht 5 ausbildet. Mittels eines nachgeschalteten Saugge­ bläses in einem Abzug 6 kann die Lackschicht 5 dann ablüften.
Danach wird die lackierte Folie 1,5 bis auf Tiefziehtemperatur erhitzt und in einem Tiefziehwerkzeug 7 im Vakuumverfahren tiefgezogen, wobei sie mit der nicht lackierten Folienseite 8 an der Formwand 9 des Tiefziehwerkzeugs 7 zur Anlage kommt. Als Tiefziehwerkzeug 7 dient die Hälfte eines Spritzgießwerkzeugs, die auch als Matrizenseite bezeichnet wird. Fig. 2 zeigt die lackierte Folie 1,5 und das Tiefziehwerkzeug 7 vor dem Tief­ ziehen, Fig. 3 danach.
Die lackierte Folie 1,5 bleibt nun gemäß Fig. 3 in der Form­ hälfte 7, und das Spritzgießwerkzeug wird mit seiner anderen Hälfte, der Kernseite 10, geschlossen, wie es in Fig. 4 gezeigt ist. Dabei verbleibt zwischen der Lackschicht 5 und der Stirn­ fläche 11 der Kernseite 10 ein Hohlraum 12, in den jetzt über einen Kanal 13 ein plastifiziertes Thermoplast-Material einge­ spritzt wird, das nach dem Erkalten ohne Zusatzmittel wie Kleber fest an der lackierten Folie 1,5 haftet. Das erkaltete Thermo­ plast-Material bildet gleichsam eine Stützschale 14 für die lackierte Folie 1,5, zugleich aber auch einen Schutz für die Lackschicht 5.
Nach einer gewissen Abkühlungszeit wird das Spritzgießwerkzeug geöffnet, d. h. die beiden Hälften 7 und 10 werden voneinander getrennt, und das dreischichtige, aber einstückige Formteil 15, welches die lackierte Folie 1,5 und die Stützschale 14 umfaßt, wird entnommen.
In einem weiteren Arbeitsgang wird, wie in Fig. 5 angedeutet, der überstehende Rand 16 der lackierten Folie 1,5 abgeschnitten.
Das fertige Formteil 15 kann dann zur Komplettierung der zeich­ nerisch nicht dargestellten Stoßstange weiterverwendet werden. Durch die Folie 1 auf der Vorderseite und die hinterspritzte Schicht 14 aus Thermoplast-Material ist die Lackschicht 5 weitest­ gehend geschützt. Der Metalleffekt kommt voll und ohne optische Beeinträchtigungen zur Geltung, da die vor dem Tiefziehprozeß innerhalb der Lackschicht 5 in mehreren Ebenen befindlichen und parallel zueinander ausgerichteten Aluminiumplättchen durch den Tiefziehprozeß zwar in gewisser Weise gereckt worden sind, aber ihre Parallelität zur Oberfläche des Formteils nicht einge­ büßt haben.

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung eines Kunststoff-Formteils, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
  • a) eine Folie (1 bzw. 1,5) wird in einem offenen Formwerk­ zeug (7) im Vakuumverfahren tiefgezogen;
  • b) das Formwerkzeug (7) wird mittels eines ihm zugeordneten Kernwerkzeuges (10) geschlossen, wobei das Kernwerkzeug (10) derart bemessen ist, daß zwischen seiner innen liegenden Oberfläche (11) und der in dem Formwerkzeug (7) anliegenden Folie (1 bzw. 1,5) ein definierter, über wenigstens einen Kanal (13) von außen zugänglicher Zwischenraum (12) verbleibt;
  • c) der Zwischenraum (12) wird über den Kanal (13) mit einem aushärtbaren Kunststoff-Material (14) aufgefüllt, das sich vollflächig mit der Folie (1 bzw. 1,5) verbindet;
  • d) nach dem Aushärten des Kunststoff-Materials (14) wird das Formteil (15) entnommen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vakuum zwischen Folie (1 bzw. 1,5) und Formwerkzeug (7) zumindest bis nach dem Auffüllen des Zwischenraumes (12) mit dem Kunststoff-Material (14) aufrecht erhalten bleibt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entformung des Formteils (15) durch Einleitung von Druckluft in dieselben Kanäle im Formwerkzeug (7) erfolgt, die zuvor der Erzeugung des Vakuums dienten.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Folie eine Klarsichtfolie (1) dient und daß vor dem Tiefziehen der Folie diese auf ihrer später der innen liegenden Oberfläche (11) des Kernwerkzeuges (10) zugekehrten Seite mit einem farbigen Lack (5) beschichtet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Lack ein Metalleffekt-Lack verwendet wird.
6. Nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 herge­ stelltes Kunststoff-Formteil, dadurch gekennzeichnet, daß es als Blende für ein Bauteil dient.
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