由塑料构成的电镀地装饰的结构部件以及用于制造带有经结构化的表面的塑料结构部件的方法与流程

文档序号:13560890阅读:159来源:国知局

本发明涉及由塑料构成的电镀地(galvanisch)装饰的结构部件,带有覆层结构和在外观侧(ansichtsseitig)引入到铬覆层的表面中的结构或刷涂部(bürstung,有时称为刷光部)。此外,本发明涉及用于制造带有经结构化的表面的塑料结构部件的方法。



背景技术:

此处所关注的类型的、由经电镀的(galvanisierten)塑料构成的结构部件基本上涉及用于汽车工业的装饰和操作元件。

在动力运输工具中例如出于光学(optischen)及美观的原因乐意将经刷涂的表面使用到装饰和操作元件上。这样的刷涂结构目前几乎仅仅应用(appliziert)于纯金属(echtmetallen)如铝或不锈钢上。那么这种经加工的金属得以作为薄的板件来使用,所述板件在刷涂之前或之后通常在后置的压印工艺(prägeprozess)中变形成期望的轮廓并且接着与载体结构部件、即所述操作元件或所述装饰元件通过粘合、后注射(hinterspritzen)、夹持或其它接合方法来连接。

所述结构部件由于仅仅能够困难地自动化的刷涂工艺和金属板件的接着的变形而成本非常高并且此外受到变形技术的限制。在一个表面水平上的局部的刷涂也能够仅仅非常消耗地通过掩饰(maskieren)来实现。

为了仿造由塑料构成的、金属的、经刷涂的或经结构化的结构部件已知不同的方式:

由此仿造基于将刷涂结构引入到注射成型模具的表面成型的(oberflächenabformende)侧中并且在该处在注射成型过程期间传递(übertragen)到所述塑料结构部件上。在接着的表面涂层方法、例如通过pvd方法(物理气相沉积)的薄覆层金属传递中能够进行所述表面的金属化。

在所述pvd方法中,将薄覆层在真空中进行沉积。待沉积的材料以固态的形式存在。经蒸发的材料运动通过真空腔室并且碰到待涂层的结构部件上,在该处得以发生覆层形成。通过仅仅数微米至纳米构建的pvd覆层,经成型的、在所述模具中引入的结构、刷涂结构或粒面(narben)非常细节一致地得到塑造。然而,被证明为有问题的是,由此沉积的且非常薄的金属覆层在没有施加附加的保护覆层的情况下相对于磨损不具有足够的强度。由于这种原因,在所述方法中在施加所述pvd覆层之后附加地施加例如由漆构成的保护覆层。然而,由于这种附加的工序而使成本提高。此外,在所述pvd方法中制造而成的结构部件的暖的触感与纯金属部件或经电镀的表面的冷的触感相对地感到为在质量上不吸引人。

此外,如下方法是已知的,即在其中,塑料薄膜被压印以相应的刷涂结构。在所述塑料薄膜上通常在背侧施加有金属色泽的印刷覆层。所述薄膜根据轮廓而受到冲压直到发生变形,并且将其置入到给定形状的注射成型模具中。在接着的注射成型过程中将所述薄膜持久地与塑料基材连接并且在所述表面上显现出期望的刷涂结构。由此,也能够在光学上仿效刷涂结构;然而,这样的在iml方法(模内贴标)或fim方法(薄膜内嵌模压)中装饰的结构部件不能够满足金属触感的及质量的要求。

imd方法(模内装饰)提供这样的表面的产生的另外的可行方案。在此,使薄膜载体通过压印或轧制来设有刷涂结构,并且使其以金属地起作用的热转移(thermotransfer)上漆系统来进行印刷。那么在注射成型工艺中将经压入的刷涂结构挤压到注射成型结构部件上,并且金属地起作用的上漆系统得到传递。此处也产生金属地起作用的经刷涂的、没有金属的触感的结构部件。

将刷涂结构传递到经电镀的结构部件上的尝试迄今在各种(diversen)技术方面经历了失败:

由此虽然引入到所述注射成型模具的表面成型的侧中的刷涂部或结构由塑料材料细节一致地成型;然而,由于在接着的电镀中沉积的金属覆层使所述刷涂部或结构变平到如下程度,其完全丧失光学的要求(anmutung)。

电镀地沉积到塑料上的铬装饰物的标准结构开始于非常薄的辅助导引覆层的化学的打毛(aufrauhung)及自身催化的沉积之后。所述辅助导引覆层通常由数十分之一微米(μm)镍或铜构成。在所述自身催化的沉积之后,所述结构部件经过电解的沉积。在第一功能池中使非常薄的辅助导引覆层通过电解沉积的镍或通过所谓的自身催化的铜覆层来加强(verstärkt)。随其后使相对于总覆层厚度而言厚的铜覆层得到沉积。所述铜覆层通常为15至25μm并且起变平作用地用作可延展的覆层,并且使塑料基底和后来的金属结构的不同的温度膨胀(temperaturausdehnungen,有时称为热膨胀)得到平衡。在经沉积的铜覆层之后,使另外的镍覆层得到沉积。所述镍覆层通常由带有约8至10μm的厚度的半光亮镍覆层、带有约8至10μm的厚度的光亮镍覆层以及1.5至2.5μm的、控制腐蚀的、有裂纹的或有毛孔的镍覆层构成。接着并且作为结束,根据作为外部或内部结构部件(exterieur-oderinterieurbauteil)的使用且根据客户的预设,在有微毛孔的镍覆层的情况下使带有约0.3至0.5μm的厚度的铬覆层得到沉积,并且在有微裂纹的镍覆层的情况下使带有约0.6至0.8μm的厚度的铬覆层得到沉积。

仅仅这种多层金属结构呈现为在裂纹和毛孔处通过腐蚀电流分布(korrosionsstromverteilung)的受控的腐蚀过程。如果此时以机械的方式来引入刷涂结构,则所述刷涂结构由于机械的刷涂部的深度而破坏所述铬结构部件的腐蚀机理(korrosionsmechanismus)。此外,由于所述刷涂结构的机械的损伤而使镍覆层暴露,这如有可能能够引起过敏(allergien)。

此处,本发明想要提供补救方案。



技术实现要素:

本发明基于如下任务,即提供电镀地装饰的塑料结构部件,带有引入到所述表面中的结构或刷涂部,所述塑料结构部件避免上文的缺点,并且尤其在所述塑料结构部件的情况下使所述铬结构部件的腐蚀机理不受到破坏并且没有暴露镍覆层。

根据本发明,所述任务通过如下方式来解决,即所述结构或刷涂部在外观侧的表面中在电镀的沉积之后复制(nachbildet)刷涂部或结构。

此外,所述任务通过用于制造带有经结构化的表面的塑料结构部件的方法来解决,在所述方法中,所述结构部件由塑料通过注射成型制造而成,接着使其得到电镀并且将结构引入到所述结构部件的外观侧的表面上,其中,在数据记录的预设之后将所述结构引入到所述结构部件中,所述数据记录在编程技术方面或通过参考结构部件的表面的结构或刷涂部的采集(abnahme)来获取。

利用本发明来提供如下可行方案,即提供带有经结构化的表面的经电镀的塑料结构部件,在所述塑料结构部件中,所述表面呈现为金属的结构部件的例如经刷涂的表面的几乎相同的塑造。

在本发明的改进方案中,借助于起燃烧作用的及起挤出作用的激光将所述结构引入到所述结构部件的表面中。所述表面借助于起燃烧作用的激光的加工提供如下可行方案,即非常准确地对参考结构部件的或在结构上拟定的(entworfenen)结构的表面进行复制。此外,能够通过所述激光来非常准确地对燃烧深度进行影响,从而能够防止侵入到所述镍覆层中并且也使所述铬结构部件的腐蚀机理不受到破坏。

有利地,对所述数据记录进行加工。由此存在如下可行方案,即给所述经结构化的表面添加特别的特征。由此能够通过所述数据记录的加工、例如通过预设对于所述激光来说的局部减小的燃烧深度来对所述表面的结构进行影响。由此能够在所述经结构化的表面的内部提供例如以字母或数字的形式的记号表示法(symbolik),所述字母或数字能够呈现为运输工具类型或装备变型。所述区域能够同样具有经结构化的表面,从而所述结构部件的整个外观侧例如引起经刷涂的金属的印象,同时能够看出所述字母或数字。

此外,通过所述数据记录的加工可行的是,也使区域完全未加工,其中,所述区域又能够作为记号和镶嵌部(intarsien)而光亮地由经结构化的或经刷涂的周围所包围。

极其优选地,在所述数据记录的加工时使参考结构部件的所采集的表面的极值隐去(ausgeblendet)。由此能够将在所述参考表面中包含的特别的深度或高度(所述深度或高度在所述参考结构部件的机械的加工时能够产生)过滤出,以便例如避免如下深度,所述深度在借助于起燃烧作用的及起挤出作用的激光的接着的加工时会引起所述激光到所述镍覆层中的侵入。

附图说明

本发明的其它改进方案和设计方案在其余的从属权利要求中说明。本发明的实施例在附图中示出并且在下面详细地描述。其中:

图1示出由塑料构成的、以按键(tasters)的形式的、经电镀的结构部件的示意性的图示。

具体实施方式

经涂层的结构部件1示出用于汽车工业的、带有接下来的电镀部的、由塑料制成的产品(按键)。所述塑料涉及能电镀的塑料5、例如abs塑料(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)以及带有聚碳酸酯的混合物。所述结构部件1在电镀的涂层结束之后具有根据相应的使用领域的要求所需要的覆层结构2。最终的铬覆层3的覆层厚度为约1.0μm至1.2μm。因此,所述覆层厚度比由设有传统的刷涂部或结构的参考结构部件导出(abgeführt)的结构或刷涂部的形貌区域高了0.1μm至0.8μm、优选高了0.2μm至0.5μm。所述参考结构部件通常涉及带有经刷涂的表面的金属结构部件。接着通过激光去除和挤出4a或机械的刷涂4b加工的结构部件最后具有在外观侧的表面上的结构,其相应于这一个经刷涂的金属表面。

在用于制造带有经结构化的表面的塑料结构部件的方法中,优选首先采集参考表面。通常,所述参考表面涉及金属结构部件的经刷涂的或经结构化的表面。所述表面的采集优选通过例如借助于激光的光学的扫描来进行。在此产生在所述参考表面上移动的光点。所述光被所述表面反射,并且所述反射被接收(aufgenommen)。由于所述经结构化的表面的不同的高度和深度,在所述反射时产生不同的波长,所述波长被测量、数字化及存储。

备选地,所述所述参考表面的采集能够通过借助于机械的探测器(tasters)的扫描来进行。为此,非常薄的且感觉灵敏的探测器在所述表面上移动,所述探测器对所述经结构化的表面的高度和深度进行测量。测量结果得到数字化及存储。

所述参考表面的以这种方式测定的形貌被转换为可加工的3d数据记录。例如stl数据记录(立体光刻(stereolithographie))能够制作为可加工的数据记录。在所述数据记录中由组合而成的三角来描述经采集的表面。此处同样能够使用其它3d数据记录格式。

此外,也存在如下可行方案,即在编程技术方面产生所述数据记录。在此,对能自由选择的表面结构进行编程并且同样储存为3d数据记录格式。在此,所述表面结构能够与金属结构部件的经刷涂的或经结构化的表面相协调。但是,也存在如下可行方案,即对其它表面结构进行编程。

接着,如下地对所生成的数据记录进行加工,即将最上方的峰值和最下方的低值(tiefen)过滤出。由此实现了在所述参考表面的形貌的内部的、例如通过用于所述参考表面的刷涂的刷涂件或磨削器具的刷毛或磨削体的拔出(ausreißen)所引起的极值得到隐去。由此产生用于所述形貌的数据记录,所述形貌的峰值和低值此后在0.2至1.4μm之间的范围内、优选在0.5μm至0.9μm之间的范围内运动。

在方法结束之后在其外观侧上应具有与经刷涂的表面看起来类似的表面的结构部件1以已知的方式由塑料进行注射。接着,使待加工的结构部件1得到电镀,其中,产生相应的使用领域的要求所需要的覆层结构。在电镀之后,所述结构部件1具有如下铬覆层厚度,所述铬覆层厚度大于所述参考表面在所述数据记录的加工之后、即在所述极值的隐去之后的、经采集的且经加工的结构或刷涂部的整个形貌区域。优选地,最终的铬覆层的覆层厚度处于比所述参考表面在所述数据记录的加工之后的形貌区域的高度高了0.1μm至0.8μm、优选高了0.2μm至0.5μm。

之后,所述结构部件1的铬表面根据所述刷涂部或结构的经加工的数据记录通过起燃烧作用的且起挤出作用的激光射束来加工。在此,通过所述激光使所述铬表面部分地得到燃烧及挤出。在所述激光射束的中央进行燃烧。在所述激光射束的中央周围、即在去除的边缘区域中不进行所述铬覆层的燃烧,而是进行所述铬覆层的挤出,所述挤出产生堆起部(aufwürfe)。所述燃烧取决于所述参考表面在没有经隐去的极值的情况下的在经加工的数据记录中存储的形貌来发生,其中,所述深度通过所述铬表面的较大的燃烧和较长的加工时间来提供,高度通过所述铬表面的较小的且较短的燃烧来提供。在所述铬表面的加工时要着重注意的是,所述燃烧和所述挤出没有达到直到如下深度,所述深度比所述铬覆层的厚度深。这一点是要避免的,因为所述激光否则能够破坏所述铬结构部件的腐蚀机理,并且能够使镍覆层暴露。

原则上,所述刷涂部或结构也能够机械地引入到经镀铬的结构部件1中。为此,有益的是,将所述结构部件1的机械的加工在电镀的沉积中设置在非常晚的涂层时间点上。有利地,将所述刷涂部或结构在半光亮镍覆层、光亮镍覆层以及控制腐蚀的有裂纹的或有毛孔的镍覆层之后引入。在此,在所述光亮镍覆层之后的引入已被证明为优选的时间点。然而,所述结构部件必须为此从电镀工艺中取出、机械地得到加工并且再供应给用于最终的、直到铬的进一步涂层的电镀工艺。所述铬覆层的机械的加工同样是可行的,然而一般性的总体印象此后通常不太高级(hochwertig)。但是,在所述结构部件1上的期望的结构的机械的制造的问题是如下事实,即在其中机械的加工所进行的空间必须灰尘密封地与电镀的空间分离,以便避免电镀受到由所述结构部件的机械的加工引起的灰尘的污染。然而,这通常与高成本相关联。

带有通过激光加工的引入到所述表面中的结构或刷涂部的、电镀地装饰的塑料结构部件的根据本发明的设计方案的重要的优点是通过计算机支持的设计的刷涂区域的呈现。利用根据本发明的方法能够首次实现刷涂结构在大量不同的结构部件上的准确的塑造。此外,所述结构或刷涂区域能够准确地得到界定。由此在技术上可行的是直接并排地在所述结构部件的表面上的刷涂和光亮区域,这利用机械的刷涂的传统的技术是不可能的。

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