包括背光区域的车身零件
阅读说明：本技术 包括背光区域的车身零件 (Body part comprising a backlit area ) 是由 吉尔·穆兰 杰哈勒·安德烈 于 2021-05-17 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种由上漆的塑料材料制成的车身零件(1),该车身零件由单一塑料材料一体地制成,它包括具有第一厚度的第一区域和具有第二厚度的第二区域,所述第一厚度大于所述第二厚度以使得所述第二区域的透射率高于所述第一区域的透射率。(The invention relates to a body part (1) made of a painted plastic material, which is made in one piece from a single plastic material and comprises a first region having a first thickness and a second region having a second thickness, the first thickness being greater than the second thickness such that the transmittance of the second region is higher than the transmittance of the first region.)
技术领域
本发明涉及机动车辆工业的领域，更具体地说，涉及一种包括透明或半透明元件的机动车辆车身零件。
背景技术
当元件让可见光域中的光穿过时，将该元件被称为是透明的。将透射率高于70％的元件视为是透明的。当元件让可见光域中的光穿过但不能够清楚地辨识物体时，该元件被称为是半透明的。将透射率为50％至70％的元件视为是半透明的，并将透射率为0％的元件视为不透明的。根据本发明，“不透明的元件”是透射率小于5％、优选地等于0％的不透明或半不透明的元件。
材料的透射率是指穿过它的光通量的比例。由此，透射率表示材料传输的光强度与入射光强度的比值。这涉及用分光光度计(spectrophotomètre)(例如CL-500A KonicaMinolta型号的)在425nm至725nm之间测量的材料光通量曲线的平均值。
已知附接在车身零件上的元件，其目的尤其在于突显车辆的风格，像出于增强生产商所期望关联到其车型的形象的目的的线条或形状。已知例如布置在零件或设备边缘上的铬条或条纹装饰。出于增强由这些车身元件产生的美观效果的目的，已提出将光源布置在车身元件的透明表面后方。
作为示例，沿着车辆侧部延伸的镀铬带、门槛保护罩、车辆品牌的徽标、门把手装饰件、后视镜壳体是这些风格(时尚)部件，车辆设计者对这些风格零件尤为关注。通过扩展，所有从外部可见并参与车辆整体外观的车身零件(例如关闭件、保险杠、格栅)也可视为车身元件。
已知由塑料材料模制而成的车身零件，在该部件上，透明元件附接在为此目的设置的容置部(也称为壳体)中。
这些透明元件的缺陷在于必须完美地适配于设置在车身零件中的容置部。而且，这样的光学元件在车身零件上的组装具有缺点，即组装间隙和平齐的视觉质量低于机动车辆所要求的视觉质量效果。最后，这样的附接元件造成对例如水(雨水、清洗等)的液体的密封性管理的复杂性。
另一解决方案可在于制造完全由透明或半透明材料制成的车身零件，并用漆料覆盖必须不透明的区域，或相反地，对整个零件上漆并刮擦必须透明/半透明的区域。然而，这样的解决方案包括以下缺陷：
-在(上漆的)不透明区域和透明/半透明区域的边界处，少量光穿过上漆区域的前几毫米，由此造成不可接受的“光晕”效果；
-根据完全半透明或透明的车身零件的厚度，要用于使得车身零件的区域不透明的漆料的量可能会大；这产生成本、周期时间、和质量问题。
发明内容
本发明的目的尤其在于通过提出一种由上漆的塑料材料制成的车身零件，弥补这些缺陷，该车身零件包括实心的并对流体密封的透明区域。本发明的目的还在于一种包括透明区域的由上漆的塑料材料制成的车身零件的制造方法，该方法简单、有效且成本不高。
为了该效果，本发明的主题在于一种由上漆的塑料材料制成的车身零件，该车身零件由单一塑料材料构成，并包括具有第一厚度的第一区域和具有第二厚度的第二区域，第一厚度大于第二厚度以使得第二区域的透射率高于第一区域的透射率。
该车身零件一体地制成、特别的坚固，且不具有由两个部件组装而形成的间隙或不平齐，这些间隙或不平齐会损害零件的外观和密封性。而且，不透明区域与半透明/透明区域之间的边界是清晰的。
此外，车身零件是一体式的使得不存在组装，因此整体上对流体(尤其是对于水)具有密封性，无需使用额外装置。
通过实现厚度小于第一区域的厚度的减薄区域来获得第二透明区域。因此可使用单一材料来制造包括具有不同外观的区域的车身零件。这允许使用与已知的工业装置兼容的制造方法。因此无需任何特别的投资。
而且，车身零件由于较大的材料厚度而具有不透明区域，因此与完全半透明或透明的零件比，它能够限制(在上漆生产线期间)要施加在零件上的底漆的量。
可单独或组合地采用以下可选的所述车身零件的其它特征：
-第一区域是不透明或半不透明的，并且第二区域是透明或半透明的；
-所述材料选自：半透明的天然聚丙烯、环烯烃共聚物(COC)、聚乙烯(PE)、聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、丙烯腈丁二烯苯乙(ABS)、聚碳酸酯(PC)共混物、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、热塑性聚氨酯(TPU)，和聚酯(PET/PETG)。实际上，通过更改某些区域的厚度以获得相对于零件其余部分减薄的部分，可选择在第一区域中半透明但不是透明的材料。
-所述材料是聚丙烯无规共聚物，例如Moplen
-第二区域的厚度为0.5至2mm，优选地大致等于1.5mm。当所述车身零件由MoplenRP340N构成时，厚度在该区间范围内的减薄区域具有更好的透射率，可达到直至81％的透射率。
-第一区域的厚度为2.8至3.5mm。
本发明的主题还在于一种机动车辆，该机动车辆包括至少一个上述车身零件。
本发明的主题还在于一种用于制造上述车身零件的方法，该方法包括将所述材料注射到模具中以成型车身零件的模制步骤和至少在第一区域上上漆的步骤。
可单独或组合地采用的该制造方法的其它可选特征：
-该方法在模具中使用插件，以获得第二区域。由此，可使用同一机器来制造具有或不具有透明区域的车身零件，这能够使得用同一制造装置生产的零件类型多样化。无需研发能够产生不同厚度的专用注射系统，这耗时且复杂并一般产生大的缺陷。该方法因此更加可靠。此外，厚度差是在与注射同时获得的，由此无需后期处理中额外的加工，并避免增加时间来生产具有局部减小的厚度的零件。该用于获得具有两个不同厚度的零件的方法因此简单且快速。
-该方法包括以下步骤：遮蔽第二区域；对整个车身零件上漆；去除遮蔽。遮蔽步骤能够以更低的精度要求、因此更快速地给整个零件上漆，同时保护透明区域免于漆料喷涂。
-该方法包括以下步骤：给整个车身零件上漆；借助于激光束去除位于第二区域中的漆料。称为“激光刮擦”的该方法能够获得对透明区域非常精确的轮廓。该替代方案对于实现小尺寸或具有复杂形状和轮廓的不上漆的区域非常有利。该借助于激光刮擦去除材料的技术也可用于获得第二区域。由此，它可使得在必要时以直接的方式同时去除用以形成第二区域的注塑材料、以及原本覆盖整个零件的漆料覆层，该漆料覆层应突显出第二区域的轮廓。该技术还能够获得受控的表面光洁度，以限制粗糙度，粗糙度会减弱厚度减小区域的透明度。
-第二区域在零件注塑的后期处理中由通过去除车身零件中的材料来获得。因此，注射(注塑)装置非常简单，而不必管理模具中的插件来局部改变厚度，这会使得注射压机的维护复杂化。由此，通过将同一模具用于不同型号从而使得车身零件易于制造。而且可使用同一机器来制造具有或不具有透明区域的车身零件，这使得用同一制造装置生产的零件类型多样化。无需研发能够产生不同厚度的专用注射(注塑)系统，这耗时且复杂并一般产生大的缺陷。该方法因此更加可靠。用于局部去除材料的后期处理装置可以并行化以能够保持生产速率。实际上，获得注射零件所花的时间可例如比局部去除材料所花的处理时间短两倍。在该情况下，提供两个后期处理装置使得能以与注射相同的速率来获得零件。
-上漆步骤在材料去除步骤之前。由此通过单个材料去除步骤同时获得第二区域和透明区域非常精确的轮廓。
-材料是通过铣削被去除的。该材料去除技术能够特别快速地获得干净的切口，并在必要时以直接的方式同时去除原本覆盖整个零件的漆料覆层，该漆料覆层应突显出第二区域的轮廓。
-使得一定量的材料从旨在形成第二区域的区域中流出，以去除该材料。在一个实施方式中，借助于加热装置，例如加热冲头或超声波冲头，实现该流动。在该实施方式中，所述方法包括以下步骤：
·将车身零件布置在支撑件上；
·将加热装置布置在旨在形成第二区域的区域附近或布置在旨在形成第二区域的区域中，以使得旨在形成第二区域的区域中的一定量的材料熔融；
·使得熔融材料流动到周边区域以获得第二厚度。
优选地，加热装置具有旨在与第二区域接触的接触表面，以使得一定量的材料熔融、并通过材料流动限定第二区域的形状。因此可通过同一工具来实现加热和流动，这简化制造方法。此外，可理解的是，第二厚度由加热装置要经过的距离和加热装置与支撑件之间的压强限定。
-所述材料借助于激光束来去除。
-根据上述方法中的一种，将所述漆料施加在具有减小厚度的区域的车身零件的内部面上。优选地，该漆料对于光是部分透明的，以形成“暗光”的装饰性效果，也就是说光通过覆盖物扩散。实际上，当光照在内部面上时，光线会穿过车身零件，以显示出与厚度减小的区域相对应的光图样，该厚度减小的区域的光透射率比具有更大的厚度的区域高得多。
附图说明
阅读以下仅作为示例且参照附图做出的说明，将更好地理解本发明，在附图中：
图1是包括根据本发明的车身零件的机动车辆的立体视图；
图2是根据一个示例的具有透明区域且上漆的车身零件的正视图；
图3是根据本发明的一个实施例的用于制造图2的车身零件的方法的步骤的示意图；
图4是根据本发明的另一个实施例的用于制造图2的车身零件的方法的步骤的示意图；
图5是图4所示的实施例的车身零件的制造方法的另一步骤的示意图。
具体实施方式
在图1中示出了机动车辆100，其包括车身零件1，该车身零件为根据本发明的一个实施例的保险杠。车身零件1由塑料材料制成，如在图2中可见，它包括第一区域10和第二区域11。在所示示例中，第二区域11具有在保险杠的长度的大部分上延伸的纵向形状。
车身零件1基于注射单一塑料材料的方法来制造，所述塑料材料选自以下的清单：半透明天然聚丙烯、环烯烃共聚物(COC)、聚乙烯(PE)、聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚碳酸酯(PC)共混物、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、热塑性聚氨酯(TPU)，和聚酯(PET/PETG)。
在模制完成时，或在车身零件制造之后的步骤完成时，第一区域10具有第一厚度，并且第二区域11具有第二厚度，第二厚度比第一厚度更小，以使得第二区域11具有比第一区域10更好的透射率。根据前述定义，第一区域10是不透明或半不透明的，而第二区域11是透明或半透明的。根据一个实施例，第一厚度优选地为2.8至3.5mm。
根据一个实施例，车身零件1由聚丙烯无规共聚物类型的材料制成，优选地具有中等的(例如在230℃/2.16kg下为11g/10min)熔体流动速率(MFR，即“Melt Flow Rate”)。这样的聚丙烯无规共聚物的一个示例是Moplen(荷兰，Hoofdorp，Basell NV)，其具有中等的熔体流动速率，可应用于注射模制。Moplen RP340N是有核的，以改善生产率，并具有非常良好的光学性能(透明度和光泽度)。
可例如在以下文献中查阅对该共聚物的说明：
https://www.lyondellbasell.com/en/polymers/p/Moplen-RP340N/927a459e-9beb-4eb6-a995-cdb7ec73d5a0。
根据该第一实施方式的一个实施例，第一厚度优选地为2.8至3.5mm，并且第二区域11的厚度为0.5至2mm，优选地大约为1.5mm。这样的厚度能够为相对于第一区域减薄的第二区域11提供更好的透射率，该透射率对于大约1.5mm的厚度，可达到直至81％的透射率。
该车身零件制造方法在于实施模制步骤，在该模制步骤期间，将所选择的材料注射到模具中以成型车身零件1。然后所获得的零件被上漆。为此，首先在第二区域11进行遮蔽。例如，将遮蔽膜布置在第二区域11并用粘着剂保持它。覆盖有膜的部分对应于旨在不被上漆的透明的预定区域12。在保险杠1上施加漆料，之后从保险杠上取走膜。
如图2所示，在上漆和取走膜之后，获得除了在保持透明的预定区域12之外被上漆了的保险杠1。
在一个未示出的实施方式中，第二区域11是通过在模具中使用插件获得的。
在另一实施方式中，第二区域11是通过去除车身零件1中的材料获得的。
在图3中示出了通过去除材料的实施方式的一个变型，材料通过铣削被去除。该图以剖视图示出在铣削步骤结束时，车身零件1的局部。零件1包括外部面102和内部面104。在图3所示的示例中，外部面102覆盖有漆料覆层112，内部面104覆盖有漆料覆层114。由此，在该示例中，车身零件1同时在其外部面102上和其内部面104上被上漆。车身零件1已在其内部面104上借助于铣刀20被铣削，该铣刀已通过研磨去除材料。由此，第二区域11具有比零件1在第一区域10中的厚度更小的厚度(E)。在该示例中，上漆步骤在去除材料的步骤之前。由此，通过简单的去除材料的步骤，获得了第二区域11和透明区域的精确轮廓，该透明区域由保留在原处的漆料114精确地环绕限定。在一个类似的变型中，所注射的材料和漆料通过激光刮擦被去除，而不是通过铣削。在该情况下，元件20代表激光射线。
在图4和5中示出通过去除材料的实施方式的另一个变型，其使得一定量的材料从旨在形成第二区域11的区域13中流出。在所示示例中，借助于例如加热冲头(其直接发热)或超声波冲头(其发射加热材料的超声波)的加热装置15来实现该流变。加热装置15由此能够使得区域13中的一定量的塑料材料熔融，并使其从区域13流出。
在该示例中，实施以下步骤：
·将车身零件1布置在如图4中可见的支撑件14上；
·将加热装置15布置在旨在形成第二区域11的区域13附近或布置在旨在形成第二区域11的区域13中，以使得区域13中的一定量的材料熔融；
·使得熔融材料17流动到第一区域10，以获得如在图5中可见的第二区域11的第二厚度(E)。
在该示例中，加热装置15由具有接触表面16的超声波冲头构成，该接触表面16旨在与区域13接触以使得该区域13中的一定量的材料熔融，并通过使得熔融材料17流动到第一区域10来限定第二区域11的形状。加热装置15也可以是发热设备。
可理解的是，第二厚度(E)精确地被加热装置15要经过的距离和加热装置15与支撑件14之间的压强限定。为此，可设置控制单元以根据所期望的第二厚度E控制加热装置15的移动。
本发明不限于所说明的实施方式，对于本领域技术人员，其它实施方式会清楚地显现。特别地，预定区域12的透明度也可通过在保险杠已完全被上漆之后，在该区域中激光刮擦来获得。
附图标记清单
1：车身零件
10：第一区域
11：第二区域
12：预定区域
13：旨在形成第二区域的区域
14：支撑件
15：加热装置
16：接触表面
17：熔融材料
20：铣刀或激光束
100：机动车辆
102：车身零件的外部面
104：车身零件的内部面
112：外部漆料覆层
114：内部漆料覆层
(E)：第二厚度
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