Automotive-Anforderungen an Oberflächentechnologien im Fahrzeuginnenraum

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1 Bitte decken Sie die schraffierte Fläche mit einem Bild ab. Please cover the shaded area with a picture. (24,4 x 11,0 cm) 6. Nano und Material Symposium, Hannover, Automotive-Anforderungen an Oberflächentechnologien im Fahrzeuginnenraum Andreas Brüninghaus, Continental Automotive GmbH (Babenhausen) Interior Division

2 Agenda 1 2 Continental Business Unit Instrumentation & Driver HMI Anforderungen im Innenraum 3 Oberflächentechnologien Public I ID RD Andreas Brüninghaus Continental AG 2

3 Continental Corporation Five Strong Divisions Chassis & Safety Powertrain Interior Tires ContiTech Electronic Brake Systems Engine Systems Instrumentation & Driver HMI PLT, Original Equipment Air Spring Systems Hydraulic Brake Systems Transmission Infotainment & Connectivity PLT, Repl. Business, EMEA Benecke-Kaliko Group Passive Safety & Sensorics Hybrid Electric Vehicle Body & Security PLT, Repl. Business, The Americas Compounding Technology Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) Chassis Components Sensors & Actuators Fuel Supply Commercial Vehicles & Aftermarket PLT, Repl. Business, Asia Pacific Commercial Vehicle Tires Conveyor Belt Group Elastomer Coatings Two Wheel Tires Fluid Technology Power Transmission Group PLT Passenger and Light Truck Tires Vibration Control Public I ID RD Andreas Brüninghaus Continental AG 3

4 Instrumentation & Driver HMI Business Unit Integration know-how is one of our key competences Public I ID RD Andreas Brüninghaus Continental AG 4

5 Instrumentation & Driver HMI Business Unit Product Portfolio Overview Products Systems Instrument Clusters Secondary Displays Head-up Displays Cockpit Modules Climate Controls Control Panels Central Input Devices Public I ID RD Andreas Brüninghaus Continental AG 5

6 Agenda Continental Business Unit Instrumentation & Driver HMI Anforderungen im Innenraum 2.1 Styling, Design-Trends 2.2 Vorschriften 2.3 Technische Anforderungen an Oberflächen Oberflächentechnologien Public I ID RD Andreas Brüninghaus Continental AG 6

7 Anforderungen im Innenraum Styling, Design-Trends HMI, Styling und Technologien IAA 2013 Clean design / simplicity / seamless surfaces Mehr und größere Displayflächen in Kombination mit wenigen aber hochwertigen mechanischen Eingabeelementen Trend zu touchsensitiven Bedienoberflächen Touchscreens, Touchpads, sensitive Tasten und Oberflächen Einsatz von hochwertigen Oberflächen piano black, Echt- materialien (Holz, Metall, Leder) Ambientebeleuchtung Connectivity: Integration von smartphones Always On Bilder: Public I ID RD Andreas Brüninghaus Continental AG 7

8 Agenda Continental Business Unit Instrumentation & Driver HMI Anforderungen im Innenraum 2.1 Styling, Design-Trends 2.2 Vorschriften 2.3 Technische Anforderungen an Oberflächen Oberflächentechnologien Public I ID RD Andreas Brüninghaus Continental AG 8

9 Anforderungen im Innenraum Vorschriften ECE R21 Economic Commission for Europe, Regulation Number 21 Übereinkommen über die Annahme einheitlicher technischer Vorschriften für Radfahrzeuge, Ausrüstungsgegenstände und Teile, die in Radfahrzeugen eingebaut und/oder verwendet werden können, und die Bedingungen für die gegenseitige Anerkennung von Genehmigungen, die nach diesen Vorschriften erteilt wurden..... Regelung Nr. 21 Einheitliche Bedingungen für die Genehmigung der Kraftfahrzeuge hinsichtlich ihrer Innenausstattung. Public I ID RD Andreas Brüninghaus Continental AG 9

10 Anforderungen im Innenraum Vorschriften, international USA: FMVSS 201 Canada: CMVSS 201 Australien: ADR 21 China: GB Korea: Ord 1002, Art. 85-2, 88, Japan: Jisha 899/1983 Public I ID RD Andreas Brüninghaus Continental AG 10

11 Anforderungen im Innenraum Vorschriften Die Erfüllung der Forderungen der ECE R21 ist für die Erteilung einer Fahrzeugzulassung unerlässlich. Sie beschreibt welche Kriterien wie getestet und dokumentiert werden..... Die wichtigsten Punkte sind die Ergebnisse des Kopfaufprall (maximal zulässige Beschleunigungswerte dürfen nicht überschritten werden, keine scharfen Kanten, Splitter nach dem Aufprall) die minimalen Radienanforderungen an Kanten (Einfluss auf das Produktdesign) die Beschaffenheit von Knöpfen und Schaltern. (zb das Abtauchen von Bedienelementen bei Aufschlag) Public I ID RD Andreas Brüninghaus Continental AG 11

12 Anforderungen im Innenraum Vorschriften Beispielhaftes Cockpit mit definiertem Kopfaufschlagbereich Kopfaufschlag-Pendel gemäß ECE R21 Public I ID RD Andreas Brüninghaus Continental AG 12

13 Agenda Continental Business Unit Instrumentation & Driver HMI Anforderungen im Innenraum 2.1 Styling, Design-Trends 2.2 Vorschriften 2.3 Technische Anforderungen an Oberflächen Oberflächentechnologien Public I ID RD Andreas Brüninghaus Continental AG 13

14 Anforderungen im Innenraum Technische Anforderungen Lebensdauer 15 Jahre Fahrzeuglebensdauer (entsprechend ca Betriebsstunden) Temperaturbereich -30 C bis +85 C -40 C bis +95 C Feuchtigkeit Bis zu 100% Luftfeuchtigkeit Abriebverhalten und Kratzfestigkeit Zwischen und 1 Mio. Bedienzyklen Chemikalienbeständigkeit Cola, Cockpit-Pflegemittel, Handschweiß, Sonnenmilch (LSF 40) Public I ID RD Andreas Brüninghaus Continental AG 14

15 Agenda 1 2 Continental Business Unit Instrumentation & Driver HMI Anforderungen im Innenraum 3 Oberflächentechnologien Public I ID RD Andreas Brüninghaus Continental AG 15

16 Oberflächen Beschichtungstechnologien Echtglas: Gebogene, gehärtete Dünngläser. Beliebige Oberflächenstrukturen und Prägungen möglich. Kratz- und chemikalienbeständige Lackieren: Farbauftrag über Spritzlackierung mittels Flachbett- oder Roboterlackieranlagen CoverForm: In den Kunststoffspritzprozess integrierter Beschichtungsprozess. UV-aushärtendes Reaktivsystem auf Acryl-Basis. Oberflächen für den Kfz-Innenraum Folientechnik (IML): Verarbeitung von kratzfesten, 3D-verformbaren Kunststofffolien, Folie wird Bestandteil des Kunststoffbauteils In Mold Decoration (IMD): Farbübertrag von einer Trägerfolie auf die Kunststoffoberfläche durch Wärmeeintrag im Spritzgussprozess. Public I ID RD Andreas Brüninghaus Continental AG 16

17 Oberflächen Beschichtungstechnologien Echtglas: Gebogene, gehärtete Dünngläser. Beliebige Oberflächenstrukturen und Prägungen möglich. Kratz- und chemikalienbeständige Lackieren: Farbauftrag über Spritzlackierung mittels Flachbett- oder Roboterlackieranlagen CoverForm: In den Kunststoffspritzprozess integrierter Beschichtungsprozess. UV-aushärtendes Reaktivsystem auf Acryl-Basis. Oberflächen für den Kfz-Innenraum Folientechnik (IML): Verarbeitung von kratzfesten, 3D-verformbaren Kunststofffolien, Folie wird Bestandteil des Kunststoffbauteils In Mold Decoration (IMD): Farbübertrag von einer Trägerfolie auf die Kunststoffoberfläche durch Wärmeeintrag im Spritzgussprozess. Public I ID RD Andreas Brüninghaus Continental AG 17

18 Oberflächen Lackieren Lackieren (1- oder Mehrschichtsysteme) Anwendungen: Blenden, Tasten, Drehknöpfe, Zierteile, Abdeckungen, Rahmen Applikationsverfahren: Sprühlackierung (Flachbett, Roboter), Inkjet Beschichtung (Klarlack, Schutzlack) Vorteile: Flexibles, weit verbreitetes Verfahren mit dessen Hilfe auch stark verformte 3 D-Geometrie beschichtet werden können Nachteile: Hohe Anforderugen an Sauberkeit der Bauteile (Vorreinigung) und im Prozess. Public I ID RD Andreas Brüninghaus Continental AG 18

19 Oberflächen Lackieren Beispielhafte Flachbett-Lackieranlage 1.Be- und Entladestation 2. Vorreinigung (zb mit CO2) 3. Abblasen mit ionisierter Luft 4. Beflammung 5. Lackierraum 6. Vortrocknung 7. Trockenofen Bild: Venjakob Maschinenbau GmbH & Co KG Public I ID RD Andreas Brüninghaus Continental AG 19

20 Oberflächen Beschichtungstechnologien Echtglas: Gebogene, gehärtete Dünngläser. Beliebige Oberflächenstrukturen und Prägungen möglich. Kratz- und chemikalienbeständige Lackieren: Farbauftrag über Spritzlackierung mittels Flachbett- oder Roboterlackieranlagen CoverForm: In den Kunststoffspritzprozess integrierter Beschichtungsprozess. UV-aushärtendes Reaktivsystem auf Acryl-Basis. Oberflächen für den Kfz-Innenraum Folientechnik (IML): Verarbeitung von kratzfesten, 3D-verformbaren Kunststofffolien, Folie wird Bestandteil des Kunststoffbauteils In Mold Decoration (IMD): Farbübertrag von einer Trägerfolie auf die Kunststoffoberfläche durch Wärmeeintrag im Spritzgussprozess. Public I ID RD Andreas Brüninghaus Continental AG 20

21 Oberflächen In Mold Decoration (IMD) IMD Technologie Prinzip: Farb- / Dekorübertragung während des Spritzgussprozesses auf das Kunststoffteil. Folie verbleibt nicht am Teil, sondern dient nur als Übertragungsmedium Vorteile: Kostengünstig, da kein zusätzliches Bauteil notwendig Dekoration und Funktion in einem Produktionsprozess integriert Etablierte Technologie Nachteile: Hohe Investitionen für Werkzeug- und Maschinen sowie für die Prozessentwicklung Eingeschränkte Designfreiheit (Durchbrüche, Kontursprünge) Bild: Leonhard Kurz Stiftung & Co KG Video: Leonhard Kurz Stiftung & Co KG Public I ID RD Andreas Brüninghaus Continental AG 21

22 Oberflächen In Mold Decoration (IMD) IMD Technologie (Anwendungsbeispiele) Bild: Dekorative (nicht-funktionale) Oberflächen im Golf VII in IMD-Technologie (schwarz, hochglanz) Beleuchtete Zeiger für Kombi- Instrumente. IMD-Spritzguss in Kombination mit vollautomatisiertem Montageprozess Dekorative, funktionale Oberflächen in einem Continental Konzeptmuster Seamless Display Integration in IMD-Technologie Public I ID RD Andreas Brüninghaus Continental AG 22

23 Oberflächen Beschichtungstechnologien Echtglas: Gebogene, gehärtete Dünngläser. Beliebige Oberflächenstrukturen und Prägungen möglich. Kratz- und chemikalienbeständige Lackieren: Farbauftrag über Spritzlackierung mittels Flachbett- oder Roboterlackieranlagen CoverForm: In den Kunststoffspritzprozess integrierter Beschichtungsprozess. UV-aushärtendes Reaktivsystem auf Acryl-Basis. Oberflächen für den Kfz-Innenraum Folientechnik (IML): Verarbeitung von kratzfesten, 3D-verformbaren Kunststofffolien, Folie wird Bestandteil des Kunststoffbauteils In Mold Decoration (IMD): Farbübertrag von einer Trägerfolie auf die Kunststoffoberfläche durch Wärmeeintrag im Spritzgussprozess. Public I ID RD Andreas Brüninghaus Continental AG 23

24 Oberflächen In Mold Labeling (IML) IML Technologie (In Mold Labeling) Prinzip: Kunststofffolie wird bedruckt, verformt, (gehärtet), geschnitten und im Werkzeug mit Kunststoff hinter- oder überspritzt Folie (inkl. beständiger Oberfläche) verbleibt am Bauteil Vollfächige Hinterspritzung von Dekorfolien / Symbolfolien Anwendungen: z.b. Deckgläser und Frontblenden Prozessablauf In Mold Labeling (IML) UV Siebdruck Verformung Aushärtung Beschneiden Spritzguss Bild: foliotec GmbH Video: Leonhard Kurz Stiftung & Co KG Public I ID RD Andreas Brüninghaus Continental AG 24

25 Oberflächen In Mold Labeling (IML) IML Technologie (In Mold Labeling) Vorteile: Sehr flexibles Dekorationsverfahren, schneller Dekorationswechsel durch einlegen einer bedruckten Folie. Verschwinde Effekte (secret until lit, dead front) sind mit IML Folien in guter Qualität zu erzeugen Nachteile: Hohe Werkzeugkosten, aufwändige Bedruckungen ggf. komplexe Verformprozesse notwendig. 3D Geometrien nur begrenzt möglich Public I ID RD Andreas Brüninghaus Continental AG 25

26 Oberflächen Beschichtungstechnologien Echtglas: Gebogene, gehärtete Dünngläser. Beliebige Oberflächenstrukturen und Prägungen möglich. Kratz- und chemikalienbeständige Lackieren: Farbauftrag über Spritzlackierung mittels Flachbett- oder Roboterlackieranlagen CoverForm: In den Kunststoffspritzprozess integrierter Beschichtungsprozess. UV-aushärtendes Reaktivsystem auf Acryl-Basis. Oberflächen für den Kfz-Innenraum Folientechnik (IML): Verarbeitung von kratzfesten, 3D-verformbaren Kunststofffolien, Folie wird Bestandteil des Kunststoffbauteils In Mold Decoration (IMD): Farbübertrag von einer Trägerfolie auf die Kunststoffoberfläche durch Wärmeeintrag im Spritzgussprozess. Public I ID RD Andreas Brüninghaus Continental AG 26

27 Oberflächen CoverForm CoverForm Prinzip: Spritzprägeprozess (PMMA) in Kombination mit RIM- Prozess (Reaction-Injection-Molding) Einspritzen von PLEXIGLAS Flutungs- und Reaktionsprozess Entformungsprozess mit UV-Vernetzung Bilder: Evonik Public I ID RD Andreas Brüninghaus Continental AG 27

28 Oberflächen CoverForm CoverForm Vorteile: Kunststoffteile aus PMMA mit hoch kratzfester Oberfläche direkt aus einem Fertigungsprozess. Möglichkeit einer komplexen (konvex, konkav) Oberflächen Gestaltung mit Strukturen (makro, mikro, nano) Hervorragende Kratz- und Chemikalien Beständigkeit bei hoher Transparenz 1 Mio Betätigungen (Abrex-Test, 4N) nachgewiesen Nachteile: Neues, komplexes Verfahren, welches hohes Fertigungs- Know How erfordert. Hohe Initial-, Werkzeug- und Prozesskosten. Derzeit noch Einschränkungen in der Umsetzung von Bauteildurchbrüchen (Öffnungen) Public I ID RD Andreas Brüninghaus Continental AG 28

29 Oberflächen Beschichtungstechnologien Echtglas: Gebogene, gehärtete Dünngläser. Beliebige Oberflächenstrukturen und Prägungen möglich. Kratz- und chemikalienbeständige Lackieren: Farbauftrag über Spritzlackierung mittels Flachbett- oder Roboterlackieranlagen CoverForm: In den Kunststoffspritzprozess integrierter Beschichtungsprozess. UV-aushärtendes Reaktivsystem auf Acryl-Basis. Oberflächen für den Kfz-Innenraum Folientechnik (IML): Verarbeitung von kratzfesten, 3D-verformbaren Kunststofffolien, Folie wird Bestandteil des Kunststoffbauteils In Mold Decoration (IMD): Farbübertrag von einer Trägerfolie auf die Kunststoffoberfläche durch Wärmeeintrag im Spritzgussprozess. Public I ID RD Andreas Brüninghaus Continental AG 29

30 Oberflächen Echtglas Verformte Echtglasoberflächen Prinzip: Herstellen einer 3D verformten Bedienoberfläche aus gehärtetem vorgespannten Glas. Weitere Beschichtungen wie z.b. Antifingerprint möglich Verbindung zu tragenden Strukturteilen mittels Verguss, Verkleben oder Spritzguss Vorteile: Hervorragende Kratz- und chemiekalienbständige Oberflächen mit hoher Transparenz (Tiefeneffekt) Einbringen von Strukturen und Effekten (Hochglanz/Matt) für Bediengefühl Hoher Wertigkeitseindruck durch Glasoberflläche Nachteile: Gläser sind bruchempfindlich und herstellungsbedingt hochpreisig. Verwendung von Gläsern im Kopfaufprall Bereich kann kritisch sein. Verbund von Gläsern mit anderen Werkstoffen wie Kunststoff oder Metall ist aufwändig und kostenintensiv Public I ID RD Andreas Brüninghaus Continental AG 30

31 Oberflächen Beschichtungstechnologien Echtglas: Gebogene, gehärtete Dünngläser. Beliebige Oberflächenstrukturen und Prägungen möglich. CoverForm: In den Kunststoffspritzprozess integrierter Beschichtungsprozess. Es gibt keine beste oder schlechteste Oberflächentechnologie. Kratz- und chemikalienbeständige Oberflächen Lackieren: Für jeden Anwendungsfall für den Kfz-Innenraum gibt es immer eine für UV-aushärtendes Reaktivsystem auf Acryl-Basis. Farbauftrag über Spritzlackierung mittels Flachbett- oder Roboterlackieranlagen In Mold Decoration (IMD): die definierten Anforderungen kostengünstigste Technologie. Folientechnik (IML): Verarbeitung von kratzfesten, 3D-verformbaren Kunststofffolien, Folie wird Bestandteil des Kunststoffbauteils Farbübertrag von einer Trägerfolie auf die Kunststoffoberfläche durch Wärmeeintrag im Spritzgussprozess. Public I ID RD Andreas Brüninghaus Continental AG 31

32 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Continental Automotive GmbH Division Interior Andreas Brüninghaus Concept Development Haptic Controls Business Unit Instrumentation & Driver HMI Space for Sender Information Confidential I ID RD Andreas Brüninghaus Continental AG 32