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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von funktionellen Gegenständen sowie einen funktionellen Gegenstand.
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Im Zuge einer fortschreitenden Digitalisierung werden zunehmend Gegenstände nachgefragt, welche über ihre eigene Funktion hinaus eine intelligente Vernetzung bereitstellen. Dabei ist solch eine intelligente Vernetzung insbesondere gemäß allen Bereichen der Digitalisierung zu verstehen und beinhaltet dabei häufig eine oder mehrere Zusatzfunktionen, welche den eigentlichen Zweck eines Gegenstandes ergänzen oder eine zusätzliche Funktionalität liefert.
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In diesem Zusammenhang sind in naher Zukunft somit nicht nur solche Gegenstände an sich gefragt und Fokus technologischer Entwicklungen, sondern auch die zugehörigen Herstellungsverfahren für diese Gegenstände an sich oder zumindest von Teilkomponenten für den Einsatz mit solchen Gegenständen.
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Nachfolgend werden erste Ansätze aus dem Stand der Technik kurz vorgestellt.
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So ist aus der Druckschrift
DE 10 2009 011 449 A1 ein Möbel- oder Verkleidungsteil mit einer Oberflächenbeschichtung versehenen Sichtseite als bekannt zu entnehmen. Dabei ist mindestens auf einer Sichtseite wenigstens ein bandförmiger Leiter in dafür vorgesehenen Aussparungen angeordnet und der oder die bandförmigen Leiter sind von der Sichtseite und/oder der Rückseite des Teils her mittels elektrisch leitfähiger Hohlstifte kontaktierbar, die das Leitermaterial zumindest teilweise durchsetzen.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2015 206 662 B3 ist zudem eine Lenkradbaugruppe für ein Kraftfahrzeuglenkrad, mit einem Griffbereich zum Ergreifen und Betätigen des Lenkrades und mit mindestens einem an dem Griffbereich angeordneten elektrischen Element als bekannt zu entnehmen. Dabei ist das mindestens eine elektrische Element durch eine elektrische Schicht gebildet, die ein elektrisch nicht leitendes Material sowie einen darin aufgenommenen elektrisch leitfähigen Nanodraht enthält.
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Aus der Druckschrift
EP 2 218 610 A1 ist zudem ein Interieurteil, insbesondere für Fahrzeuge, als bekannt zu entnehmen. Dieses Interieurteil weist dabei ein Furnier auf, das mit einem Perforationsbereich versehen ist, wodurch Öffnungen so in dem Furnier ausgebildet sind, dass bei einer Hinterleuchtung des Furniers zumindest ein erleuchteter Abschnitt auf dem Furnier erkennbar ist.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein alternatives und besonders flexibles Verfahren zur Herstellung von funktionellen Gegenständen bereitzustellen.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Verfahren zur Herstellung von funktionellen Gegenständen bereitgestellt wird. Solch ein Verfahren umfasst dabei die folgenden Schritte: Bereitstellen eines Ausgangsstoffes, Aufbringen mindestens einer elektrisch leitfähigen Schicht aus mindestens einem ersten Material mittels zumindest eines ersten Beschichtungsverfahrens und Aufbringen mindestens einer zumindest teilweise isolierenden Schicht aus mindestens einem zweiten Material mittels zumindest eines zweiten Beschichtungsverfahrens, wobei die jeweiligen Schichten der verschiedenen Materialien jeweils nacheinander oder abwechselnd auf wenigstens einen Oberflächenbereich des Ausgangsstoffes aufgebracht werden. Weiterhin Anordnen wenigstens einer elektrischen Funktionseinheit und/oder wenigstens einer funktionellen Einheit in und/oder an dem Ausgangsstoff jeweils vor oder nach dem jeweiligen Aufbringen der Schichten. Das Verfahren umfasst zudem folgenden weiteren Schritt: Durchführen wenigstens eines Strukturierungsschrittes an wenigstens einer der aufgebrachten Schichten während oder nach dem Aufbringen der mindestens einen leitfähigen Schicht und/oder während oder nach dem Aufbringen der mindestens einen isolierenden Schicht mittels wenigstens einem Strukturierungsverfahren, sodass elektrisch leitfähige Bereiche zur Verwendung mit der wenigstens einen elektrischen Funktionseinheit und/oder der wenigstens einen funktionellen Einheit und/oder Bereiche mit zumindest einem funktionellen Schichtsystem erstellt werden. Auf diese Weise kann ein alternatives und besonders flexibles Verfahren zur Herstellung von funktionellen Gegenständen bereitgestellt werden. Die einzelnen Verfahrensschritte des vorgestellten Verfahrens können je nach gewünschten Funktionen des Gegenstands flexibel angepasst werden, sodass unterschiedlichste Gegenstände mit diesem Verfahren hervorgebracht werden können. Dabei können die aufgetragenen Schichten sowohl in zweidimensionaler als auch in dreidimensionaler Richtung derart vorgesehen werden, sodass entsprechend gewünschte elektrisch leitfähige Bereiche vorgesehen werden können. Auch kann vorgesehen sein, dass ein elektrisch leitfähiger Bereich zum Teil zweidimensional und zum Teil dreidimensional vorgesehen wird. Somit können die elektrische Funktionseinheit und/oder die wenigstens eine funktionelle Einheit sehr flexibel mit diesen elektrisch leitfähigen Bereichen verbunden werden. Solche elektrischen Funktionseinheiten können dabei jegliche elektrische Bauteile sein oder beinhalten. Mit anderen Worten können die Funktionseinheiten selbst auch aus jeglichen unterschiedlichen oder zumindest teilweise gleichen elektrischen Bauteilen oder Halbzeugen aufgebaut beziehungsweise vorgesehen sein. Die wenigstens eine funktionelle Einheit kann beispielsweise eine Plug-In-Steckverbindung beziehungsweise eine elektrische Steckverbindungseinheit umfassen oder selbst darstellen. Beispielsweise kann somit von außen der funktionelle Gegenstand mit einer elektrischen Energiequelle versorgt werden, wobei über die elektrisch leitfähigen Bereiche eine entsprechende Verteilung der elektrischen Energie in dem funktionellen Gegenstand vorgesehen werden kann. Der Ausgangsstoff kann beispielsweise ein Material umfassen, welches beispielsweise für die Zwecke eines Interieur- oder Designteils verwendet wird. Hierfür können beispielsweise Ausgangsstoffe vorgesehen werden, welche beispielsweise zum Teil nachwachsende Rohstoffe umfassen oder selbst aus diesen aufgebaut sind. Auch jegliche Mischstoffe, welche jeweils nur anteilig solche nachwachsenden Rohstoffe umfassen, können für das vorgestellte Verfahren vorgesehen sein. Auch können mittels des vorgestellten Verfahrens somit besonders flexibel entsprechende Bereiche mit zumindest einem funktionellen Schichtsystem hervorgebracht werden, wobei auch hier sowohl eine zweidimensionale oder eine dreidimensionale Ausrichtung beziehungsweise jegliche Mischformen hervorgebracht werden können. Dabei können somit die aufgebrachten Schichten in beliebiger Reihenfolge derart vorgesehen sein, sodass die Anordnung dieser Schichten zueinander und die Lage auf dem Ausgangsstoff dann zusammen genommen ein funktionelles Schichtsystem ergeben. Beispielsweise kann somit das funktionelle Schichtsystem derart vorgesehen werden, sodass einfache elektrische Funktionseinheiten oder funktionelle Einheiten selbst je nach ausgewähltem Ausgangsmaterial hervorgebracht werden können. Der Einsatz von Beschichtungsverfahren kann insbesondere den Vorteil aufweisen, dass besonders dünne Schichten für die zuvor beispielhaften Zwecke vorgesehen werden, sodass ein besonders flexibles Verfahren bereitgestellt werden kann. Insbesondere in dem Fall, dass der Ausgangsstoff des zu fertigenden Gegenstandes bereits zumindest teilweise eine dreidimensionale Grundform aufweist, kann mittels des vorgestellten Verfahrens eine besonders flexible und effiziente Gestaltung der gewünschten Funktionen hervorgebracht werden.
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In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein funktioneller Gegenstand hergestellt und mit dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 bereitgestellt wird. Die zuvor genannten Vorteile gelten soweit übertragbar auch für den vorgestellten Gegenstand.
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Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
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So ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das erste und das zweite Beschichtungsverfahren ausgewählt sind aus: plasmagestütztes Beschichtungsverfahren, insbesondere physikalisches Gasphasenabscheiden, plasmagestütztes chemisches Gasphasenabscheiden, Druckverfahren, insbesondere Stempelverfahren, Walzverfahren, Siebdruckverfahren, Spritz- und Strahlverfahren, insbesondere Kaltplasmaspritzverfahren, Plasmaerodierverfahren, Flammenspritzverfahren. Insbesondere die folgenden Verfahren können für die Gestaltung von dreidimensionalen Bereichen des zu fertigenden funktionellen Gegenstandes vorteilhaft eingesetzt werden: plasmagestütztes Beschichtungsverfahren, insbesondere physikalisches Gasphasenabscheiden, plasmagestütztes chemisches Gasphasenabscheiden, Spritz- und Strahlverfahren, insbesondere Kaltplasmaspritzverfahren, Plasmaerodierverfahren, Flammenspritzverfahren. Folgende Verfahren sind jeweils für die Gestaltung von zweidimensionalen Bereichen des zu fertigenden Gegenstandes vorgesehen: Druckverfahren, insbesondere Stempelverfahren, Walzverfahren, Siebdruckverfahren. Es ist vorstellbar, dass die vorgestellten Verfahren entsprechend ihres Anwendungsgebiets jeweils für die Fertigung des funktionellen Gegenstandes eingesetzt werden. Auch ist jedoch vorstellbar, dass ausschließlich eines oder mehrere der Verfahren für eine entsprechend dreidimensionale Gestaltung des zu fertigenden Gegenstandes eingesetzt werden. Dabei können die Verfahren je nach aufzubringender Schicht variieren. Auch ist vorstellbar, dass nur ein Verfahren für das Aufbringen der jeweiligen Schicht beziehungsweise Schichten vorgesehen wird. Insbesondere die vorgestellten Verfahren für eine dreidimensionale Gestaltung können vorteilhaft eine flexible Gestaltung begünstigen, sodass nicht nur eine hohe Designfreiheit bei der Gestaltung der funktionellen Gegenstände bereitstellbar ist, sondern beispielsweise auch besonders dünne jeweilige Schichten aufgetragen werden können. Aufgrund solch dünner Schichten können entsprechend zusätzliche oder bewusst gewollte Funktionen in dem zu fertigenden Gegenstand hervorgebracht werden. Beispielsweise kann eine finale Deckschicht aus einem isolierenden Material derart dünn aufgebracht werden, sodass beispielsweise eine Lichtfunktion einer elektrisch leitenden Schicht unterhalb dieser Deckschicht durchscheint, wobei solch eine Lichtfunktion beispielsweise bewusst steuerbar vorgesehen werden kann.
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Auch ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das wenigstens eine Strukturierungsverfahren folgende Schritte umfasst: Bereitstellen zumindest einer Maskierungsform, wobei die zumindest eine Maskierungsform aus einem der folgenden Materialien hergestellt sein kann oder zumindest eines der folgenden Materialien umfassen kann: wobei die zumindest eine Maskierungsform aus einem der folgenden Materialien hergestellt ist oder zumindest eines der folgenden Materialien umfasst: natürliche organische Werkstoffe, insbesondere holzbasierte Werkstoffe, Holz, Fasermatten, Blattwerk, Kunststoff, Lack und/oder wobei die Maskierungsform in Form eines Tapes bereitgestellt wird, Kunststoff, Lack, Anordnen der Maskierungsform auf dem mit wenigstens einer Schicht aus erstem Material und/oder mit wenigstens einer Schicht aus zweitem Material beschichteten Ausgangsstoff oder Anordnen der Maskierungsform auf dem nicht beschichteten Ausgangsstoff, Aufbringen der mindestens einen elektrisch leitfähigen Schicht auf die Maskierungsform, Abziehen der Maskierungsform, wobei elektrisch leitfähige Bereiche auf dem mit wenigstens einer Schicht aus erstem und/oder mit wenigstens einer Schicht aus zweitem Material beschichteten oder nicht beschichteten Ausgangsstoff zurückbleiben, Aufbringen mindestens einer zumindest teilweise isolierenden Schicht auf die elektrisch leitfähigen Bereiche. Auf diese Weise kann ein schnelles und effizientes Verfahren bereitgestellt werden, wobei die vorgesehene Maskierungsform insbesondere auch auf dreidimensionalen Bereichen des zu fertigenden Gegenstandes vorteilhaft aufgebracht werden kann, ohne dass die entsprechenden Aufbringungsvorgänge davon negativ beeinflusst werden. Eine Maskierungsform im Sinne des vorgestellten Verfahrens kann beispielsweise aus einem Tape oder einem Tape-ähnlichen Gegenstand vorgesehen sein, wobei die Tape oder Tape-ähnliche Maskierungsform selbstklebend durch eine aufgebrachte Schicht oder durch andere beliebige Haftungsmechanismen wie beispielsweise elektrostatische Anziehungskräfte auf der Oberfläche des Gegenstandes fixiert werden. Das Material solch einer Maskierungsform kann beispielsweise direkt in Form eines Tapes vorgesehen sein oder aus einem Tape selbst bestehen, wobei dabei dieses Tape aus einem beliebigen Material oder einem beliebigen Materialmix aufgebaut sein kann. Dabei kann solch eine Maskierungsform derart gestaltet sein, sodass bei einer Verwendung einer solchen Maskierungsform abgedeckte und nicht abgedeckte Bereiche auf einer Fläche entstehen, auf welcher diese Maskierungsform angeordnet wird. Mit anderen Worten kann solch eine Maskierungsform derart aufgebracht werden, sodass ein definiertes Muster an nicht abgedeckten Bereichen entsteht, sodass eine auf diese Maskierungsform aufgebrachte Schicht entsprechend diese auffüllt.
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Zudem ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das wenigstens eine Strukturierungsverfahren folgende Schritte umfasst: Zumindest partielles Abtragen der mindestens einen aufgebrachten isolierenden Schicht in einem Abtragsbereich mittels wenigstens einem Abtragverfahrens, Aufbringen der mindestens einen elektrisch leitfähigen Schicht zumindest in dem Abtragsbereich. Auch auf diese Weise kann ein schnelles und effizientes Verfahren bereitgestellt werden, wobei der vorgesehene Abtragungsschritt insbesondere auch auf dreidimensionalen Bereichen des zu fertigenden Gegenstandes vorteilhaft vollzogen werden kann, ohne dass die entsprechenden Aufbringungsvorgänge davon negativ beeinflusst werden. Der Abtragungsvorgang kann ebenfalls entsprechend eines benutzerdefinierten Musters erfolgen, sodass anschließend entsprechend dem Muster elektrische leitfähige Bereiche hervorgebracht werden können. Auch kann ein jeweiliger Abtragschritt und das Aufbringen der Schichten derart abwechselnd beziehungsweise in beliebiger Reihenfolge vollzogen werden, sodass entsprechend funktionelle Schichtsysteme in dem zu fertigenden Gegenstand vorgesehen werden können.
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Ferner ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Abtragverfahren ausgewählt ist aus: thermisches Abtragverfahren, chemisches Abtragverfahren, mechanisches Abtragverfahren, lithographisches Abtragverfahren. Somit kann eine Flexibilität des vorgestellten Verfahrens besonders gut erreicht werden. Die vorgestellten Abtragverfahren eignen sich für eine schnelle und gleichzeitig flexible Bearbeitung beziehungsweise Fertigung eines funktionellen Gegenstandes, wobei ein Einsatz auf einer dreidimensionalen Oberfläche möglich ist.
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Auch ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das erste Material ausgewählt ist aus: Metall, insbesondere Aluminium, Kupfer oder Silber, leitfähigem Polymer, leitfähigem Lack und das zweite Material ausgewählt ist aus: Kunststoffen, Oxiden und diamantartigen Kohlenstoffschichten. Diese vorgestellten Materialien eignen sich besonders für die zuvor bereits erläuterten Anwendungszwecke. Dabei kann insbesondere eine entsprechende Kombination der ausgewählten Materialien derart vorgesehen werden, sodass flexibel eine jeweilige Funktionalität des zu erstellenden Gegenstands kostengünstig erstellbar ist. Beispielweise kann das zweite Material zumindest teilweise lichtdurchlässig sein, sodass Lichtstrahlen durch dieses Material zumindest teilweise durchscheinen können. Auch könnte das zweite Material derart vorgesehen sein, sodass aufgrund der gewählten Schichtdicke entsprechend Lichtstrahlen durchscheinen können. Mit anderen Worten kann je nach Schichtdicke des zweiten Materials, beispielsweise als Deckschicht, welche den Gegenstand nach außen begrenzt, eine darunter liegende lichtemittierende Schicht Lichtstrahlen durch diese zweite Materialschicht hindurch senden, sodass ein Betrachter diese Lichtstrahlen außerhalb des funktionellen Gegenstandes wahrnehmen kann. In diesem Zusammenhang kann beispielsweise ein Lichtmuster vorgesehen werden, welches sich aufgrund einer Form der ersten oder zweiten Materialschicht einstellt.
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Zudem ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die strukturierten aufgetragenen Schichten zusammen zu zumindest einen Bereich mit zumindest einem funktionellen Schichtsystem angeordnet werden, wobei der zumindest eine Bereich mit zumindest einem funktionellen Schichtsystem wenigstens eine Funktionalität umfasst, wobei diese Funktionalität ausgewählt ist aus: Sensorik, insbesondere kapazitiver oder resistiver Sensorik, Aktorik, insbesondere haptischer Aktorik, LED-Lichtfunktion, Heizfunktion, Monitorfunktion, Steckverbindungsfunktion, induktive Ladeplattenfunktion, Lautsprecherfunktion, Magnetfunktion oder wobei der zumindest eine Bereich mit zumindest einem funktionellen Schichtsystem als zumindest eines der folgenden Elemente vorgesehen wird: Sensorelement, insbesondere kapazitives oder resistives Sensorelement, Aktorelement, insbesondere haptisches Aktorelement, LED-Diodenelement, Heizelement, Monitorelement, Steckverbindungselement, induktives Ladeplattenelement, Lautsprecherelement, magnetisches Schichtelement. Die zuvor aufgeführten Vorteile gelten soweit übertragbar auch für diese Ausgestaltungen des vorgestellten Verfahrens.
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Zudem ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Ausgangsstoff anschließend an das Aufbringen der einen oder mehreren Schichten wenigstens einem Infundierverfahrensschritt unterzogen wird. Beispielsweise kann dabei ein Vakuuminfusionsverfahren eingesetzt werden. Der funktionelle Gegenstand kann somit im Sinne eines Faserverbundleichtbaus derart infundiert werden, sodass dieser Gegenstand damit eine verbesserte Haltbarkeit aufweist und zudem wetterfest ausgebildet ist. Auch kann sich aufgrund des durchgeführten Infundierschritts eine verbesserte Lichtdurchlässigkeit der isolierenden Deckschicht ergeben, sodass emittierte Lichtstrahlen von darunter liegenden elektrisch leitfähigen Schichten außerhalb des Gegenstandes besser wahrgenommen werden können. Somit kann das vorgestellte Verfahren mittels dieses weiteren Verfahrensschritts noch flexibler für weitere Ausführungsvarianten der zu erstellenden funktionellen Gegenstände eingesetzt werden.
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Schlussendlich ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Ausgangsstoff ausgewählt ist aus: behandeltem oder unbehandeltem Holzfurnier, massivem Holz, insbesondere Birkenholz, Buchenholz, Ahornholz, Kiefernholz, Nussbaumholz, Eichenholz, Eschenholz, wobei das behandelte Holzfurnier vor dem Verfahren in unterschiedlichen Zuständen und Formen, insbesondere in zwei- und dreidimensionalen Formen verformt und/oder vorgeformt vorgesehen wird, wobei diese Zustände ausgewählt sind aus: lackierten, lasierten, gebeizten, gebleichten und/oder eingefärbten Zustand. Diese Ausgangsstoffe lassen sich in Kombination mit den zuvor genannten Ausführungsformen des vorgestellten Verfahrens besonders flexibel verwenden, sodass die gewünschten funktionellen Gegenstände in jeweils vorgesehenen Ausführungsvarianten flexibel erstellt beziehungsweise gefertigt werden können.
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Das Verfahren kann beispielsweise verwendet werden, um funktionelle Gegenstände zu fertigen, welche anschließend als jegliche Interieur- oder Designteile eingesetzt werden können. Beispielsweise können dies Interieur- oder Designteile sein, welche für den Innenausbau eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, eingesetzt werden. Insofern kann das Verfahren in Verbindung mit jeglichen Holzfurnierflächen eingesetzt werden, welche sich auf jeweiligen Produkten von Kraftfahrzeugen befinden beziehungsweise dort vorgesehen oder angeordnet sind.
Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
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Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1 ein Prozessdiagramm von einem Verfahren zur Herstellung von funktionellen Gegenständen;
- 2 einen funktionellen Gegenstand;
- 3 ein Prozessdiagramm von einem Strukturierungsverfahren;
- 4 ein Prozessdiagramm von einem weiteren Strukturierungsverfahren.
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1 zeigt ein Prozessdiagramm 100 von einem Verfahren zur Herstellung von funktionellen Gegenständen. In einem ersten Verfahrensschritt 110 wird ein Ausgangsstoff bereitgestellt. In einem zweiten Verfahrensschritt 120 wird mindestens eine elektrisch leitfähigen Schicht aus mindestens einem ersten Material mittels zumindest eines ersten Beschichtungsverfahrens und mindestens eine zumindest teilweise isolierenden Schicht aus mindestens einem zweiten Material mittels zumindest eines zweiten Beschichtungsverfahrens aufgebracht. Die jeweiligen Schichten der verschiedenen Materialien können dabei jeweils nacheinander oder abwechselnd auf wenigstens einen Oberflächenbereich des Ausgangsstoffes aufgebracht werden. Beispielsweise könnte/n erst eine oder mehrere isolierende Schichten aufgetragen werden, gefolgt von einer Schicht, welche elektrisch leitfähig ist, wobei anschließend wiederum eine isolierende Schicht vorgesehen ist. Auch könnten abwechselnd mehrere jeweilige unterschiedliche Schichten vorgesehen sein. Es sind beliebig verschiedene Varianten vorstellbar, wobei in jeglichen Kombinationen ein abwechselndes Aufbringen in Kombination mit einem seriellen Aufbringen der jeweiligen Schichten vorstellbar ist. In einem dritten Verfahrensschritt 130 wird wenigstens eine elektrische Funktionseinheit und/oder wenigstens eine funktionelle Einheit in und/oder an dem Ausgangsstoff jeweils vor oder nach dem jeweiligen Aufbringen der Schichten angeordnet. Beispielsweise wird auf dem Ausgangsstoff in einem Bereich zunächst solch eine Einheit angeordnet und anschließend werden auch in diesem Bereich jeweilige Schichten in bereits beschriebener Reihenfolge vorgesehen. Somit kann als Ergebnis eine entsprechende Einheit vorgesehen sein, welche zum Teil sowohl direkt auf dem Ausgangsstoff als auch zum Teil innerhalb der jeweiligen aufzubringenden Schichten eingebettet ist. Auch kann entsprechend solch eine Einheit derart auf den Ausgangsstoff aufgebracht oder eingedrückt werden, sodass solch eine Einheit zumindest teilweise in dem Ausgangsstoff vorgesehen ist. Beispielsweise kann der Ausgangsstoff zumindest teilweise aus einem nachwachsenden Rohstoff beschaffen sein oder einen solchen umfassen, wobei die Materialeigenschaften dann geeignet sind jeweilige Einheiten zumindest teilweise in diesen einzuarbeiten beziehungsweise einzudrücken. Beispielsweise könnte so ein Ausgangsstoff eine Art Holzfurnier, ein Holzfurnier oder aus Holz oder einem ähnlichen Stoff beschaffen sein. In einem vierten Verfahrensschritt 140 wird wenigstens ein Strukturierungsschritt an wenigstens einer der aufgebrachten Schichten während oder nach dem Aufbringen der mindestens einen leitfähigen Schicht und/oder während oder nach dem Aufbringen der mindestens einen isolierenden Schicht mittels wenigstens einem Strukturierungsverfahren durchgeführt, sodass elektrisch leitfähige Bereiche zur Verwendung mit der wenigstens einen elektrischen Funktionseinheit und/oder der wenigstens einen funktionellen Einheit und/oder Bereiche mit zumindest einem funktionellen Schichtsystem erstellt werden.
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2 zeigt einen funktionellen Gegenstand 10. Dabei ist als Ausgangsstoff 12 von diesem Gegenstand 10 ein Holzfurnier dargestellt. Dieser Ausgangsstoff 12 kann dabei ein unbehandeltes oder behandeltes Holzfurnier sein. In nicht gezeigten Varianten kann dieser Ausgangsstoff 12 auch zumindest teilweise aus Holz oder einem holzähnlichen Stoff beschaffen sein. Demnach sind auch andere nachwachsende Rohstoffe vorstellbar. Auch künstlich nachempfundene Ausgangsstoffe sind vorstellbar, welche beispielsweise zumindest teilweise Holzanteile oder Fasern oder andere Bestandteile aus nachwachsenden Rohstoffen, wie beispielsweise Holz oder Bambus, umfassen. In der dargestellten 2 weist dieser Ausgangsstoff eine im Wesentlichen rechteckige Form auf, wobei eine dreidimensionale Grundform mit einer im Wesentlichen glatten Oberfläche dargestellt ist. Diese glatte Oberfläche kann entsprechend der gezeigten Maserung auch zumindest teilweise rau sein beziehungsweise entsprechend eine unbehandelte Oberfläche aufweisen, welche gemäß dem gewählten Holzausgangsmaterial rau ist. Es ist vorstellbar, dass dieser Ausgangsstoff 12 in jeglichen anderen geometrischen Formen vorgesehen ist. Beispielsweise kann er in geschwungener Form gemäß einem Interieurbauteil für den Innenausbau eines Fahrzeugs vorgesehen sein. Auf dem Ausgangsstoff 12 sind elektrisch leitfähige Schichten 14 dargestellt. Diese elektrisch leitfähigen Schichten 14 können beispielsweise Aluminium, Kupfer oder Silber umfassen. Diese elektrisch leitfähigen Schichten 14 können beispielsweise als strukturierte Dünnschichten bezeichnet werden. Dabei ist ebenfalls vorstellbar, dass in nicht gezeigter Weise diese elektrisch leitfähigen Schichten 14 übereinander in unterschiedlichen Lagen vorgesehen sind, sodass ein dreidimensionales Gebilde aus diesen Schichten entsteht und somit elektrisch leitfähige Bereiche in definierter Form mit einer dreidimensionalen Ausrichtung bereitgestellt werden. Diese elektrisch leitfähigen Schichten 14 sind in der 2 dabei im Wesentlichen linienförmig dargestellt und verbinden eine elektrische Funktionseinheit 16 mit einer funktionellen Einheit 18. Die elektrische Funktionseinheit 16 kann beispielsweise selbst ein Sensorelement, insbesondere ein kapazitives oder ein resistives Sensorelement, ein Aktorelement, insbesondere ein haptisches Aktorelement, ein LED-Diodenelement, ein Heizelement, ein Monitorelement, ein Steckverbindungselement, ein induktives Ladeplattenelement, ein Lautsprecherelement oder ein magnetisches Schichtelement darstellen. Die funktionelle Einheit 18 kann beispielsweise wie dargestellt ein Plug-In-Steckelement sein, welches ausgelegt ist über einen nicht näher dargestellten Stecker von außen mit einer ebenfalls nicht näher dargestellten Energiequelle verbunden zu werden. Auch kann die elektrische Funktionseinheit 16 die zuvor genannten Funktionalitäten der aufgezählten Elemente zumindest teilweise aufweisen beziehungsweise in jeglicher kombinierter Form aufweisen oder umfassen. Zudem ist auf dem Ausgangsstoff 12 ein Bereich mit einer zumindest teilweise isolierenden Schicht 15 dargestellt. Diese isolierende Schicht 15 überlagert dabei teilweise die elektrisch leitfähige Schicht 14, wobei in diesem Bereich somit beispielhaft ein funktionelles Schichtsystem 20 dargestellt ist. Dieses funktionelle Schichtsystem 20 kann auch an Stelle der elektrische Funktionseinheit 16 vorgesehen sein und entsprechend sämtliche Funktionalitäten dieser elektrischen Funktionseinheit 16 ersetzen. Auch ist vorstellbar, dass das funktionelle Schichtsystem 20 entsprechend ausgebildet ist, sodass dieses funktionelle Schichtsystem 20 beispielsweise selbst ein Sensorelement, insbesondere ein kapazitives oder ein resistives Sensorelement, ein Aktorelement, insbesondere ein haptisches Aktorelement, ein LED-Diodenelement, ein Heizelement, ein Monitorelement, ein Steckverbindungselement, ein induktives Ladeplattenelement, ein Lautsprecherelement oder ein magnetisches Schichtelement darstellt. Mit anderen Worten ist vorstellbar, dass in nicht gezeigter Weise die jeweiligen Schichten derart unterschiedlich aufgebracht werden, wobei jeweilige Strukturierungsschritte vorgesehen werden, sodass die oben beschriebenen Funktionalitäten oder Elemente bereitgestellt werden.
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3 zeigt ein Prozessdiagramm 200 von einem Strukturierungsverfahren. In einem ersten Verfahrensschritt 210 wird dabei eine Maskierungsform bereitgestellt. In einem zweiten Verfahrensschritt 220 wird diese Maskierungsform auf dem mit wenigstens einer Schicht aus erstem Material und/oder mit wenigstens einer Schicht aus zweitem Material beschichteten Ausgangsstoff oder auf dem nicht beschichteten Ausgangsstoff angeordnet. In einem dritten Verfahrensschritt 230 wird mindestens eine elektrisch leitfähige Schicht auf die Maskierungsform aufgebracht. In einem vierten Verfahrensschritt 240 wird die Maskierungsform abgezogen, wobei elektrisch leitfähige Bereiche auf dem mit wenigstens einer Schicht aus erstem und/oder mit wenigstens einer Schicht aus zweitem Material beschichteten oder nicht beschichteten Ausgangsstoff 12 zurückbleiben. In einem fünften Verfahrensschritt 250 wird mindestens eine zumindest teilweise isolierende Schicht auf die elektrisch leitfähigen Bereiche aufgebracht.
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4 zeigt ein Prozessdiagramm 300 von einem weiteren Strukturierungsverfahren. Ein erster Verfahrensschritt 310 umfasst dabei ein zumindest partielles Abtragen der mindestens einen aufgebrachten isolierenden Schicht 15 in einem Abtragsbereich mittels wenigstens einem Abtragverfahrens. In einem zweiten Verfahrensschritt 320 wird mindestens eine elektrisch leitfähige Schicht 14 zumindest in dem Abtragsbereich aufgebracht.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- funktioneller Gegenstand
- 12
- Ausgangsstoff
- 14
- elektrisch leitfähige Schicht
- 15
- isolierende Schicht
- 16
- elektrische Funktionseinheit
- 18
- funktionelle Einheit
- 20
- funktionelles Schichtsystem
- 100
- Prozessdiagramm von einem Verfahren zur Herstellung von funktionellen Gegenständen
- 110
- erster Verfahrensschritt
- 120
- zweiter Verfahrensschritt
- 130
- dritter Verfahrensschritt
- 140
- vierter Verfahrensschritt
- 200
- Prozessdiagramm von einem Strukturierungsverfahren
- 210
- erster Verfahrensschritt
- 220
- zweiter Verfahrensschritt
- 230
- dritter Verfahrensschritt
- 240
- vierter Verfahrensschritt
- 250
- fünfter Verfahrensschritt
- 300
- Prozessdiagramm von einem weiteren Strukturierungsverfahren
- 310
- erster Verfahrensschritt
- 320
- zweiter Verfahrensschritt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009011449 A1 [0005]
- DE 102015206662 B3 [0006]
- EP 2218610 A1 [0007]