Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer beschichteten Kunststoffblende, eine beschichtete Kunststoffblende sowie ein diese beschichtete Kunststoffblende enthaltendes Hausgerät.
Die Offenlegungsschrift
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Die Patentschrift
Hausgeräte weisen im Allgemeinen eine Bedienblende mit einem Bedienpanel auf, das die Möglichkeit der Einstellung von im Hausgerät durchzuführenden Programmen bietet, sowie eine Darstellung von Informationen über die Durchführung eines ausgewählten Programms. Hausgeräte sind hierbei beispielsweise Wäschebehandlungsgeräte wie Waschmaschinen, Trockner und Waschtrockner, Geschirrspülmaschinen, Mikrowellengeräte, Backöfen und Mixgeräte, Kaffeemaschinen usw. Die Darstellung von Informationen und ausgewählten Programmen erfolgt hierbei im Allgemeinen über ein optisches Display, bei dem oft einzelnen Displaybereichen zugeordnete Programme durch Beleuchtung der Displaybereiche hervorgehoben werden können, so dass damit insbesondere deren Durchführung angezeigt werden kann. Bedienblenden können daher sehr komplex aufgebaut sein. Häufig bestehen Bedienblenden im Wesentlichen aus einem oder mehreren Kunststoffen. Solche Bedienblenden werden hierin auch als Kunststoffblenden bezeichnet.
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Die im Stand der Technik beschriebenen Blenden sind teilweise sehr komplex aufgebaut und nur in mehreren Schritten herstellbar, wobei insbesondere auch auf eine gewünschte Blende abgestellte Werkzeuge eingesetzt werden müssen. Andererseits ist es für die Herstellung von unterschiedlichen Hausgeräten wünschenswert, eine an das Hausgerät und insbesondere auch dessen Einsatzland abgestimmte Blende zu haben. Dies führt allerdings zu einer Vielzahl von erforderlichen Blenden und Blendenvarianten.
Im Allgemeinen werden Bedienblenden mit einer Beschichtung, beispielsweise einer lichtundurchlässigen Lackschicht, versehen, um Informationen darzustellen, bestimmte Teile eines Hausgerätes für einen Benutzer unsichtbar zu lassen, vor allem bei Verwendung eines transparenten Blendengrundkörpers, und/oder um die Oberfläche der Bedienblende zu schützen. Je nach vorgesehener Bedienblende einschließlich Display kann für die Herstellung einer solchen beschichteten Bedienblende der Maskierungsaufwand sehr hoch werden, um die Funktion von Bedien- und Anzeigeelementen nicht zu beeinträchtigen.
Vor diesem Hintergrund war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer beschichteten Kunststoffblende bereitzustellen, das eine vereinfachte Herstellung einer Vielzahl unterschiedlicher Kunststoffblenden ermöglicht, die insbesondere auch als Bedienblenden eingesetzt werden können. Aufgabe der Erfindung war außerdem die Bereitstellung einer solchen beschichteten Kunststoffblende sowie eines Hausgerätes, welches diese beschichtete Kunststoffblende enthält.
Die Lösung dieser Aufgabe wird nach dieser Erfindung erreicht durch ein Verfahren zur Herstellung einer beschichteten Kunststoffblende, eine beschichtete Kunststoffblende und ein diese beschichtete Kunststoffblende enthaltendes Hausgerät mit den Merkmalen der jeweiligen unabhängigen Patentansprüche. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens, der erfindungsgemäße Kunststoffblende und des diese Kunststoffblende enthaltenden Hausgeräts sind in entsprechenden abhängigen Patentansprüchen aufgeführt. Dabei entsprechen bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens, der erfindungsgemäßen Kunststoffblende und des diese Kunststoffblende enthaltenden Hausgeräts einander, auch wenn dies nicht immer explizit ausgeführt ist.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung einer beschichteten Kunststoffblende gemäß Anspruch 1.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Schritt (e);
(e) Entfernen der ersten Lackschicht in einer Unteroberfläche TC1 der Teiloberfläche TC mit Hilfe von Infrarot-Laserstrahlung;
durchgeführt.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist die zweite Lackschicht lichtdurchlässiger als die erste Lackschicht. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die zweite Lackschicht dünner als die erste Lackschicht ist und/oder aus einem optisch weniger dichten Material hergestellt ist.
Erfindungsgemäß wird anschließend an Schritt (a) ein Schritt (a1);
(a1) Aufbringen einer gefärbten Kunststofffolie auf einer unbeschichteten Teiloberfläche TF der Oberfläche des Kunststoffkörpers;
durchgeführt. Die gefärbte Kunststofffolie ist dabei im Allgemeinen so ausgestaltet, dass sie dauerhaft an der Oberfläche des Kunststoffkörpers haften kann. Bei dieser Ausführungsform ist es bevorzugt, dass im Schritt (e) die Teiloberfläche TC zumindest teilweise in der Teiloberfläche TF liegt. Dies bedeutet insbesondere, dass Lackschichten auf der gefärbten Kunststofffolie derart gezielt abgetragen werden können, dass damit Symbole, Schriftzeichen und andere Zeichen dargestellt werden können, welche dann in der Farbe der gefärbten Kunststofffolie sichtbar sind. Je nach Einfärbung der gefärbten Kunststofffolie können dann verschiedenfarbige Symbole, Schriftzeichen und andere Zeichen dargestellt werden.
Vorteilhaft kann bei dieser Ausführungsform im Schritt (e) die Teiloberfläche TC vollständig in der Teiloberfläche TF liegen.
Im Allgemeinen wird die erfindungsgemäße beschichtete Kunststofffolie durch ein oder mehrere Lichtquellen von hinten beleuchtet. Die farbige Darstellung von Symbolen usw. kann dann durch die Beleuchtung noch hervorgehoben werden.
Erfindungsgemäß wird anschließend an Schritt (a) oder (a1) ein Schritt (a2) durchgeführt:
(a2) Aufbringen einer Abdeckfolie, wobei die Abdeckfolie eine Abziehfolie enthält und eine Seitenkontur aufweist auf einer unbeschichteten Teiloberfläche TK der Oberfläche des Kunststoffkörpers;
Im Allgemeinen werden dann zeitlich nach Schritt (c) die Schritte (d1) und (d2) durchgeführt:
Hierbei kann zeitlich nach Schritt (d2) vorzugsweise die unbeschichtete Teiloberfläche TK der Oberfläche teilweise mit Laserstrahlung beaufschlagt werden, bis dort eine vorgegebene Änderung der optischen Durchlässigkeit erreicht ist. Insbesondere können damit dann innerhalb der unbeschichteten Teiloberfläche TK opake Schriftzeichen, Symbole und andere Zeichen dargestellt werden.
Wenn hierin ein Schritt "zeitlich nach" einem anderen Schritt durchgeführt wird, bedeutet dies, dass der Schritt unmittelbar oder mittelbar nach dem anderen Schritt durchgeführt wird.
Bei Verwendung einer Abdeckfolie besteht in einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens die Abdeckfolie aus der Abziehfolie. Allerdings ermöglicht die Verwendung einer Abdeckfolie vorteilhaft weitere Designmöglichkeiten.
Bei Verwendung einer Abdeckfolie wird daher vorzugsweise eine Abdeckfolie verwendet, die ein Laminat aus der Abziehfolie und mindestens einer weiteren Folie ist, wobei nach dem Schritt (a2) die Abziehfolie an dem aus der mindestens einen weiteren Folie bestehenden Restlaminat mit einer Klebekraft F1 haftet, die kleiner ist als die Klebekraft F2 zwischen Kunststoffkörper und einer an ihr liegenden Folie und gegebenenfalls den Klebekräften Fn-2 zwischen den weiteren Folien, wobei n die Anzahl der Folien im Laminat ist.
Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass im Schritt (d1) die erste und die zweite Lackschicht und, soweit vorhanden, weitere Schichten entlang der Seitenkontur in einer Breite von 0,2 bis 1 mm, vorzugsweise 0,3 mm bis 0,8 mm, insbesondere 0,4 mm bis 0,7 mm, entfernt werden. Es hat sich gezeigt, dass auf diese Weise bei einer Vielzahl von eingesetzten Lackschichten die Abziehfolie gut und sicher entfernt werden kann. Dabei können die Lackschichten ausschließlich auf der Folie oder teilweise auch auf der beschichteten Oberfläche des Kunststoffkörpers entfernt werden. Es ist bevorzugt, dass auf der beschichteten Oberfläche des Kunststoffkörpers 25 bis 50 % der insgesamt entfernten Breite der Lackbeschichtung, d.h. insbesondere der ersten und zweiten Lackschicht, entfernt werden.
Der Kunststoffkörper ist erfindungsgemäß nicht beschränkt, solange eine ausreichende Transparenz gegeben ist und auf den jeweiligen Verwendungszweck angepasste Eigenschaften realisiert werden können. Der hierin verwendete Begriff "Kunststoffkörper" bedeutet daher insbesondere, dass der Kunststoffkörper im Wesentlichen aus Kunststoff besteht. Es können somit andere Materialien wie z.B. Metalle oder anorganische/organische Verbindungen in einem gewissen Umfang im Kunststoffkörper enthalten sein. Der im Kunststoffkörper vorhandene Kunststoffanteil kann sich aus beliebigen Kunststoffen zusammensetzen, solange eine teilweise Transparenz gegeben ist und sich der Kunststoff für die Verwendung in Kunststoffblenden eignet. Erfindungsgemäß ist es jedoch bevorzugt, dass der Kunststoffkörper einen Kunststoff enthält oder aus diesem besteht, der ausgewählt ist aus der Gruppe, die Styrol-Acrylnitril(SAN)-Copolymer, Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat (PC) und Acryl-Butadien-Styrol(ABS)-Copolymer umfasst. Der Blendengrundkörper ist eine flache oder gebogene Kunststoffplatte .
Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, dass die Teiloberflächen TC, sowie Teiloberflächen TF und oder TK innerhalb der Oberfläche des Kunststoffkörpers liegen. Dies bedeutet im Allgemeinen, dass diese Teiloberflächen einen gewissen Abstand zu einem Rand des Kunststoffkörpers aufweisen. Insbesondere liegt daher die für Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens erwähnte Seitenkontur vorzugsweise innerhalb der Oberfläche des Kunststoffkörpers. Dabei hat die Seitenkontur somit einen von Null verschiedenen Abstand von einer Randbegrenzung des Kunststoffkörpers.
Die beschichtete Kunststoffblende enthält im Allgemeinen Bedienelemente zur Steuerung eines Hausgerätes. Derartige Bedienelemente können mechanisch bewegbare Schalter sein und/oder vorzugsweise berührungsempfindlich ausgestaltet sein. Berührungsempfindliche Bedienelemente beruhen vorzugsweise auf Kapazitätsänderungen.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens enthalten daher die Abdeckfolie und/oder die gefärbte Kunststofffolie Sensorelemente.
Das Anbringen einer in Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendeten Abdeckfolie und/oder gefärbten Kunststofffolie kann auf unterschiedliche Weise geschehen, insbesondere durch Kleben oder Schweißen, unabhängig davon, ob z.B. die Abdeckfolie lediglich aus der Abziehfolie besteht oder ein Laminat aus mehreren Folien ist. So kann eine selbstklebende Abdeckfolie und/oder eine selbstklebende gefärbte Kunststofffolie verwendet werden. Eine selbstklebende Folie weist dabei auf der klebrigen Seite einen Klebstoff auf, der vorzugsweise ein Schmelzhaftkleber ist.
Es kann allerdings auch eine beispielsweise nicht selbstklebende Folie angebracht werden, die anschließend insbesondere durch Ultraschall-Schweißen oder LaserSchweißen auf dem Kunststoffkörper aufgebracht wird.
Erfindungsgemäß bevorzugt wird in Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens in den Schritten (a1) und/oder (a2) eine selbstklebende Folie verwendet.
Abdeckfolie und/oder gefärbte Kunststofffolie enthalten im Allgemeinen einen thermoplastischen Kunststoff wie z.B. PMMA, Polyethylenterephthalat und/oder Polycarbonat oder bestehen aus diesen. Vorzugsweise enthalten Abdeckfolie und/oder gefärbte Kunststofffolie Polyethylenterephthalat und/oder Polycarbonat oder bestehen aus Polyethylenterephthalat und/oder Polycarbonat. Die eingesetzten Kunststoffe können für beide Fälle gleich sein, so dass die hierin verwendeten Begriffe "Abdeckfolie" und "gefärbte Kunststofffolie" insbesondere auf die beabsichtigte Verwendung und damit einhergehende besondere Gestaltungen abzielen.
Folien aus den vorgenannten Materialien können sich wegen ihrer Flexibilität gut an gekrümmte oder andersartig geformte Körper anpassen und sind zugleich preiswert herzustellen. Zur grafischen Gestaltung können diese vor der Anbringung an den Kunststoffkörper zudem in einem ebenen Zustand verzerrungsfrei bedruckt werden.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird im Allgemeinen IR-Laserstrahlung eingesetzt.
Die Zusammensetzung der Lackschichten ist erfindungsgemäß nicht begrenzt, vorzugsweise wird jeweils ein Farblack eingesetzt, der in Abstimmung auf den Verwendungszweck, beispielsweise Bereitstellen einer lichtundurchlässigen Abdeckschicht oder einer speziellen Designschicht, ausgewählt werden kann. Beim Aufbringen der Lackschichten in den Schritten (b) und (c) handelt es sich somit vorzugsweise um das Aufbringen jeweils eines Farblackes. Ein Farblack liegt dabei im Allgemeinen zunächst als eine mehr oder weniger viskose Flüssigkeit vor, welche durch eine übliche Drucktechnik, z.B. Siebdruck aufgebracht wird. Es erfolgt daher im Allgemeinen zunächst eine Beschichtung mit einem härtbaren Farblack. Im Allgemeinen erfolgt dann in einem weiteren Schritt eine Härtung, vorzugsweise sukzessive, der einzelnen Lackschichten. Bei der vorliegenden Erfindung wird auf diese Besonderheit nicht im Detail eingegangen, so dass der Ausdruck "Aufbringen einer Lackschicht" hierin die Schritte des Aufbringens eines mehr oder weniger viskosen Lacks und seine anschließende Härtung umfasst. Ein Härtungsschritt wird im Allgemeinen von der Art des eingesetzten Lackes abhängen. So kann es sich bei einem Härtungsschritt um ein Erwärmen oder um eine Bestrahlung, beispielsweise mit UV-Strahlung, handeln. Mittels UV-Strahlung wird im Allgemeinen eine Vernetzung von Komponenten einer Lackschicht bewirkt.
Aus den obengenannten Gründen bedeutet daher Entfernung einer Lackschicht hierin insbesondere die Entfernung einer gehärteten Lackschicht.
In einer oder mehreren Folien der in Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzten Abdeckfolie und/oder gefärbten Kunststofffolie können Bedienelemente zum Bedienen, z.B. eines Hausgerätes, und Anzeigeelemente zum Anzeigen von Betriebszuständen z.B. eines Hausgerätes enthalten sein. Ein oder mehrere solcher Informationsträgerfolien, die grafische Elemente, wie Klartextbeschriftungen, Positionsmarkierungen, Symbole und/oder Rahmenelemente enthalten, können erfindungsgemäß leicht auf den Kunststoffkörper aufgebracht werden, indem diese nach Anbringen der Folie auf dem Kunststoffkörper verbleiben, wenn beispielsweise eine Abziehfolie abgezogen wird. Eine Anpassung einer Bedienblende, als welche die beschichtete Kunststoffblende insbesondere verwendet wird, an eine Ausstattungs- und/oder Ländervariante eines Hausgerätes kann kostengünstig erfolgen, da gegebenenfalls nur eine Folie getauscht werden muss. Darzustellende Informationen können nämlich auf mehr als eine Folie verteilt werden, von denen jede einen Teil der grafischen Elemente trägt. Durch eine gezielte und geeignete Kombination unterschiedlich bedruckter Folien können zahlreiche Varianten von Bedieneinheiten und damit Bedienblenden erzeugt werden. Es kann nämlich durch einen einfachen Austausch einer Folie gegen eine andere bedruckte Folie eine Informationen tragende Folie, die z.B. Informationen in unterschiedlichen Sprachen bereitstellt, verändert werden. Überdies kann durch eine geeignete Wahl der grafischen Elemente für jeweils eine Folie die Anzahl der bereitzustellenden Folien zur Ausbildung verschieden gestalteter Informationen tragender Folien beschränkt sein. Die in Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzten Folien können also insbesondere mehrere Folien aufweisen, also als Laminate eingesetzt werden, so dass eine Anpassung an verschiedene Sprachen vorgenommen werden kann. Hierzu können bestimmte Anzeigeelemente wie Symbole auf einer Folie angeordnet sein, während Sprachelemente auf einer gesonderten Folie angeordnet werden. Es ist allerdings insbesondere auch möglich, dass beides auf derselben Folie ist.
Es ist allerdings erfindungsgemäß insbesondere bereits durch geeignetes Aufbringen von Lackschichten und deren partielle Entfernung möglich, unterschiedlichste Anzeigeelemente darzustellen.
Überdies kann eine bestimmte Farbe der Bedieneinheit durch Einfügung einer die bestimmte Farbe aufweisenden Folie oder durch Bereitstellen einer die bestimmte Farbe aufweisenden Lackschicht eingestellt werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält ein eingesetzter Abdeckfilm in auf dem Kunststoffkörper verbleibenden Teilen, also nicht in der Abziehfolie, Sensorelemente, auch als "Sensortasten" bezeichenbar. So kann eine Sensorelemente enthaltende Folie, die auch als Sensorfolie bezeichnet werden kann, direkt oder indirekt mit dem Kunststoffkörper verbunden werden. Der hierin verwendete Begriff "ensorelemente" ist breit zu interpretieren. Hierzu gehören neben berührungsempfindlichen Tasten auch berührungsempfindliche Berührelemente mit analoger Eingabe, die im Allgemeinen als "Slider" oder "Wheel" bezeichnet werden.
Die Sensorelemente sind im Allgemeinen als Sensorflächen oder Sensorelektroden aus einem geeigneten Material gestaltet. Das in einer Sensorfolie verwendete Sensorelement kann auf verschiedenen Messprinzipien beruhen, wie beispielsweise einer Messung des elektrischen Widerstands oder der elektrischen Kapazität. Vorzugsweise wird eine elektrische Kapazität gemessen, so dass die Sensorelemente bevorzugt kapazitive Sensoren (Sensorelektroden) sind. Dabei bestehen die Sensorelektroden aus einem geeigneten elektrisch leitfähigen Material, dessen Kapazitätsänderung bei Berührung ermittelt und ausgewertet werden kann. Geeignete elektrisch leitfähige Materialien sind beispielsweise transparente Halbleiteroxide oder aber elektrisch leitfähige organische Materialien wie elektrisch leitfähige organische Polymere.
Wird eine Sensorfolie verwendet, so können die Sensorelemente sowie elektrische Leiterbahnen auf unterschiedliche Weise auf die Sensorfolie aufgebracht werden. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind mindestens eine kapazitive Sensorelektrode sowie die elektrischen Leiterbahnen auf die Sensorfolie gedruckt.
Neben metallischen leitenden Strukturen können auf den in bevorzugten Ausführungsformen eingesetzten Sensorfolien auch organische leitende Strukturen eingesetzt werden. Im Allgemeinen umfassen daher in Ausführungsformen, bei denen das Sensorelement ein kapazitiver Sensor ist, der mindestens eine kapazitive Sensor und/oder die elektrischen Leiterbahnen ein intrinsisch leitfähiges organisches Polymer oder ein metallisches Leitmaterial oder bestehen aus diesem.
Die vorgenannten Bediensymbole und Schriftzeichen können im Übrigen auch auf oder in der Sensorfolie angeordnet sein, insbesondere aufgeklebt oder aufgedruckt sein.
Es können auch Folien verwendet werden, die ortsabhängig bestimmte haptische Elemente aufweisen, welche bei einer Bedienung vorteilhaft zur Unterscheidung und/oder besseren Erkennbarkeit von berührungsempfindlichen Sensorelementen tasten verwendet werden können.
Die Beschichtungstechniken für die Folien sind nicht besonders eingeschränkt, solange eine ausreichende Haftung gewährleistet ist. Bevorzugt sind Drucktechniken, die wiederum nicht besonders eingeschränkt sind. Vorzugsweise erfolgt das Bedrucken durch Siebdruck.
Gegenstand der Erfindung ist außerdem eine beschichtete Kunststoffblende gemäß Anspruch 10.
In einer bevorzugten Ausführungsform der beschichteten Kunststoffblende ist auf dem Kunststoffkörper eine mindestens teilweise lichtdurchlässige Folie mit Sensorelementen und einer elektrischen Leitstruktur angeordnet. Zu einer elektrischen Leitstruktur gehören dabei insbesondere auch elektrische Schaltkreise. Überdies können an einer solchen Sensorfolie auch elektrische Anschlüsse angeordnet sein.
Überdies ist Gegenstand der Erfindung ein Hausgerät, enthaltend diese beschichtete Kunststoffblende, insbesondere ein Hausgerät mit einer Programmsteuerung und einer hierin beschriebenen Kunststoffblende.
Das Hausgerät ist erfindungsgemäß nicht eingeschränkt. Das Hausgerät ist aber vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Wäschebehandlungsgeräten wie Waschmaschinen, Trocknern und Waschtrocknern, Geschirrspülgeräten, Kühlgeräten, Mikrowellengeräten, Backöfen, Herden, Mixgeräten und Kaffeemaschinen. Die Erfindung hat mehrere Vorteile. Die Erfindung ermöglicht, dass auf einfache Weise eine Vielzahl von unterschiedlichen Bedienblenden erzeugt werden kann. Hierzu müssen lediglich die aufzubringenden Folien und/oder Lackschichten entsprechend ausgestaltet und selektiv insbesondere durch IR-Laserstrahlung entfernt werden, wobei die vorliegende Erfindung es breit ermöglicht, die Position von Bediensymbolen und Schriftzeichen zu variieren. Eine aufwendige Öffnung des Blendengrundkörpers, d.h. des Kunststoffkörpers, ist nicht erforderlich, um eine Bedieneinheit anzubringen.
Es ist insbesondere möglich, die verschiedenen Bedienblenden unterschiedlicher Gerätevarianten oder unterschiedlicher Hausgeräte auf der Basis eines gemeinsamen Kunststoffkörpers herzustellen und die Variation bei den eingesetzten Beschichtungen und ggf. einer Variation bei ein oder mehreren Folien in einer eingesetzten Folie oder einem eingesetzten Folienlaminat vorzunehmen. Damit ist ein Wechsel einer komplett gefertigten Bedienblende oder eines aufwendig gestalteten Informationsträgers nicht erforderlich.
Die Erfindung ermöglicht in Ausführungsformen eine Reduzierung der Maskierkosten beim Lackieren durch die Verwendung von durch IR-Laserstrahlung entfernbaren Lackschichten, in Ausführungsformen auch durch die Verwendung einer entfern- oder nicht entfernbaren Kunststofffolie, hierin als gefärbte Kunststofffolie und Abdeckfolie bezeichnet. Es ist ein schneller Variantenwechsel und eine schnelle Änderung von Displayfenstern möglich. In Ausführungsformen der Erfindung ist der Aufwand für Werkzeugteile für Kunststoffbauteile geringer und besser kontrollierbar. Außerdem können durch den Wegfall von diversen Prozessschritten wie Maskieren, Bedrucken, Reinigungen usw. Einsparungen realisiert werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der
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