AT514019A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Spritzgussteils - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Herstellen eines Spritzgussteils (10), insbesondere eines optischen Elements, wobei an wenigstens zwei Spritzstationen (2) eine Spritzmasse mittels wenigstens zweier Spritzvorgänge gegossen wird, wobei ein in einem der wenigst zwel Spritzvorgänge hergestellter Vorspritzling (4) zwischen den wenigstens zwei Spritzvorgängen in einer Kühlstation (5) gekohlt wird.

Description

02/04/2013 10:08 +43-512-583408 TORGGLER&HQFINGER S. 06/40 «» • · • i · · • · • · · • · • · • · · • · • · • · • •99 • • · · « • · • · • · · • · • • · • · • « 9 9 • · · ···· ·· ·« • • · · 1 73743 32/32

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Spritzgussteils gemäß den Merkmalen des Oberbegriffe des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Herstellung eines Spritzgussteils gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 10.

Insbesondere beim Spritzguss von optischen Elementen (beispielsweise Unsen) ist es bekannter Stand der Technik, die herzustellenden Spritzgussteile in mehreren Schichten bzw. Schritten zu spritzen (beispielsweise aus der AT 505 321 Al). Dies hat einige Vorteile. Zum einen ergibt sich eine verbesserte Konturtreue durch Kompensation von Einfallstellen einer vorher gespritzten Schicht. Außerdem ergibt sich eine Reduktion des erforderlichen Formauftreibdruckes. Des Weiteren ergibt sich eine Verkürzung der Zykluszeit, da die Kühlzeit mit der Wandstärke der gespritzten Schicht quadratisch zunimmt. Dies ist beispielsweise in der WO 2012/069590 A1 dargelegt. Die Summe der Kühlzeiten beim Spritzen mit mehreren Schichten ist also kleiner als bei Spritzen in einem Stück. Dies wird im Folgenden näher dargelegt.

Im Allgemeinen kann man davon ausgehen, dass die erforderlichen Kühlzeiten für alle Stationen gleich sein sollen. Speziell wenn alle Stationen in einem Werkzeug oder einer Maschine angeordnet sind, ist dies vorteilhaft.

Die Kühlzeh tk ist proportional zum Quadrat der Wandstärke, unter Verwendung eines Proportionalitätsfaktors A gilt also/* = A - s1.

Außen liegende Schichten werden im Gegensatz zur zuerst hergestellten innen liegenden Schicht im Werkzeug nur einseitig gekühlt. Die Kühlzeit einer einseitig gekühlten Schicht ist in etwa gleich der Kühlzeit einer doppelt so dicken beidseitig gekühlten Schicht. Um gleiche Kühlzeiten zu erzielen, darf eine außen liegende Schicht also nur die halbe Wandstärke der innen liegenden Schicht aufweisen. Für ein dreischichtig aufgebautes Spritzgussteil mit der Gesamtwandstärke s ist daher in erster Näherung eine Schichtdickenaufteilung von S2= V* s, Si " % s, S3* % s 02/04/2013 11:17

Nr.: R596 2/39 P.0067040 02/04/2013 10:08 +43-512-583408

TORGGLER&HOFINGER S. 07/40 W 9 Ψ W »· ··' ·«·· • * Φ ·· ·· · «· * · · · · · · · · ···· • · * · ·····* * ·· ··· ** · * ·» ·· ···· «· ·· »f| 2 sinnvoll, (S2, s3 usw, bezeichnen die Schichtdicken der außen liegenden Schichten, Si die der innen liegenden Schicht, s bezeichnet eine Gesamtstärke.)

Analog kann bei einem Spritzgussteil aus 2n+1 Schichten die Dicke der ersten (inneren) Schicht mit -i- angenommen werden, die Dicke aller darauffolgenden w + l

Schichten mit -—n ist dabei eine natürliche Zahl größer oder gleich 1, die 2 ^ + 1) kennzeichnet, wie oft ein Vorspritzling nachträglich beidseitig überspritzt wird. Zur Beurteilung der Zykluszeiterspamis kann die Summe der Kühlzeiten der einzelnen Stationen herangezogen werden. Die einzelnen Zykluszeiten können zwar parallel ablaufen, dennoch benötigt jede Station Platz im Werkzeug und in einer Maschine -diesen Platz hätte man bei der konventionellen Einschicht-Technik nutzen können, um weitere Kavitäten unterzubringen.

Unter der Annahme, dass die Kühlzeit der außen liegenden Schichten s2 und s3 durch die einseitige Kühlung der Kühlzeit einer doppelt so dicken Schicht entspricht, beträgt nun die Summe der Kühlzeiten bei einem dreischichtigen Spritzgussteil h +

= 2 A-

wobei die Kühlzeit der Schichten s2 und s3 nur einmal berücksichtigt werden muss, da die Kühlung zeitgleich und in derselben Station erfolgt.

Es ist zu erkennen, dass die Gesamtkühlzeit für die einzelnen Schichten nur mehr die Hälfte der Kühlzeit t„ *= A -s2 eines einschichtigen Spritzgussteils beträgt. Für n Schichten gilt:

Die Gesamtkühlzeit beträgt nun nur mehr den Bruchteil von 1/(n+1) von der Kühlzeit des einschichtigen Spritzgussteils. P.007/040 02/04/2013 11:17 Nr.: R596 3/39 08/40 02/04/2013 10:08 +43-512-583408 TORGGLER&HOFINGER S. • · · · · ·· · ·· • · · * ···#· · ··« • · t · · ♦ * ·»· * ·«··· · b > « 3

Neben der offensichtlichen Verbesserung der Produktivität hat diese verkürzte Zykluszeit beispielsweise auch den Vorteil, dass die Verweilzeit des Materials im Schneckenvornaum verkürzt ist

Trotz dieser Verkürzung der Kühlzeit trägt diese noch einen erheblichen Anteil an der gesamten Zykluszeit.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung bereitzustellen, die eine weiter verkürzte Zykluszeit bei der Herstellung von in mehreren Schritten gefertigten Spritzgussteilen ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie des Anspruchs 10 gelöst

Dies geschieht indem ein in einem der wenigstens zwei Spritzvorgänge hergestellter Vorspritzling zwischen den wenigstens zwei Spritzvorgängen in einer Kühlstation gekühlt wird. Denn während der Zeit in welcher der Vorspritzling in der Kühlstation verweilt, können in der betreffenden Spritzstation bereits weitere Vorspritzlinge gefertigt werden. Mit anderen Worten wird durch eine längere Kühlung der Vorspritzlinge außerhalb der Spritzstationen eine Verkürzung der zykluszeitrelevanten Verweildauer der Vorspritzlinge in den Spritzstationen erzielt. Der Erfindung liegt also die überraschende Erkenntnis zu Grunde, dass auch ein sehr frühes Entformen der Vorspritzlinge die Qualität des Endproduktes nicht beeinträchtigt.

Die Erfindung kann grundsätzlich für jede Spritzmasse, also jedes Material, das in einer Spritzgießmaschine verarbeitet werden kann, angewendet werden. Obwohl beispielsweise auch Metalle, Keramik und sogar pharmazeutische Wirkstoffe auf diese Art verarbeitet werden können, wird in dieser Schrift der Einfachheit halber auf ein aus einem plastifizierten Kunststoff hergestelltes Spritzgussteil Bezug genommen, ohne dass dies beschränkend zu verstehen ist. 02/04/2013 11:18

Nr.: R596 4/39 P.008/040 02/04/2013 10:08 +43-512-583408 TORGGLER&HOFINGER 09/40 4

Es ist im Sinne der Erfindung nicht wesentlich nach welchem Spritzvorgang die Kühlstation eingeplant ist. Selbstverständlich ist es auch möglich, bei der Herstellung eines Spritzgussteils in mehr als zwei Spritzvorgängen mehr als einmal eine Kühlung in einer Kühlstation vorzusehen.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

Die genaue Ausgestaltung der Kühlstation ist für die Erfindung nicht wesentlich. Die Kühlstation kann beispielsweise durch ein Hatten des Vorspritzlings durch einen Handlingroboter realisiert sein, wobei der Vorspritzling an der Umgebungsluft abkühlt. Es kann auch eine aktive Kühlung durch ein Kühlmedium in der Kühlstation vorgesehen sein. Dabei ist es beispielsweise auch denkbar, dass der Vorspritzling in einem gewissen Bereich bewegt wird und auf diese Weise einem kühlenden Luftstrom ausgesetzt wird.

Bei der Herstellung von optischen Elementen werden bevorzugt transparente Kunststoffe verarbeitet. Beispiele sind PC, PMMA, COC, COP und amorphes PA. Die beschriebene Erfindung kann aber auch für andere Spritzgussteile und Materialen zum Einsatz kommen. Insbesondere können auch elastische Materialien, wie thermoplastische Elastomere verarbeitet werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Reinraum oder einem Sauberraum, um eine Ablagerung von Staub auf den Vorspritzlingen zu vermeiden.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein Prägestempel in einer Werkzeughälfte zurückgezogen wird, wodurch eine vergrößerte Kavität zum nachfolgenden Überspritzen freigegeben wird.

Es kann vorgesehen sein, dass bei den wenigstens zwei Spritzvorgängen der gleiche plastifizierte Kunststoff verarbeitet wird, wodurch beispielsweise bei optischen Elementen Abbildungsfehler vermieden werden. Dies ist aber nicht zwingend 02/04/2013 11:18

Nr,: R596 5/39 P.009/040 02/04/2013 10:08 +43-512-583408 TQRGGLER&HOFINGER 10/40 5 notwendig. Es können natürlich auch optische Elemente o.ä. hergestellt werden, bei denen Schichten aus unterschiedlichen spritzgießfähigen Materialien vorgesehen sind.

Bei einer bevorzugten Ausführungsfbrm wird der Vorspritzling für ein ganzzahliges Vielfaches einer Zykluszeit für die Spritzvorgänge in der Kühlstation gekühlt. Besonders bevorzugt finden während der Kühlung in der Kühlstation weitere Spritzgießvorgänge für weitere Spritzgussteile statt.

Bei einem mehrfachen Einspritzen ist es nicht erheblich für die Erfindung, ob einmal oder mehrmals aufdosiert wird . SDritzaussteile. Schichtenaufteiluna

Die Erfindung ist vorzugsweise für dickwandige Spritzgussterie, beispielsweise optische Linsen anwendbar.

Die Erfindung ist auch bevorzugt für Spritzgussteile mit großen Wanddickenunterschieden anwendbar. Wenn ein Spritzgussteil in einem eher dünnwandigen Bereich angespritzt wird, ist es durch dessen rascheres Erstarren oftmals nicht möglich, über diesen dünnwandigen Bereich den Nachdruck so lange aufrecht zu halten, wie es für die Schwindungskompensation des dickwandigen Bereiches erforderlich wäre.

Die dickwandigen Bereiche werden zumindest teilweise schichtweise nacheinander hergesteilt. Die zeitliche Abfolge der Schichtenherstellung kann dabei so gestaltet sein, dass ein Aufbau von innen nach außen erfolgt. Bevorzugt ergibt sich eine ungerade Zahl von Schichten - ein innenliegender Vorspritzling wird beidseitig zumindest teilweise n mal überspritzt, sodass sich eine Schichtenanzahl von 2n+1 ergibt.

Die erste (im Fertigteil innen liegende Schicht) muss im Werkzeug nur so weit erstarren, dass eine problemlose Entformung und ein späteres Einlegen in eine weitere Kavität möglich ist. Geht man nun wieder davon aus, dass die Kühlzeiten in 02/04/2013 11:18

Nr.: R596 6/39 P.010/040 02/04/2013 10:08 +43-512-583408 TORGGLER&HOFINGER 11/40

6 den einzelnen Stationen gleich sein sollen, ist es sinnvoll, die Wandstärke der ersten - beidseitig gekühlten - Schicht nun mehr als doppelt so groß wie die Wandstärke der darauffolgenden Schicht anzunehmen. Für einen dreischichtigen Aufbau eines Formteils mit Gesamtwandstärke s kann demnach folgende Schichtaufteilung gewählt werden: s2< % s, Si > % s, s3< 7a s.

Zykluszeitbestimmend sind nun lediglich die Wandstärken der äußeren Schichten, da die Kühlung der innen liegenden Schicht nur mehr zum Teil im Spritzbereich einer Maschine erfolgt.

Wird beispielsweise beim dreischichtigen Aufbau eine Schichtaufteilung von s2* 1/8 S, Si = 3/4 s, s3= 1/8 $ gewählt, so ergibt sich die Summe der zykluszeitbestimmenden Kühlzeiten mit

Es ist also in dieser Ausführungsform verglichen mit dem einschichtigen Spritzgussteil nur mehr ein achtel der zykluszeitbestimmenden Kühlzeit erforderlich, die restliche Kühlung erfolgt ausserhalb des Spritzbereiches.

Erforderliche Werkzeuge. Kavitäten. Maschinen

Bevorzugt wird ein Spritzgießwerkzeug mit zumindest einer Kavität zur Herstellung des Vorspritzlings, und zumindest einer weiteren Kavität zur Herstellung des Fertigteils verwendet, Das Gesamtvolumen der Kavität für das Fertigteil ist größer als jenes der Kavität für die Vorspritzlinge. Selbstverständlich kann das Werkzeug eine beliebige, technisch sinnvolle Fachzahl aufweisen. Es ist auch möglich, dass die Kavitäten für Vorspritzring und Fertigteil in unterschiedlichen Werkzeugen angeordnet sind. Diese Werkzeuge können allesamt In einer Maschine, oder aber in unterschiedlichen betrieben werden. Für dreischichtige Spritzgussteile wird die Gesamtheit der Kavitäten zur Herstellung der Vorspritzlinge im Folgenden auch als erste Station bezeichnet, jene für die Herstellung der Fertigteile als zweite Station. Bei einem aus fünf Schichten aufgebautem Spritzgussteil würde man In dieser Ausführungsform demnach in einer 02/04/2013 11:19

Nr.: R596 7/39 P.011/040 02/04/2013 10:08 +43-512-583408 TQRGGLER&HOFINGER S. 12/40 • · · · · · ·· · * ···· • «· 9 9 9 9 · · · «·«· ·«··♦···· • ·· · · · p ·· · · 9 9 9 9 9 ·· · * ·· 99 9999 99 ·· ·*· 7 ersten Station einen Vorspritzling erzeugen, diesen in der zweiten Station beidseitig zumindest teilweise überspritzen, und in einer dritten Station erneut zumindest teilweise überspritzen. Diese Nomenklatur berücksichtigt den Fall, dass jeweils eine Ober- und Unterschicht in der selben Station und im selben Zyklus hergestellt werden. Die Anspritzung von Ober- und Unterschicht kann über den selben Anguss bzw, Anschnitt erfolgen, oder auch getrennt von einander.

Alternativ dazu ist es aber auch denkbar, Ober- und Unterschichten jeweils in getrennten Stationen, also nacheinander herzustellen.

Ablauf

Es folgt eine detailierte Darlegung eines Verfahrensablaufs in einer besonders bevorzugten Ausführungsform. Zunächst werden durch Einspritzen von spritzgießfäh igem Material in die dafür vorgesehenen Kavitäten der ersten Station Vorspritzlinge gefertigt, und diese im Werkzeug so weit abgekühlt, dass sie ausreichend formstabii für die Entformung sind. Die Formstabilität ist im Allgemeinen dann gegeben, wenn der Anguss und - falls vorhanden - Oberstände des Spritzgussteils auf eine Temperatur zumindest unterhalb der Glasübergangstemperatur des Kunststoffes abgekühlt sind. Darüber hinaus muss die erstarrte Randschicht im dickwandigen Bereich des Spritzgussteils (bei optischen Linsen ist das meist der optisch wirksamen Bereich der Linse) eine gewisse Mindestdicke für die Formstabilität erreicht haben. Diese Mindestdicke ist dann erreicht, wenn die Entformung und ein anschließendes Einsetzen des Vorformlings in die zweite Station möglich ist.

Der Vorspritzling wird nun mit einer Transportvorrichtung, beispielsweise einem Roboter, aus der Kavität entnommen, und in eine Kühlstation transportiert. Die Kühlstation muss in einem bevorzugten Fall keinen besonderen Anforderungen genügen, die Teile werden dort lediglich für eine bestimmte Zeit gelagert und kühlen an der Umgebungsluft ab. Auf die beschriebene Weise werden nun mehrere Vorspritzlinge hergestellt, und der Reihe nach in die Kühlstation abgelegt. Wenn eine definierte Anzahl von Vorspritzlingen vorliegt, wird der zuerst hergestellte Vorspritzling von der Transportvorrichtung nach dem nächsten Öffnen des Werkzeugs in die zweite Station eingesetzt. Dort wird er im folgenden 02/04/2013 11:19

Nr. : R596 8/39 P.012/040 +43-512-583408 02/04/2013 10:08 TORGGLER&HOFINGER S. 13/40 +43-512-583408 02/04/2013 10:08 TORGGLER&HOFINGER S. 13/40 ·· ···· • ♦ · • * ··· • · · · • · *· ··« ·· ♦· ·· • » · ♦ • · ♦ ·· • ···'♦· • · ♦ * ·· ·♦·· ·· 8

Spritzgießzyklus an beiden Seiten zumindest teilweise überspritzt, dadurch entsteht ein fertiges Spritzgussteil. Alternativ kann das Spritzgussteil auch beliebig oft in eine weitere Kavität eingesetzt und erneut umspritzt werden. Dazwischen kann - muss aber nicht zwingend - erneut eine Kühlung außerhalb der Kavität erfolgen. Es ist im Sinne der Erfindung unerheblich, nach weicher Schicht und wie oft die Kühlung außerhalb der Kavität erfolgt. „Außerhalb der Kavität" bedeutet nicht zwangsläufig, dass der Vorspritzling vollständig aus der Kavität entnommen werden muss. Die Kavität wird beispielsweise von zwei Formeinsätzen, davon einer in der festen, der andere in der beweglichen Farmhälfte angeordnet gebildet. Der Formeinsatz in der beweglichen Formhälfte kann mehrfach ausgeführt sein. Nach der Herstellung eines Vorspritzlings kann dieser Formeinsatz samt dem Vorspritzling in eine andere Position gebracht werden, wobei gleichzeitig eine weitere Ausführung des Formeinsatzes in der beweglichen Formhälfte in die Spritzposition gebracht wird. Dies kann mit den üblichen aus dem Mehrkomponenten-Spritzguß bekannten Ausrüstungen geschehen (z.B. Drehtisch, Schiebetisch, drehbare Mittelplatte, drehbares Würfelwerkzeug). In diesen Fällen würde der Vorspritzling an einer Seite weiter im Werkzeug gekühlt werden, an der anderen Seite an der Luft. In diesem Fall kann beispielsweise durch Zurückfahren eines beweglichen Kerns in jener Formhälfte, in der das Spritzgussteii im Werkzeug verbleibt, ein Hohlraum für das nachfolgende Überspritzen bereitgestellt werden.

Ist die Kühlstation durch einen abgegrenzten räumlichen Bereich charakterisiert, kann der Vorspritzling mit einem Roboter in derKühlstation abgelegt werden Auch eine andere Transportvorrichtung als ein Roboter ist möglich, beispielsweise eine Indexpiatte, die den Vorspritzling aus der ersten Station entfernt, und nach einer Kühlphase außerhalb einer Spritz-Station in die zweite Station einlegt.

Das Umgebungsmedium bei der Kühlung außerhalb einer Spritzstation ist in einer bevorzugten Ausführung Luft. Es kann aber auch jedes andere geeignete gasförmige, flüssige (Wasser) oder feste Medium verwendet werden. Im Sinne der Erfindung ist lediglich vorgesehen, dass die Kühlung außerhalb einer Spritzstation stattfindet. 02/04/2013 11:20

Nr.: R596 9/39 P.013/040 02/04/2013 10:08 +43-512-583408 TORGGLER&HQFINGER S. 14/40 • · • • * » · · · · • · % · · • · • »es «i· • « * * · · * • •

In einer bevorzugten Ausführung wird Im selben Zyklus auch wieder ein neuer Vorspritzling erzeugt. Die Herstellung von Vorspritzling und Fertigteil erfolgen also im Wesentlichen parallel, also im selben Zyklus.

Anzahl der Spritzeinheiten

Wie schon beschrieben kann die Herstellung der Schichten in einer oder in mehreren Maschinen erfolgen. Soll die Herstellung in einer Maschine erfolgen, so kann diese mit wahlweise einem, zwei, drei oder mehr Spritzaggregaten ausgestattet sein.

Im Folgenden werden einige bevorzugte Möglichkeiten zur Herstellung eines 3-schichtigen Spritzgussteils mit einer Maschine erläutert:

Die Füllung der Schichten kann abhängig von der Anzahl der Spritzeinherten, von der Angußgestaltung und von vorhandenen Verschlußmechanismen im Werkzeug zeitgleich oder nacheinander erfolgen.

Stehen drei Spritzaggregate mit jeweils getrennten Anbindungen zu den drei Schichten zur Verfügung, so können die Fülivorgänge zeitgleich oder auch zeitverzögert gestartet werden, und mit unterschiedlichen Parametern (Geschwindigkeiten, Drücke, Zeiten) durchgeführt werden. Diese Variante erlaubt aufgrund der unabhängigen Füllung die meisten Freiheitsgrade. Speziell in den Außenschichten können zur Vermeidung von Fließlinien unterschiedliche Schneckenvorlaufgeschwindigkeitsprofile und/oder -druckprofile erforderlich sein. Es ist besonders bevorzugt vorgesehen, die Füllvorgänge der beiden Außenschichten so aufeinander abzustimmen, dass ein Kräftegleichgewicht in der Kavität herrscht Denn in einigen Fällen kann die Kraft auf den Vorspritzling beim Überspritzen auf der einen Seite wesentlich größer sein als von der anderen, wodurch es 2u Verschiebungen, zu Deformationen oder zum Bruch des Vorspritzlings kommen könnte. 02/04/2013 11:20

Nr.: R596 10/39 P.014/040 02/04/2013 10:08 +43-512-583408 TORGGLER&HOFINGER 5. 15/40

Steht nur ein Spritzaggregat und kein Verschlußmechanismus im Werkzeug für die einzelnen Kavitäten oder Schichten zur Verfügung, so muss die 2eitgleiche Füllung mit einem gemeinsamen Schneckenvorlaufgescbwindigkeitsprofil und/oder -druckprofil erfolgen. Das zuvor beschriebene Kräftegleichgewicht kann schon bei der Werkzeugkonstruktion durch rheologische Balancierung der Angüsse und Kavitäten sichergestellt werden.

Steht ein Spritzaggregat und ein Verschlussmechanismus für jede Kavität / Schicht zur Verfügung können zumindest die Start- und Stopzeitpunkte der Formfüllvorgänge unabhängig voneinander gewählt werden. Kühlzeiterspamis durch geringe Werkzeugtemperatur

Kleinere oder lokale Verformungen am Vorspritzling, wie beispielsweise schwindungsbedingte Einfallstellen stellen bei diesem Verfahren kein Problem dar, da sie beim anschließenden Überspritzen in der darauffolgenden Station kompensiert werden. Dadurch ist es möglich, die erste Station mit Werkzeugtemperaturen zu betreiben, die so gering sind, dass eine einwandfreie Ausformung der Bauteilkontur nicht gewährleistet ist. Darüber hinaus ist es nicht zwingend erforderlich, dass die Oberfläche der Kavität des Vorspritzlings eine optische Oberfläche, wie z.B, eine Hochglanzpolitur aufweist.

Oftmals weisen dickwandige Spritzgussteile, wie beispielsweise optische Linsen vergleichsweise dünnwandige Bereiche, wie umlaufende Ränder, Befestigungs- oder Designelemente auf. Es kann vorteilhaft sein, diese Bereiche nicht in einer weiteren Station zu überspritzen, sondern schon in der ersten Station fertig zu stellen. Solche Bereiche können dann in einer weiteren Station zum Fixieren des Vorformlings verwendet werden. Die EP 2 402 140 A1 offenbart beispielsweise eine optische Linse mit umlaufendem Rand, der im nachfolgenden Prozesstakt zur Halterung und Positionierung des Vorformlings genutzt wird

Diese Bereiche haben also im Fall von optischen Linsen keine optische Funktion, müssen jedoch gewisse Anforderungen an die Oberflächenqualität, Maßhaltigkeit, 02/04/2013 11:20

Nr.: R596 11/39 P.015/040 02/04/2013 10:08 +43-512-583408

• # · · · • ♦·· · · ··· S. 16/40 11 mechanische Eigenschaften oder dgl. erfüllen. Dabei kann sich eine niedrige Werkzeugtemperatur als nachteilig erweisen. Es kann also notwendig sein, die Kavitäten für Vorspritzling und für die nachfolgenden Schichten im Wesentlichen mit derselben Werkzeugtemperatur zu betreiben.

Die geringere Werkzeugtemperatur kann sich auch negativ auf die inneren Eigenschaften des Spritzgussteils auswirken.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein Teil der Abkühlung des Vorformlings nach dem Entformen aus der Kavität stattfindet. Im Gegensatz zur Abkühlung im Werkzeug hat die Abkühlung außerhalb keinen Einfluss auf die Zykluszeit. Daher kann auch bei hohen Temperaturen der Kavitäten des Vorspritzlings eine geringe Zykluszeit erzielt werden.

Es können daher - müssen aber nicht zwangsläufig - alle Stationen des Werkzeugs mit derselben Werkzeugtemperatur betrieben werden. Dadurch werden durch unterschiedliche Temperierung verursachte Temperaturgradienten und thermische Spannungen im Werkzeug vermieden - homogenere Temperaturverteilung, geringerer Energieverbrauch, und ggf. eine geringere Anzahl von Temperiergeräten sind die Folge.

Verbundhaftung der Schichten

Abhängig vom verwendeten Spritzgießmaterial kann eine bestimmte Mindesttemperatur, insbesondere eine bestimmte Mindest-Oberflächentemperatur des Vorspritziings notwendig sein, um einerseits eine gute Haftung zur folgenden Schicht, andererseits geringe Eigenspannungen im Spritzgussteil zu erzielen.

Die Abkühlung an der Luft erfolgt gegenüber der Abkühlung im Werkzeug langsamer, daher ist auch der Temperaturgradient zwischen Bauteilmitte und Bauteiloberfläche geringer. Mit anderen Worten ist beim Erreichen einer definierten Temperatur T* in der Formteilmitte die Temperatur an der Oberfläche des Spritzgussteile vergleichsweise höher und die Temperaturverteilung entlang eines Querschnitts des 02/04/2013 11:21

Nr.: R596 12/39 P.016/040 17/40 02/04/2013 10:08 +43-512-583408 TORGGLER&HOFINGER S. • · · · · «·· · ♦ ♦ | f « · · ··· · « ··· • · · · · · ♦ ♦♦· · ·*··#·« · % 12

Spritzgussteils homogener, wenn die Kühlung an der Umgebungsluft statt Im Werkzeug erfolgt.

Bei Verwendung eines Thermoplasten als Spritzgießmaterial sollte vorteilhafterweise die Kontakttemperatur an der Grenzschicht zwischen abgekühlten Vorspritzling und der in der weiteren Station einströmenden Schmelze im Bereich oder oberhalb der Glasübergangs- bzw. Kristallitschmelztemperatur des Thermoplasten sein. Wenn das selbe Spritzgießmaterial verwendet wird, entspricht die Kontakttemperatur dem Mittelwert der Temperaturen beider Kontaktpartner.

Dennoch kann es bei langer Abkühlung außerhalb der Kavität vorteilhaft sein, zumindest jene Bereich der Oberfläche, die anschließend überspritzt werden sollen, gezielt zu erwärmen, Diese Erwärmung kann beispielsweise mittels Infrarotstrahlern, oder mit beliebigen anderen bekannten Methoden erfolgen.

Sauberkeit

Es kann vorteilhaft sein, Verunreinigungen an Oberflächen der Vorspritzlinge zu vermeiden, da diese durch das nachfolgende Überspritzen dauerhaft im Bauteil verbleiben. Daher empfiehlt es sich, die ganze Produktionsanlage, den Bereich der Kühlstation und/oder den Entnahmebereich und/oder den Werkzeugbereich als Reinraum oder Sauberraum auszuführen. Es kann aber auch über dem zu schützenden Bereich eine Laminar-Flowbox installiert werden.

Alternativ dazu kann die Kühlstation und/oder der Entnahmebereich und/oder der Werkzeugbereich mit einer weitestgehend abgeschlossenen Umhausung umgeben werden.

Vermeidung von Konvektion. Herbeiführung kontrollierter Konvektion Es kann außerdem vorteilhaft sein, dass die durch freie oder erzwungene Konvektion vom Vorspritzling abgeführte Wärmemenge von Zyklus zu Zyklus reproduziertrar ist. Unkontrollierte Luftströme z.B. durch offene Hallentore sollten zusätzlich zur Gefahr der Verschmutzung vorteilhafterweise auch in Bezug auf die geänderte Konvektion vermieden werden. Eine Umhausung der Kühlstation und/oder des 02/04/2013 11:21

Nr.: R596 13/39 P.017/040 02/04/2013 10:08 +43-512-583408 TORGGLER&HOFINGER S. 18/40 • · ·' · • ·

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Entnahmebereiches und/oder des Werkzeugbereiches zur Vermeidung von unkontrollierter Konvektion kann hier Abhilfe schaffen.

Alternativ zur Vermeidung von erzwungener Konvektion kann eine solche aber auch gezielt zum rascheren und kontrollierten Abkühlen des Vorspritzlings verwendet werden. Jedes geeignete - bevorzugt gasförmige - Medium, insbesondere Luft, kann dafür verwendet werden. Es kann auch sinnvoll sein, dieses Medium zu temperieren, um so den Abkühlverlauf gezielt zu steuern oder zu regeln. In diesem Fall ist Sensorik zur Messung der Temperatur des Vorspritzlings in der Kühlstation zweckdienlich. Generell können Sensoren für die Messung, Dokumentation und Steuerung bzw. Regelung der Umgebungsbedingungen (Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Strömungsgeschwindigkeit,...) in der Kühlstation von Vorteil sein. Kühlstation als ..Kllmabox“

Um den Temperaturverlauf des Vorspritzlings noch besser beeinflussen zu können, können die Umgebungsbedingungen in der Kühlstation zeitlich und/oder örtlich variabel gestaltet werden .

Beispielsweise können die Vorspritzlinge in der Kühlstation mit einem Förderband oder einer anderen Einrichtung zum Transport der Vorspritzlinge durch unterschiedliche Zonen, insbesondere Temperaturzonen und oder Medienströmungszonen befördert werden. Der Temperaturverlauf kann fallend, steigend, oder einem beliebigen Profil folgend gewählt sein. Hier kann auch eine gezielte Erwärmung der Oberfläche des Vorspritzlings vor dem Einbringen in eine weitere Spritzstation erfolgen.

Statt die Vorspritzlinge zu unterschiedlichen Zonen zu bewegen, ist es auch denkbar, diese an einem definierten Ort ruhen zu lassen, und dort die

Umgebungsbedingungen mit der Zeit zu ändern. Kühlung oder Temperierung durch Wärmeleituno 02/04/2013 11:21

Nr.: R596 14/39 P.018/040 19/40 02/04/2013 10:08 +43-512-583408 TORGGLER&HOFINGER . S· • ·» · · ·· · · · • f · I » ··· · · ··· Ψ * * · · · · ·*· · ·«··· · # · * 14

Der Temperaturverlauf des Vorformlings kann auch durch Wärmeleitung gezielt beeinflusst werden. Als Beispiel kann ein Auflegen des Vorspritzlings auf eine temperierte Platte dienen. Diese Platte kann auch Teile einer vorher erwähnten Einrichtung zum Transport von Vorspritzlingen innerhalb der Kühlstation sein.

Isolierung der Oberfläche

Es kann sich auch als günstig erweisen, eine möglichst langsame Wärmeabfuhr in der Kühlstation sicherzustellen, beispielsweise durch Isolierung der Oberfläche des Vorspritzlings. Dadurch wird eine bessere Angleichung der Temperatur zwischen Bauteilmitte und -Oberfläche erzielt.

Weitere Vorteile und Einzelheiten sind anhand der Figuren sowie der dazugehörigen Figurenbeschreibung ersichtlich Dabei zeigen:

Fig. 1a und 1b Schnittdarstellungen eines Vorspritzlings und einer fertigen Linse, die mit einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde., Fig. 2 schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Mittelplattenwerkzeug und einem Handlingroboter, Fig. 3 schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Drehwürfelwerkzeug, Fig. 4 schematisch eine erfmdungsgemäße Vorrichtung mit zwei Spritzgießmaschinen und einem Handlingroboter, Fig. 5 eine Darstellung einer Spritzgießmaschine, Fig. 6 eine Darstellung eines Handlingroboters, Fig. 7a bis 7c schematische Schnittdarstellungen eines Spritzgießwerkzeugs einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 8a bis 8f mehrere Schnittdarstellungen des Werkzeugs aus Fig. 7a zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 9 eine Tabelle zur Verdeutlichung des Fertigungsablaufs bei Massenproduktion, 02/04/2013 11:22

Nr,: R596 15/39 P.019/040 02/04/2013 10:08 +43-512-583408 TORGGLER&HOFINGER S. 20/40 » · · · · · · • ···· · ···· • · · · • · · « · 15

Fjg. 10a bis 10e Zeitdiagramme für verschiedene Ausgestaltungen des

Prozessablaufs,

Fi9-11 ©in Temperaturdiagramm einer erfindungsgemäßen Kühlung eines Vorspritzlings sowie

Fig·12 ein Temperaturdiagramm zum Vergleich der Temperaturen bei verschiedenen Entnahmezeitpunkten für den Vorspritzling.

Fig. 1a zeigt einen Vorspritzling 4, Fig. 1b zeigt einen aus dem Vorspritzling 4 hergestelltes Spritzgussteil 10. Dargestellt sind des Weiteren die Gesamtstärke s der Linse sowie die Schichtdicken s, des Vorspritzlings 4 und die Schichtdicken S2 und S3 der weiteren Schichten 11.

Das Verhältnis der Stärken der dicksten Bereiche zu den dünnsten Bereichen der Spritzgussteils 10 beträgt hier etwa s/d * 4,3.

Zum Zwecke der zeichnerischen Einfachheit sind die äußeren Schichten 11 symmetrisch gezeichnet, was für die Erfindung nicht wesentlich ist. Im konkreten Anwendungsfall wird eine vollständige Symmetrie zwischen äußeren Schichten 11 sogar die Ausnahme sein.

In den Figuren 1 ist der Vorspritzling 4 einschichtig. Insbesondere bei einem Spritzgussteil mit mehr als zwei Schichten 11, kann der Vorspritzling 4 selbst auch mehrschichtig sein.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die über eine Mittelplatte 12 und zwei Einspritzeinheiten 13 verfügt. Eine Transportvorrichtung 3, welche in diesem Fall als Handlingroboter 9 ausgeführt ist, transportiert Vorspritzlinge 4 zwischen den Spritzstationen 2 und der Kühlstation 5, in welcher einige Vorspritzlinge 4 zur Kühlung verweilen.

Figur 3 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung mit einem kavitätenbildenden Werkzeugteil 8, das die Transportfunktion durch Drehung (durch einen Pfeil angedeutefytes Würfels übernimmt. Die Kühlstation 5 wird als von einer in der 02/04/2013 11:22

Nr.: R596 16/39 P.020/040 02/04/2013 10:08 +43-512-583408 TORGGLERSHOFINGER s. 21/40 02/04/2013 10:08 +43-512-583408 TORGGLERSHOFINGER s. 21/40 • ·' • ···' • · · ♦ ♦ # ··#· ·· » « ♦ ♦ * • · · · ♦ · · · • « · · ·· ·♦ • ♦ ♦ • ♦ · · · ·· · · • · »· ·*· 16

Darstellung oben liegenden Formhälfte an einer Seite des Würfels gebildet. Auch in dieser Ausführungsform ist für jede Spritzstation 2 ein Spritzaggregat 13 vorgesehen.

In Figur 4 ist eine Ausführungsform der Erfindung mit zwei Spritzgießmaschinen 7, einer dazwischen angeordneten Kühlstation 5 und einer Transportvorrichtung 3, welche als Handlingroboter 9 ausgebildet ist. Einige Vorspritzlinge 4 kühlen in der Kühlstation 5. Exemplarisch sind eine Spritzgießmaschine 7 mit (schematisch dargestellter) hydraulischer Schließeinheit 15 und eine Spritzgießmaschine 7 mit (schematisch dargestellter) elektrischer Kniehebelschließeinheit 15 dargestellt. Die Ausgestaltung der Schließeinheit 15 ist freilich nicht erheblich für die Erfindung.

Figur 5 zeigt eine etwas detailliertere Darstellung einer Spritzgießmaschine 7 mit einer Schließeinheit 15 (in diesem Fall eine elektrische Kniehebelschließeinheit) und einer Einspritzeinheit 13. Die Spritzstation 2 wird durch die zwei Hälften des Spritzgießwerkzeugs 6 gebildet.

In Figur 6 ist ein Handlingroboter 9 dargestellt. Diese Handlingroboter 9 können sehr verschieden gestaltet sein, wie aus den Ausführungsbeispielen aus Figur 2 und Figur 4 ersichtlich ist. Die Kühlstation 5 ist in diesem Fall eine passive, bei der lediglich Vorspritzlinge 4 and der Umgebungsluft abkühlen.

Figur 7c zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Spritzgießwerkzeug 6, in welchem je eine - eine Kavität 14 umfassende - Spritzstation zur Fertigung von Vorspritzlingen 4 und fertigen Spritzgussteilen 10 vorhanden sind. Figur 7a zeigt eine Schnittdarstellung auf die Ebene A aus Figur 7c. In der rechts dargestellten zweiten Station wird der zuvor in der links dargestellten ersten Station hergestellte Vorspritzling an der Ober- und Unterseite überspritzt. Die Anspritzung der Ober- und Unterschicht erfolgt über einen gemeinsamen Anguss. Figur 7b zeigt eine Schnittdarstellung auf die Ebene B aus Figur 7c.

Figuren 8 dienen zur Verdeutlichung eines erfindungsgemäßen Verfahrensablaufs unter Verwendung eines Spritzgießwerkzeugs 6 aus den Figuren 7a bis 7c. 02/04/2013 11:22

Nr. : R596 17/39 P.021/040 02/04/2013 10:08 +43-512-583408 TORGGLER&HOFINGER 22/40 S. 02/04/2013 10:08 +43-512-583408 TORGGLER&HOFINGER 22/40 S. e · ·· ·· ·« ♦ « • 9 9 · · e · • e • ·«· 9 · • · • e • · • · • · ·· • e ···· ♦· • 9 9 9 9 # • · • 9 · 99· • » 9 9 • 9 • 9 9·· 17

In Figur 8a ist das Werkzeug 6 geschlossen, wobei ein Vorspritzling 4 und ein Spritzgussteil 10 in den Kavitäten 14 des Werkzeugs 6 ruhen. Das Formwerkzeug 6 wird nun geöffnet, was in Figur 8b dargestellt ist.

Eine Transportvorrichtung 3 - hier ein Handlingroboter 9 - wird in den entstandenen Zwischenraum eingebracht, wobei dieser aus der nicht dargestellten Kühlstation 5 einen gekühlten Vorspritzling 4 mitführt (Figur 8c). Wie in Figur 8d dargestellt ist, nimmt der Handlingroboter 9 den Vorspritzling 4 und das Spritzgussteil 10 aus der Formhälfte des Werkzeugs 6 auf. Der Vorspritzling 4 und das Spritzgussteil 10 werden entformt und gleichzeitig wird der vom Handlingroboter 9 mitgeführte Vorspritzling 4 in die andere Formhälfte des Werkzeugs 6 eingelegt (Fig. 8e). Hierbei ist der in der Zeichnung rechts am Spritzgussteil dargestellte Überstand wie in Fig. 7b dargestellt ausgeführt, so dass der Vorspritzling beidseitig fixiert ist.

Daraufhin entfernt sich der HandHngroboter 9 und das Formwerkzeug 9 wird geschlossen (Fig, 8f). Der vorher in der nicht dargestellten Kühlstation 5 gekühlte Vorspritzling wird durch einen Überstand in der zweiten Spritzstation gehalten. In beide Kavitäten 14 kann nun plastlfizierter Kunststoff eingebracht werden, wodurch wieder die Situation aus Figur 8a vorliegt.

Es ist zu bemerken, dass die in Fig. 8f dargestellte Kavität 14 von den beiden Hälften des Formwerkzeugs 6 sowie von dem Vorspritzling 4 begrenzt ist,

In Figur 9 ist die Prozessabfolge bei Massenproduktion nach Spritzgussteilen und Zyklusnummem aufgeschlüsselt. Beispielsweise wird im vierten Zyklus der Vorspritzling 4 des Spritzgussteils mit Nummer #4 hergestellt (Prozessschritt S1). Danach wird er drei Zyklen lang in der Kühlstation 5 gekühlt (Prozessschritte K). Letztlich wird in Zyklus #8 der Vorspritzling 4 umspritzt und das fertige Spritzgussteil vervollständigt (Prozessschritt S2).

Anders gelesen wird im Zyklus #5 der Vorspritzling 4 des fünften Spritzgussteils gespritzt (S1), die Vonspritzlinge 4 der Spritzgussteile #2 bis #4 gekühlt (K) und das Spritzgussteil #1 fertiggestellt (S2). 02/04/2013 11:23

Nr.: R596 18/39 P.022/040 02/04/2013 10:08 +43-512-583408 TORGQLER&HÜFINGER S. 23/40 • · « · » · · • · · · · ·· ·· ··♦♦ ·#

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Die Figuren 10a bis 10e zeigen Zeitdiagramme für verschiedene Ausgestaltungen des Prozessablaufs. Dabei sind jeweils die Abläufe für ein Beispiel mit drei Kavitäten 14, welche als K1, K2 und K3 durchnummeriert sind, dargestellt. In jeder der drei Kavitäten wird eine Schicht hergestellt. K1 bildet in diesen fünf Beispielen stets den Vorspritzling 4. Die Anspritzung der drei Kavitäten (K1, K2. K3) erfolgt in diesem Beispiel getrennt voneinander. Die zweite (K2) und dritte Kavität (K3) können in einer gemeinsamen Spritzstation 2 gebildet werden, in diesem Fall sind sie durch den eingelegten Vorspritzling 4 voneinander getrennt. Alternativ dazu können die zweite und dritte Kavität (K2, K3) auch in getrennten Spritzstationen 2 ausgeführt sein.

Liegen nur ein Spritzaggregat 13 und keine Verschlussmechanismen vor sind die Elnspritzphasen E1 und die Nachdruckphasen N1 für die Kavitäten (K1, K2, K3) synchron (Figur 10a). Da sich allerdings die Anforderungen an die Spritzprofile für die verschiedenen Schichten 11 im Normalfall deutlich unterscheiden, sind oft andere Prozesskonfigurationen effizienter.

In Figur 10b ist ein Beispiel mit einem Sprtizaggregat 13 und Verschlussmechanismen für jede Kavität (K1, K2.K3) dargestellt. Da das Spritzprofil für die mittlere Schicht sich am meisten von denen der äußeren Schichten 11 unterscheiden wird, sind nur letztere gleichzeitig durchzuführen. Ein Zyklus für eine Kavität (K1, K2, K3) besteht aus der Öffnung des Verschlussmechanismus (VO), Einer Einspritzphase E1, einer Nachdruckphase N1 und dem Verschließen des Verschlussmechanismus (W). ln Figur 10c ist eine Prozessausführung mit zwei Spritzaggregaten 13 aber ohne Verschiussmechanismen gezeigt. Hier können die Einspritzphase E1 für die erste Einspritzeinheit 13 und die Einspritzphase für die zweite Einspritzeinheit 13 gleichzeitig durchgeführt werden. Dasselbe gilt für die Nachdruckphasen N1 und N2.

In Figur 10d ist eine Mischform dargestellt, bei der zwei Spritzaggregate 13 und Verschlussmechanismen an den Kavitäten K1 und K2 zur Verfügung stehen. P.023/040 02/04/2013 11:23 Nr,: R596 19/39 02/04/2013 10:08 +43-512-583408 TORGGLER&HOFINGER S. 24/40 02/04/2013 10:08 +43-512-583408 TORGGLER&HOFINGER S. 24/40 • · • ··· ···· • · • ··· * ·

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Figur 10e zeigt eine ideale Situation mit drei Spritzaggregaten 13. Verschlussmechanismen sind in diesem Fall nicht mehr zwingend notwendig, da die Einspritzphasen E1, E2 und E3 sowie die Nachdruckphasen N1, N2 und N3 für die drei Einspritzeinheiten 13 separat durch dieselben geregelt oder gesteuert werden können.

Figur 11 ist ein Temperaturdiagramm an dem der Temperaturverlauf an der Oberfläche des Vorspritzlings 4 vom Zeitpunkt eines Entnehmens aus einer Kavität 14 (siehe Figuren 8a bis 8f) bis zum einlegen in die Kavität 14 zum Umspritzen des Vorspritzlings 4 abgelesen werden kann. Dieser Verlauf wurde an einem Vorsprttzling 4 mit 15 mm Dicke, welcher aus Polycarbonat gefertigt wurde, bei einer Abkühlung an Umgebungsluft gemessen. Die Temperatur beim Zeitpunkt des Entformens ist mit T1 bezeichnet. Die Temperatur beim Zeitpunkt des Einlegens in die nächste Kavität 14 ist mit T2 bezeichnet

Figur 12 zeigt die Oberflächentemperatur in Abhängigkeit der Zeit beim Abkühlen an der Luft für einen 15 mm dicken Vorspritzling 4, der nach 25s (obere Kurve) bzw. nach 130s (untere Kurve) entnommen wurde. Nach einer Abkühlzeit von dT=262s an der Luft hat der frühzeitig entnommene Vorspritzling 4 dieselbe Obeiflächentemperatur wie der später entnommene Vorspritzling 4.

Innsbruck, am 2. April 2013 P.024/040 02/04/2013 11:23 Nr.: R596 20 / 39

Claims (18)

1. s. 7374332/32 25/40 02/04/2013 10:08 +43-512-583408 TORGGLER&HOFINGER • · # · · · · * · · • · f · 9 ·♦· · · ··♦ ·*· « · · · * .-···♦ · • 9 9 9 I 9 9 · · 1 Patentansprüche: 1. Verfahren zum Herstellen eines Spritzgussteils (10), insbesondere eines optischen Elements, wobei an wenigstens zwei Spritzstationen (2) eine Spritzmasse mittels wenigstens zweier Spritzvorgänge gegossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein in einem der wenigstens zwei Spritzvorgänge hergestellter Vorspritzling (4) zwischen den wenigstens zwei Spritzvorgängen in einer Kühlstation (5) gekühlt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Spritzgussteil (10) eine Linse hergestellt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei den wenigstens zwei Spritzvorgängen wenigstens zwei Schichten (11,4) des Spritzgussteils (10) gespritzt werden.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung eines (2n+1)-schichtlgen Spritzgussteils (10) in einem ersten der wenigstens zwei Spritzvorgänge eine erste Schicht (4) gespritzt wird und in n weiteren oder in 2n weiteren der wenigstens zwei Spritzvorgänge 2n weitere Schichten (11) angespritzt werden, wobei vorzugsweise maximale Dicken von jeweils zwei in den weiteren Spritzvorgängen anzuspritzenden Schichten (11) im Wesentlichen gleich sind.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die 2n in den weiteren Spritzvorgängen anzuspritzenden Schichten (11) mit Schichtdicken (s2, 1 s3), welche kleiner als-— mal einer Gesamtstärke (s) des Spritzgussteils 2(n + l) (10) ist, angespritzt werden oder dass eine Schichtdicke (si) des Vorspritzlings (4) größer als ——. mal einer Gesamtstärke (s) des Spritzgussteils (10) ist. (n + 1)
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorspritzling (4) in der Kühlstation (5) so gekühlt wird, dass eine erste 02/04/2013 11:24 Nr.: 21/39 R596 P.025/040 S. 26/40 73743 32/32 02/04/2013 10:08 +43-512-583408 TORGGLER&HOFINGER • · · · · t · t · · • · · · · ··♦ · · ··· • ψ · · · · · ·*· · • · · · · * · · 2 Temperatur (T1) des Vorpsitzlings (4) unmittelbar nach einem ersten Spritzvorgang wenigstens 5" C, vorzugsweise 10° C, hoher ist als eine zweite Temperatur (T2) des Vorspritzlings (4) unmittelbar vor einem zweiten Spritzvorgang.
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spritzgussteil (10) hergestellt wird, welches eine Gesamtstärke (s) von mehr als 5 mm, bevorzugt mehr als 10 mm, aufweist
8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spritzgussteil (10) hergestellt wird, welches unterschiedliche Stärken aufweist, wobei Verhältnisse der Stärke von dicksten Bereichen zu dünnsten Bereichen mehr als 1,5 :1, bevorzugt mehr als 2,5:1 betragen.
9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis β, dadurch gekennzeichnet, dass bei den wenigstens zwei Spritzvorgängen die gleiche Spritzmasse verarbeitet wird.
10. 10. Vorrichtung zur Herstellung eines Spritzgussteils (10), insbesondere eines optischen Elements, aus einer Spritzmasse mit wenigstens zwei Spritzstationen (2) und einer Transportvorrichtung (3) zum Transportieren eines in einer ersten der wenigstens zwei Spritzstationen (2) hergestellten Vorspritzlings (4) zu einer zweiten der wenigstens zwei Spritzstationen (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprit2ling (4) durch die Transportvorrichtung (3) in eine Kühlstation (5) transportierbar ist und dass der Vorspritzling (4)nach erfolgter Kühlung in der Kühlstation (5) durch die Transportvorrichtung (3) zur zweiten Spritzstation (2) transportierbar ist.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Spritzstationen (2) in wenigstens einem Formwerkzeug (6) wenigstens einer Spritzgießmaschine (7) angeordnet sind. P.026/040 02/04/2013 11:24 Nr.: R596 22/39 02/04/2013 10:08 +43-512-583408 TORGGLER&HOF INGER S. 27/40 ·.· ·♦ • * · • ··· • · « «· ···· ·· ··*· • ♦ · * · ··♦ «»· « • · ·· ··* 73743 32/32
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein kavitätenbüdendes Werkzeugteil (8), an dem der Vorspritzling (4) angeordnet ist, mittels der Transportvorrichtung (3) transportierbar ist.
13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Sprftzstatronen (2) und die Kühlstation (5) an einem Drehwürfel oder einer Indexplatte angeordnet sind.
14. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Spritzstationen (2) an einer Mittelplatte (12) angeordnet sind.
15. 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zum Transport des Vorspritzlings (4) ein Handlingroboter (9) vorgesehen ist.
16. 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlstation (5) als passive Kühlstation (5) mittels Umgebungsluft oder aktive Kühlstation (5) unter Verwendung eines Kühlmediums - vorzugsweise Luft oder Wasser - ausgebildet ist.
17. 17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberfläche des Vorspritzlings (4) nach der Kühlung in der Kühlstation (5) in einer Oberflächenheizstation beheizbar ist.
18. 18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spritzgussteil (10) herstellbar ist, welches unterschiedliche Stärken aufweist, und an einer der wenigstens zwei Spritzstationen (2) die Spritzmasse an einem Bereich geringer Stärke des Vorspritzlings (4) zuführbar ist. Innsbruck, am 2. April 2013 02/04/2013 11:24 Nr.: R596 23/39 P.027/040