AT520183B1

AT520183B1 - Injektionssystem

Info

Publication number: AT520183B1
Application number: ATA51078/2017A
Authority: AT
Inventors: Ing Norbert Müller Dr; Dipl Ing Bäck Gerhard; Ing Dr Lorenz Reith Dipl
Original assignee: Engel Austria Gmbh
Priority date: 2017-12-22
Filing date: 2017-12-22
Publication date: 2019-02-15
Also published as: AT520183A4; DE102018133115A1

Abstract

Injektionssystem zum Mischen von Komponenten eines thermoplastischen Harzsystems mit zumindest einem Füllstoff (11) und Einbringen einer dabei entstehenden Mischung (33) in eine Formkavität (35) eines Formwerkzeugs (2) mit - einem Mischbehälter (34), welcher mit der Formkavität (2) fließtechnisch verbindbar ist, - einer ersten Einbringvorrichtung (31) zum Einbringen des zumindest einen Füllstoffs (11) in den Mischbehälter (34), - einer von der der ersten Einbringvorrichtung (31) gesonderten zweiten Einbringvorrichtung (32) zum gemeinsamen oder getrennten Einbringen der Komponenten des thermoplastischen Harzsystems in den Mischbehälter (34) und - einem Kolben (9) zum gemeinsamen Verbringen der im Mischbehälter (34) befindlichen Mischung (33) aus dem Mischbehälter (34) in die Formkavität (35).

Description

Beschreibung [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Injektionssystem und ein Verfahren zum Mischen von Komponenten eines thermoplastischen Harzsystems mit zumindest einem Füllstoff und zum Einbringen einer dabei entstehenden Mischung in eine Formkavität eines Formwerkzeugs sowie eine Verwendung eines entsprechenden Injektionssystems.

[0002] Die Herstellung von Polyamid 6 aus Caprolactam durch anionische Polymerisation ist den Fachleuten hinlänglich bekannt (US3017391A) und findet vor allem bei Gussverfahren zur Produktion von Kleinserien breite Anwendung. Der Einsatz von Verstärkungsfasern zur Verbesserung mechanischer Eigenschaften von Kunststoffbauteilen ist ebenfalls hinlänglich bekannt. Es wurden bereits verschiedenste Verfahren zur Herstellung faserverstärkter Verbundbauteile beschrieben.

[0003] Zunächst ist die Verarbeitung von mit Kurzfasern verstärkten thermoplastischen Formmassen im Spritzgießverfahren anzuführen. Hierbei sind kurze Zykluszeiten und somit eine unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten attraktive Verfahrensführung erreichbar. Das Spektrum an realisierbaren Bauteilen ist jedoch insbesondere auf eher dünnwandige Bauteile beschränkt.

[0004] Eine kontinuierliche Einbringung und Imprägnierung von Fasern unter Verwendung von Einschneckenextrudern wird in zudem in der DE102009056653 beschrieben, die Verwendung von gleichlaufenden Doppelschneckenextrudern zur Einbringung von Fasern in eine Schmelze in der EP0995567B1.

[0005] Im Bereich der Reaktivverarbeitung hat sich zur Verarbeitung von Schnitt- bzw. Langglasfasern das Fasersprühverfahren etabliert. Hierbei werden die Fasern gemeinsam mit der reaktiven Matrix (meist Polyurethan-Sprühsysteme) in ein offenes Formgebungswerkzeug gesprüht. Die Vermischung von Fasern und Matrix kann dabei bereits im Mischkopf erfolgen, beispielsweise offenbart die DE102009011900B3 für diesen Zweck einen Mischkopf mit einem separaten Faserzuführkanal. Alternativ ist auch die in der DE2628854A1 propagierte Vermischung durch die Vereinigung verschiedener Sprühstrahlen aus reaktiver Matrix sowie der Fasern außerhalb des Mischkopfes möglich. In beiden Fällen geschieht der Sprühauftrag automatisiert und entlang einer vorgegebenen Trajektorie, anschließend wird das Formwerkzeug geschlossen und die Matrix härtet unter erhöhter Temperatur aus.

[0006] Vereinzelt gibt es bereits Anwendungsbeispiele für Fasersprühverfahren mit Kohlenstofffasern, insbesondere, wenn auf Verschnittreste oder recycliertes Material zurückgegriffen werden kann. Damit ein Sprühverfahren unter normalen Umgebungsbedingungen angewendet werden kann muss das Harzsystem im Wesentlichen unempfindlich gegenüber der Luftfeuchtigkeit sein und es muss bei Raumtemperatur noch flüssig sein.

[0007] Für die Zugabe von geschnittenen Fasern mit mehreren Millimetern Länge zu thermoplastischen Reaktivsystemen gibt es hingegen nur vereinzelte Lösungsvorschläge. Beispielsweise werden im Bereich der Prototypenfertigung im Vakuumgußverfahren zwei CaprolactamKomponenten mit Aktivator und Katalysator unter Verwendung eines statischen Mischers vorgemischt. Mit Hilfe eines Rührwerks werden dann Kurzglasfasern eingebracht und durch das Schwenken des Mischbehälters kann die faserhaltige Masse unter Vakuum in eine Werkzeugkavität gegossen werden. (Ehleben, Μ., Kubisch A. S., Mertens T., Fischer F., Vogel H.: Prüffähige Prototypen preisgünstig und schnell. Kunststoffe 05 (2017), S. 48-51) [0008] Anstatt des Schwenkens eines Mischbehälters wurde in diesem Kontext auch die Einbringung von Füllstoffpartikeln, wie etwa Verstärkungsfasern, unter Verwendung eines Rührwerks und dem Austrag mittels Kolbensystemen beschrieben (Wagner, P.: Verarbeitung von Caprolactam zu Polyamid-Formteilen nach dem RI M-Verfahren. Kunststoffe 73 (1983), S. 588590).

[0009] Ausgezeichnete mechanische Eigenschaften lassen sich durch die Verwendung von Endlosfasern, wie etwa Geweben der Gelegen, erreichen. Die Textilen werden dabei in Form von vorgeformten Halbzeugen aus Glas- oder Kohlenstofffasern, sogenannten Preforms, in den

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Prozess eingebracht.

[0010] Beim Nasspressverfahren werden die Preforms in einer offenen Form mit dem verwendeten Reaktivsystem benetzt und diese anschließend geschlossen. Unter erhöhter Temperatur kommt es dabei zu einer Aushärtung der reaktiven Matrix. Aus Gründen der Prozessökonomie kann der Harzauftrag auch bereits außerhalb der Form erfolgen, während zeitgleich in der Form ein weiteres Bauteil aushärtet. Diese Vorgehensweise ist z.B. in der EP 3 037 247 A1 beschrieben.

[0011] Beim Hochdruck-Harzinjektionsverfahren hingegen, welches bereits breite industrielle Anwendung erfährt, werden Preforms in einem geschlossenen Formgebungswerkzeug mit dem Reaktivsystem imprägniert und Härten anschließend unter Druck und Temperatur aus. Eine nähere Beschreibung des Prozesses gibt die EP2492074A1. Als Matrices können dabei Zweikomponenten-Reaktivsysteme wie etwa die Vorprodukte von Epoxidharzen oder Polyurethanen verwendet werden. Zur Herstellung thermoplastischer endlosfaserverstärkter Bauteile werden die bereits genannten Reaktivsysteme auf Basis von ε-Caprolactam verwendet, das Verfahren wird dabei als ln-situ-, RIM-PA oderT-RTM Verfahren bezeichnet.

[0012] Für die Injektion reaktiver Matrixkomponenten thermoplastischer Reaktivsysteme haben sich die in der AT515952B1 vorgestellten Kolbendosieraggregate bewährt, der Vermischungsprozess der reaktiven Komponenten findet dabei werkzeugnah in einem zugehörigen Mischkopf oder Mischsystem statt. Alternativ werden auch in der DE102015109 770A1 modifizierten Hochdruckinjektionsanlagen aus der Polyurethantechnik zur Aufbereitung, Vermischung und Injektion einer thermoplastischen reaktiven Matrix offenbart. Diese Lösungen sind nicht für reaktive Systeme vorgesehen, in denen bereits Füll- und Verstärkungsstoffe enthalten sind.

[0013] Ebenfalls anzuführen ist die Verarbeitung von Bulk Molding Compounds (BMC). Wie exemplarisch in EP0325076B1 beschrieben werden diese BMC als fasergefüllte Masse mit reaktiver Matrix in einem ersten Schritt verdichtet und anschließend mittels eines Kolbens in eine Spritzgießform ausgetragen. Alternativ können Verdichtung und Austragung auch durch eine Schubschnecke erfolgen.

[0014] Der Einsatz unverstärkter Bauteile aus Polyamid bzw. Gusspolyamid wird durch deren mechanische Eigenschaften stark limitiert. Insbesondere für strukturelle Anwendungen im Automobil ist zur Erreichung der Festigkeits- und Steifigkeitsanforderungen bei minimalem Gewicht die Verwendung von Verbundbauteilen erforderlich (Dencheva, N. et al.: Preparation of Polyamide-6- Based Thermoplastic Laminate Composites by a Novel In-Mold Polymerization Technique; J. Appl. Polym. Sei. 2014, DOI: 10.1002/APP.40083), um mit Lösungen aus Stahl oder Aluminium konkurrieren zu können.

[0015] Bei der Verwendung des Spritzgießverfahrens ist die verarbeitbare Faserlänge jedoch auf wenige Millimeter limitiert und beim Plastifiziervorgang kommt es zu einer weiteren Verkürzung der Fasern. Zudem ist das Verfahren nur für geringe Wanddicken im Bauteil geeignet, da sonst die resultierende Kühlzeit nach dem Injektionsvorgang von zu langer Dauer ist und das Verfahren unwirtschaftlich wird. Die mechanischen Eigenschaften spritzgegossener kurzglasfaserverstärkter Bauteile sind zwar jenen aus reinem Polyamid überlegen, der Performancegewinn ist für strukturelle Anwendungen aber zumeist nicht ausreichend. Insbesondere bei dickeren Bauteilen, komplexeren Geometrien oder bei der Verwendung von Endlosfasern wird daher auf reaktive Verarbeitungsverfahren zurückgegriffen.

[0016] Der Einsatz offener Sprühverfahren und somit die Verwendung von Langglasfasern bei der Caprolactamverarbeitung ist dabei zwar theoretisch denkbar, scheitert in der Praxis jedoch zumeist an der gravierenden Empfindlichkeit der verwendeten Additive gegenüber Feuchtigkeit aus der direkten Umgebung. Bereits kleinste Mengen reichen hierbei um die verwendeten Katalysatoren zu deaktivieren und es findet nur mehr eine unvollständige Polymerisation statt. Dem kann zwar durch rigorose Inertisierung der Produktionszellen Abhilfe geschaffen werden, eine vollständige Einhausung und bzw. Entfeuchtung ganzer Sprühkabinen ist jedoch sehr aufwändig, welcher das eigentlich sehr wirtschaftliche Fasersprühverfahren nichtmehr kostenef

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Patentamt fizient realisierbar macht.

[0017] Die weiteren bisher für die Verarbeitung von Reaktivschmelzen mit Kurz- oder Langglasfasern präsentierten Konzepte, wie etwa das Vakuumgussverfahren, haben insbesondere Nachteile bei der Verwendung von statischen Mischern. Hier ist nach jedem hergestellten Bauteil eine aufwändige Reinigung oder Erneuerung notwendig. Ein Einsatz unter Serienbedingung konnte noch nicht demonstriert werden.

[0018] Mit endlosfaserverstärkten Verbundbauteilen sind die mechanischen Anforderungen an Strukturbauteile bei niedrigem Bauteilgewicht oftmals sehr gut erreichbar, jedoch muss eine Realisierung auch unter ökonomischen Gesichtspunkten Sinn ergeben.

[0019] Insbesondere die in der Regel mehrstufige Herstellung der im Hochdruck-Harzinjektions bzw. In-situ-Verfahren (T-RTM) verwendeten Preforms aus Geweben oder Gelegen wirkt sich oftmals sehr negativ auf die Wirtschaftlichkeit der Herstellungsverfahren aus. Zudem bringt die notwendige Vorformung der Preforms teilweise erhebliche geometrische Einschränkungen bei den in der Praxis realisierbaren Umformgraden mit sich.

[0020] Für das Nasspressen ist die Problematik eines offenen Sprüh- bzw. Harzauftragsverfahren vergleichbar mit dem Fasersprühen: Bei der Verwendung von Caprolactam als Matrixkomponente wäre eine vollständige Entfeuchtung der Arbeitsumgebung erforderlich, um eine Schädigung des Reaktivsystems zu unterbinden. Zudem ist der im Nasspressverfahren erreichbare Faservolumengehalt in deutlichem Maße limitiert gegenüber den Hochdruck-Injektionsverfahren.

[0021] Eine Verarbeitung gefüllter, also mit Füllstoffen oder Verstärkungsfasern versetzter, Matrixkomponenten mit Hochdruckdosieranlagen bringt ebenfalls einige Nachteile mit sich. Zunächst ist dabei eine entsprechende Adaption der Maschinentechnik notwendig, da die üblicherweise eingesetzten Speise- und Dosierpumpen nicht ausreichend abbrasionsbeständig und somit auch nicht für die Förderung gefüllter Systeme geeignet sind. Diese müssen durch Tandem-Doppelkolbenpumpensysteme ersetzt werden. Ferner ist es aus Verschleißgründen zumeist erforderlich einzelne Maschinenbestandteile, insbesondere im Bereich des Mischkopfes, zu härten bzw. aus keramischen Hartstoffen auszuführen. Zudem ist besonders bei hochgefüllten Systemen oftmals ein inhomogener Materialaustrag zu beobachten. Insbesondere kann es passieren, dass während Stillstandszeiten Zuschlagstoffe in den Tagesbehältern sedimentieren und nichtmehr vollständig gelöst bzw. in den Kreislauf gebracht werden. Dies bringt eine ungewünschte Änderung der Rezeptur und somit der Verarbeitungs-, als auch der Bauteileigenschaften mit sich.

[0022] Bulk Molding Compounds (BMC) basieren zumeist auf Polyester- oder Vinylesterharzen, thermoplastische Systeme für die Großserie werden bisher nicht angeboten.

[0023] Trotz der Vielzahl verfügbarer Verfahren zur Verarbeitung faserverstärkter Formmassen ist noch keine befriedigende Lösung für die Verarbeitung kurz- oder langglasfaserverstärkter auf Caprolactam basierender Reaktivsysteme vorgestellt worden. Die feuchtigkeitsempfindlichen Ausgangsstoffe machen dabei die Verwendung offener Sprühverfahren teuer und unrentabel, eine direkte Beimengung der festen Zuschlagstoffe bei der Hochdruckverarbeitung scheitert an den notwendigen Adaptionen bei der Maschinentechnik, auch diese sind aus Kosten- und Verschleißgründen für Serienprozesse nicht attraktiv.

[0024] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Einsatzbereich von thermoplastischen Harzsystemen, insbesondere solchen die gegenüber Umwelteinflüssen wie Feuchtigkeit empfindlich sind, hinsichtlich der Verwendung mit Füllstoffen, insbesondere faserhaltigen Füllstoffen, zu erweitern.

[0025] Diese Aufgabe wird hinsichtlich einer Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Dies geschieht durch ein Injektionssystem mit [0026] - einem Mischbehälter, welcher mit der Formkavität fließtechnisch verbindbar ist,

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Patentamt [0027] - einer ersten Einbringvorrichtung zum Einbringen des zumindest einen Füllstoffs in den Mischbehälter, [0028] - einer von der der ersten Einbringvorrichtung gesonderten zweiten Einbringvorrichtung zum gemeinsamen oder getrennten Einbringen der Komponenten des thermoplastischen Harzsystems in den Mischbehälter und [0029] - einem Kolben zum gemeinsamen Verbringen der im Mischbehälter befindlichen Mischung aus dem Mischbehälter in die Formkavität.

[0030] Hinsichtlich eines Verfahrens wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 14 gelöst. Dies geschieht, indem die Komponenten des thermoplastischen Harzsystems einerseits und der zumindest eine Füllstoff andererseits separat voneinander in einen Mischbehälter eingebracht werden und mittels eins Kolbens aus dem Mischbehälter in die Formkavität überführt werden. Dabei können die Komponenten des thermoplastischen Harzsystems vor und/oder nach dem Einbringen des zumindest einen Füllstoffs in den Mischbehälter eingebracht werden.

[0031] Während ein Großteil der vorgestellten Verarbeitungsverfahren darauf beruht, Fasern und das thermoplastische Harzsystem bereits bei der Aufbereitung der Rohstoffe homogen zu vermischen, wird darauf abgezielt die gegenständliche Problematik des Einbringens von Füllstoffen, insbesondere Verstärkungsstoffen, durch eine kavitätsnahe Einbringung zu lösen. D.h. durch separate Bereitstellung der Komponenten des thermoplastischen Harzsystems und des zumindest einen Füllstoffs und Mischung im Bereich des Formwerkzeugs können Umwelteinflüsse, wie Feuchtigkeit und dergleichen, minimiert werden, wobei gleichzeitig verschiedenste Arten von Füllstoffen verwendet werden können.

[0032] Ein Kernaspekt der Erfindung ist dabei ein (vorzugsweise werkzeugnah angeordneter) Mischbehälter (kann auch als Kammer oder Homogenisierungsvorrichtung bezeichnet werden). In diesem Mischbehälter werden sowohl der zumindest eine Füllstoff (bspw. trockene Fasern) als auch die Komponenten des thermoplastischen Harzsystems (reaktive Matrix) eingebracht. Am Mischbehälter ist ein Kolben (im Folgenden auch als Injektionskolben bezeichnet) vorgesehen, mittels dessen ein Volumen des Mischbehälters variiert werden kann und insbesondere eine im Mischbehälter vorhandene Mischung in die Formkavität des Formwerkzeugs überführt werden kann.

[0033] Die Mischung im Mischbehälter liegt vor, sobald sich eine oder mehrere Komponenten des thermoplastischen Harzsystems und der zumindest einen Füllstoff im Mischbehälter befinden.

[0034] Optional kann der Mischbehälter in einen Anguss der Formkavität integriert sein. Des Weiteren ist der Mischbehälter mit der Kavität verbindbar bzw. verbunden, sodass eine mit Verstärkungs- und/oder Füllstoffen versetzte reaktive Mischung aus dem Mischbehälter in die Formkavität überführbar ist. Dieser Verbringung der gefüllten reaktiven Mischung dient der (Injektions-)Kolben welcher in bzw. am Mischbehälter angeordnet ist.

[0035] Unter einem Reaktivsystem im Allgemeinen versteht der Fachmann eine aus einer oder mehreren Komponenten bestehende Matrix, welche unter erhöhtem Druck und/oder erhöhter Temperatur und/oder durch Beimengung eines Initiators in einer chemischen Reaktion zu einem Kunststoff ausreagiert. Bei der chemischen Reaktion kann es sich um eine Polymerisation, Polykondensation, Polyaddition, oder eine pericyclische Reaktion handeln.

[0036] Unter einem thermoplastischen Reaktivsystem (auch thermoplastisches Matrixsystem oder thermoplastisches Harzsystem) im Besonderen versteht der Fachmann ein Reaktivsystem, welches in einer chemischen Reaktion zu einem thermoplastischen Kunststoff ausreagiert. Zumeist, aber nicht ausschließlich, liegt eine Polymerisation als Reaktionstyp zu Grunde. Hier wird der Ausdruck „thermoplastisches Harzsystem“ für solche Systeme verwendet.

[0037] Schutz wird ebenfalls für eine Formgebungsmaschine mit einem erfindungsgemäßen Injektionssystem begehrt. Unter Formgebungsmaschinen können dabei Spritzpressen, Pressen, aber auch Spritzgießmaschinen und dergleichen verstanden werden.

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Patentamt [0038] Außerdem wird Schutz für die Verwendung des erfindungsgemäßen Injektionssystems oder der erfindungsgemäßen Formgebungsmaschine zum Einbringen der Komponenten des thermoplastischen Harzsystems und des Füllstoffs in eine Formkavität des Formwerkzeugs begehrt.

[0039] Durch die Verwendung des Kolbens zum Verbringen der Mischung direkt nach dessen Erzeugung kann das thermoplastische Harzsystem zusammen mit dem zumindest einen Füllstoff durch Fließpressen in die Formkavität befördert werden. Dies ermöglicht gleichzeitig eine saubere Füllung der Formkavität und eine homogene Verteilung des zumindest einen Füllstoffs.

[0040] Einzelne Aspekte und Weiterbildungen eines erfindungsgemäßen Verfahrens sind im Folgenden beschrieben und in den abhängigen Ansprüchen definiert.

[0041] Der Mischbehälter kann - insbesondere lüft- und/oder vakuumdicht - verschließbar sein. Umwelteinflüsse, wie Feuchtigkeit und Fremdstoffe sind dadurch besonders leicht zu vermeiden.

[0042] Der Mischbehälter kann auch beheizbar sein.

[0043] Zuerst können - vorzugsweise trockene - Füllstoffe wie beispielsweise Fasermaterial oder eine Mischung mit nicht faserartigen Füllstoffen in den Mischbehälter eingebracht werden. Bei diesen Füllstoffen kann es sich um Glasfaser, Carbonfasern, Aramidfaser, anorganische Füllstoffe, Pigmente, Flammschutzmittel und dergleichen handeln. Auch Schnittglasfasern oder mittels Schneidwerk zerkleinerte Glasfaserbündel (Rovinge) sind denkbar.

[0044] Es kann vorgesehen sein, dass der Mischbehälter mittels eines Verschlusselements insbesondere luftdicht und/oder vakuumdicht - verschließbar ist. Der Mischbehälter kann dadurch nach der Faserzugabe verschlossen werden. Bevorzugt findet ein Schließen der Homogenisierungsvorrichtung gemeinsam mit dem Schließen des zugehörigen Formgebungswerkzeugs statt. Besonders bevorzugt wird die Schließbewegung durch die Bewegung einer horizontal- oder vertikal schließenden Schließeinheit oder Presse durchgeführt. Natürlich kann der Mischbehälter auch separat von der Schließeinheit mittels eines Verschlusselements geöffnet und verschlossen werden.

[0045] Dafür kann vorgesehen sein, dass [0046] - der Mischbehälter an einem ersten Bauteil des Formwerkzeugs und/oder einer ersten Formaufspannplatte einer das Formwerkzeug tragenden Formaufspannplatte einer Formgebungsmaschine so befestigbar - insbesondere montiert - ist und [0047] - das Verschlusselement an einem zweiten Bauteil des Formwerkzeugs und/oder einer ersten Formaufspannplatte einer das Formwerkzeug tragenden, relativ zur ersten Formaufspannplatte bewegbaren zweiten Formaufspannplatte einer Formgebungsmaschine so befestigbar - insbesondere montiert - ist, [0048] dass ein Öffnen und/oder Schließen des Formwerkzeugs ein Öffnen und/oder Schließen des Mischbehälters bewirkt.

[0049] Es kann eine Evakuiervorrichtung zum Evakuieren des Mischbehälters und/oder der Formkavität vorgesehen sein. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der Mischbehälter vor dem Einbringen des thermoplastischen Harzsystems evakuiert werden, beispielsweise um einer Kontamination des thermoplastischen Harzsystems entgegenzuwirken.

[0050] Alternativ oder zusätzlich kann eine Gaseinbringungsvorrichtung zum Inertisieren des Mischbehälters mittels eines Schutz- oder Spülgases vorgesehen sein. In einer solchen Ausführungsform der Erfindung kann der Mischbehälter vor dem Einbringen des thermoplastischen Harzsystems mit einem Schutz- oder Spülgas inertisiert werden. Besonders vorteilhaft kann dabei die Kombination eines vorhergehenden Evakuierungs- und nachträglichen Spülvorgangs sein. Als Schutz- oder Spülgas eignen sich dabei beispielsweise Argon, Stickstoff oder getrocknete Luft.

[0051] Das thermoplastische Harzsystem kann dem Mischbehälter bereits in gemischter Form

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Patentamt zugeführt werden. Alternativ ist auch eine Zuführung zweier oder mehrerer reaktiver Komponenten zu einem am Mischbehälter angeordneten Mischsystem möglich. Bei einem solchen Mischsystem kann es sich um ein lineares Mischsystem, einen Umlenkmischkopf, einen Hochdruckmischkopf, ein lineares Angusssystem oder einen Statikmischer handeln.

[0052] Die Anordnung des Mischsystems für das reaktive Harzsystem am Mischbehälter (für die Mischung mit dem zumindest einen Füllstoff) ist prinzipiell frei wählbar. Es ergeben sich aber vorteilhafte Anordnungen, wenn aus Platzgründen die Komponentenzuführung des reaktiven Harzsystems und der Mischbehälter in einen Injektions- oder Gegenkolben integriert werden oder der Mischbehälter von unten her mit dem reaktiven Harzsystem befüllt wird. Es kann dadurch ein steigender Füllvorgang, und somit eine Verdrängung von Restluft aus der Homogenisierungszone erreicht werden. Bei ausreichender Leistung der Evakuiervorrichtung kann der Füllvorgang des Mischbehälters ähnlich einem Vakuuminfusionsverfahren aktiv unterstützt werden.

[0053] Die Zuführung der einzelnen Komponenten des reaktiven Harzsystems kann dabei im Prinzip auf beliebige Weise realisiert werden. Es kann beispielsweise auf bereits bekannte Systeme mit Kolben- oder Pumpenförderung zurückgegriffen werden. In einer alternativen Ausführungsform kann die Aufbereitung des reaktiven Harzsystems auch in einem (vorzugsweise gleichlaufenden) Doppelschneckenextruder durchgeführt werden. Hierbei werden beispielsweise ε- Caprolactam sowie geeignete Additive im Einzugsbereich des Doppelschneckenextruders zugegeben und homogenisiert. Auch eine teilweise oder vollständige Füllstoffzugabe ist in diesem Schritt bereits möglich.

[0054] In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der zumindest eine Füllstoff, insbesondere die Fasern, bereits während des Einbringens in den Mischbehälter mit einer reaktiven Matrix durchtränkt werden. Dies kann zum Beispiel durch Tränkung von Faserrovingen in einem dafür vorgesehenen Bad und anschließenden Zerschneiden oder Häckseln geschehen.

[0055] Der im Mischbehälter befindliche Füllstoff oder die im Mischbehälter befindliche Mischung kann mittels des Kolbens (Injektionskolbens) komprimierbar sein. Eine deutlich homogenere Verteilung des zumindest einen Füllstoffs in der Mischung kann dadurch erreicht werden. Diese Homogenisierung der Mischung kann in der Praxis wichtig sein, beispielsweise um gefüllte (d.h. beispielsweise faserverstärkte) Formteile mit hoch reproduzierbaren (mechanischen) Eigenschaften zu fertigen.

[0056] Der zumindest eine Füllstoff, insbesondere die Fasern, kann beispielsweise nach dem Schließen des Mischbehälters und einer optionalen Evakuierung durch einen Kompressionshub des Kolbens komprimiert werden. Dadurch kann der zumindest eine Füllstoff mit den Komponenten des thermoplastischen Harzsystems imprägniert werden.

[0057] Die Injektion der Komponenten des thermoplastischen Harzsystems kann dabei zeitlich vor, nach oder während des Kompressionshubs erfolgen. Als thermoplastisches Harzsystem kommen beispielsweise Zweikomponenten-Reaktivsysteme, bevorzugt Caprolactam-basierende Systeme, zur Polyamidherstellung zum Einsatz.

[0058] Bevorzugt findet eine Kompression statt, bevor der Eintrag der Komponenten des thermoplastischen Harzsystems abgeschlossen ist, da auf diese Weise eine verbesserte Imprägnierung der Fasern mit den Komponenten des thermoplastischen Harzsystems erreicht werden kann. Alternativ kann auch eine Komprimierung der Mischung, d.h. nach Einbringung der Komponenten des thermoplastischen Harzsystems und des zumindest einen Füllstoffs erfolgen.

[0059] Es kann auch zumindest ein weiterer Kolben vorgesehen sein, mittels dessen ein Volumen des Mischbehälters veränderbar und/oder verschiebbar ist. Auch der zumindest eine weitere Kolben kann zum Komprimieren des zumindest einen Füllstoffs und/oder der Mischung im Mischbehälter dienen.

[0060] Der zumindest eine weitere Kolben kann dabei als Gegenkolben zum Injektionskolben

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[0061] Auch Ausführungsformen mit zwei weiteren, vom Injektionskolben separaten Kolben, die vorzugsweise einander entgegengesetzt wirken (Gegenkolben), sind denkbar. Die Lage einer Homogenisierungszone im Mischbehälter lässt sich dadurch so variieren und verschieben, dass sich eine Absperrung der Homogenisierungszone gegenüber der Kavität ergibt. Bei einer Lösung mit zumindest zwei weiteren Kolben kann dafür optional auf die Absperrvorrichtung verzichtet werden.

[0062] In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Mischbehälter mit zumindest einem Drucksensor zur Messung des Innendruckes ausgestattet. Auf diese Weise lassen sich sowohl der Druck bei der Imprägnierung der Fasern, bei einem etwaigen Kompressionsschritt, als auch beim Überführen der gefüllten Mischung in die Kavität messen.

[0063] Durch Injektion der Komponenten des thermoplastischen Harzsystems und Vermischung mit dem vorgelegten zumindest einen Füllstoff, insbesondere den Fasern, entsteht ein gefülltes Reaktivsystem.

[0064] Die Imprägnierung der Fasern kann dabei durch externe Hilfsmittel zur Unterstützung der Konvektion, wie beispielsweise dem Eintrag von Ultraschallwellen unterstützt werden.

[0065] Es kann aber auch ein Rührwerk zur Unterstützung der Durchmischung im Mischbehälter vorgesehen sein.

[0066] Nach dem Mischen im Mischbehälter kann die Mischung, insbesondere das gefüllte Reaktivsystem, in die Formkavität überführt werden. Die Überführung wird durch den Injektionskolben bewerkstelligt, dessen Hub das Volumen der Homogenisierungszone entsprechend reduzieren kann. Optional kann zwischen Formkavität und Mischbehälter eine Absperrvorrichtung realisiert sein, welche vor Beginn der Überführung der Mischung, insbesondere des gefüllten Reaktivsystems, geöffnet werden muss.

[0067] Für das homogene Überführen des gefüllten Reaktivsystem kann eine Viskosität von zumindest 100 mPas, vorzugsweise 250 mPas und besonders bevorzugt 500 mPas, von Vorteil sein. Eine zu geringe Viskosität birgt das Risiko einer Entmischung von des Füllstoffs, insbesondere der Fasern, und der Komponenten des thermoplastischen Harzsystems und somit einem inhomogenen oder unzureichenden Übertrag des zumindest einen Füllstoffs, insbesondere der Fasern, in die Formkavität des Formwerkzeugs.

[0068] Bereits nach der Mischung der Komponenten des reaktiven Harzsystems und somit vorzugsweise mit Eintrag in den Mischbehälter startet die chemische Reaktion des thermoplastischen Harzsystems. Diese führt mit fortschreitendem Reaktionsumsatz in der Regel zu einem Anstieg der Viskosität. Ab einem gewissen, materialabhängigen Umsatzgrad kommt es bei den meisten reaktiven Harzsystemen zum Angelieren der reaktiven Masse und diese ist nicht mehr fließfähig. Die Zeitdauer der Injektion der Komponenten des thermoplastischen Harzsystems und der Kompression des gefüllten Reaktivsystem wird dabei vorzugsweise so gewählt, dass ein ausreichender Anstieg der Viskosität durch die einsetzende Polymerisationsreaktion erreicht wird, um eine nachfolgende homogene Überführung des gefüllten Reaktivsystem in die Kavität zu gewährleisten. Die höhere Viskosität führt in diesem Szenario zu einer Reduktion von Sedimentationserscheinungen des zumindest einen Füllstoffs, vorzugsweise der Fasern. Zudem wird durch die höhere Viskosität die Abdichtung der Formkavität deutlich erleichtert, auch Tauchkantenwerkzeuge vergleichbar mit der SMC- oder Prepreg-Compression-Technologie sind somit einsetzbar.

[0069] In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Formkavität, in welche die Überführung der Mischung, insbesondere des gefüllten Reaktivsystem, erfolgt, vorher evakuiert werden. Alternativ dazu kann auch eine vorherige Druckbeaufschlagung durchgeführt werden, um eine homogenere Fließfront bzw. Injektion zu erreichen.

[0070] Ebenfalls können vor der Überführung der Mischung in die Formkavität bereits Verstärkungsstrukturen, wie z.B. Faserpreforms oder Wabenstrukturen, aber beispielsweise auch

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Metall-Inserts, in die Formkavität eingelegt werden.

[0071] Nach abgeschlossener Überführung der Mischung in die Kavität kann optional die Absperrvorrichtung wieder verschlossen werden. Der Aufbau des gewünschten Druckes in der Kavität kann dabei sowohl durch den Injektionskolben, aber auch zumindest teilweise durch eine Schließeinheit der Formgebungsmaschine erfolgen. Dadurch ist es möglich sowohl während der Verbringung, aber auch während der fortschreitenden Polymerisation das gewünschte Druckprofil in der Kavität zu realisieren.

[0072] Nach dem Ablauf der Reaktionszeit kann sowohl das Bauteil, als auch der Anguss entformt werden. Dies kann beispielsweise automatisiert erfolgen, wobei eine gemeinsame Entformung von Bauteil und Anguss aus prozesstechnischer Sicht durchaus von Vorteil sein kann.

[0073] Weitere Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus den Figuren sowie der dazugehörigen Figurenbeschreibung. Dabei zeigen:

[0074] Fig. 1, 2, 3a sowie 4 bis 8 ein erfindungsgemäßes Injektionssystems in verschiedenen Verfahrensstadien und [0075] Fig. 3b sowie 9 bis 13 verschiedene weitere Ausführungsbeispiele mit alternativen oder zusätzlichen Maßnahmen.

[0076] Figur 1 zeigt eine mögliche Ausprägung eines erfindungsgemäßen Injektionssystems 1. Dabei ist der Mischbehälter werkzeugnah ausgeführt und das Formgebungswerkzeug 2, welches durch die Formplatten 3a (erstes Bauteil des Formwerkzeugs 2) und 3b (zweites Bauteil des Formwerkzeugs 2) gebildet wird, in geöffneter Form dargestellt. Die Komponenten des reaktiven Harzsystems werden in diesem Fall mittels flexibler, beheizter Schläuche 4a und 4b zu einem am Mischbehälter 34 verbauten Komponentenmischsystem 5 geführt. Das Komponentenmischsystem 5 verfügt dabei über mit Steuerschiebern 6a, 6b verschließbare Austragsleitungen 7a, 7b, welche in einem Auslaufbereich 8 münden. Die Homogenisierungseinheit beinhaltet weiter einen Injektionskolben 9 sowie eine als Absperrschieber ausgeführte Absperrvorrichtung 10.

[0077] Des Weiteren ist ein Verschlusselement 36 vorhanden, wobei der Mischbehälter 34 am ersten Bauteil 3a des Formwerkzeugs 2 und das Verschlusselement 36 am zweiten Bauteil 3b des Formwerkzeugs 3b montiert ist. Durch Schließen der Schließeinheit, an welcher das erste Bauteil 3a und das zweite Bauteil 3b montiert sind, wird gleichzeitig der Mischbehälter 34 durch Aufsetzten des Verschlusselements 36 geschlossen. Hierfür sei auf Fig. 3a verwiesen.

[0078] In Figur 2 ist die Einbringung trockener Fasern 11 mittels der ersten Einbringvorrichtung 31 in den Mischbehälter 34 gezeigt. Die trockenen Fasern können beispielsweise als Schnittglasfasern zugegeben werden oder wie in Figur 2 gezeigt als Endlosfasern 13 zugeführt und in einem Schneidwerk 12 zerkleinert werden.

[0079] In Figur 3a befinden sich das Formwerkzeug 2 und der Mischbehälter 34 in geschlossenem Zustand. Die Absperrvorrichtung 10 ist ebenfalls in geschlossenem Zustand und verhindert eine Passage trockener Fasern 11 durch den Angusskanal in die Formkavität 35. Im Mischbehälter 34 befinden sich die Fasern 11. Der Mischbehälter 34 wird durch die Wandungen des entsprechenden Bauteils, das Verschlusselement 36 sowie den Injektionskolben 9 begrenzt bzw. gebildet.

[0080] In Figur 3b ist eine alternative Ausführungsform zu derjenigen aus Figur 3a dargestellt. Im Unterschied zur Fig. 3a mündet der Auslaufbereich 8 im unteren Teil des Mischbehälters 34. Alternativ kann der Auslaufbereich 8 auch in den Kolben 9 integriert sein. Dadurch ist ein steigendes Füllen des Mischbehälters 34 möglich. Im oberen Bereich des Mischbehälters 34 kann eine Evakuierungsleitung bzw. Vakuumleitung 15 (optional absperrbar bzw. mit Harzflusserkennung) vorhanden sein, über welche der Mischbehälter 34 unter Verwendung einer Vakuumpumpe 16 entlüftet werden kann. Bei ausreichender Dimensionierung der Vakuumleistung können die über den Auslaufbereich 8 eingeleiteten Komponenten des reaktiven Harzsystems ähnlich einem Vakuumsackverfahren durch die Fasern 11 gesaugt werden.

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Patentamt [0081] Optional kann die Mischung 33 in einem Mischbereich 14 des Mischbehälters mittels eines Ultraschallgenerators 17 zusätzlich zu homogenisiert bzw. imprägniert werden. Es ist auch denkbar mechanisch, beispielsweise mit einem Rührwerk, zu homogenisieren.

[0082] Bei Ausführungsformen, die einen Kompressionshub des Kolben 9 und/oder weitere Maßnahmen wie einen Ultraschallgenerator 17 oder ein Rührwerk zum Erreichen eines homogener verteilten Füllstoffs 11 nutzen, kann der Mischbereich 14 des Mischbehälters 34 auch Homogenisierungsbereich genannt werden. Der Mischbehälter 34 kann dann auch als Homogenisierungsvorrichtung bezeichnet werden.

[0083] In Figur 4 bleiben das Formwerkzeug 2 und der Mischbehälter 34 in geschlossenem Zustand. Die trockenen Fasern 11 werden durch einen Hub des Injektionskolben 9 und somit einer Reduktion des Volumens des Mischbehälters 34 verdichtet. Der Schieber 10 bleibt ebenfalls in geschlossenem Zustand und verhindert ein Eindringen trockener Fasern in die Formkavität 35.

[0084] Auch in Figur 5 bleiben Formwerkzeug 2 und der Mischbehälter 34 in geschlossenem Zustand. Die Austragsleitungen 7a, 7b werden durch Bewegung der Schieber 6a, 6b (angedeutet durch Pfeile) geöffnet und die Komponenten des reaktiven Harzsystems strömen über den Mischbereich 8 in den Mischbehälter 34. Die Absperrvorrichtung 10 bleibt ebenfalls in geschlossenem Zustand und verhindert ein Eindringen der Fasern 11 oder der Komponenten des reaktiven Harzsystems in die Formkavität 35.

[0085] Figur 6: Nach vollständiger Imprägnierung der Fasern 11 mit den Komponenten des reaktiven Harzsystems wird das Einleiten der Komponenten durch Schließen der Schieber 6a,6b beendet. Zur Überleitung der Mischung 33 aus Fasern 11 und den Komponenten des thermoplastischen Harzsystems in die eigentliche Formkavität 35 wird sodann die Absperrvorrichtung 10 geöffnet.

[0086] Figur 7: Im Anschluss an das Öffnen der Absperrvorrichtung 10 in Form eines Absperrschiebers wird das Verbringen der Mischung 33 durch einen weiteren Hub des Injektionskolben 9 unterstützt bzw. bewerkstelligt und der nötige Druck in der Formkavität 35 aufgebaut.

[0087] Figur 8: Nach erfolgter Polymerisation des thermoplastischen Harzsystems können das Formwerkzeug 2 und der Mischbehälter 34 geöffnet werden. Aus der Formkavität 35 kann das Verbundbauteil 19 entnommen werden. Aus dem Angusskanal kann der Anguss 20 entnommen werden. Jene Angussbereiche im Mischbehälter 34, in denen das reaktive Harzsystem ebenfalls kontrolliert ausgehärtet ist, werden als Mischkammerrest 21 bezeichnet und können gemeinsam mit Anguss 20 entnommen werden.

[0088] Figur 9 zeigt eine weitere Ausprägungsform der Erfindung, die in Ihrer Funktionalität mit dem Injektionssystem 1 aus Figur 1 vergleichbar ist. Der Injektionskolben 9 wird dabei in einer Ebene mit der Werkzeugtrennebene des Formwerkzeugs 2 angeordnet, um ein Umlenken der Fasern 11 und damit verbundene Faserschädigungen zu minimieren.

[0089] Figur 10 zeigt eine weitere mögliche Ausprägungsform der Erfindung. Anders als in Figur 1 ist ein zusätzlicher Gegenkolben 22 verbaut, der ebenfalls einen Teil der Wandung des Mischbehälter 34 bildet. Somit wird der Hohlraum, in den die Fasern eingebracht werden unter anderem durch zwei Kolben 9, 22 gebildet. Durch Bewegung dieses Gegenkolben 22 lässt sich ebenfalls das Volumen des Homogenisierungsbereich 14 (im Formgebungszyklus alternierend) verändern.

[0090] In Figur 10 wurde der Mischbehälter 34 bereits mit Fasern 11 beladen, diese komprimiert und mit den Komponenten des thermoplastischen Harzsystems imprägniert, der Stand des Prozesses ist somit vergleichbar mit Fig. 6.

[0091] In dieser Anordnung 10 nach Fig. 10 kann die Absperrvorrichtung 10 auch entfallen. Die Fasern 11 werden zwischen den beiden Kolben 9, 22 komprimiert und benetzt. Dann fahren beide Kolben 9, 22 gemeinsam zum Überlaufkanal (vorzugsweise synchron, siehe auch Fig. 12). Erst dann schiebt z.B. der (untere) Injektionskolben 9 die Mischung 33 in die Formkavität

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35. Ähnliches gilt für die Figuren 11 und 12.

[0092] Figur 11 zeigt eine weitere mögliche Ausprägungsform der Erfindung. Im Unterschied zu Figur 10 ist das verwendete Mischsystem (zweite Einbringvorrichtung 32) nicht fix in die Wandung verbaut oder angeflanscht, sondern in den beweglichen Gegenkolben 22 integriert (Alternativ kann es auch in den Injektionskolben 9 integriert sein um steigendes Füllen zu ermöglichen).

[0093] Figur 12: Zum Überleiten der Mischung 33 werden Injektions- und Gegenkolben 9, 22 derart bewegt, dass die Mischung 33 durch den Angusskanal in die Formkavität 35 eingetragen werden kann. Dann wird analog zu Fig. 7 das Überleiten der Mischung 33 aus Fasern 11 und den Komponente des thermoplastischen Harzsystems durch einen weiteren Hub des Injektionskolben 9, des Gegenkolben 22, oder beider Kolben unterstützt bzw. bewerkstelligt bis die Formkavität 35 vollständig gefüllt ist.

[0094] Figur 13 zeigt eine weitere mögliche Ausprägungsform der Erfindung. Es werden zwei Gegenkolben 22 verbaut, welche zugleich Teile der Wandung des Mischbehälters 34 bilden. Mit diesen weiteren Kolben 22 lassen sich das Volumen des Mischbehälters 34 und die Lage des Mischbereichs 14 (vergleichbar mit den Figuren 9-11) verändern. Der Injektionskolben 9 dient bei dieser Ausprägung der Erfindung nur zur Steuerung der Verbringung der Mischung 33. Zudem kann optional ein Schieber (Absperrvorrichtung 10) zum Schließen des Angusskanals (siehe Fig. 3) verbaut sein.

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BEZUGSZEICHENLISTE:

Injektionssystem

Formwerkzeug

3a,b erstes und zweites Bauteil des Formwerkzeugs

4a,b beheizbare Schläuche

Komponentenmischsystem

6a,b Steuerschieber

7a,b verschließbare Austragsleitungen

Auslaufbereich (Mischbereich) (Injektions-)kolben

Absperrvorrichtung

Fasern

Schneidwerk

Endlosfasern

Mischbereich

Vakuumleitung

Vakuumpumpe

Ultraschallemitter

Verbundbauteil

Anguss

Mischkammerrest

Gegenkolben erste Einbringvorrichtung zweite Einbringvorrichtung

Mischung

Mischbehälter

Formkavität

Verschlusselement /25

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Claims

Patentansprüche

1. Injektionssystem zum Mischen von Komponenten eines thermoplastischen Harzsystems mit zumindest einem Füllstoff (11) und Einbringen einer dabei entstehenden Mischung (33) in eine Formkavität (35) eines Formwerkzeugs (2) mit

- einem Mischbehälter (34), welcher mit der Formkavität (2) fließtechnisch verbindbar ist,

- einer ersten Einbringvorrichtung (31) zum Einbringen des zumindest einen Füllstoffs (11) in den Mischbehälter (34),

- einer von der ersten Einbringvorrichtung (31) gesonderten zweiten Einbringvorrichtung (32) zum gemeinsamen oder getrennten Einbringen der Komponenten des thermoplastischen Harzsystems in den Mischbehälter (34) und

- einem Kolben (9) zum gemeinsamen Verbringen der im Mischbehälter (34) befindlichen Mischung (33) aus dem Mischbehälter (34) in die Formkavität (35).
2. Injektionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischbehälter (34) mittels eines Verschlusselements (36) - insbesondere luftdicht und/oder vakuumdicht - verschließbar ist.
3. Injektionssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass

- der Mischbehälter (34) an einem ersten Bauteil (3a) des Formwerkzeugs (2) und/oder einer ersten Formaufspannplatte einer das Formwerkzeug (2) tragenden Formaufspannplatte einer Formgebungsmaschine so befestigbar - insbesondere montiert - ist und

- das Verschlusselement (36) an einem zweiten Bauteil (3b) des Formwerkzeugs (2) und/oder einer ersten Formaufspannplatte einer das Formwerkzeug (2) tragenden, relativ zur ersten Formaufspannplatte bewegbaren zweiten Formaufspannplatte einer Formgebungsmaschine so befestigbar - insbesondere montiert - ist, dass ein Öffnen und/oder Schließen des Formwerkzeugs (2) ein Öffnen und/oder Schließen des Mischbehälters (34) bewirkt.
4. Injektionssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Evakuiervorrichtung (15, 16) zum Evakuieren des Mischbehälters (34) und/oder der Formkavität (35) vorgesehen ist.
5. Injektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gaseinbringungsvorrichtung zum Inertisieren des Mischbehälters mittels eines Schutz- oder Spülgases vorgesehen ist.
6. Injektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der im Mischbehälter (34) befindliche Füllstoff (11) oder die im Mischbehälter (34) befindliche Mischung (33) mittels des Kolbens (9) komprimierbar ist.
7. Injektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein weiterer Kolben (22) vorgesehen ist, mittels dessen ein Volumen des Mischbehälters (34) veränderbar und/oder verschiebbar ist.
8. Injektionsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der im Mischbehälter (34) befindliche Füllstoff (11) oder die im Mischbehälter (34) befindliche Mischung (33) mittels des zumindest einen weiteren Kolbens (22) komprimierbar ist.
9. Injektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drucksensor zum Erfassen eines im Mischbehälter (34) herrschenden Drucks vorgesehen ist.
10. Injektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Unterstützung einer Imprägnierung und/oder einer Durchmischung des zumindest einen Füllstoffs (11) mit den Komponenten des thermoplastischen Harzsystems zumindest eines der folgenden vorgesehen ist:

- Ultraschallemitter (17) zum Beschallen der im Mischbehälter (34) befindlichen Mischung (33)

- Rührwerk im Mischbehälter (34)

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11. Injektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Absperrvorrichtung (10) zum Absperren des Mischbehälters (34) gegen die Formkavität (35) vorgesehen ist, wobei die Absperrvorrichtung (10) zum Verbringen der im Mischbehälter (34) befindlichen Mischung (33) öffenbar ist.
12. Formgebungsmaschine mit einer Schließeinheit zum Öffnen und Schließen eines Formwerkzeugs und einem Injektionssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
13. Verwendung eines Injektionssystems nach einem der Ansprüche 1 bis 11 oder einer Formgebungsmaschine nach Anspruch 12 zum Einbringen der Komponenten des thermoplastischen Harzsystems und des Füllstoffs (11) in eine Formkavität (35) eines Formwerkzeugs (2).
14. Verfahren zum Mischen von Komponenten eines thermoplastischen Harzsystems mit zumindest einem Füllstoff (11) und Einbringen einer dabei entstehenden Mischung (33) in eine Formkavität (35) eines Formwerkzeugs (2), insbesondere unter Verwendung eines Injektionssystems (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 oder einer Formgebungsmaschine nach Anspruch 12, wobei die Komponenten des thermoplastischen Harzsystems einerseits und der zumindest eine Füllstoff (11) andererseits separat voneinander in einen Mischbehälter (34) eingebracht werden und mittels eins Kolbens (9) aus dem Mischbehälter (34) in die Formkavität (35) überführt werden.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Füllstoff (11) Fasermaterial beinhaltet.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Fasermaterial vor einem Einbringen in den Mischbehälter (34) mit den Komponenten des thermoplastischen Harzsystems durchtränkt wird.