CN112399909B - 用于制造复合件的方法 - Google Patents

Abstract

介绍一种用于制造复合件(17)的方法。在该方法中，制备基材(12)，该基材具有内置的混合区段(13)，用于靠近基材对组分系统予以混合。在下一个步骤中，把制备的基材装入到涂层模具(6)的模腔中。随后，通过使得所述组分系统(15)溢流所述模腔来对所述基材进行涂层。通过所述基材的混合区段在所述模腔中对所述组分系统予以混合。

Description

用于制造复合件的方法

技术领域

本发明涉及一种用于制造复合件的方法。

背景技术

在现有技术中已知制造复合件，对于这些复合件，热塑性基底载体设有涂层。作为制造复合件的例子，已知对表面予以精整。在这种情况下产生了如下必要性：在第一分步骤中制得的或者单独供应的基材，在第二步骤中设置高价值的表面涂层。为了表面涂层，已知有由多种液态组分构成的多组分系统，例如热固性漆。这些业态组分必须混合，以便形成反应性的混合物。待产生的表面的质量尤其取决于液态组分的混合质量。为了混合，往往采用所谓的高压-逆流-喷射方法，以便能使用高反应性液态组分持续短暂的硬化时间。也由于出现的模具内部压力相当地高，优选采用高压技术。

一种特殊的部分昂贵的且部分技术要求高的配给和混合装置—也已知为配给机—形成了所述的高压技术的核心。对于这种配给机，为了混合液态组分，采用所谓的混合头。通过这种方式可以处理快速反应的原料-系统。然而，除了这种技术的高成本外，往往也随之出现了工艺技术上的缺点。例如，急剧上升的模具内部压力会对混合造成不利影响。此外，由于密封和材料组合任务，在混合头中会出现起屑、原材料的交叉污染、机械困难，且会出现耐磨性问题。在维护情况下有时必须把混合头从模具拆下，并且耗费时间/成本地予以维修，这会引起停工时间。

US 5 098 272A记载了一种用于模制金属-橡胶体-复合轮的装置，其中，中间的模制件含有金属轮盘和轮辋构件。在模具的封闭状态下，基本模具贴靠在金属轮的外表面上，且具有模制空腔表面，以便为复合轮的装饰性塑料体的外表面提供装饰性配置。夹头贴靠在中间的模制件的内侧面上，以便使得中间件与基本模制件密封地接合。这些模制件可轴向地彼此分开，以便打开模制装置和使得中间的模制件去除夹紧模制件与基本模制件。

US 2018/029 312A1公开了一种用于制造塑料构件特别是复合构件的方法，其在混合腔和模腔中采用至少两种待混合的组分，该模腔构造在模制模具的第一和第二半部之间，其中，该模腔具有模制件区域和浇注区域，其中，作为混合腔，采用模腔的浇注区域或模制件区域。

发明内容

因此，本发明的目的是，提出一种解决方案，借此可以成本低廉地且高效地实现制造复合件。

该目的通过一种根据权利要求1的用于制造复合件的方法得以实现。

有利的改进是从属权利要求的主题。

根据本发明，采用一种特殊构造的基材来制造复合件。在该制造方法中，把基材装入到涂层模具的模腔中，并且利用组分系统予以涂层。该基材具有用于靠近基材地混合组分系统的混合区段。

基材是一种构件，例如承载构件或基底载体。该构件在涂层模具中利用组分系统至少局部地被涂层。可以通过使组分系统漫过基材来进行涂层。基材可以至少部分地保留在制好的复合件中。这种基材例如可以是扁平的构件。组分系统可以是多组分系统，例如漆或热固性材料，比如PUR-或PUA-材料。但是，代替多组分系统，也可以采用单组分的涂层系统。

基材的混合区段可以经过构造，从而在流过或漫过混合区段时，在混合或再混合的作用下使得组分系统发生有针对性的偏转/循环。混合区段因而用作用于混合组分系统的装置，在该装置中仅仅流动运动引起混合。混合区段因而经过构造，从而它可以在基材附近有针对性地影响所供应的组分系统的流动。在本发明的上下文中，靠近基材的混合是指在基材处或者直接在基材附近进行混合或再混合。这意味着，始终都基于基材的特性进行混合，而与采用何种方式来供应组分系统无关。供应例如可以采用混合和配给头来进行。

混合区段是基材的一个内置的区段。通过把混合区段内置到基材中，有时也可以实现的是，由前述复杂的高压技术转换至更简单的所谓的混合和配给技术(例如较低的压力水平)，由此可以实现显著的成本降低。另外，通过把混合区段内置到基材中，在以后把构件从涂层模具中脱模时，混合区段随之脱模，因而可以通过对构件的再加工(例如修边、铣削或冲压)而与制好的构件分离。由于混合区段并不保留在涂层模具中，因而不必对其予以清洁，由此省去了对混合构件的清洁。此外，在混合区段中有时由先前的周期留下来的材料颗粒于是在后续周期中不再引起缺陷。把混合区段内置到基材中还具有如下优点：省去了手动地或者只是引起成本地自动地把混合区段装入到涂层模具中。

基材具有保留在要制造的复合件中的模制件区段，该模制件区段可设置在涂层模具的模腔的模制件区域中。混合区段被设计用于分离要制造的复合件且用于布置在模腔的混合区域中。因此，基材可以具有两个区段，其中的一个区段即模制件区段保留在制好的构件或复合件中，而另一个区段即混合区段在以后与要制造的复合件分离。

混合区段在此经过设计，从而当把基材放置在模制模具的模腔中时，该混合区段影响组分系统向模制件区段流动，致使该组分系统混合。优选地，混合区段设置在基材的边缘区域中，特别是设置在模制件区段的边缘区域处。

混合区段可以具有基本区段。特别地，该基本区段可以板形地构造。基材的模制件区段同样可以板形地构造，并且直接与基本区段连接。模制件区段可以是基本区段的延长段，也就是说，在没有特殊的或明显的过渡情况下与模制件区段连接。特别地，模制件区段可以基本区段的边缘连接，或者离开它延伸。模制件区段例如可以是带有基本上恒定的壁厚的扁平部件。

优选地，混合区段具有多个影响流动的且调节(再)混合效果的部件。这些影响流动的部件例如可以是在基材中或上的，确切地说，在基材的混合区段上的凸起和/或内凹。影响流动的部件例如可以是成型的凸起。这些影响流动的部件经过优选构造，从而它们影响流过基材的材料的流动。这些影响流动的部件因而经过构造，从而它们延伸离开基材的规定流动方向的面。该面优选是基材的待涂层的面。影响流动的部件例如基本上也可以垂直于或者正交于基材的规定流动方向的面伸展。在混合区段中，规定流动方向的面可以是如前所述的板状的基本区段的表面。影响流动的部件于是从该表面离开伸展，使得流过表面的材料到达影响流动的部件，并且必须在这些部件之间流过。如前已述，基本区段可以板状地构造。影响流动的部件可以例如基本上垂直地从该板状区段离开地伸展。

根据一种优选的实施方式，基材还具有用于把组分系统平稳成层流的流出区域。该流出区域可以在流向上布置在混合区段之后。

模制件区段可以被设计用于承载要涂层的半成品。模制件区段尤其可以具有一个面，要涂层的半成品可以固定在或承载在该面上。于是在给基材涂层时，把组分系统覆设到要涂层的半成品上，由此使得半成品固定地与基材连接。优选地，要涂层的半成品是热塑性基底载体、贴面板例如实木贴面板、纤维增强的半成品或纺织半成品。也可行的是，把不同半成品的组合规定为要涂层的半成品。

基材可以被设计用于直接的涂层，即在没有位于其上的附加的半成品情况下予以提供。为了改善基材的附着特性，基材的待涂层的面可以例如通过火焰或等离子处理予以激活。通过这种方式可以改善在基材材料与待覆设的涂层或组分系统之间的附着。

基材可以通过注塑热塑性材料来制得。

此外提出一种用于使用如前所述的基材来制造复合件的模具。如前已述，基材具有保留在要制造的复合件中的模制件区段和待与要制造的复合件分离的混合区段。该模具具有涂层模具，涂层模具带有两个用于形成模腔的模制半部。模腔具有模制件区域和混合区域。此外，涂层模具具有用于把组分系统供应至模腔的浇注系统。

涂层模具的模制件区域被设计用于容纳基材的模制件区段。涂层模具的混合区域被设计用于容纳基材的混合区段。混合区域可以相比于模制件区域明显较小地构造。浇注系统通过混合区域与模制件区域连接。浇注系统可以具有用于组分系统的流道，并且通入到混合区域中。相应地，通过浇注系统供应的组分系统首先流经混合区域，随后流经模腔的模制件区域。因而在装入基材情况下，在材料到达模制件区段之前，该基材首先在混合区段的区域中被溢流，从而在模制件区段的区域中或者在模制件区域中存在充分均匀地混合的组分系统。

模具还可以具有用于制造基材的模制模具。该模制模具可以具有两个用于形成模腔的模制半部，该模腔具有模制件区域和混合区域。模腔的混合区域被设计用于在基材上形成混合区段。模制模具的模腔相比于涂层模具的模腔较小地构造。

模具可以被设计用于通过模腔的移位而使得基材从模制模具转移到涂层模具中。对模腔的移位例如可以借助车削台、翻摆板或滑动台来实现。采用这种技术具有如下优点：可以在后续加工基材的同时，进行基材制造。确切地说，例如可以在模制模具中通过注塑过程来制造基材，而同时在涂层模具的模腔中给在先前的周期中制得的基材设置表面涂层。

此外提出一种用于制造复合件的机器，其具有封闭单元、任选的注入单元、用于供应组分系统的液态组分的供应装置和前述类型的容纳在封闭单元中的模具。

根据本发明，提出一种用于制造复合件的方法。该方法包括如下步骤：把如前所述的基材放置在涂层模具的模腔中，并且通过使得组分系统溢过模腔来对基材涂层。在此，基于基材的特性或形状，靠近基材对组分系统进行混合。在混合区段于涂层模具的模腔中被流过或溢流的情况下，将组分系统混合。

根据一种优选的实施方式，该方法具有制备如前所述的基材的步骤，其中，基材可以具有保留在要制造的复合件中的模制件区段和优选与要制造的复合件分离的混合区段。在前述的涂层步骤中，组分系统流经基材的混合区段，由此使得组分系统在其到达模制件区段之前混合。

经过混合区段的流动是指液态材料的如下流动：材料至少在混合区段的两个区段例如前述的影响流动的部件或区段之间流过。

根据一种优选的实施方式，制备基材的步骤包括通过注塑特别是通过对热塑性材料的注塑来制造基材。

可以在制造下一个基材的同时对基材进行涂层。

根据一种优选的实施方式，该方法还具有如下步骤：把涂层的基材从模制模具中脱模，并且使得混合区段与复合件分离。

根据一种优选的实施方式，在该方法的涂层步骤中，以基本上未混合的至少两种液态组分的形式来供应组分系统。在此，基本上在涂层模具的模腔中对组分系统进行混合。替代地，组分系统或其液态组分可以事先混合地被供应，从而在模腔的混合区域中对组分系统进行再混合。

附图说明

图1示出比如在根据本发明的方法中使用的基材的横剖视图；

图2～4示出使用图1中所示的基材来制造复合件的模具处于不同的工作状态；

图5为图1中所示的基材的混合区段的放大图；

图6示出图1中所示的基材处于涂层状态下；

图7示出制好的复合件；

图8示出根据本发明的用于制造复合件的方法的方法步骤。

具体实施方式

下面参照附图介绍本发明的实施方式。附图中相同的标号表示相同的或相似的部件。

图1所示为根据本发明的实施方式的基材12的侧视图。确切地说，图1所示为剖视图。

基材12具有模制件区段14和混合区段13。尽管在图1中未示出，基材12是一个扁平的构件，其中，无论模制件区段14还是混合区段13都垂直于图面伸展。但基材也可以是结构化的乃至三维的构件。在该实施方式中，混合区段13具有比模制件区段14小的宽度，但也可以具有与模制件区段14相同的宽度或者比它大的宽度。如图1中所示，模制件区段14具有面14a，该面在基材12的加工过程中应设置有由一种组分系统构成的层。为了在模制件区段14的区域中确保热固性材料与基材12之间的附着，可以实现对面14a进行相应的表面处理。

基材12的混合区段13具有影响流动的部件16。在图1中可看到六个这种影响流动的部件16。在所示实施方式中，影响流动的部件16例如构造成柱形的凸起，这些凸起全都具有相同的高度。影响流动的部件16基本上垂直于基材12的主延伸方向伸展，特别是垂直于板状的基本区段13a。根据相应的设计，主延伸方向例如可以相应于基材的纵向。

影响流动的部件16的设计由图5也可看到，该图示出了基材12的混合区段13的正视图，即图1中所示基材12的左视图。然而，图5中的基材12插入到涂层模具5中，该涂层模具稍后还将予以详述。如图5中已示出，影响流动的部件16用于混合组分系统15。在此，混合区段13用作静态混合器，用来混合组分系统15的液态组分。

为了给基材12涂层，可以使用如图2～4中所示的机器1。该机器1具有封闭单元20、注入单元11、用于供应组分系统15的供应装置7和容纳在封闭单元中的模具。在所示实施方式中，模具具有涂层模具5和用于制造基材的模制模具6。机器1因而被设计用于制造基材12。

涂层模具5具有用于形成模腔8的两个模制半部51、52。模腔8具有模制件区域81和混合区域82。涂层模具5的第一模制半部51固定在封闭单元20的可活动的压板3上。涂层模具5的第二模制半部52固定在封闭单元20的翻摆板4的一侧。

模制模具6具有用于形成模腔9的两个模制半部61、62。模腔9具有模制件区域91和混合区域92。混合区域92用于形成基材12的混合区段13。模制模具6的第一模制半部61固定在封闭单元20的固定的压板2上。模制模具6的第二模制半部62固定在翻摆板4的相对侧。

涂层模具5还具有用于把组分系统15供应至模腔8的浇注系统10。如图2中所示，浇注系统10主要由通道或流道构成，经由它可以把组分系统15由供应装置7供应到模腔8中。在所示实施方式中，通道或浇注系统10设置在涂层模具5的顶面上。供应装置7可与浇注系统10流体连接，并且浇注系统10经由未示出的切口通入到模腔8中。

模腔8相比于模腔9被扩大地构造。模腔8由混合区域82和模制件区域81构成。混合区域82被设计用于容纳基材12的混合区段13。图5示出混合区段13的放大的视图，该混合区段插入到涂层模具5的模制半部52中。

模腔8还具有模制件区域81，该模制件区域被设计用于容纳基材12的模制件区段14。如由图4可见，模腔8经过设计，从而引入的组分系统15必须首先流经模腔8的混合区域82，以便进入到模腔8的模制件区域81中。由于前述混合区段13布置在模腔8的混合区域82中，组分系统15在影响流动的部件16之间流过，如图5中所示。通过这种方式使得组分系统15混合。组分系统15可以按基本上未混合的液态组分的形式予以供应。如果情况如此，组分系统15的液态组分仅通过混合区段13予以混合。如此产生的混合物然后进入到模制件区域81中，基材12的模制件区段14位于该模制件区域中。混合的组分系统15以这种方式溢出模制件区段14的面14a。当基材12上的组分系统15相应地硬化之后，可以使得如此产生的复合件从涂层模具5中脱模。

下面参照图2～7详述对复合构件17的制造。

图2示出用于实施根据本发明的方法的机器1的工作状态。确切地说，示出了在第一次注射之后的状态。在第一次注射期间，模制模具6即注塑模具的模腔9借助注入单元11以公知的方式已被填充能注塑的塑料物质。通过这种方式，基材12形成为注塑管坯的形式。在涂层模具5的模腔8中没有发生反应，因而该模腔在所示工作状态下是空的。

在第一次注射之后，即在制造基材12之后，把涂层模具5和模制模具6打开。在此，基材12保留在指配给翻摆板4的模制模具半部62上。翻摆板4然后转动180°，使得承载着基材12的模制模具半部62与模制模具半部51相对地布置。设置在翻摆板4的相对侧的模制模具半部52也与模制模具半部62一起移动。通过这种方式，模制模具半部52与模制模具半部61相对地布置。模制模具半部52和61现在形成模制模具6，并且模制模具半部51和62形成涂层模具5。该工作状态在图3中示出。替代地，代替具有翻摆板的系统，例如也可以使用带有滑动台的系统，以便转移模制模具半部。

模制模具6现在也具有用于注塑另一注塑管坯或基材12a的模腔9。先前或者前次注射制得的基材12位于涂层模具5的模腔8中。通过对模制模具半部的这种定位，涂层模具5和模制模具6封闭。在封闭过程之后，另一基材12a同时注入在模制模具6中，涂层模具5中的先前制得的基材12设有组分系统15，该组分系统例如是漆涂层或热固性-涂层，例如PUR-或PUA-涂层。该工作状态在图4中示出。

基材12布置在模腔8中，使得混合区段13布置在模腔8的混合区域82内，并且模制件区段14布置在模腔8的模制件区域81内。在所示实施方式中，混合区段13或者设置于其中的影响流动的部件经过设计，使得它们基本上伸展至涂层模具5的内壁，从而只有当组分系统15在影响流动的部件16之间流过时，才能流过模腔8的混合区域82。

如前已述，涂层模具5具有浇注系统10，通过该浇注系统把组分系统15或其液态组分供应给模腔8，确切地说，供应给混合区域82。经由浇注系统10引入的组分系统15因而通过模腔8的混合区域82流至模腔8的模制件区域81。在此，组分系统15或其液态组分流经基材12的混合区段13，确切地说，在影响流动的部件16之间流过，由此使得组分系统15或其液态组分混合。

混合区段13在模腔8中如同静态混合器或静态混合装置一样工作。在经过混合区域82的流动路径上，经由浇注系统10引入的材料流或引入的组分系统15被分成多个部分流，且在混合区域末端又汇集成一支流。混合的组分系统15然后流入到模腔8的模制件区域81中，基材12的模制件区段14位于该模制件区域中。基材12的面向模腔8的内腔的面14a以这种方式被混合的组分系统15溢流。在组分系统15完全溢出模腔8之后，组分系统15至少部分地发生硬化。涂层过程由此结束。

在把另一基材12a注塑于模腔9中且在模腔8中对基材12进行涂层之后，将涂层模具5和模制模具6打开。用组分系统15涂层的基材12从涂层模具中脱模。如此产生的中间产品在图6中示出。在模腔9中制得的基材12a随后在下一个循环步骤中在模腔8内按前述方式设有涂层。

图6中所示的中间产品由基材12以及硬化的组分系统15的层构成。在再加工步骤中，把基材的混合区段13连同位于其上的组分系统15与模制件区段14连同位于其上的组分系统15分开，如图6中用虚线示出。通过这种方式得到所希望的复合件17，如图7中所示。

基材12可以是如上所述的注塑管坯。前述机器1的变型可以仅仅具有涂层模具，因而没有用于制造基材的模制模具。基材可以利用单独的机器在另一地点制造。在根据该变型的机器中，然后可以把基材例如借助抓取器或机器人手臂自动地装入到涂层模具中。组分系统可以是多组分的交联的涂层系统，比如漆系统或热固性涂层。热固性材料例如可以是PUR-或PUA-材料。

附图标记清单

1 机器

5 涂层模具

6 模制模具

7 供应装置

8 模腔

10 浇注系统

11 注入单元

12 基材

13 混合区段

13a 基本区段

14 模制件区段

15 热固性材料

16 影响流动的部件

17 复合件

19 流出区域

20 封闭单元

51、52 模制半部

61、62 模制半部

81 模制件区域

82 混合区域

91 模制件区域

92 混合区域

S1 制备

S2 放置

S3 涂层

S4 脱模

Claims (14)

1.一种用于制造复合件(17)的方法，其中，利用组分系统(15)对基材(12)予以涂层，其中，该方法具有如下步骤：

制备(S1)基材(12)，该基材具有保留在要制造的复合件(17)中的模制件区段(14)和待与要制造的复合件(17)分离的内置的混合区段(13)，该混合区段用于靠近基材对所述组分系统(15)予以混合；

把所述基材(12)装入(S2)到涂层模具(5)的模腔(8)中；

通过使得所述组分系统(15)溢流所述模腔(8)来对所述基材(12)予以涂层(S3)，其中，通过所述基材(12)的混合区段(13)在所述模腔(8)中对所述组分系统(15)在其到达所述模制件区段(14)之前予以混合，并且其中，所述基材(12)制备有混合区段(13)，该混合区段具有作为凸起的多个影响流动的部件(16)。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述基材(12)还制备有用于平稳所述组分系统(15)的流出区域(19)，该流出区域在流向上设置在所述混合区段(13)之后。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所制备的基材(12)的模制件区段(14)被设计用于承载要制造的半成品或者已经承载该半成品。

4.如权利要求3所述的方法，其中，所述要制造的半成品是实木贴面板、纤维增强的半成品或纺织半成品。

5.如权利要求1所述的方法，其中，对所述基材(12)的制备包括：通过注塑来制造所述基材(12)。

6.如权利要求5所述的方法，其中，对所述基材(12)的涂层和对所述基材(12)的制造在同一个机器(1)中进行。

7.如权利要求6所述的方法，其中，对制得的基材(12)的涂层在制造下一个基材(12a)的同时进行。

8.如权利要求7所述的方法，其中，为了制造所述基材(12)或所述下一个基材(12a)，采用了模制模具(6)，该模制模具带有两个用于形成模腔(9)的模制半部(61、62)，该模腔具有用于形成所述模制件区段(14)的模制件区域(91)和用于形成所述混合区段(13)的混合区域(92)。

9.如权利要求8所述的方法，其中，通过所述模腔的移位而使得所述基材(12)从所述模制模具(6)转移到所述涂层模具(5)中。

10.如权利要求8或9中任一项所述的方法，还具有如下步骤(S4)：把涂层的所述基材(12)从所述模制模具(6)中脱模，并且使得所述混合区段(13)分离。

11.如权利要求1～9中任一项所述的方法，其中，作为组分系统(15)，至少两种液态组分未混合地被供应，从而在所述模腔(8)中对所述组分系统(15)进行混合。

12.如权利要求1～9中任一项所述的方法，其中，作为组分系统(15)，至少两种液态组分事先混合地被供应，从而在所述模腔(8)中对所述组分系统(15)进行再混合。

13.如权利要求1～9中任一项所述的方法，其中，所述组分系统(15)是多组分系统。

14.如权利要求1～9中任一项所述的方法，其中，对所述基材(12)的制备包括：通过对热塑性材料的注塑来制造所述基材(12)。

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