CZ31679U1

CZ31679U1 - Forma pro kusovou až malosériovou výrobu výrobků z polymerních materiálů

Info

Publication number: CZ31679U1
Application number: CZ2018-34657U
Authority: CZ
Inventors: Jakub Huba; David Hausner
Original assignee: Formidea s.r.o.; Plastikářský klastr z.s.
Priority date: 2018-01-31
Filing date: 2018-01-31
Publication date: 2018-04-03

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká formy pro kusovou až malosériovou výrobu výrobků z polymerních materiálů, zejména pak formy vstřikovací nebo vyfukovací.

Dosavadní stav techniky

V současné době jsou prototypové tvářecí nástroje, zejména pak vstřikovací formy, vyráběny především z hliníku na výrobu prototypových forem (z materiálu EN AW 5083, EN AW 7022 apod.). Nevýhodou kovových forem je jejich nutná obrobitelnost, čímž se razantně zvyšuje cena tohoto nástroje. Na druhou stranu trvanlivost kovových nástrojů se pak pohybuje v desetitisících, statisících až milionech zdvihů formy, v závislosti na složitosti výrobku, použitého materiálu apod.

Pro kusovou až malosériovou výrobu je vyšší trvanlivost hliníkového nástroje zbytečná a s ní související zvýšená cena neopodstatněná. Z toho důvodu jsou již známé také formy s tvářecími vložkami na bázi výtisků z 3D tiskáren pracujících na principu struny (FDM, FFF metoda). Konkrétním příkladem takového řešení je např. nástroj pro zpracování polymerů a způsob jeho výroby podle české zveřejněné patentové přihlášky PV 2014-523. Tvarové části nástroje (formy) jsou zhotoveny z konstrukčního plastu jako produkt technologie rapid prototyping. Konstrukčním plastem je s výhodou alespoň jeden z polymerních materiálů ze skupiny zahrnující kopolymer akrylonitril-butadien-styren (ABS), polykarbonát (PC), polyamid (PA) a polyéterimid (PEI).

Povrch výtisků z 3D tiskáren pracujících na principu struny je ale nepřesný, a jednotlivé vrstvy jsou rozeznatelné pouhým volným okem. To má pak za následek replikaci těchto vrstev na vstřikovaný, resp. vyfukovaný výrobek.

Podstata technického řešení

K odstranění výše uvedených nedostatků přispívá do značné míry forma pro kusovou až malosériovou výrobu výrobků z polymerních materiálů podle předloženého technického řešení. Tato forma, zejména pak forma vstřikovací nebo vyfukovací, obsahuje rám tvárnice a vněm uchycenou skořepinovou tvářecí vložku tvárnice a dále rám tvárníku a v něm uchycenou skořepinovou tvářecí vložku tvárníku. Skořepinová tvářecí vložka tvárnice a/nebo skořepinová tvářecí vložka tvárníku je při tom tvořena 3D výtiskem z reaktoplastu vytvrditelného UV zářením, (jedná se o tekuté fotopolymery patřící do skupiny reaktoplastů, u nichž dochází k fázové změně z kapalného do tuhého stavu působením UV záření).

Reaktoplastem skořepinové tvářecí vložky tvárnice a/nebo skořepinové tvářecí vložky tvárníku může být s výhodou reaktoplast na bázi akrylátů ze směsi 10 až 40 % hmotnostních metakrylátového oligomeru, 90 až 60 % hmotnostních akrylátového monomeru s fotoiniciátorem, nebo směsi 50 až 90 % hmotnostních metakrylátového oligomeru, 50 až 10 % hmotnostních metakrylátového monomeru s fotoiniciátorem.

Tvářecí vložka tvárnice a/nebo tvářecí vložka tvárníku může být na povrchu opatřena texturou nebo alespoň jedním grafickým prvkem, jako je např. geometrický obrazec.

Rám tvárníku a/nebo tvárnice může být z kovu, dřeva nebo polymemího materiálu. Skořepinová tvářecí vložka vněm může být fixována silovým, tvarovým nebo tlakovým stykem, případně jejich kombinacemi.

- 1 CZ 31679 U1

Výhodou technického řešení je, že 3D výtisky z reaktoplastů vytvrditelných UV zářením mají hladké povrchy, bez viditelných vrstev. Vytisknutá tvářecí vložka tvoří skořepinu budoucího výrobku, která je připevněna ke kovovému, dřevěnému nebo polymemímu rámu formy. Rám je opatřen kapsou pro 3D vložku, kdy v případě výměny dojde jenom k uvolnění vložky a její snadné výměně.

Objasnění výkresů

K bližšímu objasnění podstaty technického řešení slouží přiložené výkresy, kde představuje:

Obr. 1 - Forma s tvářecí vložkou fixovanou v rámu silovým a tvarovým stykem Obr. 2 - Forma s tvářecí vložkou fixovanou v rámu tlakovým stykem.

Příklady uskutečnění technického řešení

Příklad 1

Skořepinová tvářecí vložka 2 tvárnice (viz obr. 1) i skořepinová tvářecí vložka tvárníku vstřikovací formy jsou v příkladném provedení tvořeny 3D výtiskem ze směsi 10 až 40% hmotnostních metakrylátového oligomeru, 90 až 60 % hmotnostních akrylátového monomeru a fotoiniciátoru (do 1 % hmotnostního), vytvrditelné UV zářením.

Tvářecí vložka 2 (viz obr. 1) je přizpůsobena dutině formy, v rámu 1 formy je fixována tvarovým a silovým stykem pomoci šroubů 3. Tímto způsobem je vyrobená jak tvárnice, tak tvárník vstřikovací formy. Vnitřní strana tvářecí vložky 2 je opatřena texturou nebo grafickým prvkem, jako je např. geometrický obrazec, které jsou následně reprodukovány při vstřikování. (3D textura vzniká již během procesu 3D tisku a je nutné s ní model opatřit již během práce v CAD software). Na příkladném provedení formy je možné vyrábět například obkladové dlaždice, přičemž textura povrchu budoucího výrobku se vytváří již 3D tiskem tvářecí vložky 2.

Příklad 2

Skořepinová tvářecí vložka 2 tvárnice (viz obr. 2) i skořepinová tvářecí vložka tvárníku vstřikovací formy jsou v příkladném provedení tvořeny 3D výtiskem ze směsi 50 až 90 % hmotnostních metakrylátového oligomeru, 50 až 10 % hmotnostních metakrylátového monomeru a fotoiniciátoru (do 1 % hmotnostního), vytvrditelné UV zářením.

Tvářecí vložka 2 (viz obr. 2) je přizpůsobena dutině formy, v rámu i formy je fixována tlakovým stykem - pomocí lisovaného spoje tak, že uložení tvářecí vložky 2 v rámu 1 formy je s přesahem. Tímto způsobem je vyrobena jak tvárnice, tak tvárník vstřikovací formy. Vnitřní strana tvářecí vložky je opatřena texturou, která je následně reprodukovaná při vstřikování. (3D textura vzniká již během procesu 3D tisku a je nutné s ní model opatřit již během práce v CAD software).

V tomto příkladném provedení formy je možné vyrábět např. okrouhlé krytky vypínačů, kde je možné povrch modifikovat na základě potřeb zákazníka výměnou tvářecí skořepinové vložky 2.

Claims

1. Forma pro kusovou až malosériovou výrobu výrobků z polymemích materiálů, zejména pak forma vstřikovací nebo vyfůkovací, vyznačující se tím, že obsahuje rám (1) tvárnice a v něm uchycenou skořepinovou tvářecí vložku (2) tvárnice a dále rám tvárníku a v něm uchycenou skořepinovou tvářecí vložku tvárníku s tím, že skořepinová tvářecí vložka (2) tvárníce a/nebo ío skořepinová tvářecí vložka tvárníku je tvořena 3D výtiskem z reaktoplastu vytvrditelného UV zářením.

2. Forma podle nároku 1, vyznačující se tím, že skořepinová tvářecí vložka (2) tvárnice a/nebo skořepinová tvářecí vložka tvárníku je tvořena

3D výtiskem z reaktoplastu na bázi

15 akrylátů ze směsi 10 až 40 % hmotnostních metakrylátového oligomeru a 90 až 60 % hmotnostních akrylátového monomeru s fotoiniciátorem, nebo směsi 50 až 90 % hmotnostních metakrylátového oligomeru a 50 až 10 % hmotnostních metakrylátového monomeru s fotoiniciátorem.

20 3. Forma podle nároku 1, vyznačující se tím, že tvářecí vložka (2) tvárnice a/nebo tvářecí vložka tvárníku je na povrchu opatřena texturou nebo alespoň jedním grafickým prvkem, jako je např. geometrický obrazec.

4. Forma podle nároku 1, vyznačující se tím, že rám (1) tvárnice a/nebo tvárníku je z kovu,

25 dřeva nebo polymemího materiálu a skořepinová tvářecí vložka (2) je v něm fixována silovým, tvarovým nebo tlakovým stykem, případně jejich kombinacemi.