DE10063579A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Kleinstbauteilen aus Elastomeren und Duroplasten - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Kleinstbauteilen aus Elastomeren und DuroplastenInfo
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Abstract
Die Herstellung von Kleinstbauteilen (Gewicht < 1 g) aus Kunststoff durch Spritzgießen ist im allgemeinen mit einem gesteigerten technischen Aufwand verbunden. Zum einen sind die Anforderungen an die Dosiergenauigkeit der Spritzgießmaschine hoch, so daß meist speziell für diesen Einsatzzweck konstruierte Maschinen zum Einsatz kommen. Zum anderen ist es bei herkömmlicher Prozessführung und herkömmlichem Formwerkzeug nötig zur Abdichtung der Kleinstformen extrem enge Toleranzen einzuhalten, was im Betrieb häufig nicht gelingt und die Bildung von Fehlstellen nach sich zieht. DOLLAR A Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die nachbearbeitungsfreie Fertigung kleinster Teile aus Elastomeren und Duroplasten auch auf herkömmlichen Maschinen ermöglicht, durch Ausnutzung der thermischen Expansion des Kunststoffes in einem Formwerkzeug, das neben den Formbereichen der Kleinstteile einen Reservoirbereich aufweist. Wird der Reservoirbereich, der vom Anguß eindeutig zu unterscheiden ist, ebenfalls als Formteil gestaltet, ergibt sich eine im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren wesentlich bessere Materialausnutzung.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Dieses dient insbesondere der Herstellung von Kleinstteilen aus warmvernetzenden
Formmassen auf kunststofftechnischen Anlagen, wie z. B. Spritzgießmaschinen.
Zur Herstellung von Kleinstteilen aus Kunststoff im Bereich von unter ein Gramm
stehen im Bereich des Spritzgießens zur Zeit im wesentlichen zwei Möglichkeiten zur
Verfügung, welche aber spezifische Nachteile aufweisen. Zum einen können
Spezialmaschinen eingesetzt werden, die in den Abmessungen und der Steuerung
auf diese Problemstellung angepaßt sind, Patente aus diesem Bereich
berücksichtigen jedoch in erster Linie die Verarbeitung von thermoplastischen
Materialien /2, 3/. Eine weitere Möglichkeit besteht im Einsatz herkömmlicher
Maschinen mit Mehrfachwerkzeug und konventionellem Angußsystem. Die
Verwendung von Mehrkavitätenwerkzeugen ist nötig, um über ein ausreichend
großes Schußvolumen die Dosierungenauigkeiten der Maschine auszugleichen. Aber
selbst bei einem Mehrkavitätenwerkzeug ist ein konventionell ausgelegter Anguß im
Verhältnis zur Gesamtzahl der Kleinstformteile überdimensioniert.
Zudem ist im Bereich der Herstellung von Artikeln mittels Spritzguß das
weggesteuerte volumetrische Füllen des Formwerkzeugs üblich.
Die Nachteile der oben genannten Vorgehensweisen bei der Produktion von
Kleinstteilen liegen bei der Verwendung spezieller Maschinen in den erhöhten
Kosten für die Beschaffung und den Unterhalt dieser Anlagen sowie in deren
eingeschränkter Einsatzbereich. Bei der Nutzung einer herkömmlichen Maschine mit
Mehrfachwerkzeug und konventionellem Anguß erhält man eine unverhältnismäßig
große Menge des eingesetzten Materials als Abfall.
Das verbreitete volumetrische Füllen der Form ist im Hinblick auf die Herstellung
eines fehlerfreien Kleinstteils zusätzlich von Nachteil. Insbesondere durch ungenaue
Dosierung ergeben sich schnell unerwünschte Druckspitzen im Formwerkzeug, die
ein Überspritzen der Formteile nach sich ziehen können. Bei der Verarbeitung
warmvernetzender Formmassen wie Duroplasten und Elastomeren, kommt ein
weiterer Aspekt hinzu. Diese Formmassen werden zur Verfestigung erwärmt und
dehnen sich dabei je nach Material unterschiedlich stark aus. Bei
Flüssigsilikonkautschuk beispielsweise kann die Volumenzunahme im
verarbeitungsrelevanten Temperaturbereich bis zu 5% betragen. Kann das Material
nicht frei expandieren, wird es komprimiert und der Druck im Werkzeug steigt an. Bei
den warmvernetzenden Formmassen kann also, neben der Dosierungenauigkeit, der
Druckanstieg auf Grund der Erwärmung des Materials zum Überspritzen der Form
führen. Die so entstehenden Grate oder am Formteil haftenden Materialfilme sind bei
der Kleinstteilefertigung besonders fatal, denn aufgrund der Abmessungen der Teile
ist eine Nachbearbeitung zur Beseitigung der Fehlstellen im allgemeinen nicht
möglich.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, dessen Aufgabe es ist, mittels geeignet
gestalteter Vorrichtungen die Produktion kleinster, fehlerfreier Teile auf
herkömmlichen Spritzgießmaschinen zu vereinfachen bzw. überhaupt erst möglich
zu machen.
Die Aufgabe wird mittels eines Verfahrens nach Anspruch 1 in Verbindung mit einem
Formwerkzeug nach Anspruch 2 gelöst.
Die Erfindung hat im Vergleich zum Stand der Technik folgende Vorteile:
- - Zur Fertigung kleinster Teile können herkömmliche Spritzgießmaschinen verwendet werden.
- - Das Werkzeug kann aufgrund der vorgesehenen Prozessführung auf niedrigem Druckniveau gefüllt werden.
- - Die Entstehung von Druckspitzen im Formwerkzeug wird vermieden, so daß
- - keine Gratbildung erfolgt,
- - keine Nachbearbeitung der Kleinstteile nötig ist, bzw.
- - kein Ausschuß entsteht.
- - Bei Gestaltung des Reservoirs als gewolltes Formteil ergibt sich eine im Vergleich zu herkömmlicher Technik bessere Materialausnutzung.
/1/ Verfahren zum Spritzgießen von Mikroformteilen aus thermoplastischen
Kunststoffen mit geringer Angußmasse
Patentschrift DE 198 46 710 A1
Deutsches Patent- und Markenamt, 2000
/2/ Thermoplastics plasticising and injection machine for accurate repeated shots with very low volume Patentschrift DE 197 24 331 A1 Deutsches Patent- und Markenamt, 1998
/2/ Thermoplastics plasticising and injection machine for accurate repeated shots with very low volume Patentschrift DE 197 24 331 A1 Deutsches Patent- und Markenamt, 1998
Beispielhaft ist die Nutzung der thermisch initiierten Expansion des in Form zu
bringenden Werkstoffes mittels eines geeignet gestalteten Formwerkzeugs in den
Fig. 1 bis 4 wiedergegeben. Fig. 1 zeigt den Querschnitt durch eine
entsprechend dem Anspruch 2 gestaltete Spritzgießform vor der Befüllung mit dem
fließfähigen Material (1). Diese besteht aus einer düsenseitigen (2) und einer
schließseitigen Hälfte (3) mit geeigneten Heizelementen (4), in diesem Fall
elektrische Heizpatronen. In deren Zentrum befindet sich das gegenüber den
Kleinstteilformräumen großzügig gestaltete zylindrische Reservoir (5). Um das
Reservoir sind durch Anschnitte (6) mit dem Reservoir verbundene Formhohlräume
für Kleinstteile (7) gruppiert.
Fig. 2 zeigt das Formwerkzeug am Ende der Injektionsphase und kurz vor dem
Verschließen durch den Nadelverschluß (8).
Fig. 3 gibt den Zustand nach der Befüllung und vor der Expansion des injizierten
Materials wieder.
Fig. 4 zeigt die Expansion und das Überströmen des Materials in die Kavitäten der
Kleinstteile.
1
In Form zu bringender Werkstoff
2
Düsenseitige Formwerkzeughälfte
3
Schließeseitige Formwerkzeughälfte
4
Heizpatronen
5
Reservoirbereich
6
Anschnitt des Kleinstformteils
7
Formbereich des Kleinstteils
8
Nadelverschluß
Claims (8)
1. Verfahren zur Herstellung von Kleinstteilen,
das dadurch gekennzeichnet ist, daß
ein Kleinstteil auf niedrigem Druckniveau in einem formgebenden Prozeß
derart hergestellt wird, daß der in Form zu bringende Werkstoff in einem
Reservoir erwärmt wird, auf Grund der Erwärmung expandiert, durch eine
geeignete Verbindung in den Formhohlraum des Kleinstteils überströmt,
diesen vollständig ausfüllt und sich verfestigt.
2. Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
welche zur Formgebung des in Form zu bringenden Werkstoffes verwendet
werden und
dadurch gekennzeichnet sind, daß
eine Form so gestaltet wurde,
daß sie aus mindestens einem größeren teilbaren formgebenden Hohlraum besteht, der mit einem oder mehreren kleineren teilbaren formgebenden Hohlräumen durch Anschnitte verbunden ist,
und bei der die Gesamtzahl der kleineren Hohlräume einen solchen Volumenbruchteil des großen besitzt,
daß ein im größeren Hohlraum befindlicher in Form zu bringender Werkstoff, der zu seiner Verfestigung erwärmt werden muß,
bei der Erwärmung derart expandiert,
daß er die kleineren formgebenden Hohlräume vollständig ausfüllt, dort erstarrt und
man im Anschluß alle so entstandenen Formteile entnehmen kann.
eine Form so gestaltet wurde,
daß sie aus mindestens einem größeren teilbaren formgebenden Hohlraum besteht, der mit einem oder mehreren kleineren teilbaren formgebenden Hohlräumen durch Anschnitte verbunden ist,
und bei der die Gesamtzahl der kleineren Hohlräume einen solchen Volumenbruchteil des großen besitzt,
daß ein im größeren Hohlraum befindlicher in Form zu bringender Werkstoff, der zu seiner Verfestigung erwärmt werden muß,
bei der Erwärmung derart expandiert,
daß er die kleineren formgebenden Hohlräume vollständig ausfüllt, dort erstarrt und
man im Anschluß alle so entstandenen Formteile entnehmen kann.
3. Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
welche zur Formgebung des Formwerkstoffes verwendet werden und
dadurch gekennzeichnet sind, daß
eine Form nach Anspruch 2 hergestellt wurde, bei der durch das Verfahren
nach Anspruch 1 nicht nur in den kleineren Hohlräumen, sondern auch im
größeren ein gewünschtes Formteil entsteht.
4. Verfahren zur Herstellung von Kleinstteilen,
die dadurch gekennzeichnet sind, daß
sie nach einer Vorgehensweise die dem Anspruch 1 entspricht und unter
Verwendung eines Werkzeugs nach Anspruch 2,
auf kunststofftechnischen Anlagen durchgeführt werden,
insbesondere auf Anlagen zum Spritzgießen von Elastomeren.
5. Verfahren zur Herstellung von Kleinstteilen,
die dadurch gekennzeichnet sind, daß
sie nach einer Vorgehensweise die dem Anspruch 1 entspricht und unter
Verwendung eines Werkzeugs nach Anspruch 2,
auf kunststofftechnischen Anlagen durchgeführt werden,
insbesondere auf Anlagen zum Spritzgießen von Duroplasten.
6. Verfahren zur Herstellung von Kleinstteilen,
die dadurch gekennzeichnet sind, daß
sie nach einer Vorgehensweise die dem Anspruch 1 entspricht und unter
Verwendung eines Werkzeugs nach Anspruch 2,
auf kunststofftechnischen Anlagen durchgeführt werden,
insbesondere auf Anlagen zum Spritzpressen von Elastomeren.
7. Verfahren zur Herstellung von Kleinstteilen,
die dadurch gekennzeichnet sind, daß
sie nach einer Vorgehensweise die dem Anspruch 1 entspricht und unter
Verwendung eines Werkzeugs nach Anspruch 2,
auf kunststofftechnischen Anlagen durchgeführt werden,
insbesondere auf Anlagen zum Spritzpressen von Duroplasten.
8. Verfahren zur Herstellung von Kleinstteilen,
die dadurch gekennzeichnet sind, daß
sie nach einer Vorgehensweise die dem Anspruch 1 entspricht und unter
Verwendung eines Werkzeugs nach Anspruch 2,
auf kunststofftechnischen Anlagen durchgeführt werden,
insbesondere auf Anlagen zum Gießen von Elastomeren.
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DE2000163579 DE10063579C2 (de) | 2000-12-20 | 2000-12-20 | Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Kleinstbauteilen aus Elastomeren und Duroplasten |
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DE2000163579 DE10063579C2 (de) | 2000-12-20 | 2000-12-20 | Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Kleinstbauteilen aus Elastomeren und Duroplasten |
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Citations (2)
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DE19724331A1 (de) * | 1997-06-10 | 1998-12-24 | Battenfeld Gmbh | Verfahren zum Plastifizieren und Einspritzen von thermoplastischer Schmelze |
DE19846710A1 (de) * | 1998-10-09 | 2000-04-13 | Ver Foerderung Inst Kunststoff | Verfahren zum Spritzgießen von Mikroformteilen aus thermoplast. Kunststoffen mit geringer Angußmasse |
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2000
- 2000-12-20 DE DE2000163579 patent/DE10063579C2/de not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE19724331A1 (de) * | 1997-06-10 | 1998-12-24 | Battenfeld Gmbh | Verfahren zum Plastifizieren und Einspritzen von thermoplastischer Schmelze |
DE19846710A1 (de) * | 1998-10-09 | 2000-04-13 | Ver Foerderung Inst Kunststoff | Verfahren zum Spritzgießen von Mikroformteilen aus thermoplast. Kunststoffen mit geringer Angußmasse |
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Publication number | Publication date |
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DE10063579C2 (de) | 2003-04-10 |
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