DE102004058058A1 - Manufacturing textile-covered plastic injection molding with non-linear hollow channel for use in automobile industry, employs water injection technology with tangential removal - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kunststoffformteilen mit einem Hohlkanal gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a process for the production of plastic moldings with a hollow channel according to the preamble of claim 1.
Es ist bekannt, Formteile aus Kunststoff herzustellen, bei welchen Hohlkammern oder Hohlkanäle zur Erhöhung der mechanischen Steifigkeit vorgesehen sind. Bekannt ist der Einsatz der Gasinjektionstechnik, bei welcher zur Herstellung eines Hohlkörpers über einen im Werkzeug integrierten Injektor Gas (typischerweise Stickstoff) in die bereits mit Kunststoffschmelze gefüllte Kavität eines Spritzgießwerkzeugs injiziert wird. Das Gas drückt die noch fließfähige plastische Kunststoffseele im Inneren des Formteils aus dem Werkzeug heraus, so dass ein Hohlraum entsteht. Die bei diesem so genannten Ausblasen herausgedrückte Kunststoffseele kann in Überlaufkavitäten abgeführt oder in den Spritzgießzylinder zurückgeführt werden. Danach wird das so entstandene Kunststoffformteil entformt.It is known to produce molded plastic parts, in which Hollow chambers or hollow channels to increase the mechanical rigidity are provided. The use is known Gas injection technique, in which for producing a hollow body via a integrated injector gas (typically nitrogen) in the tool in the already filled with plastic melt cavity of an injection mold is injected. The gas pushes the still flowable plastic Plastic core inside the molding out of the tool, so that a cavity is created. The so-called blowing out forced out Plastic core can be removed in overflow cavities or in the injection cylinder to be led back. Thereafter, the resulting plastic molding is removed from the mold.
In jüngster Zeit gewinnt allerdings der Einsatz der Wasserinjektionstechnik an Bedeutung, welche im Vergleich zu der oben genannten Gasinjektionstechnik entscheidende Vorteile hat. Da Wasser über eine erheblich höhere spezifische Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit verfügt als zum Beispiel Stickstoff, wird durch seinen Einsatz die Kühlwirkung des Injektionsmediums stark verbessert. Das Formteil wird nicht nur durch die Werkzeugwand von außen, sondern auch durch das Wasser von innen effektiv gekühlt. Dadurch können einerseits drastische Zykluszeitreduzierungen erzielt werden. Andererseits können dünnwandigere Bauteile erzeugt werden. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass Wasser nahezu inkompressibel ist, so dass mit stärkeren Drücken gearbeitet werden kann. Zuletzt ist der Einsatz von Wasser auch viel kostengünstiger als der von technischen Gasen wie Stickstoff.In recently, Time, however, wins the use of water injection technology in importance, which compared to the above gas injection technique has decisive advantages. Because water has a much higher specific Heat capacity and thermal conductivity has as for example nitrogen, by its use the cooling effect of the Injection medium greatly improved. The molding will not only through the tool wall from the outside, but also effectively cooled by the water from the inside. Thereby can On the one hand, drastic cycle time reductions are achieved. on the other hand can thinner walls Components are generated. Another advantage is that Water is almost incompressible, so you can work with stronger pressures. Lastly, the use of water is also much cheaper as that of technical gases like nitrogen.
Nun ist die Anwendung einer Injektionstechnik auf Basis von Gas oder Wasser auf geometrisch einfache, geradlinig verlaufende Teile Stand der Technik. Bei komplizierteren Bauteilen, die eine dreidimensionale Kontur mit nicht geradlinig verlaufenden Hohlkanälen oder Hohlkammern aufweisen, gewinnen die geometrischen Komplikationen an Bedeutung, welche das Austreiben einer Kunststoffschmelze aufgrund der Geometrie des Werkzeuges, insbesondere bei kurvenförmigem Verlauf, erschweren. Bei der Anwendung einer Injektionstechnik aus dem Stand der Technik wird bei langgezogenen Hohlkanälen die Kunststoffseele zu schnell abgekühlt, so dass eine unerwünscht dicke Restwandstärke bestehen bleibt.Now is the application of an injection technique based on gas or Water standing on geometrically simple, rectilinear parts of the technique. For more complicated components that have a three-dimensional Have contour with non-rectilinear hollow channels or hollow chambers, the geometric complications which the Expelling a plastic melt due to the geometry of the tool, in particular at curved Course, complicate. When using an injection technique from the The state of the art is the plastic core for elongated hollow channels cooled quickly, making an undesirable thick residual wall thickness persists.
Hinsichtlich der Erhöhung der Steifigkeit von Kunststoffformteilen kommt bei komplizierteren Strukturen erschwerend hinzu, dass die Einfügung von Rippen in die Kontur erschwert wird, da die Kontur so hinterschnittig und dreidimensional verformt ist, dass keine günstige Entformungsrichtung gefunden werden kann. Zudem ist es oft von erhöhtem Interesse auf die Konstruktion von Rippen ganz zu verzichten, wenn das Bauteil über eine relativ große Sichtfläche verfügt. Durch die Konstruktion von dünnwandigen Bauteilen mit Hohlkammern kann auf das Setzen von Rippen verzichtet werden, oder es können die weiterhin notwendigen Rippen zumindest weniger hoch ausgelegt werden.Regarding the increase The stiffness of plastic moldings comes in more complicated structures aggravating that the insertion of Ribs in the contour is made more difficult because the contour is so undercut and three-dimensionally deformed is that no favorable Entformungsrichtung can be found. In addition, it is often of increased interest to the design from ribs altogether, if the component has a relatively large visible surface. By the construction of thin-walled Components with hollow chambers can be omitted on the setting of ribs be, or it can the still necessary ribs at least less high become.
Aufgabe der Erfindung ist es, relativ stark dreidimensional verformte, lange Bauteile mit Hilfe der Wasserinjektionstechnik mit einem dünnwandigen Hohlkanal auszustatten und dabei unter Verwendung von geeigneten konstruktiven Maßnahmen die Ausschiebung der Kunststoffseele aus dem Hohlkanal während der Herstellung zu erleichtern.task The invention is relatively strong three-dimensionally deformed, long Components using the water injection technique with a thin-walled Hollow channel equip and thereby using suitable constructive measures the removal of the plastic core from the hollow channel during the To facilitate production.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mittels eines Verfahrens mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen und mittels eines Kunststoffformteils mit den im Anspruch 9 genannten Merkmalen gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren weist folgende Schritte auf:
- (a) Injektion einer Kunststoffschmelze in eine eine Kontur des herzustellenden Kunststoffformteils zumindest teilweise abbildenden Kavität des Spritzgießwerkzeugs;
- (b) Injektion einer druckbeaufschlagten Flüssigkeit über einen ersten Anschnitt des Spritzgießwerkzeugs in die eingebrachte Kunststoffschmelze, so dass durch die eindringende Flüssigkeit ein Hohlkanal innerhalb der Schmelze geformt und die überschüssige Kunststoffschmelze zusammen mit der Flüssigkeit über einen zweiten Anschnitt aus der Kavität in eine mit dieser verbundenen Nebenkavität abgeführt wird;
- (c) Ausbringung der Restflüssigkeit aus der Kavität;
- (d) Verfestigenlassen der Kunststoffschmelze bis zur Bildung eines festen Formteils;
- (e) Entformen des Formteils aus der Kavität des Spritzgießwerkzeugs.
- (A) injection of a plastic melt in a contour of the molded plastic part at least partially imaging cavity of the injection mold;
- (B) injection of a pressurized liquid via a first gate of the injection molding in the introduced plastic melt, so that formed by the penetrating liquid, a hollow channel within the melt and the excess plastic melt together with the liquid via a second gate from the cavity into a connected thereto Nebenkavität is discharged;
- (c) applying the residual liquid from the cavity;
- (d) allowing the plastic melt to solidify until a solid molding is formed;
- (E) removal of the molding from the cavity of the injection mold.
Dadurch, dass die Abführung der Kunststoffschmelze und der Flüssigkeit im Wesentlichen tangential zu der Strömungsrichtung der Kunststoffschmelze und der Flüssigkeit im sich formenden Hohlkanal erfolgt, wird vorteilhaft eine umlenkungsschwache, glatte Bewegung der Fluide in Fortsetzung der Strömungsrichtung erreicht. Die Entstehung von Strömungswiderstände schaffenden Turbulenzen wird unterdrückt. Unter einer im Wesentlichen tangentialen Abführung wird hier eine Umlenkung der Strömungsrichtung um 30°, vorzugsweise um 10°, und/oder unter einem Krümmungsradius von 10 cm, vorzugsweise von 50 cm, verstanden.Thereby, that the exhaustion the plastic melt and the liquid is substantially tangential to the flow direction the plastic melt and the liquid in the forming hollow channel takes place, is advantageously a low-deflection, smooth movement the fluids reached in continuation of the flow direction. The Creation of flow resistances Turbulence is suppressed. Under a substantially tangential discharge here is a diversion the flow direction around 30 °, preferably at 10 °, and / or under a radius of curvature of 10 cm, preferably 50 cm, understood.
Durch die Verwendung einer Flüssigkeit, insbesondere von Wasser, als Injektionsmedium können die bereits oben genannten Vorteile gegenüber der Verwendung von Gas genutzt werden. Besonders hervorzuheben sei dabei die erhöhte Kühlwirkung des Mediums, die erhöhte Schmelzeverdrängung in der Kavität, welche durch die Inkompressibilität des Wassers sichergestellt wird, sowie die geringeren Verfahrenskosten aufgrund der niedrigen Bereitstellungskosten für Wasser.By the use of a liquid, in particular of water, as the injection medium, those already mentioned above Advantages over the Use of gas can be used. Especially to be highlighted the increased cooling effect of the medium that increased melt displacement in the cavity, which is ensured by the incompressibility of the water as well as the lower process costs due to the low Provisioning costs for Water.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Injektion der Kunststoffschmelze und die Injektion der druckbeaufschlagten Flüssigkeit im Wesentlichen an entgegengesetzten Enden des sich formenden Hohlkanals erfolgen. Durch dieses Gegenstromprinzip wird eine vorteilhafte Druckverteilung im zu formenden Hohlkanal erzeugt.In A preferred embodiment of the invention is provided that the Injection of the plastic melt and injection of the pressurized fluid essentially at opposite ends of the forming hollow channel respectively. By this countercurrent principle is an advantageous Pressure distribution generated in the hollow channel to be formed.
Insbesondere ist bevorzugt, dass als druckbeaufschlagte Flüssigkeit Wasser mit einem Druck von 20 bis 30 bar verwendet wird. Insbesondere ist bevorzugt, dass der Schritt (b) zweimal angewendet wird, wobei die Flüssigkeit bei der zweiten Anwendung mit einem höheren Druck beaufschlagt wird als bei der ersten Anwendung (bei der Verwendung von Wasser als Injektionsflüssigkeit wird ein Druck von mehr als 30 bar angewendet). Durch diese Nachspülung des Hohlkanals wird eine Glättung der Innenoberfläche des Hohlkanals ereicht.Especially It is preferred that pressurized liquid is water at a pressure of 20 to 30 bar is used. In particular, it is preferred that the Step (b) is applied twice, with the liquid is applied at the second application with a higher pressure than at the first application (when using water as injection fluid a pressure of more than 30 bar is used). Through this rinsing of the Hollow channels will be a smoothing the inner surface of the hollow channel reaches.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kunststoff während oder vor der Injektion zu Schaum aufgetrieben wird. Durch eine solche Maßnahme wird die Einfüllung des Kunststoffes in tiefere, engere Bereiche der Kavität des Spritzwerkzeuges, welche zum Beispiel für die Ausbildung von Rippen vorgesehen sind, erleichtert, da die Viskosität des Kunststoffes einerseits herabgesetzt wird, so dass sich der Kunststoff leichter im Werkzeug verteilen kann, andererseits nun auch keine vollständige Füllung des Werkzeugs mit Kunststoff erforderlich ist, da im Kunststoff vorhandene Gaspartikel sich ausdehnen und den Kunststoff in die Hohlräume des Werkzeuges treiben.In a further preferred embodiment of the invention is provided that the plastic while or expelled to foam before the injection. By such measure will be the filling the plastic in deeper, narrower areas of the cavity of the injection mold, which for example for the formation of ribs are facilitated, since the viscosity of the plastic on the one hand is lowered, so that the plastic lighter on the other hand, no complete filling of the Tool with plastic is required because existing in the plastic Gas particles expand and the plastic in the cavities of the Driven tools.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further preferred embodiments of the invention will become apparent from the others, in the subclaims mentioned features.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be described below in embodiments with reference to FIG associated Drawings closer explained. Show it:
In
einem zweiten Verfahrensschritt wird über einen ersten Anschnitt
Bei
einem komplizierten Bauteil wie dem dargestellten Fensterrahmen
einer Heckklappe
Im
Innenraum eines Kraftfahrzeuges gewinnt die Ausstattung von Kunststoffteilen
mit einer textilen Oberfläche
immer mehr an Bedeutung. Das günstigste
Verfahren zur Herstellung solcher Bauteile besteht darin, das textile
Dekor direkt mit Kunststoff zu hinterspritzen. Auch bei solchen
Bauteilen ist eine Verrippung und Aussteifung häufig notwendig. Da sich der
Kunststoff und die textilarmierte Schicht der Sichtweise unterschiedlich
stark beim Erkalten zusammenziehen, wird auch hier die oben bereits
diskutierte Girlandenbildung
- 100100
- Kavität des SpritzwerkzeugesCavity of the injection mold
- 200200
- Fensterrahmen in der Heckklappe eines Kraftfahrzeugeswindow frame in the tailgate of a motor vehicle
- 1010
- Injektion des Kunststoffes/Polymersinjection of the plastic / polymer
- 1212
- Strömungsrichtung Kunststoff/Polymerflow direction Plastic / polymer
- 1414
- erster Anschnitt/Wasserinjektionfirst Bleed / water injection
- 1616
- Hohlkanalhollow channel
- 1818
- Strömungsrichtung Wasserflow direction water
- 2020
- zweiter Anschnitt/Ausbringung Wasser und Kunststoffsecond Gating / spreading water and plastic
- 2222
- Mittelstückcenterpiece
- 2424
- Seitenschenkelside leg
- 2626
- hohe Rippeheight rib
- 2828
- Girlandenbildung/WellenbildungGarlands Education / wave formation
- 3030
- Ripperib
- 3232
- Wandstärke GITWall thickness GIT
- 3434
- Wandstärke WITWall thickness WIT
- 3636
- EntformrichtungEntformrichtung
- 3838
- Ripperib
- 4040
- FilzeinlageFilzeinlage
- SS
- Schnittebenecutting plane
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200410058058 DE102004058058A1 (en) | 2004-12-02 | 2004-12-02 | Manufacturing textile-covered plastic injection molding with non-linear hollow channel for use in automobile industry, employs water injection technology with tangential removal |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE200410058058 DE102004058058A1 (en) | 2004-12-02 | 2004-12-02 | Manufacturing textile-covered plastic injection molding with non-linear hollow channel for use in automobile industry, employs water injection technology with tangential removal |
Publications (1)
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DE102004058058A1 true DE102004058058A1 (en) | 2006-06-08 |
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DE200410058058 Withdrawn DE102004058058A1 (en) | 2004-12-02 | 2004-12-02 | Manufacturing textile-covered plastic injection molding with non-linear hollow channel for use in automobile industry, employs water injection technology with tangential removal |
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