DE102005006794B4 - Multi-component injection molding process to form a multi-component body - Google Patents
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Abstract
Mehrkomponenten-Spritzverfahren zur Bildung eines aus mehreren Komponenten bestehenden Körpers (1), wobei in einer Form (2) zunächst aus einer ersten Komponente (3) ein Vorspritzling (4) gespritzt wird und sodann durch Änderung oder Wechseln der Spritzform in einem dadurch gebildeten erweiterten Hohlraum (5) eine weitere Komponente (6) gespritzt wird, die sich mit dem Vorspritzling (4) verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass an den durch die erste Komponente (3) gebildeten Vorspritzling (4) mindestens ein Dichtelement (7) angespritzt wird oder beim Spritzen des Vorspritzlings (4) ein Dichtelement (7) gebildet wird, das sich dichtend an die Form (2) und/oder an einen Bereich des Vorspritzlings (4) anlegt und dadurch ein Austreten des Materials der weiteren Komponente (6) aus dem Hohlraum (5) verhindert, wobei das Dichtelement (7) an einer Innenwandung (12) der Form (2) mit Vorspannung anliegt und durch eine sich schließende Formhälfte (2b) deformierend beaufschlagt wird.Multi-component injection molding method for forming a multi-component body (1), wherein in a mold (2) first from a first component (3) a preform (4) is injected and then by changing or changing the injection mold in a widened thereby formed Cavity (5) a further component (6) is injected, which connects to the preform (4), characterized in that at least one sealing element (7) is molded onto the preform (4) formed by the first component (3) during spraying of the pre-molded part (4), a sealing element (7) is formed, which bears sealingly against the mold (2) and / or a region of the pre-molded part (4) and thereby a leakage of the material of the further component (6) from the Cavity (5) prevents, wherein the sealing element (7) on an inner wall (12) of the mold (2) bears with bias and is acted upon by a closing mold half (2b) deforming.
Description
Die Erfindung betrifft ein Mehrkomponenten-Spritzverfahren zur Bildung eines aus mehreren Komponenten bestehenden Körpers, wobei in einer Form zunächst aus einer ersten Komponente ein sogenannter Vorspritzling geformt wird und sodann durch Änderung oder Wechseln der Spritzform in einen dadurch gebildeten erweiterten Hohlraum eine zweite Komponente eingespritzt wird, die sich mit dem Vorspritzling zu dem mehrkomponentigen Körper verbindet.The invention relates to a multi-component injection molding method for forming a multi-component body, wherein a so-called pre-molded part is first formed in a mold from a first component and then a second component is injected by changing or changing the injection mold into an enlarged cavity formed thereby, which connects with the preform to the multi-component body.
Derartige Mehrkomponenten-Spritzverfahren werden heute vollautomatisch in einer Spritzmaschine durchgeführt, wobei nach einer ersten Erstarrungsphase des Vorspritzlings die Form geöffnet wird, die Formmodifikation durchgeführt wird und sodann aus einem zweiten Spritzaggregat das Material der zweiten Komponente nachgespritzt wird, das sich dann unmittelbar mit der freien Oberfläche des Vorspritzlings verbinden kann. Alternativ kann anstatt einer Formmodifikation auch ein kompletter Formwechsel vorgenommen werden.Such multicomponent injection molding methods are today carried out fully automatically in an injection molding machine, the mold being opened after a first solidification phase of the pre-molded part, the mold modification being carried out and then the material of the second component being subsequently injected from a second injection unit, which then directly adjoins the free surface of the preform can connect. Alternatively, instead of a shape modification also a complete change of shape can be made.
Bei den heute bekannten Verfahren hat es sich als nachteilig erwiesen, dass durch den Druck, der innerhalb der erweiterten Form durch das Material der weiteren Komponente aufgebaut wird, Material der weiteren Komponente in außerhalb des erweiterten Hohlraumes liegende Bereiche der Form oder entlang von Oberflächen des Vorspritzlings eindringt und damit zu unexakten Spritzergebnissen führt. Als besonders nachteilig wurde beobachtet, dass Spritzmaterial der zweiten Komponente in Fugen von mehrteiligen Spritzformen eindringt und deswegen zu Graten führt, die nach Entformung des mehrkomponentigen Produktes entfernt werden müssen. Dieses Problem tritt insbesondere bei Duroplasten auf, wenn diese als weitere Komponente aufgespritzt werden.In the methods known today, it has proven to be disadvantageous that, due to the pressure which is built up within the expanded form by the material of the further component, material of the further component lies in regions of the mold outside the widened cavity or along surfaces of the preform penetrates and thus leads to inexact spattering results. It has been observed to be particularly disadvantageous that spray material of the second component penetrates into joints of multi-part injection molds and therefore leads to burrs which have to be removed after demolding of the multicomponent product. This problem occurs in particular in thermosets when they are sprayed as another component.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mehrkomponenten-Spritzverfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 derart auszubilden, dass ein Austreten von Spritzmaterial der zweiten Komponente aus dem Hohlraum, in den die zweite Komponente eingespritzt wird, weitgehend vermieden wird. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.The invention has for its object to form a multi-component injection molding method with the features of the preamble of
Die Erfindung sieht zwei Alternativen zur Bildung eines Dichtelementes vor. Gemäß der ersten Alternative kann die Dichtlippe gesondert an den Vorspritzling angespritzt werden, falls dies aufgrund der Materialeigenschaften des Vorspritzlings zweckdienlich erscheint. Gemäß der zweiten Alternative, wird die Dichtlippe beim Spritzen einkomponentig durch Material der ersten Komponente geformt und ist damit Bestandteil des Vorspritzlings. Diese Dichtlippe legt sich insbesondere beim Schließen der geänderten, d.h. der erweiterten Form so an eine Formfläche und/oder eine Oberfläche des Vorspritzlings an, dass ein Austreten des Materials der zweiten Komponente aus dem Hohlraum verhindert wird.The invention provides two alternatives for forming a sealing element. According to the first alternative, the sealing lip can be sprayed separately on the pre-molded part, if this appears expedient due to the material properties of the pre-molded part. According to the second alternative, the sealing lip is molded in one-component during injection molding by material of the first component and is thus part of the pre-molded part. This sealing lip settles particularly when closing the changed, i. the expanded mold to a molding surface and / or a surface of the pre-molded part so that leakage of the material of the second component from the cavity is prevented.
Nach der ersten Alternative handelt es sich um ein dreistufiges Spritzverfahren, das zunächst vorsieht, dass in einem ersten Schritt die erste Komponente eingespritzt wird und erstarrt, in einem zweiten Schritt wird dann das Dichtelement angespritzt, das z. B. aus einem weicheren, anschmiegsameren Material sein kann als die erste Komponente und in einem dritten Schritt dann die dritte, d.h. die weitere Komponente gespritzt wird, deren Austreten aus dem erweiterten Hohlraum verhindert werden soll.After the first alternative is a three-stage injection process, which initially provides that in a first step, the first component is injected and solidifies, in a second step, then the sealing element is molded, the z. B. from a softer, smoother material than the first component and in a third step then the third, i. the further component is injected, the escape of which is to be prevented from the enlarged cavity.
Bei der zweiten Alternative wird ein zweistufiges Spritzverfahren durchgeführt.In the second alternative, a two-stage spraying process is carried out.
In vorteilhafter Weise ist das Dichtelement als Dichtlippe ausgebildet, die im Randbereich oder Übergangsbereich des Vorspritzlings verläuft. Dadurch wird verhindert, dass z.B. relativ flüssiges Material, das zur Bildung der zweiten Komponente herangezogen wird, an Außenwandungen der ersten Komponente entlang fließt, was zu aufwendiger Nachbearbeitung führen würde.Advantageously, the sealing element is designed as a sealing lip, which extends in the edge region or transition region of the preform. This prevents that e.g. relatively liquid material, which is used to form the second component, flows along outer walls of the first component, which would lead to complex post-processing.
Das Dichtelement oder die Dichtlippe liegt an einer Innenwandung der Form mit Vorspannung an und kann dadurch eine gute Dichtwirkung erzielen. Im Übergangsbereich zwischen Dichtelement und der Oberfläche des Vorspritzlings, an dem die weitere Komponente angespritzt wird, kann eine muldenartige Vertiefung angeformt werden, was dem Dichtelement eine höhere Beweglichkeit gibt und ein Eindrücken des Dichtelementes in Richtung des Innenbereiches des Vorspritzlings ermöglicht. Dabei wird das Dichtelement in Richtung der muldenartigen Vertiefung verformt. Darüber hinaus dringt Material der weiteren Komponente unter Druck in die Vertiefung ein und erhöht dadurch den Anpressdruck des Dichtelementes an der Form.The sealing element or the sealing lip bears against an inner wall of the mold with prestressing and can thereby achieve a good sealing effect. In the transition region between the sealing element and the surface of the preform on which the further component is molded, a trough-like depression can be formed, which gives the sealing element a higher mobility and allows the sealing element to be pressed in towards the inner region of the preform. In this case, the sealing element is deformed in the direction of the trough-like depression. In addition, material of the further component penetrates under pressure into the recess and thereby increases the contact pressure of the sealing element on the mold.
Eine besonders gute Abdichtung kann durch eine Mehrzahl von Dichtelementen gebildet werden, die in Weiterbildung auch parallel zueinander verlaufen und nach Art einer Labyrinthdichtung wirken können. A particularly good seal can be formed by a plurality of sealing elements which, in a further development, also run parallel to one another and can act in the manner of a labyrinth seal.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, in der Form eine gesonderte Ausnehmung vorzusehen, in die das Dichtelement des Vorspritzlings eintaucht.In a further development of the invention, it is provided to provide a separate recess in the mold into which the sealing element of the pre-molded part dips.
Das Verfahren stellt sicher, dass auch bei Komponenten mit sehr unterschiedlichen Fließverhalten saubere Spritzergebnisse erzielt werden. Das Material der weiteren Komponente kann weit dünnflüssiger sein als das Material der ersten Komponente, ohne dass zu befürchten ist, dass Material der weiteren Komponente in Spalte des Werkzeuges eintritt und eine Entgratung des Werkstückes erforderlich macht. Die weitere Komponente kann z.B. aus Duroplast bestehen oder solches umfassen. Insbesondere Silikon ist als weitere Komponente denkbar.The process ensures that even with components with very different flow behavior clean spray results are achieved. The material of the further component can be much thinner than the material of the first component, without any fear that material of the further component enters the column of the tool and requires a deburring of the workpiece. The further component may e.g. consist of thermoset or include such. In particular, silicone is conceivable as a further component.
Neben dem Verfahren betrifft die Erfindung auch einen gespritzten Formkörper gemäß Anspruch 20. Das Dichtelement kann als Dichtlippe ausgebildet sein oder eine Mehrzahl von Dichtlippen umfassen, einkomponentig mit dem Vorspritzling ausgebildet sein oder ein gesondert an den Vorspritzling angeformtes Teil sein.In addition to the method, the invention also relates to a molded article according to
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungsfiguren näher erläutert. Diese zeigen
-
1 eine schematische Darstellung eines in einer Spritzform angeordneten Vorspritzlings mit angedeuteter erweiterter Spritzformhälfte, wobei das Dichtelement einkomponentig mit dem Vorspritzling ausgebildet ist; -
2 eine Darstellung gemäß1 mit aufgesetzter erweiterter Spritzformhälfte; -
3 eine Darstellung gemäß1 , bei welcher das Dichtelement gesondert an den Vorspritzling angespritzt ist; -
4 eine Darstellung gemäß3 mit aufgesetzter erweiterter Spritzformhälfte; -
5 eine Darstellung gemäß1 mit lamellenartig ausgebildetem Dichtelement; -
6 eine Darstellung gemäß2 mit aufgesetzter erweiterter Spritzformhälfte.
-
1 a schematic representation of a preform arranged in an injection mold with indicated expanded mold half, wherein the sealing element is formed in one-component with the pre-molded part; -
2 a representation according to1 with attached extended mold half; -
3 a representation according to1 in which the sealing element is molded separately on the pre-molded part; -
4 a representation according to3 with attached extended mold half; -
5 a representation according to1 with lamellar trained sealing element; -
6 a representation according to2 with attached extended mold half.
Aus den Zeichnungsfiguren ist zu ersehen, dass zur Bildung eines aus mehreren Komponenten bestehenden Körpers
An dem durch die erste Komponente
In den Zeichnungsfiguren sind jeweils zwei Formhälften
Durch das Dichtelement
Das Dichtelement
Im Übergangsbereich zwischen dem Dichtelement
Darüber hinaus baut sich durch das Material der weiteren Komponente
Bei dem in
Bei dem in
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Körperbody
- 22
- Formshape
- 33
- erste Komponentefirst component
- 44
- VorspritzlingPreform
- 55
- Hohlraumcavity
- 66
- weitere Komponentefurther component
- 77
- Dichtelement sealing element
- 1010
- Fugenbereichjoint area
- 1111
- Außenseiteoutside
- 1212
- Innenwandung inner wall
- 1515
- Oberflächesurface
- 1616
- Vertiefung deepening
- 2525
- Dichtlippesealing lip
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