DE102005030678A1 - Prototypische, temperierbare Gieß- und Spritzgießwerkzeuge - Google Patents

Abstract

Aufgabe der Erfindung ist es, prototypische, temperierbare Gieß- und Spritzgießwerkzeuge mit Werkzeugeinsätzen zur Herstellung von Kunststoffteilen zu entwickeln, deren Herstellungskosten wesentlich verringert sind. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Werkzeugeinsatz aus einer hinterfütterten Formschale oder aus zusammensetzbaren Elementen besteht, in denen eine Kombination aus Elementen für eine Temperaturführung des Werkzeugeinsatzes angeordnet ist.

Description

• Die Erfindung betrifft prototypische, temperierbare Gieß- und Spritzgießwerkzeuge mit Werkzeugeinsätzen zur Herstellung von Kunststoffteilen.
• Aus der DE 197 04 700 C1 sind definiert, feingliedrig und punktuell temperierbare Werkzeuge, insbesondere für die Kunststoffbearbeitung, bekannt, bei den die Temperierung mittels eines Temperiermediums, das sich im Werkzeug befindet, erfolgt. Diese Werkzeuge weisen in ihrem Inneren eine arterielle Temperaturstruktur in Gestalt eines arteriellen Gefäßsystems auf, welches mit einem Zu- und Ablauf gekoppelt ist, damit das jeweilige Temperiermedium zu- bzw. abgeführt werden kann. Die Herstellung dieser Werkzeuge erfolgt mittels Rapid-Prototyping-Verfahren, z.B. Stereolithographie (SLA), Lasersintern (SLS), LOM (Laminated Object Manufacturing), FDM (Fused Deposition Modeling) und MJM (Multi Jet Modeling). Nachteilig hierbei ist der erheblich hohe Kostenaufwand für die Fertigung des temperierbaren prototypischen Gieß- und Spritzgießwerkzeuges.
• Aufgabe der Erfindung ist es, prototypische, temperierbare Gieß- und Spritzgießwerkzeuge mit Werkzeugeinsätzen zur Herstellung von Kunststoffteilen zu entwickeln, deren Herstellungskosten wesentlich verringert sind.
• Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Werkzeugeinsatz aus einer hinterfütterten Formschale oder aus zusammensetzbaren Elementen besteht, in denen eine Kombination aus Elementen für eine Temperaturführung des Werkzeugeinsatzes angeordnet sind.
• Weitere Ausführungsformen der Erfindung zeigen die Ansprüche 2 bis 5.
• Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
• Die dazugehörige Zeichnung zeigt:
• 1: einen Schnitt einer schematischen Darstellung eines Werkzeugeinsatzes
• 2: eine schematische Darstellung der Segmente eines Werkzeugeinsatzes,
• 3: eine schematische Darstellung des aus den Segmenten gemäß 2 zusammengesetzten Werkzeugeinsatzes,
• 4: eine Kanalstruktur,
• 5: eine offenporige, elektrisch beheizbare Struktur,
• 6: eine flächige, elektrisch beheizbare Struktur,
• 7: eine metallische bzw. keramische offenporige Struktur,
• 8: eine Schicht und
• 9: eine Masse.
• 1 zeigt einen Werkzeugeinsatz 1 eines Gieß- und Spritzgießwerkzeuges. Die Oberfläche eines herzustellenden Kunststoffteiles wird gemäß der Oberfläche der Formschale 4 ausgebildet. Die Formschale 4 weist eine Hinterfütterung 3 auf. In der Hinterfütterung 3 sind Elemente für eine konkrete Temperaturführung eines herzustellenden Kunststoffteiles angeordnet. Die Elemente, wie eine Kanalstruktur 6, eine Stoffschicht 14, eine metallische oder keramische offenporige Struktur 13 und eine wärmeleitfähige Masse 8, werden in der Hinterfütterung 3 so kombiniert angeordnet, dass über die gesamte Oberfläche der herzustellenden Kunststoffteile eine annähernd gleiche Temperaturänderung während der Abkühlung erzielt wird, so dass Fehler an den Kunststoffteilen durch nichtkorrekte Temperaturführung ausgeschlossen werden. 2 zeigt einen Werkzeugeinsatz 9, der aus Segmenten 2 zusammensetzbar ist, wobei in den gegenüberliegenden Flächen 5 der Segmente 2 die Elemente für die Temperaturführung, wie die Kanalstruktur 6, eine offenporige, elektrisch beheizbare Struktur 11 und eine flächige, elektrisch beheizbare Struktur 12, ausgebildet sind. 3 zeigt die zum Werkzeugeinsatz 9 zusammengesetzten Segmente 2. Durch die Kombination dieser Elemente wird die Wärmeübertragung vom Kunststoffteil auf den Werkzeugeinsatz 9 so gesteuert, dass die Temperatur während des Abkühlvorganges auf der gesamten Oberfläche des Kunststoffteiles ebenfalls annähernd gleich bleibt. 4 zeigt als Einzelheit die Kanalstruktur 6, wobei durch einen Kanal 10 ein Temperaturmedium ausgewählter Wärmeleitfähigekeit gespült wird, wodurch aufgrund seiner spezifischen Wärmeleitfähigkeit und des gesteuerten Volumenstromes die Temperatur auf der Oberfläche des Kunststoffteiles beim Abkühlvorgang beeinflusst werden kann. 5 zeigt als Einzelheit ein Element in Form einer offenporigen, elektrisch beheizbaren Struktur 11 und die 6 ein Element in Form einer flächigen, elektrisch beheizbaren Struktur 12. Die Kanalstruktur 6, die offenporige, elektrisch beheizbare Struktur 11 und die flächige, elektrisch beheizbare Struktur 12 sind Elemente für eine aktive Temperaturführung. Sie werden in ihrer Wirkung durch einzubringende Temperaturmedien ausgewählter Wärmeleitfähigkeit bei gesteuerten Volumenströmen sowie durch die Heizungleistung gesteuert. Die 7, 8, 9 zeigen Elemente einer passiven Temperaturführung, wobei nur die Wärmeleitfähigkeit der Elemente ausschlaggebend für die Temperaturführung ist. 7 zeigt eine metallische, offenporige bzw. eine keramisch, offenporige Struktur 13 für die passive Temperaturführung. Als weitere Beispiele für die passive Temperaturführung sind in der 8 eine wärmeleitfähige Stoffschichten 14 und in der 9 eine wärmeleitfähige Masse 8 dargestellt, wobei die Masse 8 vorzugsweise bei der Formschale 9 zum Einsatz kommt.

1

Werkzeugeinsatz

2

Segmente

3

Hinterfütterung

4

Formschale

5

Flächen

6

Kanalstruktur

7

8

Masse, wärmeleitfähig

9

Werkzeugeinsatz, segmentiert

10

Kanal

11

Strukturen, offenporig, elektrisch beheizbar

12

Strukturen, flächig, elektrisch beheizbar

13

Struktur, metallisch, offenporig bzw. keramisch, offenporig

14

Stoffschicht, wärmeleitfähig

Claims (5)

1. Prototypische, temperierbare Gieß- und Spritzgießwerkzeuge mit Werkzeugeinsätzen zur Herstellung von Kunststoffteilen, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugeinsatz (1) aus einer hinterfütterten Formschale (4) oder aus zusammensetzbaren Elementen (2) besteht, in denen eine Kombination aus Elementen für eine bestimmte Temperaturführung des Werkzeugeinsatzes (1) angeordnet sind.
2. Prototypische, temperierbare Gieß- und Spritzgießwerkzeugeinsätze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente für die Temperaturführung in einer Hinterfütterung (3) der Formschale (4) angeordnet sind.
3. Prototypische, temperierbare Gieß- und Spritzgießwerkzeugeinsätze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente für die Temperaturführung in den gegenüberliegenden Flächen (5) der Segmente (2) angeordnet sind.
4. Prototypische temperierbare Gieß- und Spritzgießwerkzeugeinsätze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturführung als eine aktive Temperaturführung, bestehend aus den Elementen, wie – Kanalstrukturen (6), die mit Temperaturmedien ausgewählter Wärmeleitfähigkeiten durchspült werden, – elektrisch beheizbare, offenporige Strukturen (11) und – elektrisch beheizbare, flächige Strukturen (12), ausgebildet ist.
5. Prototypische, temperierbare Gieß- und Spritzgießwerkzeugeinsätze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturführung als eine passive Temperaturführung, bestehend aus den Elementen – metallisch oder keramisch offenporige Strukturen (13), – Stoffschichten (14) und – wärmeleitfähige Massen (8), ausgebildet ist.