DE102006023383A1 - Production of plastic parts by injection molding, involves using thermoplastic molding material containing particles, e.g. iron particles, which are directly heated by an alternating electrical and-or magnetic field - Google Patents

Production of plastic parts by injection molding, involves using thermoplastic molding material containing particles, e.g. iron particles, which are directly heated by an alternating electrical and-or magnetic field

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DE102006023383A1 DE200610023383 DE102006023383A DE102006023383A1 DE 102006023383 A1 DE102006023383 A1 DE 102006023383A1 DE 200610023383 DE200610023383 DE 200610023383 DE 102006023383 A DE102006023383 A DE 102006023383A DE 102006023383 A1 DE102006023383 A1 DE 102006023383A1
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Abstract

A method for the production of plastic parts (I) by injecting a molten thermoplastic molding material (II) into a mold cavity (14), in which the material (II) contains particles which are heated up directly by the action of alternating electrical and/or magnetic fields (E/M fields) in parts (at least) of the mold cavity (14). Independent claims are included for (1) a device for the production of (I) comprising a mold (12) with a cavity (14), feed channel(s) (16) for material (II) and means (18) of generating an alternating E/M field acting at least partly in the cavity (14), in which at least those parts of the mold (12) which are exposed to the field and in direct thermal contact with the cavity (14) are designed so that they are not substantially heated by the action of the field (2) thermoplastic molding materials (II) containing particles as above .

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffteilen sowie eine thermoplastische Kunststoff-Formmasse. The invention relates to a method and apparatus for the production of plastic parts and a thermoplastic molding compound.
  • Zur Herstellung von Kunststoffteilen ist das Kunststoff-Spritzgußverfahren bekannt. For the production of plastic parts, the plastic injection molding process is known. Eine thermoplastische Kunststoff-Formmasse wird durch Erwärmung in einen fließfähigen Zustand versetzt. A thermoplastic molding composition is mixed by heating into a flowable state. Eine Spritzguß-Form weist eine Form-Kavität entsprechend dem herzustellenden Teil auf. An injection-molding mold has a mold cavity corresponding to the part to be produced. Die Formmasse wird in die Form-Kavität eingespritzt. The molding compound is injected into the mold cavity. Nach Abkühlung auf eine Ausformtemperatur kann die Form geöffnet und das fertige Kunststoffteil entnommen werden. After cooling to a molding temperature, the mold is opened and the finished plastic part can be removed.
  • Allerdings kühlt sich die Formmasse bereits während des Spritzvorgangs insbesondere an den Fließfronten ab. However, the molding compound already cooled during the injection process in particular at the flow fronts. Dies wirkt sich insbesondere bei Kunststoffteilen mit Bindenähten aus, also solchen, bei denen sich mindestens zwei Stränge der Kunststoff-Formmasse vereinigen. This affects in particular in plastic parts with weld lines, ie those in which unite at least two strands of plastic molding compound. Bei entsprechender Abkühlung der Fließfronten kann es zu sichtbaren Bindenähten mit ggf. schwächeren mechanischen Eigenschaften kommen. With appropriate cooling of the flow fronts may cause visible joint lines with possibly weaker mechanical properties.
  • Um die Abkühlung der Formmasse während der Verteilung innerhalb der Formkavität zu verringern ist es bekannt, die Form zu heizen. In order to reduce the cooling of the molding material during distribution within the mold cavity, it is known to heat the mold. Insbesondere ist bereits vorgeschlagen worden, die Form induktiv zu erwärmen. In particular, it has been proposed to heat the shape inductive. Hierdurch wird die Temperaturdifferenz zwischen der eingespritzten Kunststoff-Formmasse und dem Werkzeug verringert, so daß es zu einer verringerten Abkühlung der Fließfronten kommt. In this way, the temperature difference between the injected plastic molding compound and the tool is reduced, so that there is a reduced cooling of the flow fronts.
  • Der Erwärmung der Form sind jedoch Grenzen gesetzt. The heating of the mold, however, is limited. Einerseits muß das Werkzeug für das Ausformen wieder soweit herabgekühlt werden, daß es nicht zu einer Verfor mung bei Entnahme des fertigen Kunststoffteils kommt. On one hand, the tool for molding must be as far cooled down again that it does not come to a Verfor mung in removal of the finished plastic part. Andererseits verlängert sich durch eine lange Erwärmung und anschließende Abkühlung die Zykluszeit bei der Herstellung von mehreren Kunststoffteilen hintereinander. On the other hand, the cycle time in the manufacture of a plurality of plastic parts is extended behind the other by a long heating and subsequent cooling.
  • In der DE-U-201 21 777 ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Werkstücken aus thermoplastischem Kunststoff beschrieben. In DE-U-201 21 777 an apparatus for the production of workpieces made of thermoplastic material is described. Schmelzflüssiger Kunststoff wird in eine Kavität einer Spritzform eines Spritzwerkzeuges eingespritzt. Molten plastic is injected into a cavity of an injection mold of an injection molding tool. Die Wandung der Kavität, die das aus schmelzflüssigem Kunststoff geformte Werkstück an den Außenflächen berührt, wird gekühlt, so daß der Kunststoff erstarrt und die durch das formgebende Werkzeug gegebene Form behält. The wall of the cavity, contacting the molten plastic molded workpiece on the outer surfaces is cooled so that the plastics material solidifies and retains the given through the forming mold. Mindestens die Oberflächenschicht des Formwerkzeugs besteht aus induktiv erwärmbarem Material. At least the surface layer of the mold is made of inductively erwärmbarem material. Ein elektrischer Induktor ist vorgesehen, mittels dessen die Oberflächenschicht erwärmbar ist, so daß eine dünne Oberflächenschicht der Wandung des Werkzeugs unmittelbar vor dem Auftreffen des schmelzflüssigen Kunststoffs induktiv auf eine Temperatur erwärmt wird, die nahe der Schmelztemperatur des Kunststoffs liegt. An electrical inductor is provided, by means of which the surface layer can be heated, so that a thin surface layer of the wall of the tool is inductively heated to a temperature immediately before the impingement of the molten plastic materials, which is close to the melting temperature of the plastic.
  • Dieses Verfahren wirkt allerdings nicht direkt auf die Formmasse, sondern vielmehr auf die Form. This method, however, does not act directly on the molding material, but rather to the form. Selbst bei einer erheblichen Erwärmung der Form-Wandung kommt es aber weiterhin zu einer Abkühlung der Fließfronten mit den beschriebenen Nachteilen. Even with a significant heating of the mold-wall there is but continued to a slowdown in the flow fronts the apparent deficiencies.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung sowie eine Kunststoff-Formmasse zur Herstellung von Kunststoffteilen anzugeben, bei denen auf effiziente Weise die Abkühlung der Formmasse verringert wird. It is an object of the invention to provide a method and apparatus as well as a plastic molding material to provide for the production of plastic parts, in which in an efficient manner, the cooling of the molding material is reduced.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1, eine Vorrichtung nach Anspruch 18 sowie eine Kunststoff-Masse nach Anspruch 22. Abhängige Ansprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung. This object is achieved by a method according to claim 1, an apparatus according to claim 18 and a plastic composition according to claim 22. Dependent claims relate to advantageous embodiments of the invention.
  • Erfindungsgemäß enthält die Formmasse Partikel, die sich bei Einwirkung elektrischer und/oder magnetischer Wechselfelder erwärmen. According to the invention contains the molding material particles which heat up under the action of electric and / or magnetic fields. Für das erfindungsgemäße Verfahren ist vorgesehen, daß mindestens in Teilen der Form-Kavität derartige Felder einwirken, so daß Wärme direkt an den Partikeln in der Formmasse erzeugt wird. For the inventive process it is provided that at least in parts of the mold cavity such fields act so that heat is generated directly on the particles in the molding composition. Die verwendeten Wechselfelder werden hier der Einfachheit halber stets als elektromagnetische Wech selfelder bezeichnet, unabhängig davon, ob ihre tatsächliche Einwirkung durch die elektrische, magnetische oder beide Feldkomponenten erfolgt, oder ob eine der Komponenten lokal überwiegt. The alternating fields used are always referred to herein for convenience as electromagnetic Wech self elder, regardless of whether its actual action is performed by the electric, magnetic or both field components, or if one of the components prevails locally.
  • Hierdurch wird besonders effizient der Abkühlung der Formmasse innerhalb der Form-Kavität entgegengewirkt. This allows the cooling of the molding material are counteracted within the mold cavity particularly efficient. Dabei wird die Wärme direkt dort erzeugt, wo sie benötigt wird, nämlich innerhalb der Formmasse. In this case the heat is generated directly where it is needed, namely, within the molding composition. Durch geeignete Dosierung der Energiezufuhr kann die Formmasse auch an der Fließfront auf einer solchen Temperatur gehalten werden, daß bspw. sichtbare Bindenähte weitgehend vermieden werden. By a suitable dosage of the power supply, the molding composition can also be held at the flow front at a temperature such that, for example, visible weld lines can be largely avoided.
  • Die tatsächlich zugeführte Wärmemenge kann hierbei relativ gering sein. The actual amount of heat can hereby be relatively low. Denn die Formmasse befindet sich ja bereits in fließfähigem Zustand und damit auf entsprechender Temperatur. Because the molding material is already in a flowable state and at the appropriate temperature. Mit der per elektromagnetischem Wechselfeld zugeführten Wärme soll lediglich ein Temperaturverlust ausgeglichen werden. With the push of alternating electromagnetic field supplied heat, a temperature loss is to be compensated only. Aufgrund der relativ geringen zusätzlichen Wärmemenge, die darüber hinaus direkt in der Formmasse entsteht, kommt es nicht oder nur in sehr geringem Maße zu einer verlängerten Zykluszeit. Because of the relatively small additional amount of heat that is produced is also available directly in the molding composition, there is no or only very slightly to a prolonged cycle time. Gegenüber Verfahren, die eine umfangreiche Heizung der Form vorsehen, wird die Zykluszeit sogar deutlich verringert. Compared with methods which provide an extensive heating of the mold, the cycle time even significantly reduced.
  • Bevorzugt ist die zusätzliche Erwärmung zeitlich und/oder örtlich gezielt. the additional heating is preferred time and / or locally targeted. In zeitlicher Hinsicht wird bevorzugt, daß die elektromagnetischen Felder nur während eines Zeitraums einwirken, in dem sich die Formmasse innerhalb der Kavität verteilt. In terms of time, it is preferable that the electromagnetic fields act only during a period in which the molding material is distributed within the cavity. Örtlich kann – je nach dem zu formenden Teil und den Anforderungen hieran – die Formmasse innerhalb der gesamten Form den elektromagnetischen Wechselfeldern ausgesetzt sein. the molding material be exposed throughout the form to the alternating electromagnetic fields - locally may - depending on the part to be molded and the requirements thereto. Bevorzugt wirken die Felder mindestens in einem Bereich der Form-Kavität ein, in dem sich mindestens zwei Stränge der Formmasse verbinden. Preferably, the fields act at least in a region of the mold cavity, in which at least two strands of the molding material to connect. So wird der Bildung von deutlich sichtbaren Bindenähten entgegengewirkt. Thus, the formation of highly visible joint lines is counteracted.
  • Die in der Formmasse enthaltenen Partikel können unterschiedlicher Art sein, je nach der Art der einwirkenden elektromagnetischen Wechselfelder und abhängig von den Anforderungen an das Kunststoffteil. The particles contained in the molding material can be of different types, depending on the nature of the applied alternating electromagnetic fields and depending on the requirements of the plastic part.
  • Die Partikel können aus nicht-metallischen Werkstoffen bestehen. The particles can be made of non-metallic materials. Bevorzugt bestehen die Partikel aber mindestens teilweise, besonders bevorzugt vollständig aus Metall. Preferably the particles consist but at least partially, more preferably completely made of metal. Bevorzugt werden Metalle oder Metall-Legierungen sowie Metall-Verbindungen von Metallen wie Eisen oder Aluminium. Metals or metal alloys, and metal compounds of metals such as iron and aluminum are preferred. Besonders bevorzugt werden Eisen bzw. Eisenlegierungen oder Eisenoxid. Particularly preferred are iron or iron alloys or iron oxide.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weisen die Partikel eine Größe von 1 mm oder weniger auf. According to a development of the invention, the particles have a size of 1 mm or less. Mit Partikelgröße wird hierbei jeweils die größte Abmessung der Partikel bezeichnet. With particle size respectively the largest dimension of the particles is referred to here. Bevorzugt beträgt die Größe 0,5 mm oder weniger, besonders bevorzugt 0,1 mm oder weniger. the size is 0.5 mm or less, particularly preferably 0.1 mm or less. Es ist möglich, Nanopartikel einer Größe von bspw. 1 bis 100 nm zu verwenden. It is possible to use nanoparticles of a size of, for example, 1 to 100 nm. Bevorzugt weisen die Partikel eine Größe von 10 nm oder mehr auf, besonders bevorzugt 100 nm oder mehr. Preferably, the particles have a size of 10 nm or more, particularly preferably 100 nm or more.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Partikel elektrisch dipolar. According to one embodiment of the invention, the particles are electrically dipolar. Die Einwirkung der Felder erfolgt hierbei über das elektrische Feld, in dem sich die dipolaren Partikel ausrichten. The effect of the fields takes place via the electric field in which to align the dipolar particles. Die dipolaren Partikel können feste, auseinanderfallende Schwerpunkte der negativen und positiven Ladungen aufweisen (permanente Dipole) oder diese Schwerpunkte können bei leitfähigen Partikeln durch Trennung der Ladungsträger erzeugt werden. The dipolar particles may be solid, disintegrating focal points of the negative and positive charges include (permanent dipoles), or these areas may be generated in the conductive particles by separating the charge carriers. Durch die ständig neue Ausrichtung im Wechselfeld erfolgt eine Erwärmung der Kunststoff-Formmasse. Due to the constantly new direction in the alternating field heating of the molding compound takes place. Die Felder können bevorzugt als Mikrowellen auf die Partikel einwirken. The fields can preferably act as a microwave on the particles. Weiter bevorzugt weisen die Partikel eine von der Kugelform abweichende Form auf, so daß sie bei Ausrichtung innerhalb der Wechselfelder durch Stöße Wärme erzeugen. More preferably, the particles have a shape deviating from the spherical shape form, so that they generate in alignment within the alternating fields by impacts heat.
  • Gemäß einer alternativen Ausführung der Erfindung werden die Partikel durch die Felder induktiv erwärmt. According to an alternative embodiment of the invention, the particles are heated inductively through the fields. Hierbei erfolgt die Einwirkung durch das veränderliche Magnetfeld. Here, the exposure is performed by the varying magnetic field. Die hierfür leitfähigen Partikel geben die durch induzierten Strom erzeugte Wärme an die Kunststoff-Formmasse ab. The conductive particles of this type, the heat generated by induced current from the plastic molding compound.
  • Bezüglich der Vorrichtung ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß Teile der Form sich durch Einwirkung der Felder im wesentlichen nicht erwärmen. With regard to the device according to the invention is provided that parts of the mold do not heat up by the action of the fields substantially. Hierbei kann es bereits ausreichend sein, wenn die Erwärmung der Teile der Form geringer ist als die Erwärmung der Formmasse. This may be sufficient already, when the heating of the parts of the mold is less than the heating of the molding compound. Umfaßt hierbei sind wenigstens die Teile der Form, die den Feldern ausgesetzt sind und in direktem thermischen Kontakt mit der Kavität (und damit mit der dort eingespritzten Formmasse) stehen. Comprises in this case at least the parts of the mold which are exposed to the fields and in direct thermal contact with the cavity (and thus with the injected molding material therein) are provided. Are
  • Hierdurch ergibt sich eine besonders effiziente Arbeitsweise, bei der die Erwärmung nur an den Stellen erfolgt, an denen sie benötigt wird. This results in a particularly efficient way of working, where the heating occurs only at the places where it is needed. Vor allem aber kann so eine kurze Zykluszeit erreicht werden. But above all, can be achieved as a short cycle time. Die in direktem thermischen Kontakt mit der Kavität stehenden Teile der Form dienen nach dem vollständigen Einspritzen (unter Einwirkung der elektromagnetischen Felder) zur Kühlung des in der Kavität gebildeten Körpers (wobei bevorzugt die Felder abgeschaltet werden und ebenfalls bevorzugt eine zusätzliche Kühlung der Form erfolgt). The standing in direct thermal contact with the cavity portions of the mold serve to complete injection (under the action of electromagnetic fields) for cooling the formed body in the cavity (preferably the fields are switched off, and also preferably an additional cooling of the mold is carried out). So kann das erstellte Teil bald ausgeformt werden. So the part created can soon be formed.
  • Um eine möglichst geringe Erwärmung der Form zu erzielen, kann diese bspw. – mindestens zum Teil – aus Keramik, nicht-magnetischem Edelstahl, Aluminium oder einem speziellen, für die bei der Bearbeitung auftretenden Temperaturen und Drücke beständigen Kunststoff bestehen. In order to achieve the lowest possible heating of the mold, this may, for example -. At least in part - of ceramics, non-magnetic stainless steel, aluminum or a special-resistant for the occurring in the processing temperatures and pressures plastic.
  • Gemäß einer Weiterbildung umfassen die zur Erzeugung der elektromagnetischen Wechselfelder vorgesehenen Feldmittel einen Induktor zur Erzeugung eines magnetischen Wechselfeldes. According to a development which are provided for generating the electromagnetic alternating fields field means comprises an inductor for generating a magnetic alternating field. Hierbei kann es sich um einen herkömmlichen Induktor handeln, dh um eine Spule durch die zur Erzeugung eines starken Magnetfeldes ein hoher Strom fließen kann. This may be a conventional inductor, that is, to a coil for generating a strong magnetic field, a high current can flow through the.
  • Alternativ können die Feldmittel auch einen Mikrowellengenerator und Abstrahlungsmittel für Mikrowellen umfassen. Alternatively, the field agents can also include a microwave generator and radiating means for microwave.
  • Die Feldmittel sind bevorzugt direkt am Werkzeug im Bereich der Kavität vorgesehen. The box means is preferably provided directly on the tool in the region of the cavity.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. An exemplary embodiment of the invention will be described. Hierbei zeigt Here shows
  • 1 1 einen Querschnitt durch ein Spritzguß-Werkzeug. a cross section through an injection molding tool.
  • In In 1 1 ist im Querschnitt ein Spritzguß-Werkzeug is in cross section an injection molding tool 10 10 gezeigt. shown. Dieses enthält eine zweiteilige Form This includes a two-part form 12 12 mit den Formhälften with the mold halves 12a 12a , . 12b 12b . , Zwischen den Formhälften Between the mold halves 12a 12a , . 12b 12b ist eine Form-Kavität is a form cavity 14 14 gebildet, die der Form des zu erstellenden Kunststoffteils entspricht. formed corresponding to the shape of the plastic part to be produced. Ein Angußkanal a runner 16 16 führt zur Kavität leads to the cavity 14 14 . ,
  • Das Werkzeug The tool 10 10 umfaßt die für Spritzguß-Werkzeuge bekannten Bestandteile und Funktionalitäten zum Öffnen und Schließen des Werkzeugs, Auswerfen des Formteils, Kühlung der Form etc. Da diese dem Fachmann hinreichend bekannt sind, werden sie hier nicht im einzelnen dargestellt bzw. erläutert. comprises the known tools for injection molding components and functionalities for opening and closing the mold, ejecting the molded article, cooling the shape, etc. Since these are well known in the art, they are not shown or described in detail here.
  • Die Besonderheit bei dem Spritzguß-Werkzeug The special feature of the injection molding tool 10 10 liegt darin, daß is that
    • – eine Vorrichtung - a device 18 18 zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wechselfeldes im Bereich der Kavität for generating an alternating electromagnetic field in the region of the cavity 14 14 vorgesehen ist, und is provided, and
    • – die beiden Formhälften - the two mold halves 12a 12a , . 12b 12b aus einem Material bestehen, das durch elektromagnetische Wechselfelder der Vorrichtung consist of a material which by electromagnetic alternating fields of the device 18 18 im Wesentlichen nicht erwärmt wird. is not heated substantially.
  • Unter „im Wesentlichen nicht erwärmt" wird hierbei verstanden, daß das Material der Formhälften By "substantially not heated" is meant here that the material of the mold halves 12a 12a , . 12b 12b sich entweder gar nicht oder nur gering erwärmt. not at all or only slightly warmed either. Bevorzugt ist, daß es sich je Volumeneinheit weniger stark erwärmt als das in die Kavität It is preferred that it is less heating per unit volume than that in the cavity 14 14 eingespritzte Kunststoffmaterial. injected plastic material.
  • Bei dem für die Herstellung eines Kunststoffteils eingesetzten Kunststoffmaterial kann es sich um ein im Prinzip beliebiges thermoplastisches Material handeln, das auch alle bekannten bzw. üblichen Füllungen und Zusätze enthalten kann. The employed for the production of a plastic part of plastic material can be any, in principle, thermoplastic material, which may also contain any known or conventional additives and fillings. Zusätzlich sind in dem Material Partikel enthalten, die bei Anregung durch die von der Vorrichtung In addition, particles contained in the material, when excited by the apparatus of the 18 18 erzeugten elektromagnetischen Wechselfelder Wärme unmittelbar in der Kunststoffmasse erzeugen. generate electromagnetic alternating fields heat generated directly in the plastic mass.
  • In In 1 1 ist die Vorrichtung the apparatus 18 18 lediglich symbolisch dargestellt. only shown symbolically. Gemäß einer ersten Ausführungsform handelt es sich um einen Induktor, dh eine Spule, die mit sehr hohen Strömen betrieben werden kann und ein entsprechendes magnetisches Feld erzeugt. According to a first embodiment is an inductor, that is, a coil which can be operated at very high currents and generates a corresponding magnetic field. Das magnetische Feld ist in der gezeigten Ausführung im gesamten Bereich der Form-Kavität The magnetic field is in the embodiment shown in the entire area of ​​the mold cavity 14 14 vorhanden. available. Da der Induktor mit Wechselstrom betrieben wird, ergibt sich auch ein entsprechendes magnetisches Wechselfeld. Since the inductor is operated with alternating current, there is also a corresponding alternating magnetic field.
  • Im Fall der Anregung durch ein Magnetfeld werden bevorzugt leitfähige Partikel verwendet. In the case of excitation by a magnetic field preferred conductive particles are used. ZB können Eisenpartikel in das Kunststoffmaterial eingebracht und vorzugsweise homogen in diesem verteilt sein. For example, introduced iron particles in the plastics material, and preferably homogeneously dispersed in this be.
  • Gemäß einer zweiten Ausführungsform handelt es sich bei der Vorrichtung According to a second embodiment, in the apparatus 18 18 um eine Mikrowellen-Antenne, mit der zuvor erzeugte Mikrowellen so abgestrahlt werden, daß sie auf den gesamten Bereich der Formkavität a microwave antenna, are irradiated with the previously generated microwaves so that they cover the whole area of ​​the mold cavity 14 14 einwirken. act.
  • Auch in diesem Fall sind Eisenpartikel weitgehend homogen verteilt im Kunststoffmaterial vorhanden. Also in this case iron particles are largely homogeneously distributed in the plastic material present. Sie absorbieren einen Teil der durch die Mikrowellen eingestrahlten Energie und bewirken so eine Erwärmung der Formmasse innerhalb der Kavität They absorb a portion of the irradiated by the microwave energy and so effect a heating of the molding material within the cavity 14 14 . ,
  • Die Funktionsweise des Werkzeugs The operation of the tool 10 10 ist wie folgt: is as follows:
    Zunächst wird in einer nicht dargestellten Einheit die plastische Formmasse mit den darin befindlichen Partikeln auf einer Temperatur oberhalb ihrer Schmelztemperatur vorbereitet. First, at an unillustrated unit, the resin molding material is prepared with the particles therein at a temperature above their melting temperature. Alternativ kann auch erst kurz vor Beginn des Spritzvorgangs in der Einheit das Einmischen der Partikel in die Formmasse erfolgen. Alternatively, just before the start of the injection process can be carried out in the unit, the mixing of the particles in the molding compound. Zu Beginn des Spritzvorgangs wird die Masse dann durch den Angußkanal At the beginning of the injection process, the mass is then passed through the runner 16 16 in die geschlossen Form-Kavität in the closed mold cavity 14 14 eingespritzt. injected. Gleichzeitig wird die Vorrichtung At the same time the device is 18 18 aktiviert, so daß während der Verteilung der Formmasse innerhalb der Kavität activated, so that during distribution of the molding material within the cavity 14 14 die elektromagnetischen Felder eine Erwärmung an den Partikeln, und damit innerhalb der Formmasse bewirken. the electromagnetic fields cause heating of the particles, and thus within the molding composition. So wird der Abkühlung der Formmasse während der Verteilung innerhalb der Form-Kavität Thus, the cooling of the molding material during the distribution within the mold cavity 14 14 , insbesondere auch an den Fließfronten entgegengewirkt. , In particular to counteract the flow fronts.
  • Am Ende der Einspritzphase, wenn die Form-Kavität At the end of the injection phase when the mold cavity 14 14 gefüllt ist, wird weiteres Material noch mit einem Nachdruck durch den Angußkanal is filled, additional material or with a reprint by the runner 16 16 gedrückt, um die beim Abkühlen entstehende Volumenschwindung auszugleichen. pressed to compensate for the resultant volume shrinkage during cooling. Die Vorrichtung The device 18 18 ist nun ausgeschaltet, so daß keine weitere Erwärmung stattfindet. is now off, so that no further heating takes place. Gleichzeitig kann die Form At the same time, the shape 12 12 durch geeignete Maßnahmen gekühlt werden. are cooled by appropriate means.
  • Die Schmelze innerhalb der Form-Kavität The melt within the mold cavity 14 14 erstarrt nun und es entsteht das gewünschte Kunststoff-Formteil. now solidifies and creates the desired plastics molding. Nach ausreichender Abkühlung wird durch das Werkzeug After sufficient cooling is achieved by the tool 10 10 die Form form 12 12 geöffnet und das entstandene Kunststoffteil ausgeworfen. open and eject the formed plastic part.
  • Aufgrund der zusätzlichen Heizung während der Einspritzphase zeigt sich eine sehr gute Oberflächenqualität des entstandenen Kunststoffteils, insbesondere im Bereich von Bindenähten. Due to the additional heating during the injection phase, a very good surface quality of the resulting plastic part, in particular in the field of weld lines showing.
  • Beispiel 1 example 1
  • In einem ersten Beispiel soll ein Kunststoffteil aus ABS PC erstellt werden. In a first example, a plastic part made of ABS PC to be created. Dem Kunststoff werden Eisenpartikel einer mittleren Größe von bspw. 500 nm beigemischt. The plastic iron particles having an average size of, for example, 500 nm are mixed.
  • Der Kunststoff wird bei einer Spritztemperatur von 280°C unter Einwirkung eines durch einen Induktor erzeugten starken magnetischen Wechselfeldes einer Frequenz von 25 kHz eingespritzt. The resin is injected at an injection temperature of 280 ° C under the action of a signal generated by an inductor strong alternating magnetic field at a frequency of 25 kHz. Durch die an den Eisenpartikeln entstehende Erwärmung ergibt sich während des Einspritzvorganges nur eine relativ geringe Absenkung der Temperatur der Kunststoffmasse, insbesondere an den Fließfronten. Due to the resultant of the iron particles heating only a relatively small lowering of the temperature of the plastic mass, in particular to the flow fronts results during the injection process. Unmittelbar nach vollständiger Füllung der Kavität wird das Induktionsfeld abgeschaltet. Immediately after complete filling of the cavity the induction field is switched off.

Claims (22)

  1. Verfahren zur Herstellung von Kunststoffteilen, bei dem – eine thermoplastische Kunststoff-Formmasse in fließfähigem Zustand in eine Form-Kavität ( A process for the production of plastic parts, in which: - (a thermoplastic molding composition in a flowable state into a mold cavity 14 14 ) eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet , daß – die Formmasse Partikel enthält, die sich bei Einwirkung elektrische und/oder magnetischer Wechselfelder erwärmen, – und daß mindestens in Teilen der Form-Kavität ( ) Is injected, characterized in that - the molding composition contains particles which when exposed electrical and / or magnetic fields heat, - and that (at least in parts of the mold cavity 14 14 ) elektrische und/oder magnetische Felder einwirken, so daß Wärme direkt an den Partikeln in der Formmasse erzeugt wird. applied) electrical and / or magnetic fields, so that heat is generated directly on the particles in the molding composition.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem – die Felder innerhalb eines Zeitraums einwirken, in dem sich die Formmasse innerhalb der Kavität ( The method of claim 1, wherein - the act fields within a period in which the molding material (within the cavity 14 14 ) verteilt, – und die Felder danach abgeschaltet werden, so daß die Formmasse auskühlt. ) Distributed - and the fields are then turned off, so that the molding material cools.
  3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem – die Felder mindestens in einem Bereich der Form-Kavität ( Method according to one of the preceding claims, wherein - (the fields in at least a portion of the mold cavity 14 14 ) einwirken, in dem sich mindestens zwei Stränge der Formmasse verbinden. ) Acting, in which at least two strands of the molding material to connect.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem – die Partikel mindestens teilweise aus Metall bestehen. Method according to one of the preceding claims, in which - the particles consist at least partially of metal.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem – die Partikel vollständig aus Metall bestehen. The method of claim 4, wherein - the particles consist entirely of metal.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, bei dem – die Partikel ganz oder zum Teil aus einem der folgenden Metalle bestehen: Eisen, Aluminium oder eine Legierung oder Verbindung dieser Metalle. The method of claim 4 or 5, in which - the particles consist entirely or in part from one of the following metals: iron, aluminum, or an alloy or compound of these metals.
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem – die Partikel eine Größe von 1 mm oder weniger aufweisen. Method according to one of the preceding claims, in which - the particles have a size of 1 mm or less.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem – die Partikel eine Größe von 0,5 mm oder weniger aufweisen. The method of claim 7, wherein - the particles have a size of 0.5 mm or less.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem – die Partikel eine Größe von 0,1 mm oder weniger aufweisen. The method of claim 8, wherein - the particles have a size of 0.1 mm or less.
  10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem – die Partikel eine Größe von 1 nm oder mehr aufweisen. Method according to one of the preceding claims, in which - the particles have a size of 1 nm or more.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem – die Partikel eine Größe von 10 nm oder mehr aufweisen. The method of claim 10, wherein - the particles have a size of 10 nm or more.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem – die Partikel eine Größe von 100 nm oder mehr aufweisen. The method of claim 11, wherein - the particles have a size of 100 nm or more.
  13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem – die Partikel elektrisch dipolare Eigenschaften haben. Method according to one of the preceding claims, in which - the particles have electrically dipolar properties.
  14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem – die Partikel eine von der Kugelform abweichende Form aufweisen. Method according to one of the preceding claims, in which - have a different shape from the spherical shape particle.
  15. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem – die Form-Kavität ( Method according to one of the preceding claims, wherein - (the mold cavity 14 14 ) durch eine Form ( ) (By a mold 12 12 ) gebildet wird, – wobei wenigstens die den Feldern ausgesetzten Teile der Form ( ) Is formed, - wherein at least (the exposed parts of the mold boxes 12 12 ), die mit der Form-Kavität ( ), Which (with the mold cavity 14 14 ) in direktem thermischen Kontakt sind, so ausgebildet sind, daß sie sich durch die Einwirkung der Felder weniger erwärmen als die Formmasse. are) are in direct thermal contact, so formed as to extend through the action of the fields less heat than the molding compound.
  16. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem – die Felder als Mikrowellen auf die Partikel einwirken. Method according to one of the preceding claims, wherein - the act as a microwave fields to the particles.
  17. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem – die Felder die Partikel induktiv erwärmen. Method according to one of the preceding claims, in which - the particles heat inductively the fields.
  18. Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffteilen mit – einer Form ( Device for producing plastic parts comprising: - a mold ( 12 12 ) mit einer Form-Kavität ( ) (With a mold cavity 14 14 ), – mindestens einem Zuführkanal ( ), - at least one feed channel ( 16 16 ) zum Zuführen einer thermoplastischen Kunststoff-Formmasse, – und Feldmitteln ( ) For supplying a thermoplastic molding composition, - (field and means 18 18 ) zur Erzeugung eines mindestens teilweise im Bereich der Kavität ( ) For generating a (at least partially in the region of the cavity 14 14 ) einwirkenden elektrischen und/oder magnetischen Wechselfeldes, dadurch gekennzeichnet, daß – wenigstens die den Feldern ausgesetzten Teile der Form ( ) Applied electric and / or magnetic alternating field, characterized in that - at least (the exposed parts of the mold boxes 12 12 ), die mit der Kavität ( ), Which (with the cavity 14 14 ) in direktem thermischen Kontakt sind, so ausgebildet sind, daß sie sich durch Einwirkung der Felder im wesentlichen nicht erwärmen. are) are in direct thermal contact are formed so that they do not heat up by the action of the fields substantially.
  19. Vorrichtung nach Anspruch 18, bei der – mindestens die der Kavität ( The apparatus of claim 18, wherein the - (at least that of the cavity 14 14 ) zugewandte Oberfläche der Form ( ) Facing the mold ( 12 12 ) aus Keramik, nicht-magnetischem Edelstahl, Kunststoff oder Nicht-Eisen-Metallen wie Aluminium besteht. ) Is made of ceramic, non-magnetic stainless steel, plastic or non-ferrous metals such as aluminum.
  20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, bei der – die Feldmittel ( Device according to claim 18 or 19, wherein the - (the box means 18 18 ) einen Induktor zur Erzeugung eines magnetischen Wechselfeldesumfassen. ) An inductor for generating an alternating magnetic field comprise.
  21. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, bei der – die Feldmittel ( Device according to claim 18 or 19, wherein the - (the box means 18 18 ) einen Mikrowellengenerator und Abstrahlungsmittel für Mikrowellen umfassen. ) Comprise a microwave generator, and radiating means for microwaves.
  22. Thermoplastische Kunststoff-Formmasse, dadurch gekennzeichnet, daß – die Formmasse Partikel enthält, die sich bei Einwirkung elektrischer und/oder magnetischer Wechselfelder erwärmen. Thermoplastic plastics molding composition, characterized in that - the molding composition contains particles which heat up under the action of electric and / or magnetic fields.
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