DE102007040096B4 - Component and method of manufacture - Google Patents
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- C09D127/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers
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- C09D127/18—Homopolymers or copolymers of tetrafluoroethene
Abstract
Bauteil mit einem Einlegeteil und einem das Einlegeteil partiell oder allseitig umgebenden Polymermaterial, wobei das Polymermaterial ein voll fluoriertes TFE-Copolymer mit einem von Null verschiedenen Schmelzflussindex gemäß ASTM Test D1238-88 umfasst, dessen Co-Monomeranteil weniger als 1 Mol-% beträgt, und wobei das Co-Monomer ausgewählt ist aus Hexafluorpropylen, Perfluoralkylvinylether und Perfluor-(2,2-dimethyl-1,3-dioxol).Component comprising an insert and a polymer material surrounding the insert partially or on all sides, the polymer material comprising a fully fluorinated TFE copolymer having a non-zero melt flow index according to ASTM Test D1238-88, whose co-monomer content is less than 1 mol%, and wherein the co-monomer is selected from hexafluoropropylene, perfluoroalkyl vinyl ether and perfluoro (2,2-dimethyl-1,3-dioxole).
Description
Die Erfindung betrifft ein Bauteil mit einem Einlegeteil und einem das Einlegeteil mindestens partiell umgebenden Polymermaterial, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.The invention relates to a component having an insert part and a polymer material at least partially surrounding the insert, and a method for its production.
Bauteile aus metallischen Werkstoffen oder Kunststoffen sind in einer Reihe von Anwendungen, beispielsweise in der Lackiertechnik oder in Chemieanlagen hoch aggressiven Medien ausgesetzt. Da diese Bauteile einem chemischen Angriff häufig nicht standhalten, müssen diese durch eine entsprechend beständige Umhüllung oder Beschichtung geschützt werden.Components made of metallic materials or plastics are exposed to highly aggressive media in a number of applications, for example in coating technology or in chemical plants. Since these components often do not withstand a chemical attack, they must be protected by a correspondingly resistant coating or coating.
Auch in Kontakt mit hoch reinen Produkten oder bei der Verwendung im medizinischen Bereich werden Bauteile benötigt, bei denen das Material der Bauteile nicht unbedingt mit der in Kontakt kommenden Umgebung kompatibel ist. Auch hier werden Bauteile vorzugsweise mit einer Umhüllung oder Beschichtung versehen, die solche Probleme vermeidet.Even in contact with high-purity products or in the medical field, components are required in which the material of the components is not necessarily compatible with the environment in contact. Again, components are preferably provided with a cladding or coating which avoids such problems.
Bei auf Reibung beanspruchten Bauteilen muss Abrieb verhindert oder zumindest vermindert werden und auch hier wird zu Beschichtungen gegriffen, die diese Aufgabenstellung aufgrund ihres geringen Reibungskoeffizienten bewältigen.In friction-stressed components abrasion must be prevented or at least reduced and here too is used to coatings that cope with this task due to their low coefficient of friction.
In solchen Anwendungen kommt üblicherweise PTFE als Polymermaterial zum Einsatz aufgrund seiner chemischen Resistenz, hohen Temperaturbeständigkeit, physiologischen Unbedenklichkeit und fehlenden Neigung zur Wasseraufnahme um nur die wichtigsten Vorzüge von PTFE zu nennen.In such applications, PTFE is commonly used as a polymeric material because of its chemical resistance, high temperature resistance, physiological safety, and lack of water absorption, to name only the most important benefits of PTFE.
Die PTFE-Materialien werden dabei üblicherweise mittels isostatischem Pressverfahren zu einer Umhüllung oder Beschichtung der Bauteile verarbeitet. Es handelt sich dabei um einen aufwändigen mehrstufigen Press/Sintervorgang. Um die oftmals geforderten Oberflächenqualitäten sowie enge Toleranzfelder einhalten zu können wird ein Schritt mit spanender Nachbearbeitung (Dreh- oder Fräsprozess) nachgeschaltet.The PTFE materials are usually processed by means of isostatic pressing process to a coating or coating of the components. It is a complex multi-stage pressing / sintering process. In order to be able to meet the often required surface qualities as well as narrow tolerance fields, a step with subsequent machining (turning or milling process) is followed.
Für eine vollständige Umhüllung von Einlegeteilen mittels PTFE-Materialien können auch zwei oder mehr Hüllteile separat gefertigt und diese dann mittels Verschweißen oder Verpressen bei eingelegtem zu ummantelnden Bauteil miteinander verbunden.For a complete coating of inserts by means of PTFE materials and two or more Hüllteile can be made separately and then connected by welding or pressing with inserted to be sheathed component.
Da das Einlegeteil in den pulverförmig vorliegenden PTFE-Rohstoff eingebettet werden muss, ist aufgrund des inhomogenen Schüttgewichts eine genaue Zentrierung nicht möglich. Ferner können so nur Einlegeteile umhüllt werden, die der mechanischen und thermischen Belastung des PTFE-Press/Sinterzyklus widerstehen.Since the insert part has to be embedded in the powdery PTFE raw material, exact centering is not possible due to the inhomogeneous bulk density. Furthermore, only inserts that resist the mechanical and thermal stress of the PTFE press / sintering cycle can be enveloped.
Die thermischen Ausdehnungskeoffizienten der Einlegeteile und des für die Umhüllung verwendeten PTFE-Materials unterscheiden sich regelmäßig sehr stark. Zusätzlich durchläuft das PTFE-Material beim Sinterprozess eine Phasenumwandlung zwei Mal, während dies für das Material des Einlegeteils normalerweise nicht zutrifft. Dadurch werden starke Relativbewegungen zwischen PTFE und Einlegeteil generiert. Die Erzeugung eines guten Haftverbundes ist dadurch erschwert.The coefficients of thermal expansion of the inserts and of the PTFE material used for the covering differ regularly very strongly. In addition, the PTFE material undergoes a phase change twice during the sintering process, whereas this is normally not the case for the insert material. As a result, strong relative movements between PTFE and insert are generated. The creation of a good adhesive bond is made more difficult.
Bei der Verwendung mehrerer Einzelteile zur Herstellung einer Umhüllung ist zusätzlich mindestens ein Fügeschritt erforderlich mit dem zusätzlichen Risiko einer Fehlpositionierung. Die Festigkeit der Schweißnaht stellt ebenfalls häufig einen Schwachpunkt dar. Zusätzlich muss die Fügestelle nachgearbeitet werden.When using several individual parts for the production of an envelope additionally at least one joining step is required with the additional risk of incorrect positioning. The strength of the weld is also often a weak point. In addition, the joint has to be reworked.
Sollen mehrere Einlegeteile zu einem System zusammengefügt werden potenzieren sich diese Probleme, so dass insbesondere Großserienfertigung unwirtschaftlich wird.If several inserts are to be joined together to form a system, these problems increase, so that in particular mass production becomes uneconomical.
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Aufgabe der Erfindung ist ein Bauteil vorzuschlagen, das den oben genannten Anforderungen genügt und wirtschaftlich herstellbar ist.The object of the invention is to propose a component which meets the above-mentioned requirements and can be produced economically.
Diese Aufgabe wird durch ein Bauteil gemäß Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by a component according to claim 1.
Das das Einlegeteil partiell oder allseitig umgebende Polymermaterial bildet dabei vorzugsweise eine Umhüllung oder Beschichtung.The polymer material surrounding the insert partially or on all sides preferably forms an envelope or coating.
Unter thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoffmaterialien sind solche Materialien zu verstehen, welche einen Schmelzflußindex (MFI) aufweisen, der von Null verschieden ist (ASTM Test D1238-88 bei 372°C und einer Last von 5 kg bei einer maximalen Extrudat-Auffangzeit von 1 Stunde).Thermoplastic processable plastic materials are understood as meaning materials having a non-zero melt flow index (MFI) (ASTM Test D1238-88 at 372 ° C and a load of 5 kg with a maximum extrudate collection time of 1 hour).
Das erfindungsgemäß verwendete, thermoplastisch verarbeitbare, voll fluorierte Kunststoffmaterial lässt sich insbesondere im Spritzgussverfahren oder mittels Transfermoulding zu Beschichtungen der Einlegeteile verarbeiten, so dass das erfindungsgemäße Bauteil in einem einstufigen Prozess herstellbar ist.The thermoplastically processable, fully fluorinated plastic material used in accordance with the invention can be processed into coatings of the inserts, in particular by injection molding or by transfer molding, so that the component according to the invention can be produced in a single-stage process.
Die besondere Wirtschaftlichkeit der erfindungsgemäßen Bauteile resultiert nicht nur vom vereinfachten Herstellungsprozess. Von erheblicher Bedeutung ist auch die geringere thermische und mechanische Belastung der Einlegeteile, so dass ein viel weiterer Kreis von Einlegeteilen mit der Beschichtung erfindungsgemäß versehen werden können. Darüber hinaus ist es möglich die erfindungsgemäßen Bauteile mit geringeren Rohmaterialabfällen herzustellen. Ferner erlauben die erfindungsgemäßen Bauteile eine höhere Präzision der Positionierung der Einlegeteile im Bauteil.The particular economy of the components according to the invention not only results from the simplified manufacturing process. Of considerable importance is also the lower thermal and mechanical loading of the inserts, so that a much wider circle of inserts with the coating can be provided according to the invention. In addition, it is possible to produce the components according to the invention with lower raw material waste. Furthermore, the components according to the invention allow a higher precision of the positioning of the inserts in the component.
Das Bauteil selbst weist eine glattere Oberfläche auf, woraus nicht zuletzt ein geringerer Materialabtrag beim Einsatz der Bauteile resultiert. Ferner sind geringere Schmutzablagerungen zu erzielen.The component itself has a smoother surface, resulting not least in a lower material removal when using the components. Furthermore, lower dirt deposits can be achieved.
Die erfindungsgemäßen Bauteile eröffnen neuartige Designoptionen, die sich größtenteils aus der vereinfachten Herstellungsweise speisen. Diese macht auch eine bessere Haftung zwischen Einlegeteil und Umhüllung oder Beschichtung möglich, was in vielen Fällen sogar einen Verzicht auf Haftvermittler erlaubt.The components according to the invention open up novel design options, which for the most part feed from the simplified production method. This also makes better adhesion between the insert and wrapping or coating possible, which in many cases even waives adhesion promoter.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden voll fluorierten Kunststoffmaterialien zeigen zudem einen geringeren Kaltfluss als die herkömmlich verwendeten PTFE-Materialien. Ferner zeigt sich eine höhere Dimensionsstabilität, die bei verschiedenen Anwendungen von besondere Bedeutung ist, wie z. B. bei Ventilkugeln.The fully fluorinated plastic materials to be used according to the invention also show a lower cold flow than the conventionally used PTFE materials. Furthermore, a higher dimensional stability, which is of particular importance in various applications, such as. B. in valve balls.
Häufig gelingt sogar der Ersatz von PTFE-Compounds, so dass sich in der Anwendung weniger Beschränkungen zeigen, als dies bei PTFE-Compounds Füllstoff bedingt der Fall ist.Frequently even the replacement of PTFE compounds is successful, so that there are fewer restrictions in the application than is the case with PTFE compounds.
Die erfindungsgemäß verwendeten voll fluorierten Kunststoffmaterialien zeigen eine reduzierte Permeation gegenüber Lösemitteln, flüssigen Säuren oder Basen, woraus sich beispielsweise ein vermindertes Auslaugen von ionischen Komponenten ergibt. Dadurch lassen sich in vielen Fällen die Schichtdicken der Beschichtung minimieren. Dies insbesondere dann von Vorteil, wenn magnetische oder magnetisierbare Materialien als Einlegeteile umhüllt oder beschichtet werden müssen oder die Einlegeteile vor Korrosion geschützt werden müssen.The fully fluorinated plastic materials used according to the invention show a reduced permeation to solvents, liquid acids or bases, resulting, for example, in a reduced leaching of ionic components. As a result, the layer thicknesses of the coating can be minimized in many cases. This is particularly advantageous if magnetic or magnetizable materials must be wrapped or coated as inserts or the inserts must be protected from corrosion.
Die erfindungsgemäß verwendeten Kunststoffmaterialien ermöglichen schließlich so genannte CIP(cleaning-in-place)- und SIP(sterilization-in-place)-fähige Gesamtlösungen.Finally, the plastic materials used according to the invention enable so-called CIP (cleaning-in-place) and SIP (sterilization-in-place) -compatible complete solutions.
Typische Anwendungsfälle seien im Folgenden beispielhaft genannt:
Verkapselte Magnete für den Laborbedarf sowie die medizinische Diagnostik (beispielsweise für die Vermessung des Magen/Darmtrakts);
Steckverbinder mit angegossenen Kontaktstiften;
Komponenten von Ventilen und Armaturen, beispielsweise umhüllte Metallkugeln für Ein- und Auslassventile sowie umhüllte Absperrorgane von Kugel- und Kükenhähnen;
Umhüllte bzw. beschichtete Metallringe für ausblassichere Dichtungen.Typical applications are mentioned below by way of example:
Encapsulated magnets for laboratory use and medical diagnostics (for example for the measurement of the gastrointestinal tract);
Connectors with molded contact pins;
Components of valves and fittings, for example coated metal balls for inlet and outlet valves, as well as closed shut-off elements of ball and plug valves;
Covered or coated metal rings for blow-out-proof seals.
Das erfindungsgemäße Bauteil kann einerseits das Einlegeteil im Wesentlichen allseitig von dem Polymermaterial umgeben enthalten. Unbedeckt können jedoch in manchen Fällen nicht in Aufgaben einbezogene Bereiche bleiben, oder es können spezifische Funktionsteile des Einlegeteils unbedeckt bleiben, wie z. B. die metallischen Steckkontakte bei Steckverbindern.On the one hand, the component according to the invention may contain the insert substantially surrounded on all sides by the polymer material. In some cases, however, areas not included in tasks may remain uncovered or specific functional parts of the insert may remain uncovered, such as, for example, As the metallic plug contacts with connectors.
Als voll fluoriertes thermoplastisches Kunststoffmaterial wird bevorzugt thermoplastisch verarbeitbares PTFE verwendet. Eine Vielzahl solcher Materialien ist beispielsweise in der
Erfindungsgemäß weisen die TFE-Copolymere einen Comonomeranteil von weniger als 1 Mol-% auf, da hier die PTFE-Eigenschaften weitestgehend erhalten bleiben und trotzdem eine thermoplastische Verarbeitung möglich ist. Noch weiter bevorzugt sind Comonomeranteile von 0,5 Mol-% oder weniger.According to the invention, the TFE copolymers have a comonomer content of less than 1 mol%, since in this case the PTFE properties are largely retained and still a thermoplastic processing is possible. Even more preferred are comonomer levels of 0.5 mole% or less.
Erfindungsgemäß verwendete Comonomere, die einerseits eine gute thermoplastische Verarbeitbarkeit gewährleisten und andererseits die Materialeigenschaften gegenüber PTFE weitgehend unverändert lassen sind Hexafluorpropylen, Perfluoralkyl-vinylether und Perfluor-(2,2-dimethyl-1,3-dioxol).Comonomers used according to the invention, on the one hand ensure good thermoplastic processability and on the other hand, the material properties are largely unchanged from PTFE are hexafluoropropylene, perfluoroalkyl vinyl ether and perfluoro (2,2-dimethyl-1,3-dioxole).
Das erfindungsgemäß verwendete voll fluorierte Kunststoffmaterial kann auch in Form eines Polymer-Compounds verwendet werden, wobei der Füllstoff des Compounds einen Anteil von bis zu ca. 60 Gew.-% aufweist.The fully fluorinated plastic material used according to the invention can also be used in the form of a polymer compound, wherein the filler of the compound has a proportion of up to about 60 wt .-%.
Als Füllstoffe lassen sich in Abhängigkeit von dem spezifischen Verwendungszweck der Bauteil eine Reihe unterschiedlicher Materialien auswählen.As fillers can be selected depending on the specific purpose of the component a number of different materials.
Häufig kommen Füllstoffe in Faserform und/oder in granularer Form zum Einsatz.Frequently fillers in fiber form and / or in granular form are used.
Bevorzugte Füllstoffe werden ausgewählt aus Glasfasern, Glaskugeln, harten und weichen Kohlepartikel und -fasern, Graphit, Leitfähigkeitsruß, Metallfasern, Metallpartikeln, insbesondere Bronzepartikel und Stahlpulver, Quarz, Al2O3, CaF2, Glimmer, Mineralstoffe, insbesondere BaSO4 sowie organische Polymermaterialien in granularer und Faserform.Preferred fillers are selected from glass fibers, glass beads, hard and soft carbon particles and fibers, graphite, conductivity carbon black, metal fibers, metal particles, especially bronze particles and steel powder, quartz, Al 2 O 3 , CaF 2 , mica, minerals, especially BaSO 4 and organic polymer materials in granular and fibrous form.
Daneben können Füllstoffe aus organischen Polymermaterialien zum Einsatz kommen. Bevorzugte Füllstoffe dieses Typs werden vorzugsweise ausgewählt aus Polyimid, Polyamidimid, PPS, PEEK, PPSO2, aromatischen Polyestern und Aramid oder Mischungen von zwei oder mehreren dieser Materialien.In addition, fillers made of organic polymer materials can be used. Preferred fillers of this type are preferably selected from polyimide, polyamide-imide, PPS, PEEK, PPSO 2 , aromatic polyesters and aramid, or mixtures of two or more of these materials.
Alle vorgenannten Füllstoffe können einzeln oder in beliebiger Mischung von zwei oder mehreren der Füllstoffe zum Einsatz gelangen.All of the aforementioned fillers can be used individually or in any desired mixture of two or more of the fillers.
Bei anspruchsvollen Anwendungen werden die Anteile des Füllstoffs vorzugsweise beschränkt auf ca. 25 Gew.-% oder weniger, weiter bevorzugt 10 Gew.-% oder weniger.In demanding applications, the proportions of the filler are preferably limited to about 25% by weight or less, more preferably 10% by weight or less.
Generell werden bei der Verwendung von Fasern als Füllstoffe geringere Füllstoff-Gehalte bevorzugt gegenüber den Gehalten bei granularen Füllstoffen. Beispielsweise können anstelle von ca. 25 Gew.-% granularer Kohle ca. 15 Gew.-% Kohlefasern eingesetzt werden.In general, when using fibers as fillers, lower filler contents are preferred over the contents of granular fillers. For example, instead of about 25 wt .-% granular coal about 15 wt .-% carbon fibers are used.
Das Einlegeteil ist nicht notwendigerweise einstückig ausgebildet, auch wenn dies bevorzugt wird, da es in der Regel die Handhabung des Einlegeteils bei der Fertigung der Bauteil erleichtert.The insert is not necessarily integrally formed, although this is preferred, since it usually facilitates the handling of the insert in the manufacture of the component.
Das Einlegeteil wird bevorzugt in ein Spritzgusswerkzeug eingelegt und dann mit dem erfindungsgemäß zu verwendenden voll fluorierten Kunststoffmaterial umspritzt.The insert is preferably placed in an injection mold and then encapsulated with the fully fluorinated plastic material to be used according to the invention.
Für die erfindungsgemäßen Bauteile eignen sich insbesondere metallische oder keramische Einlegeteile.Metallic or ceramic inserts are particularly suitable for the components according to the invention.
Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Bauteils wie es in Anspruch 11 näher definiert ist.The present invention further relates to a method for producing a component according to the invention as defined in more detail in claim 11.
Der Hohlraum des Formwerkzeugs wird bevorzugt so ausgebildet, dass er eine Aufnahme für ein Einlegeteil bildet, wobei das Einlegeteil in das Formwerkzeug eingebracht wird bevor der Hohlraum des Formwerkzeugs mit dem Polymermaterial befüllt wird. The cavity of the mold is preferably formed so that it forms a receptacle for an insert, wherein the insert is introduced into the mold before the cavity of the mold is filled with the polymer material.
Das Befüllen des Hohlraums des Formwerkzeugs wird vorzugsweise mittels Einspritzen des Polymermaterials erfolgen.The filling of the cavity of the mold is preferably carried out by means of injection of the polymer material.
Um eine definierte Position des Einlegeteils in der fertigen erfindungsgemäßen Bauteil zu gewährleisten wird bevorzugt das Einlegeteil in dem Formwerkzeug mittels einer Halterung auf Abstand zur Oberfläche des Formwerkzeugs gehalten.In order to ensure a defined position of the insert in the finished component according to the invention, the insert is preferably held in the mold by means of a holder at a distance from the surface of the mold.
Bevorzugt verwendete Halterungen umfassen mehrere, von außen in den Hohlraum des Formwerkzeugs einschiebbare Haltestifte.Preferably used brackets comprise a plurality of retractable from the outside into the cavity of the mold retaining pins.
Bevorzugt halten die Haltestifte das Einlegeteil während dem Befüllen in einer vorgegebenen Position und werden danach aus dem Hohlraum des Formwerkzeugs entfernt.Preferably, the retaining pins hold the insert during filling in a predetermined position and are then removed from the cavity of the mold.
Besonders bevorzugt werden die Haltestifte während einer so genannten Nachdruckphase entfernt. Zu diesem Zeitpunkt ist der Hohlraum des Formwerkzeugs großenteils oder im Wesentlichen vollständig mit dem Polymermaterial ausgefüllt und eine Veränderung der Position des Einlegeteils in den Folgeschritten des Herstellungsverfahrens ist nicht mehr zu befürchten. Zu diesem Zeitpunkt steht aber noch über den Nachdruck Polymermaterial an, das in den Hohlraum der Form gepresst werden kann, zum einen um die während des Verfestigen des Polymermaterials eintretende Schwindung desselben auszugleichen und zum anderen um die durch das Entfernen der Haltestifte entstehenden freien Volumina zu befüllen. Die zeitliche Abfolge der Schritte wird bevorzugt so gewählt, dass das Polymermaterial im Hohlraum des Formwerkzeugs beim Entfernen der Haltestifte noch schmelzflüssig ist und so über das mittels Nachdruck noch eingefüllte Polymermaterial die freien Volumina füllen kann, wobei dann eine praktisch nahtlose Umhüllung oder Beschichtung des Einlegeteils erzielbar ist.Particularly preferably, the retaining pins are removed during a so-called reprinting phase. At this time, the cavity of the mold is largely or substantially completely filled with the polymer material, and a change in the position of the insert in the subsequent steps of the manufacturing process is no longer to be feared. At this time, however, there is still over the reprinting polymer material that can be pressed into the cavity of the mold, on the one hand to compensate for the shrinkage occurring during the solidification of the polymer material and on the other to fill the resulting by the removal of the retaining pins free volumes , The time sequence of the steps is preferably selected so that the polymer material in the cavity of the mold when removing the retaining pins is still molten and so can fill the free volumes on the still filled by polymer material, thereby achieving a virtually seamless enclosure or coating of the insert is.
Ergänzend zu den Haltestiften oder alternativ kann der Hohlraum des Formwerkzeugs mit einem oder mehreren kleinflächigen Auflagern für das Einlegeteil ausgebildet werden.In addition to the retaining pins or alternatively, the cavity of the molding tool can be formed with one or more small-area supports for the insert.
Bevorzugt wird das Einlegeteil vor dem Einbringen desselben in den Hohlraum des Formwerkzeugs auf eine vorgegebene Temperatur vorgewärmt. Im Hinblick auf die Schmelztemperatur der einzufüllenden Polymermaterialien wird eine Vorwärmtemperatur von bevorzugt ca. 200°C oder mehr gewählt.Preferably, the insert is preheated prior to introduction thereof into the cavity of the mold to a predetermined temperature. With regard to the melting temperature of the polymer materials to be filled, a preheating temperature of preferably about 200 ° C. or more is selected.
Die Schmelzetemperatur des in den Hohlraum des Formwerkzeugs eingespeisten Polymermaterials wird vorzugsweise gleich oder größer der Peaktemperatur im DSC-Diagramm, ermittelt im zweiten Aufschmelzen, gewählt, vorzugsweise eine Temperatur von ca. 330°C oder höher.The melt temperature of the polymer material fed into the cavity of the molding tool is preferably chosen to be equal to or greater than the peak temperature in the DSC diagram, determined in the second reflow, preferably a temperature of about 330 ° C. or higher.
Bei einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass ein überwiegender Teil des Polymermaterials bei einem Spritzdruck in den Hohlraum eingespeist wird und dass danach ein weiterer Teil des Polymermaterials bei einem Nachdruck in den Hohlraum eingespeist wird, wobei der Spritzdruck höher gewählt wird als der Nachdruck.In a preferred variant of the method according to the invention, it is provided that a predominant part of the polymer material is fed into the cavity at an injection pressure and that thereafter a further part of the polymer material is fed into the cavity at a pressure, wherein the injection pressure is selected higher than the reprint ,
Insbesondere wird ein Anteil von ca. 70 Gew.-% bis ca. 90 Gew.-% des Polymermaterials mit dem Spritzdruck in den Hohlraum des Formwerkzeugs eingefüllt.In particular, a proportion of about 70 wt .-% to about 90 wt .-% of the polymer material is filled with the injection pressure in the cavity of the mold.
Weiter bevorzugt wird nach dem Befüllen des Hohlraums mit dem Polymermaterial das Formwerkzeug noch für eine vorgegebene Haltezeit geschlossen gehalten.More preferably, after filling the cavity with the polymer material, the mold is kept closed for a predetermined holding time.
Diese Haltezeit liegt bevorzugt im Bereich von ca. 5 sec oder mehr, insbesondere ca. 10 sec oder mehr.This hold time is preferably in the range of about 5 seconds or more, more preferably about 10 seconds or more.
Diese und weitere Vorteile der Erfindung werden im Folgenden anhand der Beispiele und Zeichnung noch näher erläutert. Es zeigen im Einzelnen:These and other advantages of the invention will be explained in more detail below with reference to the examples and drawings. They show in detail:
Beispiel 1:Example 1:
Spritzgießen von thermoplastisch verarbeitbarem PTFEInjection molding of thermoplastically processable PTFE
Für die Verarbeitung der erfindungsgemäß zu verwendenden voll fluorierten Kunststoffmaterialien im Spritzgußverfahren empfiehlt sich die Verwendung einer speziellen Maschinenausrüstung.For the processing of the invention to be used fully fluorinated plastic materials by injection molding, the use of a special machine equipment is recommended.
Da bei der Verarbeitung von Fluorthermoplasten Fluorwasserstoff entstehen kann, empfiehlt es sich alle mit der Schmelze in Berührung kommenden Teile korrosionsbeständig auszulegen (z. B. aus Hastelloy® C4 oder Inconel® 625).As can arise in the processing of fluorinated thermoplastics hydrogen fluoride, it is recommended that all with the melt parts in contact corrosion resistant interpreted (for. Example, from Hastelloy ® C4 or Inconel ® 625).
Um des Weiteren eine optimale Verarbeitung des Fluorthermoplasten zu gewährleisten empfiehlt sich die Verwendung einer Schnecke
Die Schnecke
Beispiel 2:Example 2:
Herstellung eines erfindungsgemäßen Bauteils mit EinlegeteilProduction of a component according to the invention with insert
Im Folgenden wird anhand der
Als Insert
Der Magnetstift
Nach dem Schließen des Werkzeugs wird dieses Insert
Das Spritzgießen zur Herstellung der Bauteilen
Bei der Auslegung des Werkzeugs
Zu Schließen des Spritzgußwerkzeugs
Die Werkzeugtemperatur betrug ca. 230°C oder mehr.The mold temperature was about 230 ° C or more.
Eingespritzt wird mit einem Spritzdruck von ca. 1000 bar oder weniger und einer Massetemperatur von ca. 330°C oder höher. Beim Einspritzvorgang umströmt das thermoplastische Polymermaterial das Insert
Nachdem der Hohlraum
Beim Öffnen des Werkzeugs
Die Zykluszeit für den kompletten Vorgang ist ca. 35 sec oder etwas mehr.The cycle time for the complete process is about 35 seconds or more.
In einem nachfolgenden Veredelungsschritt wird der Anguß entfernt. Die Aussparungen (nicht gezeigt) der Haltestifte
Alternativ können die Haltestifte
Aus dem Vorstehenden ergibt sich als ein Vorteil des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens die Wirtschaftlichkeit bei der Herstellung eines Festverbundes durch einen einstufigen Umspritzungsprozess eines Einlegeteils. Ein Zusammenfügen von Einzelkomponenten entfällt. Der Zeitaufwand für die Herstellung ist im Vergleich zu den bisherigen Herstellverfahren wesentlich geringer. Das für die Beispiele eingesetzte thermoplastisch verarbeitbare voll fluorierte Kunststoffmaterial besitzt des Weiteren einen noch geringeren Kaltfluss als modifiziertes PTFE.From the above results as an advantage of the manufacturing method of the invention, the economy in the production of a solid composite by a single-stage Umspritzungsprozess an insert. An assembly of individual components is eliminated. The time required for the production is much lower compared to the previous production. The thermoplastically processable fully fluorinated plastic material used for the examples furthermore has an even lower cold flow than modified PTFE.
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