DE102011002083A1

DE102011002083A1 - Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffurformwerkzeuges sowie Kunststoffurformwerkzeug

Info

Publication number: DE102011002083A1
Application number: DE201110002083
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Kunststoff Inst fur Mittelstaendische Wirtschaft Nrw Kimw Nrw GmbH GmbH; Kunststoff-Institut fur Mittelstandische Wirtschaft Nrw (kimw Nrw Gmbh) GmbH
Current assignee: KUNSTSTOFF-INSTITUT FUER DIE MITTELSTAENDISCHE, DE
Priority date: 2011-04-15
Filing date: 2011-04-15
Publication date: 2012-10-18

Abstract

Zum Herstellen eines mit wenigstens einem elektrischen Funktionsteil F₁, F₂ ausgerüsteten Kunststoffurformwerkzeuges 1 werden zum Zwecke der Ausbildung des wenigstens einen Funktionsteils F₁, F₂ folgende Schritte durchgeführt:
– Beschichten der Oberfläche des Werkzeuges mit einem einem nachfolgenden Beschichtungsprozess standhaltenden Überzug,
– Abtragen des Überzuges in denjenigen Bereichen der Werkzeugoberfläche, an denen das Funktionsteil ausgebildet werden soll, bis das Material des Werkzeuges freigelegt ist,
– Beschichten der freigelegten Werkzeugoberfläche zum Ausbilden wenigstens einer ein Funktionsteil bildenden metallischen Schicht im Wege eines oder mehrerer PVD-Beschichtungsprozesse und
– Entfernen des Überzuges.
Beschrieben ist des Weiteren ein Kunststoffurformwerkzeug 1, ausgerüstet mit wenigstens einem elektrischen Funktionsteil F₁, F₂. Das wenigstens eine elektrische Funktionsteil ist eine im Wege eines oder mehrerer PVD-Beschichtungsschritte auf einen Bereich der Oberfläche des Werkzeuges aufgebrachte metallische Schicht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines mit wenigstens einem elektrischen Funktionsteil ausgerüsteten Kunststoffurformwerkzeuges.
Kunststoffurformwerkzeuge verfügen über eine Kavität, die sogenannte Formkavität, in die der plastifizierte Werkstoff eingebracht wird, um in der Formkavität in Kontakt mit den die Kavität einfassenden Wandungen des Werkzeuges stehend, abzukühlen, zumindest solange bis dieser formstabil ist. Ein solches Werkzeug ist aus mehreren gegeneinander bewegbaren Werkzeugteilen zusammengesetzt, damit nach Öffnen des Werkzeuges das in der Kavität erhärtete Kunststoffteil entformt, also aus der Formkavität herausgenommen werden kann. Die die Formkavität einfassenden Oberflächen des Kunststoffurformwerkzeuges bilden die Kontaktflächen, die durch die in die Kavität eingebrachte plastifizierte Kunststoffmasse abgeformt werden. Diese Oberflächen weisen hinsichtlich ihrer Gestaltung eine der Oberflächenbeschaffenheit des herzustellenden Kunststoffteils entsprechende Oberfläche auf. Soll ein Kunststoffteil mit einer glatten, glänzenden Oberfläche hergestellt werden, sind die diesbezüglichen Oberflächenbereiche der Kontaktflächen entsprechend glatt. Entsprechendes gilt für strukturierte oder gemusterte Oberflächen.
Die Qualität des mit einem solchen Kunststoffurformwerkzeug hergestellten Gegenstandes vor allem hinsichtlich der Abformgenauigkeit der Kontaktflächen ist unter anderem abhängig von der Temperaturführung des Werkzeuges bzw. der darin eingebrachten plastifizierten Kunststoffmasse während des Abkühl- bzw. Erstarrungsvorganges. Um eine aktive Temperaturführung vornehmen zu können, sind die Werkzeuge typischerweise gekühlt. Zu diesem Zweck sind die Werkzeuge an einen Kühlmittelkreislauf angeschlossen. Bekannt ist des Weiteren, für die Zwecke des Vorheizens des Werkzeuges und auch zur Temperaturführung das Werkzeug zu erwärmen, auch lokal zu erwärmen, mithin dieses in einigen Bereichen anders zu temperieren als in anderen. Zum lokalen Erwärmen eines solchen Kunststoffurformwerkzeuges ist vorgeschlagen worden, in dieses Widerstandsheizelemente zu integrieren. Diese sind als Einsätze konzipiert, die von der Rückseite des Werkzeuges in entsprechende Heizelementnester eingesetzt sind, die sich wiederum bis in die Nähe der Kontaktfläche erstrecken. In gleicher Weise können derartige Werkzeuge mit Temperatursensoren ausgerüstet sein, um die Temperatur im Bereich der Kontaktfläche zu erfassen. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung vorbekannter Kunststoffurformwerkzeuge verfügen diese über in die Formkavität hineinragende stiftartige Temperatur- und/oder Druckmesssensoren. Zwar kann auf diese Weise unmittelbar die Temperatur der Kunststoffmasse und der in der Formkavität herrschende Druck erfasst werden. Derartige Sensoren können jedoch nur an solchen Stellen des Kunststoffformteils angeordnet werden, an denen diese in dem abgeformten Kunststoffteil nicht oder zumindest nicht nachteilig in Erscheinung treten. Daher können derartige Sensoren nur beschränkt eingesetzt werden.
Kunststoffurformwerkzeuge müssen mitunter beträchtlichen Innendrücken standhalten und daher entsprechend stabil ausgelegt sein. Das Einbringen von elektrischen Funktionsteilnestern, etwa zum Einsetzen von Widerstandsheizelementen und/oder Sensoren schwächt prinzipiell das Werkzeug an diesen Stellen. Diesem kann durch größere Wandstärken begegnet werden. Bei der Konzeption eines solchen Kunststoffurformwerkzeuges ist bei einem Einbringen derartiger Funktionsteilnester die Anordnung derselben abzustimmen mit dem Verlauf der für die notwendige Werkzeugkühlung in das Werkzeug eingebrachten Kühlmittelkanäle. Aus diesem Grunde können bei einem solchen Werkzeug an einer Position eines solchen von der Rückseite her zugänglichen Funktionsteilnestes keine Kühlmittelkanäle vorhanden sein. Dies bedeutet, dass an derjenigen Stelle, an der unter der Kontaktfläche ein Funktionsteilnest angeordnet ist, der Abstand zum nächstliegenden Kühlmittelkanal zumeist größer ist als in anderen Kontaktoberflächenbereichen, mithin dieser Kontaktoberflächenbereich ein anderes Abkühlverhalten zeigen kann. Zwar ist mit einem solchen in das Kunststoffurformwerkzeug eingesetzten Heizelement ein lokales Erwärmen eines Bereiches der die Kavität bildenden Kontaktfläche möglich, jedoch sind an die Schärfe einer randlichen Begrenzung des erwärmten Oberflächenbereiches Grenzen gesetzt.
Vor dem vorstehend aufgezeigten Hintergrund liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffurformwerkzeuges sowie ein Kunststoffurformwerkzeug vorzuschlagen, ohne die Beeinträchtigung von Funktionsteilnestern bei Beibehalten der Funktionalität hinnehmen zu müssen.
Gelöst wird die verfahrensbezogene Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren, bei dem zum Zwecke der Ausbildung des wenigstens einen Funktionsteils das Verfahren mit folgenden Schritten durchgeführt wird:

– Beschichten der Oberfläche des Werkzeuges mit einem einem nachfolgenden Beschichtungsprozess standhaltenden Überzug,
– Abtragen des Überzuges in denjenigen Bereichen der Werkzeugoberfläche, an denen das Funktionsteil ausgebildet werden soll, bis das Material des Werkzeuges freigelegt ist,
– Beschichten der freigelegten Werkzeugoberfläche zum Ausbilden wenigstens einer ein Funktionsteil bildenden metallischen Schicht im Wege eines oder mehrerer PVD-Beschichtungsprozesse und
– Entfernen des Überzuges.

Die vorrichtungsbezogene Aufgabe wird durch ein Kunststoffurformwerkzeug gelöst, bei dem das wenigstens eine elektrische Funktionsteil eine im Wege eines oder mehrerer PVD-Beschichtungsschritte auf einen Bereich der Oberfläche des Werkzeuges aufgebrachte metallische Schicht ist.
Bei diesem Verfahren – gleiches gilt auch für das Kunststoffurformwerkzeug – befinden sich das oder die Funktionsteile auf bzw. an einer Werkzeugoberfläche. Typischerweise handelt es sich bei dieser Oberfläche um die die Kavität einfassenden Kontaktfläche bzw. Abschnitte davon. Das oder die Funktionsteile sind durch einen physikalischen, vakuumbasierten Gasabscheidungsprozess – einem sogenannten Physical-Vapour-Deposition-Prozess (PVD-Prozess) auf die Oberfläche aufgebracht. Dabei macht man sich zunutze, dass mit einem derartigen Beschichtungsprozess metallische Schichten auf der Werkzeugoberfläche ausgebildet werden können, wobei sich eine Vielzahl von Metallen und Halbmetallen dazu eignen. Daher lassen sich durch einen solchen Prozess beispielsweise elektrische Leiter, Elektroden, Dünnschichtsensoren, wie beispielsweise Druck- oder Temperatursensoren, oder auch elektrische Widerstandsleiter als Heizelemente ausbilden. Zum Definieren der zu beschichtenden Oberflächenbereiche des Werkzeuges wird der diesbezüglich relevante Oberflächenabschnitt des Werkzeuges, zumindest soweit dem PVD-Prozess ausgesetzt, oder auch das gesamte Werkzeug mit einem Überzug versehen. Dieser ist resistent gegenüber dem vorgenannten Beschichtungsprozess, verbleibt mithin während des Beschichtungsprozesses auf der Oberfläche des Werkzeuges. In denjenigen Oberflächenbereichen des Werkzeuges, an denen die eine oder die mehreren metallischen Schichten aufgebracht werden sollen, wird vor dem Beschichtungsprozess der Überzug allerdings entfernt, bis das Material des Werkzeuges freigelegt ist. Sodann bildet der auf dem Werkzeug verbliebene Überzug eine Maske, damit sich an denjenigen Stellen die metallische Schicht in Kontakt mit der Oberfläche des Werkzeuges ausbildet, an denen der Überzug entfernt worden ist. Anschließend wird der PVD-Beschichtungsprozess durchgeführt, der wiederum ein- oder mehrstufig ausgelegt sein kann, um ein oder mehrere auch materialunterschiedliche, vor allem auch übereinander liegende Schichten zu erstellen. Dabei versteht es sich, dass nach einem ersten PVD-Beschichtungsprozess zum Ausbilden einer auch teilweise unterschiedlichen Maskierung für einen nachfolgenden PVD-Beschichtungsprozess ein solcher auch auf andere, zuvor nicht beschichtete Oberflächenbereiche aufgebracht werden kann, wobei anschließend die in dem weiteren PVD-Beschichtungsprozess zu beschichtenden Oberflächenbereiche der Werkzeugoberfläche freigelegt werden.
Von Vorteil bei einem solchen PVD-Beschichtungsprozess ist, dass die metallischen Schichten in einer sehr geringen Stärke aufgebracht werden. Verbunden sein kann dieses auch mit einer besonderen Einstellung der Oberflächenbeschaffenheit.
Ein derartiges Maskieren durch Applizieren eines Überzuges und anschließendes PVD-Beschichten freigelegter Bereiche lässt sich besonders gut an dreidimensionalen Körpern, wie diese für Werkzeugoberflächen von Kunststoffurformwerkzeugen typisch sind, einsetzen. Somit lassen sich elektrische Funktionsteile im Unterschied zum Stand der Technik quasi beliebiger, der Werkzeugoberfläche folgender Geometrie herstellen.
Das Abtragen des Überzuges wird vorzugsweise mittels eines oder mehrer Laser durchgeführt. Mittels eines solchen Laserabtrages kann nicht nur der Überzug mit einer exakten, scharfen Begrenzung zum Freilegen der zu beschichtenden Bereiche abgetragen werden. Vielmehr wird man diesen Abtragungsprozess durchführen, um hiermit auch die zu beschichtende Oberfläche durch den Vorgang des Laserns vorzubehandeln, insbesondere zu reinigen. Gleichfalls ist es möglich, wenn gewünscht, dem oder den freigelegten Bereichen eine gewisse Strukturierung (Topographie) zukommen zu lassen, um hierdurch beispielsweise der aufzutragenden metallischen Schicht eine größere Anbindungsfläche zur Verfügung zu stellen. Das Abtragen des Überzuges und das Freilegen der zu beschichtenden Oberflächenbereiche kann auch derart durchgeführt werden, dass durch den Abtragungsprozess in die Oberfläche des Werkzeuges eine Vertiefung eingebracht wird. Damit ist es möglich, die metallische Schicht vertieft oder auch bündig mit den angrenzenden Oberflächenbereichen des Werkzeuges anordnen zu können.
Dass zum Ausbilden der metallischen Schicht als elektrisches Funktionsteil ein PVD-Beschichtungsverfahren eingesetzt wird, hat zudem den Vorteil, dass der zum Ausbilden der Maskierung eingesetzte Überzug auf der Werkzeugoberfläche nur mit relativ geringer Bindungskraft anhaften und vor allem keinen nasschemischen Beanspruchungen, wie dieses bei einem Galvanisieren der Fall ist, standhalten muss. Die Bindung braucht lediglich so stark sein, dass dieser bei dem Beschichtungsverfahren, bei dem das Werkzeug für die Zwecke des PVD-Beschichtungsverfahrens in eine Vakuumkammer eingelegt wird, auf der Oberfläche verbleibt und nicht abgesaugt wird. Diesem Zweck genügt beispielsweise ein auf der Werkzeugoberfläche anhaftendes Harz oder Harzgemisch, mithin ein Material, welches ohne weiteres in einem Waschprozess, ohne Verwendung aggressiver Mittel und mitunter auch ohne Verwendung eines Verdünnungsmittels abgewaschen werden kann. Der Überzug ist vorzugsweise wasserlöslich. Schließlich weisen die nach dem Beschichtungsprozess von dem Überzug zu befreienden Oberflächenbereiche des Werkzeuges typischerweise vor dem Ausrüsten desselben mit dem oder den elektrischen Funktionsteilen bereits ihre endgültige Ausgestaltung auf, sind mithin beispielsweise bereits hochglanzpoliert. Der Überzug muss ferner temperaturbeständig sein, um den bei dem Beschichtungsprozess auftretenden Temperaturen standzuhalten. Geeignet ist für die Zwecke des Ausbildens des Überzuges ein durch ein Verdünnungsmittel in flüssig applizierbaren Zustand gehaltenes graphithaltiges Harz oder Harzgemisch. Dabei wird bei diesem Konzept ausgenutzt, dass nach Applizieren dieses durch das Verdünnungsmittel zunächst in flüssiger Form gehaltenen Überzuges das Verdünnungsmittel verdampft und sodann das Harz bzw. Harzgemisch an der Oberfläche des Werkzeuges anhaftet. Das Applizieren in flüssiger Form erlaubt ein sehr gleichmäßiges Beschichten der Werkzeugoberfläche, beispielsweise mittels eines Sprühprozesses.
Die Struktur einer solchen durch den PVD-Prozess gebildeten metallischen Schicht begünstigt das Entfernen des Überzuges mittels eines Waschprozesses. Bei dem Vorgang des Abscheidens des Metalls auf der Werkzeugoberfläche bildet sich dieses als dendritisches Gemenge aus mit der Folge, dass es sich bei dieser Schicht letztendlich nicht um eine durchgängige, undurchlässige Schicht handelt. Vielmehr wird bei diesem Verfahren der verbliebene Porenraum genutzt, damit die Waschflüssigkeit an den Überzug gelangen kann. Dieses und die typischerweise sehr geringe Schichtdicke des metallischen Überzuges gewährleisten, dass eine sehr exakte, sich scharf abbildende Randausgestaltung der beschichteten Oberflächenbereiche gegenüber den angrenzenden, nicht beschichteten Oberflächenbereichen des Werkzeuges ausbildet.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. 1a–1e zeigen in einer Abfolge schematisiert anhand eines im Schnitt dargestellten Kunststoffurformwerkzeugteils 1 ein Verfahren zum Ausrüsten desselben mit einem oder mit mehreren elektrischen Funktionsteilen, und zwar an seiner die Abformfläche bildenden Kontaktfläche. Ausgangspunkt bei dem nachfolgend beschriebenen Verfahren ist ein Kunststoffurformwerkzeug 1, wie dieses in 1a gezeigt ist. Das Werkzeug 1 bildet zusammen mit einem oder mehreren, in den Figuren nicht dargestellten Werkzeugteilen eine Formkavität 2. Mithin bilden die zur Formkavität 2 weisenden Oberflächenabschnitte des Werkzeuges 1 die Kontaktflächen, an denen in die Formkavität 2 eingebrachte plastifizierte Kunststoffmasse abgeformt wird. In 1a sind die Kontaktflächen des Werkzeuges 1 mit dem Bezugszeichen 3 gekennzeichnet. In das Werkzeug 1 sind Kühlmittelkanäle 4 eingebracht. Die Kühlmittelkanäle 4 sind Teil eines Kühlmittelkreislaufes, an den das Werkzeug 1, wenn in Betrieb, angeschlossen ist. Die Kühlmittelkanäle befinden sind mit Abstand zur Kontaktfläche 3. Das Werkzeug 1 des dargestellten Ausführungsbeispiels ist aus einem typischen Werkzeugstahl hergestellt. Die Kontaktfläche 3 ist zum Ausbilden einer Hochglanzoberfläche des an diese abzuformenden Kunststoffteils ausgebildet.
Zum Ausrüsten des Werkzeuges 1 mit elektrischen Funktionsteilen, wird das Werkzeug 1 in einem ersten Schritt an seiner die Kontaktfläche 3 aufweisenden Seite mit einem Überzug 5 versehen. Ein vollständiges Überziehen des Werkzeuges 1 mit dem Überzug 5 ist nicht erforderlich, da für die nachfolgenden Vorgang des PVD-Beschichtens Masken eingesetzt werden, damit nur die den Überzug aufweisende Seite des Werkzeuges 1 dem eigentlichen Beschichtungsprozess unterworfen ist. Bei dem in dem dargestellten Ausführungsbeispiel gezeigten Überzug 5 handelt es sich um ein graphithaltiges Harzgemisch. Dieses ist unter Verwendung eines Verdünnungsmittels in flüssiger Form, beispielsweise durch einen Sprühvorgang auf das Werkzeug 1 aufgebracht worden. Nach Verdampfen des Verdünnungsmittels bleibt der Überzug 5 zurück, der mittels seiner Harzbestandteile an der Oberfläche des Werkzeugs 1 anhaftet. Der Überzug 5 ist graphithaltig, um den Temperaturbeanspruchungen standzuhalten. 1b zeigt das Werkzeug 1 mit dem vorbeschriebenen Überzug 5.
In einem nachfolgenden Schritt wird durch Lasern der Überzug 5 in denjenigen Bereichen des Werkzeuges 1 entfernt, in denen ein elektrisches Funktionsteil ausgebildet werden soll. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sollen zwei elektrische Funktionsteile im Bereich der Kontaktfläche 3 ausgebildet werden. Der Prozess zum Abtragen des Überzuges 5 in diesen Bereichen wird durch Lasern dergestalt durchgeführt, dass durch den Laserprozess nicht nur der Überzug 5 entfernt, sondern zugleich in die Kontaktfläche 3 jeweils eine Vertiefung 6 (siehe 1c – nicht maßstabsgerecht) eingebracht wird. Die Tiefe der Vertiefungen 6 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht der Schichtdicke der als Funktionsteil auszubildenden metallischen Schicht.
Im Wege eines PVD-Beschichtungsprozesses, wobei es sich versteht, dass je nach Anforderung einer der unter dieser Gruppe der Beschichtungsprozesse möglichen Beschichtungsprozess eingesetzt wird, wird an den zuvor freigelegten Oberflächenbereichen die zum Ausbilden jeweils eines Funktionsbauteils notwendige metallische Schicht abgelagert. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Beschichtungsprozess im Wege einer Kathodenzerstäubung durchgeführt. Das Ergebnis des Beschichtungsprozesses ist schematisiert in 1d gezeigt. Die Beschichtung lagert sich, was für die Ausbildung der elektrischen Funktionsteile wesentlich ist, in den durch die Vertiefungen 6 freigelegten Bereichen der Kontaktfläche 3 des Werkzeuges 1 ab. Durch entsprechende Steuerung des Beschichtungsprozesses lässt sich die Schichtdicke einstellen. Vor dem Hintergrund, dass bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein bündiger Übergang von der in die Vertiefungen 6 eingebrachten metallischen Beschichtung in die benachbarten Oberflächenbereiche der Kontaktfläche 3 gewünscht ist, sind die Tiefe der Vertiefungen 6 und die Stärke der durch den Beschichtungsprozess aufzubauenden metallischen Beschichtung aufeinander abgestimmt. Der Beschichtungsprozess ist durchgeführt worden, damit sich in den Vertiefungen 6 eine metallische Schicht, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als elektrischer Widerstandsleiter ausgebildet ist, ausbildet, deren Schichtstärke der Höhe der Vertiefung 6 entspricht. Folglich grenzen diese in 1e als F₁ und F₂ bezeichneten elektrischen Funktionsteile bündig an die benachbarten Abschnitte der Kontaktfläche 3 des Kunststoffurformwerkzeuges 1.
In einem sich an den PVD-Beschichtungsprozess anschließenden Waschprozess wird der am Werkzeug 1 anhaftende Überzug 5 von dem Werkzeug 1 entfernt. Abgewaschen wird der Harzgemischüberzug 5 mit Wasser, dem gegebenenfalls ein Verdünnungsmittel beigemischt sein kann.
Von besonderem Vorteil des beschriebenen Verfahrens ist, dass die aufzutragenden Schichtdicken sehr gering sein, beispielsweise 2 bis 5 μm oder auch im Nanometerbereich liegen können. Es versteht sich, dass dann auch die zum bündigen Anschließen einer solchen metallischen Schicht an die benachbarten Oberflächen einer Kontaktfläche bereits bei geringstem Materialabtrag zum Ausbilden einer Vertiefung, wie vorbeschrieben, möglich ist. Die geringe Schichtdicke der metallischen Schichten macht sich auch ohne Vorsehen einer Vertiefung makroskopisch auf der diese Kontaktfläche abformenden Kunststoffoberfläche nicht oder so gut wie nicht bemerkbar. Bemerkenswert ist dennoch, dass diese zum Abformen vorgesehene Oberfläche des Werkzeuges 1 – die Kontaktflächen 3 – mit elektrischen Funktionsteilen, hier elektrischen Widerstandsheizleitern zum lokalen Erwärmen des an diese grenzenden Kunststoffe gestattet.
Aus den schematisierten Schnittdarstellungen des Werkzeuges 1 wird zudem deutlich, dass das Anordnen der elektrischen Funktionsteile unabhängig von dem Verlauf und der Anordnung von unterhalb der Kontaktfläche 3 befindliche Kühlmittelkanäle 4 vorgenommen werden kann. Daher sind bei Anwendung dieses Verfahrens in Bezug auf die Auslegung eines solchen Kunststoffurformwerkzeuges größere Gestaltungsfreiheiten gegeben sind.
Die elektrischen Anschlüsse können durch entsprechende Ausbildung elektrischer Leiter aus der Formkavität herausgeführt sein, sodass ein Anschließen derselben außerhalb des Werkzeuges möglich ist.
Um leitende Materialien voneinander zu trennen, können diese durch nicht leitende Materialien, die in gleicher Weise aufgetragen werden, voneinander getrennt sein.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben worden. Ohne den Umfang der geltenden Ansprüche zu verlassen, ergeben sich für einen Fachmann zahlreiche weitere Ausgestaltungen, die Erfindung verwirklichen zu können. Auch diese Ausgestaltungen zählen zum Offenbarungsgehalt dieser Beschreibungen, ohne dass diese explizit im Einzelnen beschrieben werden müssten.
Bezugszeichenliste

1: Kunststoffurformwerkzeug
2: Formkavität
3: Kontaktfläche
4: Kühlmittelkanal
5: Überzug
6: Vertiefung
F₁, F₂: Funktionsteil

Claims

Verfahren zum Herstellen eines mit wenigstens einem elektrischen Funktionsteil (F₁, F₂) ausgerüsteten Kunststoffurformwerkzeuges (1), dadurch gekennzeichnet, dass zum Zwecke der Ausbildung des wenigstens einen Funktionsteils (F₁, F₂) das Verfahren mit folgenden Schritten durchgeführt wird: – Beschichten der Oberfläche (3) des Werkzeuges (1) mit einem einem nachfolgenden Beschichtungsprozess standhaltenden Überzug (5), – Abtragen des Überzuges (5) in denjenigen Bereichen der Werkzeugoberfläche (1), an denen das Funktionsteil (F₁, F₂) ausgebildet werden soll, bis das Material des Werkzeuges (1) freigelegt ist, – Beschichten der freigelegten Werkzeugoberfläche zum Ausbilden wenigstens einer ein Funktionsteil (F₁, F₂) bildenden metallischen Schicht im Wege eines oder mehrerer PVD-Beschichtungsprozesse und – Entfernen des Überzuges (5).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtragen des Überzuges (5) zum Freilegen der Funktionsteilbereiche durch Lasern erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Vorgang des Lasers Material von der Werkzeugoberfläche (3) abgetragen wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Freilasern durchgeführt wird, damit in die Oberfläche (3) des Werkzeugs (1) eine Vertiefung (6) zur Aufnahme der das Funktionsteil (F₁, F₂) bildenden metallischen Schicht eingebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (3) des Werkzeuges (1) mit einem durch ein Verdünnungsmittel in flüssig applizierbaren Zustand gehaltenen, graphithaltigen Harz oder Harzgemisch beschichtet wird, aus welcher Beschichtung das Verdünnungsmittel verdampft, damit das Harz oder Harzgemisch an der Werkzeugoberfläche (3) anhaftet und dieses den Überzug (5) bildet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem oder den PVD-Beschichtungsprozessen der Überzug (5) durch einen Waschprozess entfernt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch die PVD-Beschichtung als elektrische Funktionsteile (F₁, F₂) Elektroden, Dünnschichtsensoren und/oder Widerstandsheizleiter ausgebildet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine elektrische Funktionsteil (F₁, F₂) an einem die Formkavität (2) bildenden Oberflächenbereich (3) des Werkzeuges (1) erstellt wird.
Kunststoffurformwerkzeug, ausgerüstet mit wenigstens einem elektrischen Funktionsteil (F₁, F₂), dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine elektrische Funktionsteil (F₁, F₂) eine im Wege eines oder mehrerer PVD-Beschichtungsschritte auf einen Bereich der Oberfläche (3) des Werkzeuges (1) aufgebrachte metallische Schicht ist.
Kunststoffurformwerkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Schicht als Funktionsteil (F₁, F₂) in einer Vertiefung (6) der Werkzeugoberfläche (3) angeordnet ist.
Kunststoffurformwerkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Schicht bündig an die benachbarten Oberflächenbereiche (3) des Werkzeuges (1) grenzt.
Kunststoffurformwerkzeug nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Schicht zumindest zwei Lagen unterschiedlicher metallischer Zusammensetzungen umfasst.