DE102013112426B4 - Verfahren zum Herstellen eines hohlförmigen Spritzgussteils aus einem thermoplastischen Kunststoff - Google Patents

Verfahren zum Herstellen eines hohlförmigen Spritzgussteils aus einem thermoplastischen Kunststoff Download PDF

Info

Publication number
DE102013112426B4
DE102013112426B4 DE102013112426.7A DE102013112426A DE102013112426B4 DE 102013112426 B4 DE102013112426 B4 DE 102013112426B4 DE 102013112426 A DE102013112426 A DE 102013112426A DE 102013112426 B4 DE102013112426 B4 DE 102013112426B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
core
molded part
injection
temperature
injection molded
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102013112426.7A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102013112426A1 (de
Inventor
Michael Dehling
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gerresheimer Regensburg GmbH
Original Assignee
Gerresheimer Regensburg GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gerresheimer Regensburg GmbH filed Critical Gerresheimer Regensburg GmbH
Priority to DE102013112426.7A priority Critical patent/DE102013112426B4/de
Publication of DE102013112426A1 publication Critical patent/DE102013112426A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102013112426B4 publication Critical patent/DE102013112426B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/72—Heating or cooling
    • B29C45/73—Heating or cooling of the mould
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/72—Heating or cooling
    • B29C45/73—Heating or cooling of the mould
    • B29C2045/7393—Heating or cooling of the mould alternately heating and cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/44—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with means for, or specially constructed to facilitate, the removal of articles, e.g. of undercut articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/0025—Preventing defects on the moulded article, e.g. weld lines, shrinkage marks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2995/00—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
    • B29K2995/0037—Other properties
    • B29K2995/0049—Heat shrinkable
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2022/00—Hollow articles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Verfahren zum Herstellen eines hohlförmigen Spritzgussteils (1) aus einem thermoplastischen Kunststoff mit folgenden Schritten,
a) Bereitstellen eines aus einer als Werkzeugmatrize ausgebildeten Kavität und einem darin anordenbaren als Werkzeugpatrize ausgebildeten Kern (2) bestehenden Spritzgusswerkzeugs,
b) Anordnen des auf eine Temperatur TK temperierten Kerns (2) in der Kavität unter Bereitstellung eines Füllraums (7) für den thermoplastischen Kunststoff,
c) Einbringen des thermoplastischen Kunststoffs in den Füllraum (7), wobei der thermoplastische Kunststoff eine Temperatur oberhalb seiner Verfestigungstemperatur Tv aufweist,
d) Abkühlen des thermoplastischen Kunststoffes auf unterhalb seiner Verfestigungstemperatur Tv gegebenenfalls unter Aufrechterhaltung eines Nachdrucks des thermoplastischen Kunststoffes,
e) Lösen und Entfernen der Werkzeugmatrize von dem thermoplastischen Kunststoff, wobei dieser gegebenenfalls weiter abgekühlt wird, sofern er noch nicht die Temperatur TK des Kerns (2) erreicht hat,
f) Entfernen des aus dem abgekühlten thermoplastischen Kunststoff hergestellten hohlförmigen Spritzgussteils (1) von dem Kern (2) des Spritzgusswerkzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass das Spritzgussteil (1) und der Kern (2) unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, wobei zwischen den Schritten e) und f) die Temperatur TK des Kerns (2) des Spritzgusswerkzeugs und/oder des Spritzgussteils (1) um eine Temperaturdifferenz ΔT erhöht wird, wodurch sich der Kern (2) und/oder das Spritzgussteil (1) unter Bildung eines Spaltes zwischen dem Kern (2) und dem Spritzgussteil (1) ausdehnen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines hohlförmigen Spritzgussteils aus einem thermoplastischen Kunststoff nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Ferner betrifft die Erfindung ein hohlförmiges Spritzgussteil aus einem thermoplastischen Kunststoff.
  • Solche Verfahren sind bereits in vielfältiger Art und Weise bekannt. Insbesondere werden diese zum Herstellen von hohlförmigen Spritzgussteilen aus einem thermoplastischen Kunststoff verwendet, die später in Dosiersystemen in Form von Spritzen, Containern- oder Pumpensystemen Anwendung finden. Die Spritzgussteile werden dabei in der Regel mithilfe eines Spritzgusswerkzeuges hergestellt, das im Wesentlichen aus einer Kavität besteht, in welche ein Kern hineinfährt. Dabei ist zwischen Kern und Kavität ein Füllraum bereit gestellt, in dem thermoplastischer Kunststoff in flüssiger Form eingespritzt wird, wobei der Füllraum im Wesentlichen bereits die Form des herzustellenden hohlförmigen Spritzgussteils aufweist.
  • Nach einem Erkalten und somit Verfestigen des flüssigen thermoplastischen Kunststoffes muss das fertige Spritzgussteil nunmehr von dem Spritzgusswerkzeug gelöst werden. In der Regel ist die Kavität des Spritzgusswerkzeuges aus zwei oder mehr Teilen hergestellt, sodass diese Teile in einfacher Art und Weise von dem Spritzgussteil durch ein Entnehmen entfernt werden können. Hierbei ist es auch für mögliche spätere Anwendungen des Spritzgussteils in Dosiersystemen unerheblich, ob die Außenwandung des Spritzgussteils beim Entnehmen der Kavität beschädigt wird. Schwieriger gestaltet sich das Entformen des fertigen Spritzgussteils von dem Kern. Während des Abkühlens verfestigt sich der thermoplastische Kunststoff und schrumpft somit auch auf den Kern des Spritzgusswerkzeuges auf. Infolge dieses Aufschrumpfens ist es nicht in einfacher Weise möglich, das fertige Spritzgussteil von dem Kern des Spritzgusswerkzeuges abzuziehen, ohne die Innenflächen des hergestellten Spritzgussteils zu beschädigen. Solche Beschädigungen genügen allerdings nicht den aktuellen Marktanforderungen hinsichtlich der Dosiergenauigkeit oder Kraftkonstanz, wenn diese Spritzgussteile in Dosiersystemen, beispielsweise in Spritzen- und Pumpensystemen bei medizinischen Anwendungen eingesetzt werden.
  • Es sind bereits einige Verfahren und Vorrichtungen bekannt, um solche Beschädigungen zu reduzieren. So ist es beispielsweise aus der JP 2790894 B2 bereits bekannt, den Kern des Spritzgusswerkzeuges in Art einer Torsionsfeder auszubilden, die um einen Dorn gespannt ist. Nach dem Spritzgießvorgang fährt der Dorn aus der Torsionsfeder, wobei sich die Feder entspannt und hierdurch deren Innendurchmesser verkleinert, wobei sie sich von dem hergestellten Spritzgussteil löst.
  • In ähnlicher Weise wird ein als Dorn ausgebildeter Kern der DE 3741631 A1 mittels Wasserdruck aufgeblasen und durch Ablassen des Wassers entspannt. Somit soll eine beschädigungsfreie Entformung des Spritzgussteiles vom Kern durch die Verringerung des Innendrucks des Dorns ermöglicht werden.
  • Allerdings werden bei der Entformung des Spritzgussteils dieser beiden Druckschriften die Innenwände des hohlförmigen Spritzgussteils immer noch mechanisch belastet, sodass eine Beschädigung der Innenwände nicht ausgeschlossen werden kann. Solche Beschädigungen sind für die Dosiergenauigkeit und Kraftkonstanz bei einer Dosierung in Dosiersystemen, welche solche Spritzgussteile aufweisen, äußerst nachteilig. Insbesondere bei medizinischen Anwendungen können solche Ungenauigkeiten zu schwerwiegenden Folgen für den Patienten führen, die nicht hinnehmbar sind. Deshalb müssen solche Spritzgussteile mit beschädigten Innenwänden als Ausschuss angesehen werden, da sie für die vorgesehene Anwendung nicht verwendet werden können.
  • Ferner ist es auch bekannt, den Kern des Spritzgusswerkzeuges mit einer Entformungsschräge auszubilden, sodass bei einem mechanischen Abformen des fertigen Spritzgussteils vom Kern sich die gesamte Innenfläche schlagartig vom Kern löst. Durch dieses schlagartige Lösen soll vermieden werden, das Verletzungen der Innenflächen des hohlförmigen Spritzgussteils auftreten. Eine derartige Vorrichtung beziehungsweise ein derartiges Verfahren zum Herstellen von Spritzgussteilen ist beispielsweise in der WO 2012/009653 A1 beschrieben.
  • Auch die US 6,634,410 B1 weist einen Kern mit einer solchen Entformungsschräge auf. Bei diesem Stand der Technik wird versucht, eine Verletzung beziehungsweise Beschädigung der Innenflächen des Spritzgussteils dadurch zu vermeiden, dass der Kern des Spritzgusswerkzeuges, der eine Entformungsschräge aufweist, mit einem elastischen Kunststoff umspritzt wird. Die durch diesen elastischen Kunststoff gebildete Hülle besitzt an ihrer Außenseite keine Entformungsschräge mehr. Der Kern mit dieser Hülle wird nun dazu verwendet, das Spritzgussteil in einem Spritzgusswerkzeug herzustellen. Die Hülle wird nach dem Spritzgussvorgang mittels Vakuum und Druckluft vom Spritzgussteil entfernt. Dieses Verfahren ist allerdings technisch sehr aufwendig und daher nicht überall wirtschaftlich sinnvoll einsetzbar.
  • Als Stand der Technik ist auch die US 5 376 317 A bekannt. In dieser Druckschrift wird ein Präzisions-Spritzgussverfahren offenbart, welches die Werkzeugoberflächenreplikation durch das Spritzgussteil verbessern soll. Insbesondere soll die Mikroreplikation feinster Oberflächendetails und Konturen maximiert werden. Die entsprechend hergestellten Spritzgussteile sind beispielsweise optische Linsen, optische oder holographische Disks, reflektive oder transmissive Optiken, Präzisionsspiegel aus Kunststoff und refraktive optische Elemente. Die Werkzeughälften des Spritzgusswerkzeugs werden vor der Injektion des Kunststoffs auf eine Temperatur gebracht, welche größer als die Verfestigungstemperatur des jeweiligen Kunststoffs ist. Nach der Injektion des Materials in die Kavität werden die Werkzeughälften gekühlt, wodurch das Spritzgussteil erstarrt. Zu Beginn des nächsten Produktionszyklus werden die Werkzeughälften wieder erhitzt.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines hohlförmigen Spritzgussteils aus einem thermoplastischen Kunststoff bereitzustellen, mit dem ein hohlförmiges Spritzgussteil ohne eine Beschädigung seiner Innenflächen hergestellt werden kann. Ferner soll ein entsprechendes hohlförmiges Spritzgussteil bereitgestellt werden.
  • Verfahrensmäßig gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit allen Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines hohlförmigen Spritzgussteils aus einem thermoplastischen Kunststoff weist dabei folgende Schritte auf:
    1. a) Bereitstellen eines aus einer als Werkzeugmatrize ausgebildeten Kavität und einem darin anordenbaren als Werkzeugpatrize ausgebildeten Kern bestehenden Spritzgusswerkzeugs,
    2. b) Anordnen des auf eine Temperatur TK temperierten Kerns in der Kavität unter Bereitstellung eines Füllraums für den thermoplastischen Kunststoff,
    3. c) Einbringen des thermoplastischen Kunststoffs in den Füllraum, wobei der thermoplastische Kunststoff eine Temperatur oberhalb seiner Verfestigungstemperatur Tv aufweist,
    4. d) Abkühlen des thermoplastischen Kunststoffes auf unterhalb seiner Verfestigungstemperatur Tv gegebenenfalls unter einem Aufrechterhalten eines Nachdrucks des thermoplastischen Kunststoffes,
    5. e) Lösen und Entfernen der Werkzeugmatrize von dem thermoplastischen Kunststoff, wobei dieser gegebenenfalls weiter abgekühlt wird, sofern er noch nicht die Temperatur TK des Kerns erreicht hat,
    6. f) Entfernen des aus dem abgekühlten thermoplastischen Kunststoff hergestellten hohlförmigen Spritzgussteils von dem Kern des Spritzgusswerkzeuges
    wobei das Spritzgussteil und der Kern unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, wobei zwischen den Schritten e) und f) die Temperatur TK des Kerns des Spritzgusswerkzeugs und/oder die Temperatur TK des Spritzgussteils um eine Temperaturdifferenz ΔT erhöht wird, wodurch sich der Kern und/oder das Spritzgussteil unter Bildung eines Spaltes zwischen dem Kern und dem Spritzgussteil ausdehnen.
  • Dadurch, dass eine Abänderung der Temperatur TK des Kerns des Spritzgusswerkzeuges und/oder die Temperatur TK des Spritzgussteils um eine Temperaturdifferenz ΔT erfolgt, dehnen sich der Kern des Spritzgusswerkzeuges und das hergestellte hohlförmige bereits unter die Glasübergangstemperatur TG abgekühlte Spritzgussteil aufgrund ihres unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten bei dieser thermischen Belastung in unterschiedlicher Art und Weise unter Bildung eines Spaltes zwischen dem Kern des Spritzgusswerkzeuges und dem hohlförmigen Spritzgussteil aus. Durch diese unterschiedliche thermische Ausdehnung des aus dem thermoplastischen Kunststoff hergestellten Spritzgussteils und des Kerns des Spritzgusswerkzeuges ist es nun in einfacher Weise möglich, das so hergestellte Spritzgussteil und den Kern voneinander zu trennen, da Sie keinen Kontakt mehr miteinander haben. Dabei treten nunmehr keinerlei mechanische Belastungen beziehungsweise Spannungen auf dem Spritzgussteil und dem Kern auf, sodass eine Beschädigung der Innenflächen des hohlförmigen Spritzgussteils vermieden ist. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es in einfacher Weise möglich, ausschussfrei hohlförmige Spritzgussteile aus thermoplastischen Kunststoffen herzustellen, die an ihren Innenflächen keinerlei Beschädigungen aufweisen, die ihre Ursache beim mechanischen Lösen des Spritzgussteils von dem Kern des Spritzgusswerkzeuges haben. Durch die Abänderung der Temperatur des Kerns des Spritzgusswerkzeuges und/oder die Temperatur TK des Spritzgussteils um eine Temperaturdifferenz ΔT ist eine schadensfreie Entformung des Spritzgussteils möglich. Dabei kann der Kern des Spritzgussteils sowohl mit als auch ohne Entformungsschräge ausgebildet sein, wobei der Kern in einfacher Weise einstückig ausgebildet sein kann, und in seiner Form, mit Ausnahme seiner thermischen Ausdehnung, während einer Temperaturänderung, unveränderlich ausgebildet ist.
  • Nach einem erfindungsgemäßen Gedanken der Erfindung wird dabei der Kern des Spritzgusswerkzeuges um eine Temperaturdifferenz ΔT erhöht.. Mit der Temperaturerhöhung kann eine größere Ausdehnung sowohl des Kerns des Spritzgusswerkzeuges als auch des Spritzgussteils als bei einer Abkühlung erzielt werden. Dabei dehnt sich das Spritzgussteil aufgrund des höheren thermischen Ausdehnungskoeffizienten des thermoplastischen Kunststoffes gegenüber dem vorzugsweise aus Metall gebildeten Kern weiter aus. Somit ist die Entnahme des fertigen Spritzgussteils von dem Kern des Spritzgusswerkzeuges deutlich erleichtert. Allerdings ist eine ausreichende Formänderung von Spritzgussteil und Kern in Form eines Schrumpfens auch bei einer Abkühlung des Kerns des Spritzgusswerkzeuges um eine Temperaturdifferenz ΔT gegeben, die ausreicht, das so hergestellte Spritzgussteil ohne eine Beschädigung seiner Innenflächen vom Kern des Spritzgusswerkzeuges zu lösen, da auch dabei sich zwischen Kern und Spritzgussteil ein entsprechender Spalt bildet.
  • Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Temperierung des Kerns induktiv, elektrisch oder mittels Wasserdampf erfolgt. Eine solche Temperierung des Kerns ist in einfacher Weise mit den zuvor beschriebenen Mitteln möglich, da der Kern in der Regel sowieso auf einer Temperatur TK gehalten wird, wobei entsprechende Einrichtungen zur Temperierung des Kerns bereits vorhanden sind. Das erfindungsgemäße Verfahren kann somit auch bereits mit Vorrichtungen, die aus dem Stand der Technik bekannt sind, durchgeführt werden. Es sind keine zusätzlichen vorrichtungsmäßigen Aufwendungen notwendig. Lediglich hinsichtlich des Betriebs der Vorrichtung muss das Verfahren entsprechend angepasst beziehungsweise nachgerüstet werden.
  • Nach einem besonders vorteilhaften Gedanken der Erfindung liegt die Temperatur TK des Kerns des Spritzgusswerkzeuges zwischen 290 K und 390 K und die Temperaturdifferenz ΔT zwischen 20 K und 70 K, vorzugsweise zwischen 40 K und 50 K. Es hat sich gezeigt, dass bei diesen Temperaturbedingungen eine Entformung des Spritzgussteils von dem Kern des Spritzgusswerkzeuges in ausreichendem Maße für die thermoplastischen Kunststoffe erfolgt, sodass hiermit sehr zufriedenstellende Ergebnisse erzielt werden können.
  • Dabei hat es sich als sinnvoll erwiesen, die Abänderung der Temperatur des Kerns um die entsprechende Temperaturdifferenz ΔT über einen Zeitraum von 1 - 30 Sekunden, vorzugsweise von 2 - 5 Sekunden erfolgen zu lassen. In dieser Zeit erfolgt die Entformung des Spritzgussteils vom Kern des Spritzgusswerkzeuges unter Bildung eines Spaltes in erforderlichem Ausmaß, wobei die Taktung zur Herstellung von vielen Spritzgussteilen wirtschaftlich sinnvoll ausgestaltet ist und die Innenflächen der so hergestellten Spritzgussteile unbeschädigt bleiben.
  • Nach einem anderen Gedanken der Erfindung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, als thermoplastischen Kunststoff zyklisches Olefin-Copolymer - ein zyklisches Olefin-Polymer, Polypropylen oder Polyester oder Copolyester, zu verwenden. Diese thermoplastischen Kunststoffe weisen für die entsprechenden Temperaturbereiche und -bedingungen, die im erfindungsgemäßen Verfahren Anwendung finden, besonders gute Eigenschaften auf, sodass die Herstellung von Spritzgussteilen besonders gut mit diesen thermoplastischen Kunststoffen durchgeführt werden können. Zudem sind solche Kunststoffe bereits in den entsprechenden Anwendungen zur Dosierung - insbesondere auch in medizinischen Anwendungen - in vielfacher Weise erprobt, sodass auch diesbezüglich keine Schwierigkeiten zu erwarten sind.
  • Das Entfernen des aus dem abgekühlten thermoplastischen Kunststoff hergestellten hohlförmigen Spritzgussteils von dem Kern des Spritzgusswerkzeuges erfolgt entweder durch ein Abstreifen des Spritzgussteils vom Kern oder durch ein Zurückziehen des Kerns aus dem Spritzgussteil.
  • Eine nicht beanspruchte Vorrichtung zum Herstellen eines hohlförmigen Spritzgussteils aus einem thermoplastischen Kunststoff mit einem erfindungsgemäßen Verfahren, weist dabei ein aus einer als Werkzeugmatrize ausgebildeten Kavität und einem darin anordenbaren als Werkzeugpatrize ausgebildeten Kern bestehendes Spritzwerkzeug auf, wobei der Kern und/oder das Spritzgussteil mittels einer Temperiereinrichtung temperierbar ist. Die Temperiereinrichtung kann vorliegend zum Heizen und/oder zum Kühlen des Kerns und/ oder des Spritzgussteils, hier insbesondere durch Temperieren mittels Strahlungswärme oder Heißluft, ausgebildet sein. Dabei kann sowohl bei dem erfindungsgemäßen Verfahren als auch bei der Vorrichtung unter in der Kavität anordenbaren Kern zum einen verstanden werden, dass der Kern in die Kavität eingefahren wird. Zum anderen ist es allerdings auch denkbar, dass die Kavität in Form der Werkzeugmatrize an den feststehenden Kern herangefahren wird. Obwohl das erfindungsgemäße Verfahren auch bei Vorrichtungen, welche aus dem Stand der Technik bekannt sind und eine Entformungsschräge aufweisen, eingesetzt werden kann, weist die nicht beanspruchte Vorrichtung einen entformungsschrägenfrei ausgebildeten Kern auf. Durch eine solche Vorrichtung ist es ermöglicht, hohlförmige Spritzgussteile herzustellen, die einen konstanten Innendurchmesser aufweisen. Hierdurch ist es in besonders einfacher Weise möglich, die für viele Anwendungen notwendige Dosiergenauigkeit und/oder Kraftkonstanz bei der Dosierung zu gewährleisten, da bei den Berechnungen der Dosiergenauigkeit und Kraftkonstanz keine Entformungsschrägen berücksichtigt werden müssen, die sich im Stand der Technik von dem Kern des Spritzgusswerkzeuges auf das Spritzgussteil übertragen.
  • Abschließend sollen auch noch Spritzgussteile geschützt sein, die nach dem zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt sind.
  • Es zeigen:
    • 1: ein mögliches Ausführungsbeispiel einer nicht beanspruchten Vorrichtung, nach dem Einbringen des thermoplastischen Kunststoffes in ein Spritzgusswerkzeug und dem Entfernen der Kavität des Spritzgusswerkzeuges,
    • 2: das Ausführungsbeispiel gemäß der 1 zum Beginn einer Aufheizphase des Kerns des Spritzgusswerkzeuges um eine Temperaturdifferenz ΔT,
    • 3: das Ausführungsbeispiel gemäß 1 nach Abschluss der Aufheizphase des Kerns um eine Temperaturdifferenz ΔT,
    • 4: das Ausführungsbeispiel gemäß 1 vor dem Entfernen des Spritzgussteils vom Kern und
    • 5: ein Flussdiagramm hinsichtlich eines möglichen Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • In den 1 bis 4 werden verschiedene Phasen eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Vorrichtung dargestellt. In 5 ist eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Flussdiagramm dargestellt.
  • Das in den Figuren dargstellte erfindungsgemäße Verfahren startet damit, dass ein Spritzgusswerkzeug bereitgestellt wird, welches aus einer Kavität und einem darin einfahrbaren Kern 2 besteht. Der Kern 2 wird sodann derart in die Kavität des Spritzgusswerkzeuges eingefahren, dass dabei ein Füllraum 7 für den einzuspritzenden thermoplastischen Kunststoff, aus denen das Spritzgussteil 1 hergestellt wird, bereitgestellt wird.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird als thermoplastischer Kunststoff ein zyklisches Olefin-Copolymer verwendet, das mit einer Temperatur von 498 K in das Spritzgusswerkzeug eingespritzt wird, wobei der Kern 2 auf eine Temperatur von 328 K temperiert ist. Zur Temperierung des Kerns 2 wird dabei eine nur in den 2 und 3 dargestellte Temperiereinrichtung 6 verwendet.
  • Nachdem der thermoplastische Kunststoff in den Füllraum 7 des Spritzgusswerkzeuges eingebracht ist, erfolgt ein Abkühlen des thermoplastischen Kunststoffes auf unterhalb seiner Verfestigungstemperatur Tv. Dieses Abkühlen des thermoplastischen Kunststoffes kann gegebenenfalls unter einem Aufrechterhalten eines Nachdrucks des thermoplastischen Kunststoffes erfolgen. Das Abkühlen des thermoplastischen Kunststoffes von der Temperatur von 498 K auf unterhalb der Verfestigungstemperatur Tv erfolgt dabei in einem Zeitraum von bis zu 30 Sekunden.
  • Bei diesem Abkühlen schrumpft das durch den thermoplastischen Kunststoff gebildete Spritzgussteil 1, welches sich in dem Füllraum 7 des Spritzgusswerkzeuges gebildet hat, auf den Kern 2 des Spritzgusswerkzeuges auf. Nachdem der thermoplastische Kunststoff während des Abkühlens eine Temperatur von unterhalb seiner Verfestigungstemperatur Tv erreicht hat, erfolgt ein Lösen und Entfernen der Kavität des Spritzgusswerkzeuges von dem thermoplastischen Kunststoff, wobei dieser gegebenenfalls weiter abgekühlt wird, sofern er noch nicht die Temperatur TK des Kerns 2 erreicht hat. Das aus dem thermoplastischen Kunststoff gebildete Spritzgussteil 1 kühlt dabei gegebenenfalls weiter ab, wobei ein noch festeres Aufschrumpfen auf den Kern 2 des Spritzgusswerkzeuges erfolgt.
  • Um das Spritzgussteil 1 nunmehr vom Kern 2 des Spritzgusswerkzeuges lösen zu können, startet nun die Erhöhung der Temperatur des Kerns 2 mithilfe der Temperiereinrichtung 6, wie dies beispielsweise in 2 dargestellt ist. Das Aufheizen des Kerns 2 mittels der Temperiereinrichtung 6 erfolgt dabei vorzugsweise induktiv. Hierdurch ist es nicht notwendig, die Temperiereinrichtung 6 mit dem Kern 2 mittels elektrischer Leitungen miteinander zu verbinden.
  • Nachdem die Erhöhung der Temperatur des Kerns 2 um die Temperaturdifferenz ΔT abgeschlossen ist, hat sich zwischen dem Spritzgussteil 1 und dem Kern 2 ein Spalt 5 gebildet, wie dies beispielsweise in der 3 dargestellt ist, oder aber sitzt das Spritzgussteil 1 spannungsreduziert beziehungsweise spannungsfrei auf dem Kern. Da nunmehr zwischen Spritzgussteil 1 und Kern 2 kein Kontakt mehr besteht, kann das Spritzgussteil 1 in einfacher Weise von dem Kern 2 gelöst werden. Dazu kann zum einen das Spritzgussteil 1 in Richtung 3 vom Kern 2 des Spritzgussteils abgestreift werden. Zum anderen kann der Kern 2 aus dem Spritzgussteil 1 in Richtung 4 herausgezogen werden.
  • Nachdem das Spritzgussteil 1 vom Kern 2 entfernt wurde liegt das Spritzgussteil 1 nunmehr in einer Form vor, in der durch das spezielle Herstellungsverfahren die Innenwände des Spritzgussteils 1 unbeschädigt sind, und somit sehr genaue Dosierapplikationen mit derart hergestellten Spritzgussteilen 1 realisiert werden können.
  • In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß der 1 bis 4 weist der Kern 2 keine Entformungsschräge auf, sodass mittels dieser Vorrichtung Spritzgussteile 1 hergestellt werden können, die über ihre gesamte Längserstreckung den gleichen Innenquerschnitt aufweisen. Hierdurch ist es ermöglicht, eine hohe Dosiergenauigkeit und Kraftkonstanz bei der Dosierung, insbesondere bei medizinischen Applikationen, zu gewährleisten. Dabei kann die Steuerung relativ einfach gehalten werden, weil bei der Berechnung der Kraftkonstanz beziehungsweise Dosierung keine Änderungen im Querschnitt des Spritzgussteil 1 über seine Längserstreckung berücksichtigt werden müssen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Spritzgussteil
    2
    Kern
    3
    Richtung
    4
    Richtung
    5
    Spalt
    6
    Temperiereinrichtung
    7
    Füllraum
    TK
    Temperatur
    TV
    Verfestigungstemperatur
    ΔT
    Temperaturdifferenz

Claims (7)

  1. Verfahren zum Herstellen eines hohlförmigen Spritzgussteils (1) aus einem thermoplastischen Kunststoff mit folgenden Schritten, a) Bereitstellen eines aus einer als Werkzeugmatrize ausgebildeten Kavität und einem darin anordenbaren als Werkzeugpatrize ausgebildeten Kern (2) bestehenden Spritzgusswerkzeugs, b) Anordnen des auf eine Temperatur TK temperierten Kerns (2) in der Kavität unter Bereitstellung eines Füllraums (7) für den thermoplastischen Kunststoff, c) Einbringen des thermoplastischen Kunststoffs in den Füllraum (7), wobei der thermoplastische Kunststoff eine Temperatur oberhalb seiner Verfestigungstemperatur Tv aufweist, d) Abkühlen des thermoplastischen Kunststoffes auf unterhalb seiner Verfestigungstemperatur Tv gegebenenfalls unter Aufrechterhaltung eines Nachdrucks des thermoplastischen Kunststoffes, e) Lösen und Entfernen der Werkzeugmatrize von dem thermoplastischen Kunststoff, wobei dieser gegebenenfalls weiter abgekühlt wird, sofern er noch nicht die Temperatur TK des Kerns (2) erreicht hat, f) Entfernen des aus dem abgekühlten thermoplastischen Kunststoff hergestellten hohlförmigen Spritzgussteils (1) von dem Kern (2) des Spritzgusswerkzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass das Spritzgussteil (1) und der Kern (2) unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, wobei zwischen den Schritten e) und f) die Temperatur TK des Kerns (2) des Spritzgusswerkzeugs und/oder des Spritzgussteils (1) um eine Temperaturdifferenz ΔT erhöht wird, wodurch sich der Kern (2) und/oder das Spritzgussteil (1) unter Bildung eines Spaltes zwischen dem Kern (2) und dem Spritzgussteil (1) ausdehnen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperierung des Kerns (2) induktiv, elektrisch oder mittels fluidischer oder gasförmiger Temperiermedien, beispielsweise Wasserdampf erfolgt
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur TK des Kerns (2) des Spritzgusswerkzeugs zwischen 290 K und 390 K liegt und die Temperaturdifferenz ΔT zwischen 20 K und 70 K, vorzugsweise zwischen 40 K und 50 K liegt.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abänderung der Temperatur des Kerns (2) um eine Temperaturdifferenz ΔT über einen Zeitraum von 1 bis 30 Sekunden, vorzugsweise 2 bis 5 Sekunden erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als thermoplastischer Kunststoff ein zyklisches Olefin-Copolymer, ein zyklisches Olefin-Polymer, Polypropylen oder Polyester oder Copolyester verwendet wird.
  6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Entfernen des aus dem abgekühlten thermoplastischen Kunststoff hergestellten hohlförmigen Spritzgussteils von dem Kern (2) des Spritzgusswerkzeugs durch Abstreifen des Spritzgussteils vom Kern (2) in eine Richtung (3) oder durch ein Zurückziehen des Kerns (2) aus dem Spritzgussteil in eine Richtung (4) erfolgt.
  7. Hohlförmiges Spritzgussteil (1) hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6.
DE102013112426.7A 2013-11-12 2013-11-12 Verfahren zum Herstellen eines hohlförmigen Spritzgussteils aus einem thermoplastischen Kunststoff Active DE102013112426B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013112426.7A DE102013112426B4 (de) 2013-11-12 2013-11-12 Verfahren zum Herstellen eines hohlförmigen Spritzgussteils aus einem thermoplastischen Kunststoff

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013112426.7A DE102013112426B4 (de) 2013-11-12 2013-11-12 Verfahren zum Herstellen eines hohlförmigen Spritzgussteils aus einem thermoplastischen Kunststoff

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102013112426A1 DE102013112426A1 (de) 2015-05-13
DE102013112426B4 true DE102013112426B4 (de) 2018-08-23

Family

ID=52990832

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102013112426.7A Active DE102013112426B4 (de) 2013-11-12 2013-11-12 Verfahren zum Herstellen eines hohlförmigen Spritzgussteils aus einem thermoplastischen Kunststoff

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102013112426B4 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113631346B (zh) 2020-03-05 2023-04-07 谷歌有限责任公司 零或低拔模角注射模制方法和系统

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3741631A1 (de) 1987-12-04 1989-06-15 Hms Antriebssysteme Gmbh Verfahren zur entformung von rohrfoermigen hohlkoerpern
DE69003375T2 (de) 1989-12-06 1994-02-03 Snecma Formkern.
US5376317A (en) 1992-12-08 1994-12-27 Galic Maus Ventures Precision surface-replicating thermoplastic injection molding method and apparatus, using a heating phase and a cooling phase in each molding cycle
JPH0884773A (ja) 1994-09-14 1996-04-02 Taisei Kako Kk 非晶性樹脂製の抜き勾配を有しない注射筒及びその射出成形方法
JP2790894B2 (ja) 1990-04-03 1998-08-27 日本プラスト株式会社 中空品の成形方法と中空品の成形用の中子
US6634410B1 (en) 2001-08-28 2003-10-21 John H. Wilson Mold apparatus and method
DE102005037116B3 (de) 2005-08-03 2007-01-18 Kunststoff-Prof. Ehrenstein GbR (vertretungsberechtigter Gesellschafter: Prof. Dr.-Ing. Dr.h.c. Gottfried W. Ehrenstein, 90427 Nürnberg) Verfahren zur Herstellung eines Formteils, insbesondere Spritzgießverfahren
DE60212706T2 (de) 2001-12-17 2007-06-28 Essilor International (Compagnie Generale D'optique) Werkzeugblockhälfte für das spritzgiessen eines thermoplastischen optischen elements und eine solche blockhälfte umfassendes werkzeug
DE69838178T2 (de) 1997-04-16 2008-04-17 Husky Injection Molding Systems Ltd., Bolton Verfahren und gerät zur patiellen kristallisierung amorpher kunststoffgegenstände
DE102007012485A1 (de) 2007-03-15 2008-09-18 Isk Gmbh Verfahren zum Temperieren von Werkzeugen
DE102008062433B3 (de) 2008-12-17 2010-05-06 Werkzeugbau Siegfried Hofmann Gmbh Verfahren zur zyklusabhängigen Temperierung eines Spritzgieß- oder Thermoformwerkzeuges
WO2012009653A1 (en) 2010-07-16 2012-01-19 Cv Holdings, Llc Injection molding process and product produced using the same

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3741631A1 (de) 1987-12-04 1989-06-15 Hms Antriebssysteme Gmbh Verfahren zur entformung von rohrfoermigen hohlkoerpern
DE69003375T2 (de) 1989-12-06 1994-02-03 Snecma Formkern.
JP2790894B2 (ja) 1990-04-03 1998-08-27 日本プラスト株式会社 中空品の成形方法と中空品の成形用の中子
US5376317A (en) 1992-12-08 1994-12-27 Galic Maus Ventures Precision surface-replicating thermoplastic injection molding method and apparatus, using a heating phase and a cooling phase in each molding cycle
JPH0884773A (ja) 1994-09-14 1996-04-02 Taisei Kako Kk 非晶性樹脂製の抜き勾配を有しない注射筒及びその射出成形方法
DE69838178T2 (de) 1997-04-16 2008-04-17 Husky Injection Molding Systems Ltd., Bolton Verfahren und gerät zur patiellen kristallisierung amorpher kunststoffgegenstände
US6634410B1 (en) 2001-08-28 2003-10-21 John H. Wilson Mold apparatus and method
DE60212706T2 (de) 2001-12-17 2007-06-28 Essilor International (Compagnie Generale D'optique) Werkzeugblockhälfte für das spritzgiessen eines thermoplastischen optischen elements und eine solche blockhälfte umfassendes werkzeug
DE102005037116B3 (de) 2005-08-03 2007-01-18 Kunststoff-Prof. Ehrenstein GbR (vertretungsberechtigter Gesellschafter: Prof. Dr.-Ing. Dr.h.c. Gottfried W. Ehrenstein, 90427 Nürnberg) Verfahren zur Herstellung eines Formteils, insbesondere Spritzgießverfahren
DE102007012485A1 (de) 2007-03-15 2008-09-18 Isk Gmbh Verfahren zum Temperieren von Werkzeugen
DE102008062433B3 (de) 2008-12-17 2010-05-06 Werkzeugbau Siegfried Hofmann Gmbh Verfahren zur zyklusabhängigen Temperierung eines Spritzgieß- oder Thermoformwerkzeuges
WO2012009653A1 (en) 2010-07-16 2012-01-19 Cv Holdings, Llc Injection molding process and product produced using the same

Also Published As

Publication number Publication date
DE102013112426A1 (de) 2015-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2431539B2 (de) Verbundhohlkörper aus Kunststoff
DE102008034153C5 (de) Verfahren zur Herstellung optischer Linsen
DE112005003548T5 (de) Verfahren zum Herstellen eines Formteils mit eingebettetem Element
DE102015012324B4 (de) Formwerkzeug
DE102012004613A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer optimierten Bodenkontur von Preformen
DE202007018847U1 (de) Vorrichtung zum Herstellen dickwandiger optischer Kunststoff-Formteile und dickwandiges optisches Kunststoff-Formteil
EP2006063B1 (de) Vorrichtung zur Herstellung einer Lippenstiftmine mit zwei Komponenten
DE102013112426B4 (de) Verfahren zum Herstellen eines hohlförmigen Spritzgussteils aus einem thermoplastischen Kunststoff
DE102014011135A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Dekorteils
DE102014012416B3 (de) WERKZEUG ZUM SPITZGIEßEN VON BAUTEILEN UND HERSTELLVERFAHREN FÜR SPRITZGIEßTEILE
AT507444A1 (de) Verfahren zur herstellung eines kunststoffteils
DE102017124150A1 (de) Druckgussform zum Gießen von Zylinderkurbelgehäusen oder Kurbelgehäuseunterteilen
DE102015209789A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Beeinflussung eines Zusammentreffens von mindestens zwei Kunststoffschmelzen während einer Herstellung eines Formkörpers in einem Spritzgießverfahren
EP3041651A1 (de) Werkzeug zum spritzgiessen von kunststoffteilen
EP2853372B1 (de) Spritzgusswerkzeug sowie Verfahren zur Herstellung eines hohlen Kunststoffformteils mittels Schirmanguss
AT503681A2 (de) Vorrichtung zur herstellung von formteilen mit mikrostrukturierter oberfläche
DE4119582C2 (de) Spritzgießwerkzeug zur Herstellung von Formkörpern, insbesondere von Radialwälzlagerkäfigen, aus Kunststoff
DE102012103720B4 (de) Verfahren und Vorrichtung für ein Mikrospritzgusswerkzeug
EP2706271A1 (de) Faltenbalg und Verfahren zur Herstellung eines Faltenbalges
DE102018121835A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines hohlförmigen Spritzgussteils
DE102012100172B4 (de) Gussform und Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffrohrs oder -rohrstücks mit abzweigendem Rohrabschnitt
DE102014205442A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Temperieren des Halsabschlussbereichs gegossener Vorformlinge
WO2017012701A1 (de) Angussbuchse
DE2619066A1 (de) Spreizkern fuer ein formwerkzeug
DE102016214589B4 (de) SPRITZGIEßMASCHINE ZUM HERSTELLEN EINER VIELZAHL UNTERSCHIEDLICHER SPRITZGUSSTEILE

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final