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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffspritzgussteils mit einem Extruder, über den eine Formmasse auf einem Formwerkzeug mit zumindest einer Kavität zugeführt wird, wobei Verstärkungsadditive während des Plastifiziervorganges oder nach dem Plastifiziervorgang der Formmasse zugeführt werden. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Kunststoffspritzgussteil aus einer Formmasse mit Verstärkungsadditiven, die mit der plastifizierten Formmasse in die Kavität eingebracht worden sind.
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Kunststoffspritzguss ist ein übliches Verfahren, um Werkstücke auch komplexer Struktur in hoher Stückzahl günstig herstellen zu können. Dazu wird eine Formmasse durch einen oder mehrere Extruder, der oder die gegebenenfalls beheizt sein kann/können, in einen plastifizierten Zustand gebracht. Wird das Formwerkzeug befüllt, wird in der Regel eine Extruderschnecke über einen Hydraulikkolben in Richtung auf das Formwerkzeug verfahren, so dass die plastifizierte Formmasse unter hohem Druck in die Kavität, die die Form des zu fertigenden Werkstückes aufweist, eingebracht wird. Nach der Beendigung des Füllvorganges, gegebenenfalls nach einer Nachdrück- und Haltephase, kühlt die Formmasse in der Kavität ab, das Formwerkzeug wird geöffnet und das in der Regel fertige Werkstück wird der Form entnommen. Gegebenfalls wird der Anguss noch entfernt. Zur Steigerung der Festigkeit der Formmasse, die in der Regel aus einem thermoplastischen Kunststoff besteht, werden Füllstoffe der Formmasse beigemengt, beispielsweise Glasfasern, mineralische Komponenten oder dergleichen. Diese Füllstoffe werden üblicherweise dem Grundmaterial zugeführt, zu fertigen Compounds in Form vom Pellets geformt, dem Extruder zugeführt und darin plastifiziert. Die verarbeitende Industrie erhält somit ein fertig gemischtes Ausgangsmaterial oder Compound zur Verarbeitung. In diesem Compound sind die einzelnen Bestandteile, also Grundmaterial, evt. weitere Füllstoffe wie z. B. Haftvermittler und Füllstoffe, homogen verteilt.
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In einem alternativen Verfahren werden Glasfasern am Ende oder im Verlauf der der Extruderschnecke der Spritzgussmaschine zugeführt. Dadurch ist es möglich, die Länge und Menge der zugeführten Fasern einzustellen sowie eine Beschädigung der Fasern während des Plastifiziervorganges innerhalb der Schnecke zu vermeiden bzw. zu vermindern, da die Fasern nicht in der Extruderschnecke mechanisch verformt werden. Dadurch wird ein Festigkeitsverlust vermieden, und durch den Einsatz günstiger Grundmaterialien kann eine Kostenreduzierung erreicht werden.
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Airbaggehäuse werden häufig als Kunststoffspritzgussteile hergestellt. Insbesondere im Bereich des Befestigungsflansches oder bei der Anbindung des Gasgenerators treten hohe mechanische und thermische Belastungen auf. Dies führt dazu, dass vergleichsweise teure Komponenten bei der Fertigung von Airbaggehäusen eingesetzt werden müssen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und ein Kunststoffspritzgussteil bereitzustellen, das eine kostengünstige Fertigung von Bauteilen bei Beibehaltung oder Verbesserung der Stabilität und eventuelle Gewichtsreduzierung ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Hauptanspruches und ein Kunststoffspritzgussteil mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren offenbart.
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Das Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffspritzgussteils mit einem Extruder, über den eine Formmasse einem Formwerkzeug mit zumindest einer Kavität zugeführt wird, wobei Verstärkungsadditive während des Plastifiziervorganges oder nach dem Plastifiziervorgang der Formmasse zugeführt werden, sieht vor, dass die Art und/oder Menge der zugeführten Verstärkungsadditive während der Befüllung der Kavität mit der Formmasse verändert wird. Durch die Variation der Art der Verstärkungsadditive, der Menge der Verstärkungsadditive oder sowohl Art als auch Menge der zugeführten Verstärkungsadditive ist es möglich, eine gezielte partielle Verstärkung von Bereichen des Kunststoffspritzgussteils zu erreichen, so dass durch den gesteuert gewählten Zeitpunkt der Zuführung bzw. Variation der Zuführung der Verstärkungsadditive zu der bereits plastifizierten Formmasse die Verstärkungsadditive gezielt an den jeweiligen Ort oder Bereich des zu fertigenden Bauteils gebracht werden können. Dadurch ist es möglich, dass für die weniger belasteten Bereiche ein weniger belastbarer thermoplastischer Kunststoff als Formmasse eingesetzt werden kann oder dass gezielt weniger Verstärkungsadditive oder andere Verstärkungsadditive in den weniger belasteten Bereichen eingebracht werden müssen, was zu einer Verringerung der Herstellkosten führt, ohne dass die Verstärkungswirkung durch die Additive beeinträchtigt wird.
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Die Verstärkungsadditive können adaptiv oder profilgesteuert der Formmasse zugeführt werden. Eine adaptive Zufuhr der Verstärkungsadditive sieht Sensoren vor, die beispielsweise Druck, Temperatur oder Füllstände innerhalb der Kavität messen. Auch ist es möglich, dass über eine Zeitsteuerung oder eine Mengensteuerung eine Veränderung der Zufuhr und/oder Art der Verstärkungsadditive gesteuert wird. Alternativ dazu kann unabhängig von den tatsächlichen Zuständen innerhalb der Kavität eine profilgesteuerte Veränderung der Zufuhr der Verstärkungsadditive bewirkt werden, beispielsweise indem eine Kopplung der Zufuhr nur an den Verschiebeweg der Extruderschnecke erfolgt.
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Auch kann über eine Zeit-Weg-Steuerung der Formmassenzufuhr oder der Verlagerung der Extruderschnecke die Art und/oder Menge der zugeführten Verstärkungsadditive gesteuert verändert werden.
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Als Verstärkungsadditive können Fasern zugeführt werden, beispielsweise Basaltfasern, Carbonfasern, Glasfasern, Aramitfasern oder Naturfasern. Ebenso ist es möglich, dass die Verstärkungsadditive in Kugel- oder Pulverform der Formmasse zugeführt wird, wobei durch die Verstärkungsadditive eine Verbesserung der thermischen und/oder mechanischen Eigenschaften der Formmasse erreicht wird. Die Verstärkungsadditive sind vorteilhafterweise nicht thermoplastisch und schmelzen somit nicht bei der Zufuhr zu der plastifizierten Formmasse auf. Das nicht Aufschmelzen der Verstärkungsadditive ist auf die Temperaturen beschränkt, die üblicherweise bei dem Spritzgießen von Kunststoffen auftreten.
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Werden als Verstärkungsadditive Fasern eingesetzt, können deren Länge, die zugeführte Menge oder auch die Art der Faser während der Befüllung verändert werden. Ebenso ist es möglich, dass eine Kombination der Parameterveränderung vorgenommen wird, also dass sowohl die Länge als auch die Menge als auch die Art während der Befüllung adaptiv verändert werden. Die Fasern können in einem Mischkopf vor der Kavität auf die gewünschte Länge geschnitten und der Formmasse hinzugeführt werden, so dass es möglich ist, unmittelbar vor dem Eintritt in die Kavität die Formmasse so aufzubereiten, wie sie benötigt wird. Ebenso können die Fasern während des Transportes in dem Extruder durch Scherung berechen, so dass sich die Länge und ggf. Menge der Fasern sich in Abhängigkeit von der Drehzahl des Extruders einstellt. Dazu ist vorgesehen, dass die Fasern entlang der Schnecke dem Extruder zugeführt werden, beispielsweise durch eine oder mehrere Öffnungen in der Extruderwand, so dass die Fasern während des Plastifizierens des Werkstoffes in den Extruder durch die Schnecke hineingezogen werden und durch die austretenden Scherkräfte brechen. Wird an dem dem Anguss entfernten Ende der Kavität eine vergrößerte Menge an Verstärkungsadditiven gewünscht, werden die Verstärkungsadditive zu Beginn der Befüllung der Kavität in einer größeren Menge zugeführt. Ist eine Verstärkung im Bereich des Angusses gewünscht, wird gegen Ende des Einspritzvorganges eine vergrößerte Menge an Verstärkungsadditiven zugeführt, so dass in der Nähe des Angusses eine größere Menge davon als in der davor der Kavität zugeführten Formmasse vorliegt.
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Die Verstärkungsadditive können separat oder als Kunststoff-Verstärkungsadditiv-Mischung zugeführt werden, ebenso können weitere Komponenten zugeführt werden, beispielsweise Haftvermittler. Eine separate Zuführung bedeutet, dass ausschließlich das Verstärkungsadditiv bzw. die Verstärkungsadditive der bereits plastifizierten Formmasse zugeführt werden. Dies hat eine besonders hohe Präzision bei der Dosierung, Positionierung sowie einer hohen Flexibilität hinsichtlich der Auswahl der zugeführten Verstärkungsadditive zur Folge. Alternativ oder ergänzend kann das Verstärkungsadditiv oder können die Verstärkungsadditive als eine Kunststoff-Verstärkungsadditiv-Mischung zugeführt werden, beispielsweise wenn im Rahmen eines Zwei-Komponenten-Spritzgießverfahrens in einem Mischkopf plastifizierte Formmassen aus zwei Extrudern der Kavität zugeführt werden, wobei die Verstärkungsadditive bei der Kunststoff-Verstärkungsadditiv-Mischung entweder vor, Während oder nach dem Plastifiziervorgang der Formmasse zugeführt werden.
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Durch die Kunststoff-Verstärkungsadditiv-Mischung ist es möglich, eine weitere thermoplastische Komponente mit in die Formmasse und damit in die Kavität einzubringen, um bereichsweise gezielt eine Materialveränderung und damit eine höhere oder angepasste Belastbarkeit des Werkstückes zu erreichen.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Kavität an mehreren Stellen eine Formmasse zugeführt wird, so dass über mehrere Angüsse eine schnelle und vollständige Befüllung der Kavität erreicht werden kann. Dadurch ist es auch möglich, dass unterschiedliche Formmassen oder Formmassen mit unterschiedlichen Verstärkungsadditiv-Anteilen an unterschiedlichen Stellen und zu unterschiedlichen Zeitpunkten der Kavität zugeführt werden.
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Die Verstärkungsadditive können vor dem Eintritt der Formmasse in die Kavität zugeführt werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Kavität nur mit einer Art von Formmasse befüllt werden soll. Alternativ ist es vorgesehen, dass eine Vermischung innerhalb der Kavität vorgenommen wird, beispielsweise wenn über mehrere Angüsse einer Mehrkomponentenspritzgussmaschine einmal eine Formmasse ohne Verstärkungsadditive zugeführt wird und über eine oder mehrere andere Angüsse bereits mit Verstärkungsadditiven versehene Formmassen, die beispielsweise aus einem fertigen Compound oder durch eine Zufuhr der Verstärkungsadditive in einem Mischkopf erzeugt werden, in die Kavität eingespritzt werden, so dass das die verstärkte Formmasse in die laufende Fließfront des unverstärkten Grundmaterials eingespritzt. Hierdurch wird eine Vermischung des mit Additiven versehenen und nicht mit Additiven versehenen Formmassen innerhalb der Kavität des Formwerkzeuges in denjenigen Bereichen erreicht, in denen die mit Verstärkungsadditiven versehenen Formmassen eingespritzt werden.
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Die Verstärkungsadditive können an mehreren Stellen der Formmasse zugeführt werden, wodurch eine größere Variabilität sowohl hinsichtlich der Art der Verstärkungsadditive als auch der Beschaffenheit der jeweiligen Verstärkungsadditive erreicht werden kann. So ist es dadurch möglich, beispielsweise bei der Zufuhr von Fasern gleichen Typs, die Fasern mit unterschiedlichen Längen der Formmasse zuzuführen. Ebenso können Fasern aus unterschiedlichen Ausgangsmaterialien anforderungsentsprechend den Formmassen zugeführt werden. So ist es möglich, dass beispielsweise in einem ersten Bereich des Werkstückes Fasern eines bestimmten Typs und einer bestimmten Länge angeordnet werden, die in einem zweiten Bereich durch Fasern eines gleichen Typs mit abweichender Länge ergänzt werden, während in einem dritten Bereich zwei Fasern gleicher oder unterschiedlicher Länge und Menge unterschiedlicher Art vorgesehen sind, wodurch eine Verstärkung in dem gewünschten Bereich in Abhängigkeit von den gewünschten Materialeigenschaften erreicht wird.
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Das Kunststoffspritgussteil aus einer Formmasse mit Verstärkungsadditiven, die mit der plastifizierten Formmasse in die Kavität eingebracht worden sind, sieht vor, dass die Verstärkungsadditive bereichsweise unterschiedlich verteilt in dem Kunststoffspritzgussteil angeordnet sind. Durch die unterschiedliche Verteilung der Verstärkungsadditive, beispielsweise der Fasern oder anderer Zuschlagsstoffe, kann eine Anpassung der Materialeigenschaften an die Belastungen erfolgen, ohne dass die Zykluszeiten des Kunststoffspritzgussteils verlängert werden.
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Es können mehrere unterschiedliche Verstärkungsadditive in dem Kunststoffspritzgussteil verteilt angeordnet sein, so dass bereichsweise unterschiedlich verschiedene Verstärkungsadditive belastungsentsprechend in dem Kunststoffspritzgussteil vorhanden sind.
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Die verschiedenen Verstärkungsadditive können in dem Kunststoffspritzgussteil in verschiedenen Bereichen verteilt angeordnet sein, so dass das jeweils optimale Verstärkungsadditiv in dem jeweils dafür vorgesehenen Bereich des Kunststoffspritgussteils angeordnet ist. Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Kunststoffspritzgussteil als ein Airbaggehäuse ausgebildet ist, in das ein Airbag hineingefaltet und ggf. ein Gasgenerator montiert werden kann.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Kunststoffspritzgussanlage;
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2a eine Draufsicht auf ein Airbaggehäuse;
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2b eine schematische Schnittansicht des Airbaggehäuses gemäß 2a;
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3a eine Variante der 2a; sowie
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3a eine Variante der 2b.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Kunststoffspritzgussanlage zum Herstellen eines Kunststoffspritzgussteils 10 mit einem Extruder 20, in dem zumindest eine Extruderschnecke 25 angeordnet ist. Über den Extruder 20 wird eine Formmasse 30, die im dargestellten Ausführungsbeispiel als Kunststoffgranulat in einem Massetrichter angeordnet ist, in Richtung auf ein Werkzeug 40 transportiert. Die sich innerhalb des Extruders 20 drehende Schnecke 25 fördert die Formmasse 30 aus dem Massetrichter durch die Schneckengänge zur Schneckenspitze in Richtung auf das Werkzeug 40. An dem Extruder 20 können Heizeinrichtungen angeordnet sein, um das Granulat zusammen der Reibung innerhalb des Extruders 20 zu plastifizieren. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Werkzeug 40 geschlossen und die Formmasse 30 wird aus einer Ausgangsdüse des Extruders 20 in einen Angusskanal 41 des Werkzeuges 40 und von dort in eine Kavität 45 gedrückt. Durch das Befüllen der Kavität 45 wird das Kunststoffspritzgussteil 10 ausgebildet, das nach dem Erkalten innerhalb des Werkzeuges 40 und nach dem Öffnen des Werkzeuges 40 entnommen werden kann.
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Zwischen dem Ausgang des Extruders 20, der sogenannten Düse, und dem eigentlichen Angusskanal 41 innerhalb des Werkzeuges 40, bzw. innerhalb eines Formwerkzeugteils des Werkzeugs 40, ist eine Mischeinrichtung in Gestalt eines Mischkopfes 44 angeordnet, in dem Verstärkungsadditive 50, 55 der bereits plastifizierten Formmasse 30 zugeführt werden. Ergänzend oder alternativ werden die Verstärkungsadditive 50, 55 und/oder andere Füllstoff, Haftvermittler oder dergleichen während des Plastifizierens an eine beliebigen Stelle entlag der Schnecke 25 zugegeben, wobei hierfür entsprechende Zugänge an dem Extruder 20 vorhanden sein müssen. Als Verstärkungsadditive können Fasern, Pulver, Granulate oder andere Zuschlagsstoffe der Formmasse 30 zugeführt werden, bevor sie die Kavität 45 innerhalb des Werkzeuges 40 erreicht. In dem Mischkopf 44 können nicht dargestellte Dosiereinrichtungen vorhanden sein, um die Menge der jeweils zugeführten Verstärkungsadditive 50, 55 einstellen zu können. Ebenso können bei der Verwendung von Fasern als Verstärkungsadditive 50, 55 Schneideinrichtungen für die Fasern vorgesehen sein, so dass innerhalb des Mischkopfes 44 eine Anpassung der Verstärkungsadditive 50, 55 an die jeweils Form oder Länge und auch des Mischungsverhältnisses mit der Formmasse 30 vorgenommen werden kann. So ist es möglich, unterschiedliche Faserlängen während des Einspritzvorganges bereitzustellen und unterschiedliche Mengen an unterschiedlich langen Fasern der plastifizierten Formmasse 30 zuzuführen.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind mehrere Verstärkungsadditive 50, 55 in Rollenform bereitgestellt, so dass unterschiedliche Verstärkungsadditive 50, 55 der Formmasse 30 zugeführt werden können. So kann beispielsweise zu einem bestimmten Zeitpunkt der Befüllung die Formmasse 30 mit einem ersten Verstärkungsadditiv 50 und zu einem zweiten Zeitpunkt mit einem zweiten Verstärkungsadditiv 55 versehen werden, ebenso ist es möglich, über den Einspritzzeitraum hinweg beide Verstärkungsadditive 50, 55 in unterschiedlichen Längen und/oder Beschaffenheiten der Formmasse 30 zuzuführen.
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Diejenige Mischung aus Formmasse 30 und Verstärkungsadditiv 50, 55 bzw. Verstärkungsadditiven, die zuerst die Kavität 45 erreicht, wird durch die nachfolgende Formmasse 30 in die Kavität 45 gedrückt und vor sich hergeschoben, so dass eine Verteilung der in der Kavität 45 befindlichen Formmasse 30 dahingehend angenommen werden kann, dass die zuerst in der Kavität 45 befindliche Formmasse 30 die entfernten Bereiche der Kavität 45 zuerst erreicht und dort verbleibt, während die zuletzt zugeführte Menge an Formmasse 30 im Bereich der Einmündung des Angusskanals 41 in die Kavität 45 verbleibt. Daraus ergibt sich, dass zur Beeinflussung der mechanischen und gegebenenfalls thermischen Stabilitäten des Kunststoffspritzgussteils 10 beispielsweise in den vom Anguss 41 entfernten Randbereichen der Kavität 45 die Verstärkungsadditive 50, 55 zu Beginn des Einspritzvorganges zugeführt werden. Sollte eine Verstärkung im Bereich des Angusskanals 41 erfolgen, werden Verstärkungsadditive 50, 55 eher zum Ende des Befüllungszeitraumes der plastifizierten Formmasse 30 zugeführt, so dass das zuletzt eingespritzte Gemisch aus Formmasse 30 und Verstärkungsadditiven 50, 55 im Bereich der Einmündung des Angusskanals 41 in der Kavität 45 verbleibt.
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In dem Werkzeug 40 im Bereich der Kavität 45 können Sensoren 60 angeordnet sein, so das der Befüllungsvorgang der Kavität 45 erfasst werden kann. Dadurch ist es möglich, eine adaptive Regelung der Art, Menge und Beschaffenheit der Verstärkungsadditive 50, 55 zu bewirken, so dass eine angepasste Einstellung der mechanischen Eigenschaften der Kunststoffspritzgussteile 10 erfolgen kann.
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Alternativ zu der adaptiven Steuerung kann über ein festgelegtes Zuführprofil die jeweils gewünschte Menge, der jeweils gewünschte Typ, die gewünschte Menge und die jeweils gewünschte Beschaffenheit des Verstärkungsadditives festgelegt und nach Beginn des Einspritzvorganges der plastifizierten Formmasse 30 zugeführt werden. Als Sensoren 60 können Temperatursensoren, Drucksensoren oder Kontaktsensoren eingesetzt werden.
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Neben einer separaten Zufuhr allein der Verstärkungsadditive 50, 55 können diese auch in dem Mischkopf 44 in bereits gemischter Form zugeführt werden. Dazu werden die Verstärkungsadditive 50, 55 in einer Kunststoffmatrix eingebettet der Formmasse 30 zugeführt, so dass es auch möglich ist, ein Mehrkomponenten-Spritzgießverfahren mit separat zugeführten Verstärkungsadditiven 50, 55 durchzuführen.
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In der 2a ist ein Kunststoffspritzgussteil 10 in Gestalt eines Airbaggehäuses in einer schematischen Draufsicht gezeigt. Das Airbaggehäuse sieht einen Hohlraum 15 und einen den Hohlraum 15 umgebenden Flansch 16 vor. Die Kontur des Flansches 16 ist im Wesentlichen rechteckig, wobei an den Schmalseiten Ausnehmungen zur Durchführung von Befestigungsschrauben vorgesehen sind. Die Schmalseiten des Flansches 16 sind mechanisch besonders belastet, so dass in dem Flanschbereich 12 ein erhöhter Anteil an Verstärkungsadditiven 50, beispielsweise Glasfasern, Basaltfasern oder Carbonfasern vorhanden sind. Im Bereich des Hohlraumes 15 sind die den Hohlraum 15 umgebenden Wandungen weniger stark mechanisch und thermisch belastet, so dass hier in einem zweiten Bereich 11 keine oder nur wenige Verstärkungsadditive vorhanden sind.
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In der 2b sind die jeweiligen Bereiche 11, 12 mit unterschiedlichen Anteilen von Verstärkungsadditiven zu erkennen, wobei die Übergänge zwischen den einzelnen Bereichen 11, 12 fließend sein können. Im Bereich des Angusses 41 befinden sich weniger Verstärkungsadditive als in dem Flanschbereich 12. Um ein solches Bauteil herzustellen, das nur über einen Anguss 41 verfügt, werden die Verstärkungsadditive 50, 55 zu Beginn des Einspritzvorganges der Formmasse 30 zugeführt, dann wird die Zufuhr der Verstärkungsadditive verringert oder eingestellt, so dass die später in die Kavität 45 eindringende Formmasse 30 keine Verstärkungsadditive 50, 55 mehr enthält. Auf diese Weise kann gezielt der mechanisch hoch belastete Randbereich 12 des Flansches 16 mit hochfesten Fasern versehen werden, während das übrige Bauteil lediglich mit der Grundmasse 30 befüllt wird. Dadurch ist es möglich, eine angepasste Festigkeit auch bei Kunststoffspritzgussteilen 10 zu erreichen, ohne dass das gesamte Bauteil mit dem teuren Gemisch aus Verstärkungsadditiven 50, 55 und der Formmasse 30 hergestellt werden muss.
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Die nachträgliche Einbringung der Verstärkungsadditive 50, 55 nach dem Plastifiziervorgang in dem Extruder 20 durch die Extruderschnecke 25 hat zum Vorteil, dass insbesondere bei einer Ausgestaltung der Verstärkungsadditive 50, 55 als Fasern diese mechanisch nicht beschädigt werden.
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Eine Variante der Erfindung ist in den 3a und 3b gezeigt, die ebenfalls ein Airbaggehäuse in Draufsicht und Seitenansicht zeigen. Auch hier sind unterschiedliche Bereiche 11, 12 des Kunststoffspritzgussteils mit unterschiedlichen Anteilen an Verstärkungsadditiven 50, 55 versehen. Anders als bei der Ausführungsform gemäß 2b ist in der 3b zu erkennen, dass unterschiedliche Formmassen an mehreren Stellung oder Angusskanälen 41, 42, 43 der Kavität zugeführt worden sind. Dadurch ist es möglich, beispielsweise mit nur einer Grundmasse, die aus einem oder mehreren Extrudern plastifizierte Kavität 45 zugeleitet werden, an mehreren Stellen die Kavität 45 zu befüllen, wobei beispielsweise in den Flanschbereichen 12 mit erhöhtem Verstärkungsadditivanteil der Mischkopf, der den Angusskanälen 42, 43 vorgelagert ist, entsprechend angesteuert wird, um die Verstärkungsadditive zuzuführen, während keine oder weniger Verstärkungsadditive beim Angusskanal 41 zugeführt werden. Die Vermischung der Formmassen mit den unterschiedlichen Anteilen an Verstärkungsadditiven erfolgt innerhalb der Kavität 45, wobei es neben dem Einsatz von einem einzigen Grundwerkstoff als Formmasse 30 es auch möglich und vorgesehen ist, dass unterschiedliche Ausgangsstoff als Formmasse 30 eingesetzt werden, so dass in einem Mehrkomponenten-Spritzgießverfahren mit mehreren Angusskanälen eine optimierte Bauteilgestaltung des Kunststoffspritzgussteils 10 erreicht wird. Es ist in einer Variante der Erfindung vorgesehen, dass aus einem einzigen Extruder die Formmasse zu verschiedenen Angussstellen gefördert wird, wobei vor jedem Anguss oder mehreren Angüsse ein Mischkopf angeordnet ist, um eine Anpassung der Formmasse durch separate Zufuhr von Verstärkungsadditiven zu erreichen.
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Vorteilhafterweise sind die Verstärkungsadditive 50, 55 nicht thermoplastisch. Neben der separaten Zumischung von Verstärkungsadditiven 50 in einem Mischkopf ist es auch möglich, dass bereits fertig verstärkte Materialien, die beispielsweise als fertiges Compound vorliegen und durch einen separaten Extruder plastifiziert werden, zusammen mit einer nicht mit Verstärkungsadditiven versehenen Formmasse in die Kavität eingespritzt werden, so dass sie sich mit der Fließfront des Grundmaterials vermischen. Durch die Vermischung von Grundmaterial und mit Verstärkungsadditiven gefüllten Material innerhalb der Kavität 45 des Werkzeuges 40 wird ebenfalls erreicht, dass eine angepasste Werkstofffestigkeit erreicht wird.
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Teilbereiche des Bauteiles können vollständig ohne Verstärkungsadditive gefertigt werden, ebenfalls ist es möglich, dass auf ein und derselben Maschine unterschiedliche Qualitäten eines Bauteiles hergestellt werden, indem Verstärkungsadditive zugeführt oder nicht zugeführt werden. Dies ist ohne Umrüstaufwand möglich, es muss lediglich der Mischkopf deaktiviert werden.
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Die unterschiedlichen Beschaffenheiten der Bereiche des Bauteiles können in einem Fertigungsablauf ohne Fertigungsunterbrechung oder durch sequentielle Fertigungsprozesse erhalten werden. Grenzmusterteile lassen sich durch die Veränderung der Länge, Menge und/oder Art der Verstärkungsadditive einfach herstellen. Es sich zudem eine große Anzahl von Materialkombinationen verwirklichbar, wenn die Verstärkungsadditive erst nach dem Plastifiziervorgang des Grundmaterials zugeführt werden, da eine mechanische Schädigung weitgehend vermieden wird.
