DE102014202001A1 - Molded part made of a plastic and method for producing such a molded part - Google Patents
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Abstract
Vorgeschlagen wird u.a. ein Formteil (1) aus einem Kunststoff, mit einer Deck- und/oder Sichtfläche (2), die zumindest partiell durch eine einstückig mit derselben ausgebildete Stützstruktur (3) verstärkt ist, wobei besagte Stützstruktur (3) durch eine Wabenstruktur mit einer Mehrzahl im Bereich Ihrer Wabenwandung (4) untereinander verbundener Waben (5) gebildet ist, und wobei die Wabenwandungen (4) einenends an die Deck- und/oder Sichtfläche (2) angeschlossen sind.Suggested is u.a. a molded part (1) made of a plastic, having a cover and / or visible surface (2) which is at least partially reinforced by a support structure (3) formed integrally therewith, said support structure (3) being formed by a honeycomb structure having a plurality of Region of your honeycomb wall (4) interconnected honeycomb (5) is formed, and wherein the honeycomb walls (4) are connected at one end to the cover and / or visible surface (2).
Description
Die Erfindung betrifft ein Formteil aus Kunststoff gemäß der Merkmalskombination des Patentanspruchs 1 der Erfindung. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Formteils gemäß der Merkmalskombination des Patentanspruchs 8 bzw. 9 der Erfindung. The invention relates to a molded part made of plastic according to the combination of features of
Seit geraumer Zeit werden im Fahrzeugbau Kunststoff-Formteile eingesetzt, die nach einem Kunststoff-Spritzguss-Verfahren hergestellt sind. So beschreibt die
Hiervon ausgehend ist es nach einem ersten Aspekt der Erfindung Aufgabe derselben, ein Formteil aus einem Kunststoff zu schaffen, welches bei minimiertem Material- und Herstellungsaufwand hohen Belastungen stand hält sowie hohe Schwingungs-, Schall-, und Wärmedämmwerte aufweist. Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung sollen wirkungsvoll Markierungen, insbesondere Einfallstellen sowie Schlieren respektive farbliche Divergenzen auf der Oberfläche des Formteils vermieden werden. Nach einem dritten Aspekt der Erfindung soll ein geeignetes Verfahren zur Herstellung eines derartigen Formteils aus Kunststoff angegeben werden. On this basis, it is according to a first aspect of the invention the task of the same to provide a molded part of a plastic, which with high material and manufacturing costs withstand high loads and high vibration, sound, and thermal insulation values. According to a second aspect of the invention, markings, in particular sink marks and streaks or color divergences on the surface of the molded part are to be avoided effectively. According to a third aspect of the invention, a suitable method for producing such a plastic molded part is to be specified.
Gelöst wird die gestellte Aufgabe zunächst durch ein Formteil aus einem Kunststoff, mit einer Deck- und/oder Sichtfläche, die zumindest partiell durch eine einstückig mit derselben ausgebildete Stützstruktur verstärkt ist, wobei besagte Stützstruktur durch eine Wabenstruktur mit einer Mehrzahl im Bereich Ihrer Wabenwandung untereinander verbundener Waben gebildet ist, und wobei die Wabenwandungen einenends an die Deck- und/oder Sichtfläche angeschlossen sind. The object is achieved first by a molding of a plastic, with a cover and / or visible surface, which is at least partially reinforced by an integrally formed with the same support structure, said support structure interconnected by a honeycomb structure with a plurality in the region of your honeycomb wall Honeycomb is formed, and wherein the honeycomb walls are connected at one end to the cover and / or visible surface.
Unter einer Wabenstruktur wird dabei ein flächiges Muster aus einer Mehrzahl Waben (Zellen) mit im Querschnitt gesehen sechseckiger Hohlraumstruktur verstanden. Eine derartige Stützstruktur weist bei geringer Wandungsstärke einen besonders hohen Verformungswiederstand auf. In this case, a honeycomb structure is understood to mean a planar pattern of a plurality of honeycombs (cells) with a hexagonal cavity structure, seen in cross-section. Such a support structure has a particularly high deformation resistance with a low wall thickness.
Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung. The subclaims describe preferred developments or refinements of the invention.
Um den Verformungswiderstand des Formteils noch weiter zu erhöhen, ist vorgesehen, dass die Wabenwandungen jeweils einen Hohlraum umschließen, der sich zur Deck- und/oder Sichtfläche hin verjüngt, während die Wandungsstärke der Wabenwandung sich zur Deck- und/oder Sichtfläche hin vergrößert. Bevorzugt ist das Formteil ein Spritzguss-Formteil, d.h. nach einem Kunststoff-Spritzgussverfahren hergestellt, wodurch die Herstellung besonders schnell und einfach zu bewerkstelligen ist. Weiter vorteilhaft ist das Formteil aus einer in die Kavität eines Spritzgusswerkzeugs eingespritzten und dort aushärtenden thermoplastischen Kunststoffschmelze gebildet, die ihrerseits gasbeladen ist. Durch diese Maßnahme sind insbesondere Einfallstellen auf der Oberfläche des Formteils vermieden, da der Gasinnendruck des fein in der Kunststoffschmelze verteilten und gelösten Gases, insbesondere Stickstoff (N2) oder Kohlendioxid (CO2), einem herkömmlich zu verzeichnenden nachteiligen Schwindungsgeschehen des Kunststoffes entgegenwirkt und somit dieses Schwindungsgeschehen kompensiert. Überdies ist durch besagte Gasbeladung eine Verringerung der Viskosität der Kunststoffschmelze zu verzeichnen, welche wiederum mit einer verbesserten Fließfähigkeit derselben einhergeht und im Ergebnis auch bei geringen Wandungsstärken eine besonders tiefe Wabenstruktur erlaubt. Die Möglichkeit der Ausbildung einer tiefen Wabenstruktur gestattet in weiten Grenzen die Einstellung eines bestimmten Verformungswiderstandes und/oder bestimmter Schwingungs-, Schall- und Wärmedämmwerte, des Formteils. In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Formteil eine die Deck- und/oder Sichtfläche desselben überdeckende Kunststofffolie aufweist, die mit besagtem thermoplastischen Kunststoff zur Herstellung des Formteils hinterspritzt ist. Durch diese Maßnahme wird herkömmlich zu verzeichnenden Schlieren respektive Farbdivergenzen auf einer insbesondere als Sichtfläche fungierenden Oberfläche des Formteils wirkungsvoll begegnet. Dabei besteht gemäß einer ersten vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung die Kunststofffolie aus einem druckinstabilen Schaumstoff, der bevorzugt infolge des Einbringens der Kunststoffschmelze in die Kavität insbesondere des Spritzgusswerkzeugs zumindest teilweise verdichtet ist/wird und nach Abkühlung und Entformung des Formteils seinen eingenommenen Zustand beibehält. Demgegenüber ist gemäß einer zweiten vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen, dass die Kunststofffolie durch eine Dünnschichtfolie gebildet ist, die bevorzugt durch Eigenwärme der Kunststoffschmelze und/oder durch Erwärmung wenigstens einer Werkzeughälfte des Spritzgusswerkzeugs zumindest teilweise aufgeschmolzen ist/wird. In Versuchen wurde gefunden, dass auch durch diese Maßnahme die besagte Schlierenausbildung vermeidbar, zumindest jedoch wirkungsvoll minimierbar ist. Das vorbeschriebene Formteil kann besonders vorteilhaft als Verkleidungsteil, insbesondere Türinnenverkleidungsteil oder Innenraumverkleidungsteil, oder als Instrumententräger eines Fahrzeugs Anwendung finden, bei welchen bei insbesondere geringen Wandstärken der Deck- und/oder Sichtfläche und der Wabenwandungen ein hoher Verformungswiderstand des Formteils mit hohen Schwingungs-, Schall-, und Wärmedämmwerten desselben kombiniert werden soll. In order to increase the deformation resistance of the molding even further, it is provided that the honeycomb walls each enclose a cavity which tapers towards the cover and / or visible surface, while the wall thickness of the honeycomb wall increases towards the cover and / or visible surface. Preferably, the molding is an injection molded part, that is produced by a plastic injection molding process, whereby the production is particularly quick and easy to do. Further advantageously, the molded part is formed from a injected into the cavity of an injection mold and curing there thermoplastic melted thermoplastic, which in turn is gas laden. By this measure, in particular sink marks are avoided on the surface of the molding, since the internal gas pressure of finely dispersed and dissolved in the plastic melt gas, in particular nitrogen (N 2 ) or carbon dioxide (CO 2 ), counteracts a conventionally recorded adverse shrinkage events of the plastic and thus compensates for this shrinkage. Moreover, by said gas loading, a reduction in the viscosity of the plastic melt is recorded, which in turn is accompanied by an improved flowability of the same and, as a result, allows a particularly deep honeycomb structure even with low wall thicknesses. The possibility of forming a deep honeycomb structure allows within wide limits the setting of a certain deformation resistance and / or certain vibration, sound and thermal insulation values of the molding. In a further development of the invention, it is provided that the molded part has the covering and / or visible surface of the same covering plastic film which is back-injected with said thermoplastic material for the production of the molding. By this measure, conventionally recorded streaks or color divergences on one acting in particular as a visible surface Surface of the molding encountered effectively. In this case, according to a first advantageous embodiment of the invention, the plastic film of a pressure-unstable foam, which is preferably at least partially compressed due to the introduction of the plastic melt into the cavity, in particular of the injection mold and / or after cooling and demolding of the molded part retains its assumed state. In contrast, it is provided according to a second advantageous embodiment of the invention that the plastic film is formed by a thin film, which is preferably at least partially melted by self-heat of the plastic melt and / or by heating at least one mold half of the injection mold / is. In experiments it was found that even by this measure, the said Schlieren training is avoidable, but at least effectively minimized. The above-described molded part can be used particularly advantageously as a trim part, in particular a door inner trim part or interior trim part, or as an instrument support of a vehicle in which, in particular, small wall thicknesses of the cover and / or visible surface and the honeycomb walls, a high deformation resistance of the molded part with high vibration, sound , and thermal insulation values of the same should be combined.
Das Verfahren zur Herstellung des vorbeschriebenen Formteils aus Kunststoff zeichnet sich gemäß einer ersten vorteilhaften Verfahrensführung durch folgende Schritte aus:
- a) Öffnen einer Kavität, die durch Werkzeughälften eines Spritzgusswerkzeugs gebildet wird, indem die Werkzeughälften auseinander gefahren werden,
- b) Einlegen zumindest einer Kunststofffolie aus einem druckinstabilen Schaumstoff in die besagte Kavität,
- c) Schließen der Kavität durch Zusammenfahren der Werkzeughälften,
- d) Hinterspritzen der Kunststofffolie mit einer thermoplastischen Kunststoffschmelze derart, dass der druckinstabile Schaumstoff der Kunststofffolie während des Einspritzens der Kunststoffschmelze in die Kavität zumindest teilweise verdichtet wird,
- e) Öffnen der Kavität und Entformen des gebildeten Formteils.
- a) opening a cavity which is formed by tool halves of an injection molding tool by moving the tool halves apart,
- b) inserting at least one plastic film of a pressure-unstable foam into said cavity,
- c) closing the cavity by moving the tool halves together,
- d) injection-molding of the plastic film with a thermoplastic polymer melt such that the pressure-unstable foam of the plastic film is at least partially compressed during the injection of the plastic melt into the cavity,
- e) opening the cavity and demolding the molded part formed.
Gemäß einer zweiten vorteilhaften Verfahrensführung zur Herstellung des Formteils aus Kunststoff sind folgende Schritte vorgesehen:
- a) Öffnen einer Kavität, die durch Werkzeughälften eines Spritzgusswerkzeugs gebildet wird, indem die Werkzeughälften auseinander gefahren werden,
- b) Einlegen zumindest einer Kunststofffolie in die besagte Kavität, wobei die Kunststofffolie durch eine Dünnschichtfolie gebildet ist,
- c) Schließen der Kavität durch Zusammenfahren der Werkzeughälften,
- d) Hinterspritzen der Kunststofffolie mit einer thermoplastischen Kunststoffschmelze derart, dass die Kunststofffolie durch Eigenwärme der Kunststoffschmelze und/oder durch zusätzliche Erwärmung wenigstens einer Werkzeughälfte zumindest teilweise aufgeschmolzen wird,
- e) Öffnen der Kavität und Entformen des gebildeten Formteils.
- a) opening a cavity which is formed by tool halves of an injection molding tool by moving the tool halves apart,
- b) inserting at least one plastic film into said cavity, wherein the plastic film is formed by a thin-film foil,
- c) closing the cavity by moving the tool halves together,
- d) injection-molding of the plastic film with a thermoplastic melt in such a way that the plastic film is at least partially melted by self-heating of the plastic melt and / or by additional heating of at least one mold half,
- e) opening the cavity and demolding the molded part formed.
Um insbesondere nachteiligen Einfallstellen auf der Oberfläche des Formteils zu begegnen, wird im Hinblick auf den Schritt d) eine gasbeladene Kunststoffschmelze in die Kavität eingespritzt, wodurch der Gasinnendruck des fein in der Kunststoffschmelze verteilten und gelösten Gases, insbesondere Stickstoff (N2) oder Kohlendioxid (CO2), einem herkömmlich zu verzeichnenden nachteiligen Schwindungsgeschehen des Kunststoffes entgegenwirkt und somit dieses Schwindungsgeschehen kompensiert. In order to counteract particularly disadvantageous sink marks on the surface of the molded part, a gas-laden plastic melt is injected into the cavity with respect to step d), whereby the internal gas pressure of finely dispersed and dissolved in the plastic melt gas, in particular nitrogen (N 2 ) or carbon dioxide ( CO 2 ), counteracts a conventionally recorded adverse shrinkage events of the plastic and thus compensates for this shrinkage.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Sie ist jedoch nicht auf diese beschränkt, sondern erfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen. Es zeigen: The invention will be explained in more detail with reference to the embodiments schematically illustrated in the drawings. However, it is not limited to these, but covers all embodiments defined by the claims. Show it:
Die
Wie insbesondere der
Um den Verformungswiderstand des Formteils
Um im Stand der Technik zu verzeichnende nachteilige Einfallstellen auf der Oberfläche des Formteils
Um ferner herkömmlich zu verzeichnende Schlieren respektive Farbdivergenzen auf einer insbesondere als Sichtfläche
Variante 1: Version 1:
Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung besteht dabei die Kunststofffolie
In Anlehnung an diese erste Ausführungsvariante der Kunststofffolie
Zunächst wird die durch die Werkzeughälften
First, the by the
Im Anschluss daran wird die Kavität
Schließlich können nach dem Abkühlen und Aushärten der Kunststoffschmelze
Variante 2
Demgegenüber ist gemäß einer zweiten vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen, dass die Kunststofffolie
In Anlehnung an diese zweite Ausführungsvariante der Kunststofffolie
Zunächst wird die durch die Werkzeughälften
First, the by the
Im Anschluss daran wird die Kavität
Schließlich können nach dem Abkühlen und Aushärten der Kunststoffschmelze
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Formteil molding
- 2 2
- Deck- und/oder Sichtfläche Cover and / or visible surface
- 3 3
- Stützstruktur support structure
- 4 4
- Wabenwandung Wabenwandung
- 5 5
- Waben honeycomb
- 6 6
- Hohlraum cavity
- 7 7
- Kavität cavity
- 8 8th
- Spritzgusswerkzeug injection mold
- 8a 8a
- Werkzeughälfte tool half
- 8b 8b
- Werkzeughälfte tool half
- 9 9
- Kunststoffschmelze Plastic melt
- 9a 9a
- Kunststoffgranulat Plastic pellets
- 10 10
- Gas gas
- 11 11
- Kunststofffolie Plastic film
- 11´ 11'
- Kunststofffolie Plastic film
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102010030322 A1 [0002] DE 102010030322 A1 [0002]
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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