DE102014206115B4

DE102014206115B4 - Verfahren zur Herstellung von spritzgegossenen kunststoffgebundenen Dauermagneten aus einem Duroplast, welcher ein partikelförmiges magnetisches Material enthält, sowie Verfahren zur Herstellung eines spritzgegossenen kunststoffgebundenen Dauermagneten aus einem Duroplast, welcher ein partikelförmiges magnetisches Material enthält, als ein Zwei-Komponenten-Bauteil und spritzgegossener kunststoffgebundener Dauermagnet

Info

Publication number: DE102014206115B4
Application number: DE102014206115.6A
Authority: DE
Inventors: Stephan Geise
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-04-01
Filing date: 2014-04-01
Publication date: 2016-02-04
Anticipated expiration: 2034-04-02
Also published as: DE102014206115A1; JP2015198255A; KR20150114427A; CN104972594A

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines spritzgegossenen kunststoffgebundenen Dauermagneten aus einem Duroplast (55), welcher ein partikelförmiges magnetisches Material enthält, mit den folgenden Schritten: a) Bereitstellen eines Werkzeugs (10) zum Spritzgießen mit einer Kavität (20), wobei das Werkzeug (10) einen Magnetkörper (30) sowie einen an die Kavität (20) angrenzenden Wandbereich (40) aufweist, und der Wandbereich (40) mittels einer Heizeinrichtung (50) zumindest abschnittsweise beheizbar ausgebildet ist; b) Einspritzen des Duroplasts (55), welcher das partikelförmige magnetische Material enthält, im fließfähigen Zustand in die Kavität (20); c) Anlegen eines der gewünschten Magnetisierung entsprechenden Richtmagnetfelds zur Erzeugung einer magnetischen Vorzugsrichtung an den Duroplast (55) mit Hilfe des Magnetkörpers (30), wobei während der Dauer von zumindest einem der Schritte b) oder c) ein aktives Kühlen des Wandbereichs (40) erfolgt; d) Beenden des aktiven Kühlens des Wandbereichs (40); e) Beheizen des Wandbereichs (40) auf die Vernetzungstemperatur des Duroplasts (55) mit Hilfe der Heizeinrichtung (50), solange bis die Vernetzung des Duroplasts (55) abgeschlossen ist; f) Ausschalten der Heizeinrichtung (50) oder Verringern der Temperatur des Wandbereichs (40) auf eine vorbestimmte Temperatur unterhalb der Vernetzungstemperatur mittels der Heizeinrichtung (50); g) Erstarren lassen des eingespritzten Duroplasts (55); und h) Entformen des erstarrten Duroplasts (55).

Description

Stand der Technik
Kunststoffgebundene Dauermagneten (Polymer Bonded Magnets, PBM) aus thermoplastischen Kunststoffen und magnetischen Pulvern werden bereits serienmäßig in vielen Spritzgießprozessen für Motoren, Sensorik oder Aktuatorik eingesetzt. Aber auch aus duroplastischen Epoxidmassen werden, wie zum Beispiel in WO 2002/069357 A1 offenbart, in Verbindung mit unterschiedlichen magnetischen Pulvervarianten, Hochleistungs-Dauermagneten in einem Press- oder Spritzgießverfahren hergestellt. Generell gilt, dass derartige Magneten in vielen Umgebungen eingesetzt werden können, da das spritzgegossene duroplastische Bauteil kein Wasser aufnimmt und durch die chemische Vernetzung sehr medien- und temperaturbeständig ist.
Ein Ansatz zur Herstellung eines Rotors für eine elektrische Maschine wird in der DE 27 56 626 C2 erläutert, insbesondere für einen Rotor für eine elektrische Maschine in Form eines zylindrischen, in Umfangsrichtung mehrpolig lateral magnetisierten Dauermagnetkörpers auf einer Welle, wobei der Dauermagnetkörper aus einem pulverförmigen, mit Kunststoff vermischten magnetischen Material durch einen Spritz-, Press- oder Spritzgießprozeß in einem Formwerkzeug geformt und dann magnetisiert wird.
Die DE 10 2007 025 053 A1 offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines permanent magnetischen Formteils aus einem mit magnetischen Füllstoffen gefüllten polymeren Trägermaterial.
Die DE 35 18 569 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Bauteils aus thermoplastischem Kunststoff.
Bei duroplastischen Kunststoffen ist der hohe Füllgrad an Partikeln des Pulvers kein Problem. Die Massen fließen auch bei einem großen Pulveranteil mit hoher Viskosität zu der Kavität des Spritzgießwerkzeugs. Allerdings ist die hohe Werkzeugtemperatur bei der Verarbeitung von Duroplasten aufgrund der relativ hohen Vernetzungstemperatur eine Herausforderung für den eingebauten Ausrichtungsmagneten. Damit die optimale Vorgabemagnetkraft dennoch gewährleistet werden kann, muss dieser in regelmäßigen Zyklen ausgetauscht werden. Dieser Aufwand erhöht genauso wie der hohe Materialpreis für Epoxidmassen die späteren Bauteilkosten.
Die Erfindung hat die Aufgabe die Nachteile des genannten Standes der Technik zu überwinden.
Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des nebengeordneten Patentanspruchs 8, ferner durch einen Dauermagneten hergestellt durch ein solches Verfahren.
Das gemäß dem Hauptanspruch definierte Verfahren zur Herstellung eines spritzgegossenen kunststoffgebundenen Dauermagneten aus einem Duroplast, welcher ein partikelförmiges magnetisches Material enthält, sowie das gemäß dem nebengeordneten Patentanspruch definierte Verfahren weisen den Vorteil auf, dass durch die verzögerte Vernetzung des eingespritzten fließfähigen Duroplasts im Spritzgießwerkzeug die Kavität zunächst (vollständig) gefüllt werden kann, während gleichzeitig infolge des aktiven Kühlens des Wandbereichs des Werkzeugs die Vernetzung des Duroplasten noch unterbindet, können die magnetischen Partikel in dem Duroplast durch den Ausrichtungsmagneten optimal ausgerichtet und so eine hohe permanente Magnetkraft erzeugt werden. Zudem wird/werden der oder die im Werkzeug integrierten Ausrichtungsmagnete und ein Einlegeträger in der Art eines Grundkörpers nicht dauerhaft durch eine hohe Werkzeugtemperatur thermisch beansprucht, wodurch in vorteilhafter Weise eine Schädigung verhindert wird, und die Austausch- und Wartungsintervalle für den/die Ausrichtungsmagnet(e) entsprechend länger gewählt werden können. Darüber hinaus können mit dem vorliegenden Verfahren auch spritzgegossene Bauteile hergestellt werden, bei denen der spritzgegossene kunststoffgebundene Dauermagnet unterschiedliche magnetische Ausrichtungen aufweist, wobei für die Magnetisierung mehrere Magnetfelder mit jeweils unterschiedlichen Ausrichtungen zum Einsatz kommen. Zu diesem Zweck müssen dann mehrere Ausrichtungsmagnete im Spritzgießwerkzeug vorgesehen sein, welche die zugehörigen Bereiche am eingespritzten Duroplast hinsichtlich ihrer magnetischen Ausrichtung beeinflussen.
Ein weiterer Vorteil des vorliegenden Verfahrens ist, dass nunmehr die Gestalt des spritzgegossenen kunststoffgebundenen Dauermagneten sehr frei entworfen werden kann, und insbesondere auch dünne Wandstärken für den spritzgegossenen kunststoffgebundenen Dauermagneten realisiert werden können, wobei die bislang aufgrund der großen Scherkräfte in Bereichen mit geringer Wandstärke auftretende Reibungswärme zu einer unerwünschten vorzeitigen Vernetzung des Duroplasts führte, bei der die magnetischen Füllstoffe in der anschließenden Magnetisierung des Dauermagneten nicht mehr ausgerichtet werden konnten, und folglich in diesen Bereichen die magnetische Kraft des spritzgegossenen kunststoffgebundenen Dauermagneten vermindert war.
Des Weiteren können mit dem vorliegenden Verfahren gemäß dem nebengeordneten Patentanspruch spritzgegossene kunststoffgebundene Dauermagnete aus kostengünstigem Kunststoff in vielen Geometrievarianten und als Zwei-Komponenten-Bauteile, zum Beispiel mit einem zuvor außerhalb des Spritzgießwerkzeugs gebildeten Grundkörper oder mit einem in einem ersten Verfahrensschritt in dem Spritzgießwerkzeug gebildeten Kunststoffkörper, mittels eines einzigen Spritzgießwerkzeugs hergestellt werden. Da der Grundköper sowie der in dem Spritzgießwerkzeug gebildete Kunststoffkörper mit dem während des vorliegenden Verfahrens eingespritzten Duroplast in einem Spritzgießwerkzeug zusammengeführt wird, kann der dadurch gebildete spritzgegossene kunststoffgebundene Dauermagnet gemäß der vorliegenden Erfindung mit sehr genauen Formtoleranzen hergestellt werden.
Der gemäß dem vorliegenden Verfahren eingespritze Duroplast kann mit positiver Schwindung (Ausdehnung) bei dem Befüllen der Kavität eingestellt werden, wodurch besonders bei der Variante des Zwei-Komponenten-Spritzgießverfahrens sehr dichte Verbindungen zwischen den beiden Komponenten mit hoher Massgenauigkeit hergestellt werden können. Ein Duroplast mit einem hohen Füllanteil an magnetischem Pulver weist auch im fließfähigen Zustand eine sehr gute Fließfähigkeit (ähnliche wie diejenige von Wasser) auf, wodurch ein (vollständiges) Befüllen der Kavität erleichtert ist. Zusätzlich dazu können mit dem vorliegenden Verfahren aufgrund der verhinderten vorzeitigen Vernetzung bis nach dem magnetischen Ausrichten des spritzgegossenen kunststoffgebundenen Dauermagneten in vorteilhafter Weise auch sehr kleine und filigrane Bauteile mit hoher Magnetkraft hergestellt werden.
Der Kern der Erfindung ist es, die Vernetzung des eingespritzten Duroplasts im fließfähigen Zustand so lange durch das aktive Kühlen des Wandbereichs der Kavität unter der Vernetzungstemperatur des Duroplasts während des Einspritzens und nach dem Befüllen der Kavität zu halten, so dass sich die magnetischen Füllstoffe des Duroplasts unter der Einwirkung des Magnetfelds des Magnetkörpers sehr gleichmäßig Ausrichten können, bis die Magnetisierung des Duroplasts im fließfähigen Zustand abgeschlossen ist. Danach wird das aktive Kühlen beendet, so dass ein Erstarren des Duroplasts durch die Wirkung der Heizeinrichtung erfolgen kann, mit dem anschließenden Entnehmen des abgekühlten Bauteils. Der gemäß der vorliegenden Erfindung gebildetete spritzgegossene kunststoffgebundene Dauermagnet besitzt dadurch ein Magnetfeld, welches sehr homogen und im Wesentlichen an jeder Stelle gleich stark ist. Im Gegensatz dazu wird gemäß dem Stand der Technik der Duroplast im fließfähigen Zustand direkt in ein heißes Spritzgießwerkzeug eingespritzt, wobei die Temperaturen der Kontaktflächen mit dem Duroplast so hoch sind, dass während des Einspritzens in Richtung zu der Kavität des Werkzeugs unmittelbar eine Vernetzung beginnt und dadurch werden die magnetischen Füllstoffe des Duroplasts aufgrund der Erstarrung des Duroplasts an ihrer magnetischen Ausrichtung gehindert, bevor der Magnetkörper zur Ausrichtung die magnetischen Füllstoffe auf die gewünschte Weise ausrichten konnte. Zudem bedeutet das zuvor erläuterte, dass das Magnetfeld des Dauermagneten am Fließwegende immer schlechter wird.
Ein aktives Kühlen im Sinne der vorliegenden Erfindung bezeichnet ein gezieltes Abführen von Wärme, insbesondere aus dem Wandbereich der Kavität bzw. des Formgebungsbereichs, mit einer beliebigen Kühleinrichtung, wie sie dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Einspritzen des Duroplasts, welcher das partikelförmige magnetische Material enthält, im fließfähigen Zustand in die Kavität zu einem vollständigen Ausfüllen der Kavität durch den Duroplast führen. Alternativ dazu kann auch jeder andere Füllgrad der Kavität mit dem vorliegenden Verfahren realisiert werden, welcher von einer vollständigen Füllung der Kavität verschieden ist, insbesondere kann die Kavität mit einem vorbestimmten Volumen des Duroplasts im fließfähigen Zustand gefüllt werden. Des Weiteren kann bei dem vorliegenden Verfahren anstelle des Ausschaltens der Heizeinrichtung nach dem Schritt des Beheizens des Wandbereichs auf die Vernetzungstemperatur des Duroplasts mit Hilfe der Heizeinrichtung, solange bis die Vernetzung des Duroplasts abgeschlossen ist, ein Verringern der Temperatur des Wandbereichs auf eine vorbestimmte Temperatur unterhalb der Vernetzungstemperatur mittels der Heizeinrichtung erfolgen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des vorliegenden Verfahrens kann der Schritt des aktiven Kühlens des Wandbereichs mit Hilfe des Durchströmens von Kühlkanälen mit einem Kühlmedium erfolgen, wobei die Kühlkanäle angrenzend an den Wandbereich des Werkzeugs ausgebildet sind. Das Kühlmedium kann sämtliche aus dem Stand der Technik bekannten Medien umfassen, wie zum Beispiel Wasser, Öl oder ein Gemisch unterschiedlicher Flüssigkeiten, insbesondere ein Wasser-Glykol-Gemisch. Die Kühlkanäle sind dabei in Bezug auf den Wandbereich des Werkzeugs derart angeordnet, dass zum einen eine rasche Wärmeabfuhr des erwärmten Wandbereichs erzielt wird und zum anderen eine ausreichend hohe Festigkeit gegenüber den im Betrieb des Werkzeugs auftretenden Kräften und Momenten vorhanden ist, so dass eine elastische Verformung des Wandbereichs der Kavität unter der Belastung möglichst gering ist.
Bei dem vorliegenden Verfahren kann die Heizeinrichtung aus elektrischen Heizkeramiken oder einer Dickschichtheizung gebildet sein. Um die Kavität des Werkzeugs herum sind elektrische Heizkeramiken oder eine Dickschichtheizung angeordnet, welche variotherm auf die Vernetzungstemperatur, insbesondere auf einen Bereich zwischen 130°C und 180°C, aufgeheizt werden können. Die Heizkeramiken werden unmittelbar unter der Oberfläche des Wandbereichs der Kavität in das Werkzeug eingebaut. Die Dickschichtheizungen werden bevorzugt auf die Oberfläche der Kavität aufgebracht und mit einer entsprechenden Metallschicht überzogen. Alternativ kann bei dem vorliegenden Verfahren der kavitätsnahe Wandbereich des Werkzeugs auch mittels flüssiger Medien, mittels einer Widerstandsheizung oder induktiv temperiert werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des vorliegenden Verfahrens kann der Duroplast mit einem Druck in einem Bereich zwischen 50 bar bis 100 bar in die Kavität eingespritzt werden. Solche Innendrücke in der Kavität sind optimal für die Keramikheizungen, da hierbei keine hohen Verformungskräfte auftreten, die zu ihrer Durchbiegung und damit zum Bruch führen können.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des vorliegenden Verfahrens kann das Werkzeug des Weiteren über zumindest einen Zulauf für das Einspritzen des Duroplasts in die Kavität aufweisen, wobei während der Dauer von Schritt b) ein aktives Kühlen des Zulaufs erfolgt. So wird für den Bereich des Zulaufs in die Kavität ebenfalls sichergestellt, dass eine Vernetzung des eingespritzten Duroplasts im fließfähigen Zustand während des Befüllens der Kavität im Bereich des Zulaufs verhindert wird. Somit wird für den Querschnitt des Zulaufs während dieser Zeit sichergestellt, dass das unter Druck stehende Duroplast im fließfähigen Zustand vollständig in Richtung zu der Kavität bewegt wird, ohne dass die Gefahr besteht, dass gemäß dem Stand der Technik der Wandungsbereich des Zulaufs durch einen im Umfangsbereich ausgehärteten Duroplast der Querschnitt des Zulaufs verengt ist.
Bei dem vorliegenden Verfahren kann das aktive Kühlen des Wandbereichs nach dem Ausschalten der Heizeinrichtung erfolgen, so dass eine fortlaufende Herstellung eines spritzgegossenen kunststoffgebundenen Dauermagneten in dem Werkzeug erfolgt. Es ist mit dem vorliegenden Verfahren möglich, die spritzgegossenen kunststoffgebundenen Dauermagneten aus dem Duroplast mit einer großen Stückzahl in einem fortlaufenden Produktionsprozess zu erzeugen, wodurch eine wirtschaftliche Fertigung der erfindungsgemäßen Dauermagneten sichergestellt ist.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des vorliegenden Verfahrens kann während der Dauer der Schritte b) und c) ein aktives Kühlen des Wandbereichs erfolgen, für den Schritt des Anlegens eines der gewünschten Magnetisierung entsprechenden Richtmagnetfelds zur Erzeugung einer magnetischen Vorzugsrichtung an den Duroplast mit Hilfe des Magnetkörpers. Dabei wird während der Dauer von beiden Schritten b) und c) ein aktives Kühlen des Wandbereichs durchgeführt, so dass die vorstehend erwähnten Vorteile des vorliegenden Verfahrens realisiert werden können.
Gemäß dem nebengeordneten Patentanspruch wird außerdem ein Verfahren zur Herstellung eines spritzgegossenen kunststoffgebundenen Dauermagneten zur Verfügung gestellt, wobei der Dauermagnet als ein Zwei-Komponenten-Bauteil konzipiert ist, bestehend aus einem spritzgießbaren thermoplastischen Kunststoff und einem Duroplast, welcher ein partikelförmiges magnetisches Material enthält, mit den Schritten des Anspruchs 8.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des vorliegenden Verfahrens kann der Schieber eine zweite Heizeinrichtung aufweisen, welche innerhalb des Schiebers angrenzend an denjenigen Bereich des Schiebers angeordnet ist, welcher mit den Kavitäten während des Verfahrens im Kontakt ist. Hierbei dient die zweite Heizeinrichtung zum Beheizen des Schiebers auf ein Temperaturintervall im Bereich der Vernetzungstemperatur des Duroplasts, so dass die Vernetzung gezielt eingeleitet werden kann.
Bei dem vorliegenden Verfahren kann der Schritt des aktiven Kühlens des Wandbereichs mit Hilfe des Durchströmens von Kühlkanälen mit einem Kühlmedium erfolgen, wobei die Kühlkanäle angrenzend an den Formgebungsbereich bzw. den Wandbereich ausgebildet sind. Das Kühlmedium kann sämtliche aus dem Stand der Technik bekannten Medien umfassen, wie zum Beispiel Wasser, Öl oder ein Gemisch unterschiedlicher Flüssigkeiten, insbesondere ein Wasser-Glykol-Gemisch. Die Kühlkanäle sind dabei in Bezug auf den Formgebungsbereich bzw. den Wandbereich des Werkzeugs derart angeordnet, dass zum einen eine rasche Wärmeabfuhr des erwärmten Wandbereichs erzielt wird und zum anderen eine ausreichend hohe Festigkeit gegenüber den im Betrieb des Werkzeugs auftretenden Kräften und Momenten vorhanden ist, so dass eine elastische Verformung des Wandbereichs der Kavität unter der Belastung möglichst gering ist.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des vorliegenden Verfahrens können die Heizeinrichtungen aus elektrischen Heizkeramiken oder einer Dickschichtheizung gebildet werden. Um den Formgebungsbereich bzw. die Kavitäten des Werkzeugs sind elektrische Heizkeramiken oder eine Dickschichtheizung angeordnet, welche variotherm auf die Vernetzungstemperatur, insbesondere auf einen Bereich zwischen 130°C und 180°C, aufgeheizt werden können. Die Heizkeramiken werden unmittelbar unter der Oberfläche des Wandbereichs des Formgebungsbereichs in das Werkzeug eingebaut. Die Dickschichtheizungen werden bevorzugt auf die Oberfläche des Formgebungsbereichs bzw. der Kavität(en) aufgebracht und mit einer entsprechenden Metallschicht überzogen. Alternativ kann bei dem vorliegenden Verfahren der formgebungsbereichsnahe bzw. – der kavitätsnahe Wandbereich des Werkzeugs auch mittels flüssiger Medien, mittels einer Widerstandsheizung oder induktiv temperiert werden.
Gemäß einer weiteren Variante des vorliegenden Verfahrens zur Herstellung eines spritzgegossenen kunststoffgebundenen Dauermagneten, welcher als ein Zwei-Komponenten-Bauteil konzipiert ist, kann vor dem Einspritzen des Duroplasts, welcher ein partikelförmiges magnetisches Material enthält, im fließfähigen Zustand in die Kavität das Einbringen eines Grundkörpers für den Dauermagneten in die Kavität erfolgen, wobei der Grundkörper zusammen mit dem eingespritzten Duroplast nach dessen Erstarren ein einstückiges Bauteil bildet.
Gemäß dieser Variante wird ein Verfahren zur Herstellung eines spritzgegossenen kunststoffgebundenen Dauermagneten zur Verfügung gestellt, wobei der Dauermagnet als ein Zwei-Komponenten-Bauteil konzipiert ist, bestehend aus einem Grundkörper und einem Duroplast, welcher ein partikelförmiges magnetisches Material enthält, mit den folgenden Schritten:

a) Bereitstellen eines Werkzeugs zum Spritzgießen mit einer Kavität im Inneren des Werkzeugs, wobei das Werkzeug einen Magnetkörper sowie einen an die Kavität angrenzenden Wandbereich aufweist, und der Wandbereich mittels einer Heizeinrichtung zumindest abschnittsweise temperierbar ausgebildet ist;
b) Einbringen eines Grundkörpers in die Kavität und Schließen des Werkzeugs;
c) Einspritzen des Duroplasts, welcher das partikelförmige magnetische Material enthält, im fließfähigen Zustand in die Kavität;
d) Anlegen eines der gewünschten Magnetisierung entsprechenden Richtmagnetfelds zur Erzeugung einer magnetischen Vorzugsrichtung an den Duroplast mit Hilfe des Magnetkörpers, wobei während der Dauer der Schritte c) und d) ein aktives Kühlen des Wandbereichs erfolgt;
e) Beenden des aktiven Kühlens des Wandbereichs;
f) Beheizen des Wandbereichs auf die Vernetzungstemperatur des Duroplasts mit Hilfe der Heizeinrichtung, solange bis die Vernetzung des Duroplasts abgeschlossen ist;
g) Ausschalten der Heizeinrichtung oder Verringern der Temperatur des Wandbereichs auf eine vorbestimmte Temperatur unterhalb der Vernetzungstemperatur mittels der Heizeinrichtung;
h) Erstarren lassen des eingespritzten Duroplasts; und
i) Entformen des erstarrten Zwei-Komponenten-Bauteils.

Der erfindungsgemäße spritzgegossene kunststoffgebundene Dauermagnet zeigt ebenfalls die zuvor genannten Vorteile.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnungen erklärt. Es zeigt dabei
1: eine Prinzipskizze eines Werkzeugs zur Herstellung eines spritzgegossenen kunststoffgebundenen Dauermagneten aus einem Duroplast, welcher ein partikelförmiges magnetisches Material enthält, gemäß der vorliegenden Erfindung,
2: eine Prinzipskizze eines Werkzeugs zur Herstellung eines spritzgegossenen kunststoffgebundenen Dauermagneten gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei der Dauermagnet als ein Zwei-Komponenten-Bauteil mit einem extern hergestellten Grundkörper konzipiert ist,
3: eine Prinzipskizze eines weiteren Werkzeugs zur Herstellung eines spritzgegossenen kunststoffgebundenen Dauermagneten gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei der Dauermagnet als ein Zwei-Komponenten-Bauteil konzipiert ist, in einem ersten Verfahrensstadium, und
4: eine Prinzipskizze des weiteren Werkzeugs zur Herstellung eines spritzgegossenen kunststoffgebundenen Dauermagneten gemäß 2 in einem zweiten Verfahrensstadium.
Ausführungsformen der Erfindung
Bezugnehmend auf 1 ist eine Prinzipskizze eines Werkzeugs zur Herstellung eines spritzgegossenen kunststoffgebundenen Dauermagneten aus einem Duroplast, welcher ein partikelförmiges magnetisches Material enthält, gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Zur Durchführung des vorliegenden Verfahrens wird ein Werkzeug 10 eingesetzt, welches eine erste Werkzeughäfte 11 und eine zweite Werkzeughäfte 12 aufweist. Der Aufbau des Spritzgußwerkzeugs ist jedoch nicht auf zwei Hälften beschränkt, sondern kann auch mehrere Bauteile umfassen.
Zum Ausbilden des spritzgegossenen kunststoffgebundenen Dauermagneten weist das Werkzeug 10 in seinem Inneren eine Kavität 20, einen Magnetkörper 30 sowie einen an die Kavität 20 angrenzenden Wandbereich 40 auf. Des Weiteren ist der Wandbereich 40 mittels einer Heizeinrichtung 50 zumindest abschnittsweise beheizbar ausgebildet. Vorzugsweise ist der gesamte Wandbereich 40 mittels der Heizeinrichtung 50 beheizbar. Die Heizeinrichtung 50 kann aus elektrischen Heizkeramiken (nicht dargestellt) oder einer Dickschichtheizung (nicht dargestellt) gebildet sein. Um die Kavität 20 des Werkzeugs 10 herum sind die elektrischen Heizkeramiken oder eine Dickschichtheizung angeordnet, welche variotherm auf die Vernetzungstemperatur, insbesondere auf einen Bereich zwischen 130°C und 180°C, aufgeheizt werden können. Die Heizkeramiken werden unmittelbar unter der Oberfläche des Wandbereichs 40 der Kavität 20 in das Werkzeug 10 eingebaut. Die Dickschichtheizungen werden bevorzugt auf die Oberfläche der Kavität 20 aufgebracht und mit einer entsprechenden Metallschicht (nicht dargestellt) überzogen. Alternativ kann bei dem vorliegenden Verfahren der kavitätsnahe Wandbereich 40 des Werkzeugs 10 auch mittels flüssiger Medien (nicht dargestellt), mittels einer Widerstandsheizung (nicht dargestellt) oder induktiv temperiert werden.
Darüber hinaus weist das Werkzeug 10 einen Zulauf 80 für das Einspritzen eines Duroplasts 55, welcher ein partikelförmiges magnetisches Material enthält, in die Kavität 20 auf, wobei während der Dauer des Einspritzens des Duroplasts 55 im fließfähigen Zustand in die Kavität 20 ein aktives Kühlen des Zulaufs 80 erfolgt. So wird für den Bereich des Zulaufs 80 in die Kavität 20 ebenfalls sichergestellt, dass eine Vernetzung des eingespritzten Duroplasts 55 im fließfähigen Zustand während des Befüllens der Kavität 20 im Bereich des Zulaufs 80 verhindert wird. Somit wird für den Querschnitt des Zulaufs 80 während dieser Zeit sichergestellt, dass der unter Druck stehende Duroplast 55 im fließfähigen Zustand vollständig in Richtung zu der Kavität 20 bewegt wird, ohne dass die Gefahr besteht, dass gemäß dem Stand der Technik der Wandungsbereich des Zulaufs 80 durch einen im Umfangsbereich ausgehärteten Duroplast 55 der Querschnitt des Zulaufs 80 verengt ist.
Das aktive Kühlen des Wandbereichs 40 erfolgt mit Hilfe des Durchströmens einer Vielzahl von Kühlkanälen 60, 70 mit einem Kühlmedium (nicht dargestellt), wobei die Kühlkanäle 60, 70 angrenzend an den Wandbereich 40 des Werkzeugs 10 ausgebildet sind. Das Kühlmedium kann sämtliche aus dem Stand der Technik bekannten Medien umfassen, wie zum Beispiel Wasser, Öl oder ein Gemisch unterschiedlicher Flüssigkeiten, insbesondere ein Wasser-Glykol-Gemisch. Die Kühlkanäle 60, 70 sind dabei in Bezug auf den Wandbereich 40 des Werkzeugs 10 derart angeordnet, dass zum einen eine rasche Wärmeabfuhr des erwärmten Wandbereichs 40 erzielt wird und zum anderen eine ausreichend hohe Festigkeit gegenüber den im Betrieb des Werkzeugs auftretenden Kräften und Momenten vorhanden ist, so dass eine elastische Verformung des Wandbereichs 40 der Kavität 20 unter der Belastung möglichst gering ist.
Für die Herstellung des vorliegenden spritzgegossenen kunststoffgebundenen Dauermagnetens wird zuerst der Duroplast 55 im fließfähigen Zustand in die Kavität 20 eingespritzt, solange bis die Kavität 20 vollständig gefüllt ist. Danach erfolgt das Anlegen eines der gewünschten Magnetisierung entsprechenden Richtmagnetfelds (nicht dargestellt) zur Erzeugung einer magnetischen Vorzugsrichtung an den Duroplast 55 mit Hilfe des Magnetkörpers 30, wobei während der Dauer des Einspritzens des Duroplasts 55 im fließfähigen Zustand in die Kavität 20 und des Anlegens des Richtmagnetfelds ein aktives Kühlen des Wandbereichs 40 erfolgt. Anschließend wird das aktive Kühlen des Wandbereichs 40 beendet. Dann wird der Wandbereich 40 auf die Vernetzungstemperatur des Duroplasts 55 mit Hilfe der Heizeinrichtung 50 beheizt, solange bis die Vernetzung des Duroplasts 55 abgeschlossen ist, und danach wird die Heizeinrichtung 50 ausgeschaltet. Schließlich kommt es zum Erstarren des eingespritzten Duroplasts 55 in der Kavität 20, und danach kann der erstarrte Duroplast 55 als der spritzgegossene kunststoffgebundene Dauermagnet aus dem Werkzeug 10 mit Hilfe von Auswerfern 90 entnommen werden.
Vorzugsweise wird bei dem vorliegenden Verfahren der Duroplast mit einem Druck in einem Bereich zwischen 50 bar bis 100 bar in die Kavität 20 eingespritzt. Solche Innendrücke in der Kavität 20 sind optimal für die Heizeinrichtung 50, insbesondere für Keramikheizungen, da hierbei keine hohen Verformungskräfte auftreten, die zu ihrer Durchbiegung und damit zum Bruch führen können.
2 zeigt eine Prinzipskizze eines Werkzeugs 110 zur Herstellung eines spritzgegossenen kunststoffgebundenen Dauermagneten gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei der Dauermagnet als ein Zwei-Komponenten-Bauteil mit einem extern hergestellten Grundkörper 95 konzipiert ist, und der Grundkörper 95 zusammen mit einem eingespritzten Duroplast 55, welcher ein partikelförmiges magnetisches Material enthält, nach dessen Erstarren ein einstöckiges Bauteil bildet. Das Werkzeug 110 weist wiederum eine erste Werkzeughäfte 111 und eine zweite Werkzeughäfte 112 auf. Der Aufbau des Spritzgußwerkzeugs ist jedoch nicht auf zwei Hälften beschränkt, sondern kann auch mehrere Bauteile umfassen.
Zum Ausbilden des spritzgegossenen kunststoffgebundenen Dauermagneten weist das Werkzeug 110 in seinem Inneren eine Kavität 220, einen Magnetkörper 130 sowie einen an die Kavität 220 angrenzenden Wandbereich 140 auf. Des Weiteren ist der Wandbereich 140 mittels einer Heizeinrichtung 150 zumindest abschnittsweise beheizbar ausgebildet. Vorzugsweise ist der gesamte Wandbereich 140 mittels der Heizeinrichtung 150 beheizbar. Die Heizeinrichtung 150 kann aus elektrischen Heizkeramiken (nicht dargestellt) oder einer Dickschichtheizung (nicht dargestellt) gebildet sein. Um die Kavität 220 des Werkzeugs 10 herum sind die elektrischen Heizkeramiken oder eine Dickschichtheizung angeordnet, welche variotherm auf die Vernetzungstemperatur, insbesondere auf einen Bereich zwischen 130°C und 180°C, aufgeheizt werden können. Die Heizkeramiken werden unmittelbar unter der Oberfläche des Wandbereichs 140 der Kavität 220 in das Werkzeug 110 eingebaut. Die Dickschichtheizungen werden bevorzugt auf die Oberfläche der Kavität 120 aufgebracht und mit einer entsprechenden Metallschicht (nicht dargestellt) überzogen. Alternativ kann bei dem vorliegenden Verfahren der kavitätsnahe Wandbereich 140 des Werkzeugs 110 auch mittels flüssiger Medien (nicht dargestellt), mittels einer Widerstandsheizung (nicht dargestellt) oder induktiv temperiert werden.
Darüber hinaus weist das Werkzeug 110 einen Zulauf 250 für das Einspritzen des Duroplasts 55 in die Kavität 220 auf, wobei während der Dauer des Einspritzens des Duroplasts 55 im fließfähigen Zustand in die Kavität 220 ein aktives Kühlen des Zulaufs 250 erfolgt. So wird für den Bereich des Zulaufs 250 in die Kavität 220 ebenfalls sichergestellt, dass eine Vernetzung des eingespritzten Duroplasts 55 im fließfähigen Zustand während des Befüllens der Kavität 220 im Bereich des Zulaufs 250 verhindert wird. Somit wird für den Querschnitt des Zulaufs 250 während dieser Zeit sichergestellt, dass der unter Druck stehende Duroplast 55 im fließfähigen Zustand vollständig in Richtung zu der Kavität 220 bewegt wird, ohne dass die Gefahr besteht, dass gemäß dem Stand der Technik der Wandungsbereich des Zulaufs 250 durch einen im Umfangsbereich ausgehärteten Duroplast 55 der Querschnitt des Zulaufs 250 verengt ist.
Das aktive Kühlen des Wandbereichs 140 erfolgt mit Hilfe des Durchströmens einer Vielzahl von Kühlkanälen 200, 210 mit einem Kühlmedium (nicht dargestellt), wobei die Kühlkanäle 200, 210 angrenzend an den Wandbereich 140 des Werkzeugs 110 ausgebildet sind. Das Kühlmedium kann sämtliche aus dem Stand der Technik bekannten Medien umfassen, wie zum Beispiel Wasser, Öl oder ein Gemisch unterschiedlicher Flüssigkeiten, insbesondere ein Wasser-Glykol-Gemisch. Die Kühlkanäle 200, 210 sind dabei in Bezug auf den Wandbereich 140 des Werkzeugs 110 derart angeordnet, dass zum einen eine rasche Wärmeabfuhr des erwärmten Wandbereichs 140 erzielt wird und zum anderen eine ausreichend hohe Festigkeit gegenüber den im Betrieb des Werkzeugs auftretenden Kräften und Momenten vorhanden ist, so dass eine elastische Verformung des Wandbereichs 140 der Kavität 220 unter der Belastung möglichst gering ist.
Die Herstellung des spritzgegossenen kunststoffgebundenen Dauermagnetens weist in einem ersten Schritt das Einbringen des Grundkörpers 95 in die Kavität 220 und ein Schließen des Werkzeugs 110 auf. Danach erfolgt das Einspritzen des Duroplasts 55 im fließfähigen Zustand in die Kavität 220, solange bis die Kavität 220 vollständig gefüllt ist. Anschließend wird ein der gewünschten Magnetisierung entsprechendes Richtmagnetfeld (nicht dargestellt) zur Erzeugung einer magnetischen Vorzugsrichtung an den Duroplast 55 mit Hilfe des Magnetkörpers 130 angelegt, wobei während der Dauer des Einspritzens des Duroplasts 55 im fließfähigen Zustand in die Kavität 220 und des Anlegens des Richtmagnetfelds ein aktives Kühlen des Wandbereichs 140 erfolgt. Anschließend wird das aktive Kühlens des Wandbereichs 140 beendet. Dann wird der Wandbereich 140 auf die Vernetzungstemperatur des Duroplasts 55 mit Hilfe der Heizeinrichtung 150 beheizt, solange bis die Vernetzung des Duroplasts 55 abgeschlossen ist, und danach wird die Heizeinrichtung 150 ausgeschaltet. Schließlich kommt es zum Erstarren des eingespritzten Duroplasts 55 in der Kavität 220, und danach kann der erstarrte Duroplast 55 zusammen mit dem Grundkörper 95 als ein Zwei-Komponenten-Bauteil aus dem Werkzeug 10 mit Hilfe von Auswerfern 90 entnommen werden.
Vorzugsweise wird bei dem vorliegenden Verfahren der Duroplast 55 mit einem Druck in einem Bereich zwischen 50 bar bis 100 bar in die Kavität 220 eingespritzt. Solche Innendrücke in der Kavität 220 sind optimal für die Heizeinrichtung 150, insbesondere für Keramikheizungen, da hierbei keine hohen Verformungskräfte auftreten, die zu ihrer Durchbiegung und damit zum Bruch führen können.
3 zeigt eine Prinzipskizze eines weiteren Werkzeugs 250 zur Herstellung eines spritzgegossenen kunststoffgebundenen Dauermagneten gemäß der vorliegenden Erfindung in einem ersten Verfahrensstadium, wobei der Dauermagnet als ein Zwei-Komponenten-Bauteil konzipiert ist.
Das Werkzeug 250 weist eine erste Werkzeughäfte 251 und eine zweite Werkzeughäfte 252 auf. Der Aufbau des Spritzgußwerkzeugs ist jedoch nicht auf zwei Hälften beschränkt, sondern kann auch mehrere Bauteile umfassen. Zudem weist das Werkzeug 250 einen Formgebungsbereich 120 im Inneren des Werkzeugs 250, einen Magnetkörper 130 sowie einen an den Formgebungsbereich 120 angrenzenden Wandbereich 140 auf. Der Wandbereich 140 ist mittels einer Heizeinrichtung 150 zumindest abschnittsweise temperierbar ausgebildet. Zusätzlich dazu weist das Werkzeug 250 einen Schieber 160 auf, welcher in der zweiten Werkzeughälfte 252 gelagert ist und darin geführt wird. Die Betätigung des Schiebers 160 erfolgt durch einen Mechanismus (nicht dargestellt) oder durch einen Aktuator (nicht dargestellt). Der Schieber 160 befindet sich zu Beginn in einem Bereich des Formgebungsbereichs 120 in einer Ausgangsposition, wodurch eine erste Kavität 170 im Inneren des Werkzeugs 250 gebildet wird. Die erste Werkzeughälfte 251 weist einen ersten Zulauf 115 für das Einspritzen eines spritzgießbaren Kunststoffs im fließfähigen Zustand in die erste Kavität 170 auf, wobei während der Dauer des Einspritzens des spritzgießbaren Kunststoffs im fließfähigen Zustand in die erste Kavität 170 ein aktives Kühlen des Zulaufs 115 erfolgt. So wird für den Bereich des Zulaufs 115 in die Kavität 170 ebenfalls sichergestellt, dass eine Vernetzung des eingespritzten spritzgießbaren Kunststoffs im fließfähigen Zustand während des Befüllens der Kavität 170 im Bereich des Zulaufs 115 verhindert wird. Somit wird für den Querschnitt des Zulaufs 115 während dieser Zeit sichergestellt, dass der unter Druck stehende spritzgießbare Kunststoff im fließfähigen Zustand vollständig in Richtung zu der Kavität 170 bewegt wird, ohne dass die Gefahr besteht, dass gemäß dem Stand der Technik der Wandungsbereich des Zulaufs 115 durch einen im Umfangsbereich ausgehärteten spritzgießbaren Kunststoff der Querschnitt des Zulaufs 115 verengt ist.
Die Herstellung des spritzgegossenen kunststoffgebundenen Dauermagnetens gemäß der vorliegenden Erfindung weist in einem ersten Schritt das Positionieren des Schiebers 160 in einen Bereich des Formgebungsbereichs 120 auf, wodurch die erste Kavität 170 gebildet wird. Danach erfolgt das aktive Kühlen des Wandbereichs 140, solange bis eine vorbestimmte Temperatur in dem Wandbereich 140 erreicht ist. Der Wandbereich 140 wird dabei mit einem Kühlmedium (nicht dargestellt) auf ca. 60°C bis 90°C temperiert. Anschließend erfolgt das Einspritzen des spritzgießbaren Kunststoffs, insbesondere eines thermoplastischen Kunststoffs, im fließfähigen Zustand in die erste Kavität 170, solange bis die erste Kavität 170 vollständig gefüllt ist. Gleichzeitig erfolgt ein aktives Kühlen des Wandbereichs 140, solange bis eine vorbestimmte zweite Temperatur (vorzugsweise zwischen 30°C und 40°C) in dem Wandbereich 140 erreicht ist, und danach wird das aktive Kühlen des Wandbereichs 140 beendet, wobei der erstarrte spritzgießbare Kunststoff eine erste Komponente 175 in der ersten Kavität 170 bildet.
Das aktive Kühlen des Wandbereichs 140 erfolgt mit Hilfe des Durchströmens einer Vielzahl von Kühlkanälen 200, 210 mit einem Kühlmedium (nicht dargestellt), wobei die Kühlkanäle 200, 210 angrenzend an den Formgebungsbereich 120 bzw. an den Wandbereich 140 des Werkzeugs 250 ausgebildet sind. Das Kühlmedium kann sämtliche aus dem Stand der Technik bekannten Medien umfassen, wie zum Beispiel Wasser, Öl oder ein Gemisch unterschiedlicher Flüssigkeiten, insbesondere ein Wasser-Glykol-Gemisch. Die Kühlkanäle 200, 210 sind dabei in Bezug auf den Wandbereich 140 des Werkzeugs 250 derart angeordnet, dass zum einen eine rasche Wärmeabfuhr des erwärmten Wandbereichs 140 erzielt wird und zum anderen eine ausreichend hohe Festigkeit gegenüber den im Betrieb des Werkzeugs auftretenden Kräften und Momenten vorhanden ist, so dass eine elastische Verformung des Wandbereichs 140 der ersten Kavität 170 (sowie einer zweiten Kavität, siehe hierzu 4) unter der Belastung möglichst gering ist.
4 zeigt eine Prinzipskizze des weiteren Werkzeugs 250 zur Herstellung eines spritzgegossenen kunststoffgebundenen Dauermagnetens gemäß 2 in einem zweiten Verfahrensstadium. Der Schieber 160 weist eine zweite Heizeinrichtung 190 auf, welche innerhalb des Schiebers 160 angrenzend an denjenigen Bereich des Schiebers 160 angeordnet ist, welcher mit der ersten Kavität 170 und einer zweiten Kavität (nachfolgend erläutert) während des Verfahrens im Kontakt ist.
Das zweite Verfahrensstadium beinhaltet das Bewegen des Schiebers 160 in eine zweite Position, wodurch von dem dadurch freiwerdenden Raum eine zweite Kavität 180 gebildet wird. Dann wird der Duroplast 155, welcher ein partikelförmiges magnetisches Material enthält, im fließfähigen Zustand über einen zweiten Zulauf 185, welcher in der zweiten Werkzeughälfte 252 ausgebildet ist, in die zweite Kavität 180 eingespritzt, solange bis die zweite Kavität 180 vollständig gefüllt ist. Anschließend erfolgt das Anlegen eines der gewünschten Magnetisierung entsprechenden Richtmagnetfelds (nicht dargestellt) zur Erzeugung einer magnetischen Vorzugsrichtung an den Duroplast 155 mit Hilfe des Magnetkörpers 130, wobei während der Dauer des Einspritzens des Duroplasts 155 im fließfähigen Zustand in die zweite Kavität 180 und des Anlegens des Richtmagnetfeld zur Erzeugung einer magnetischen Vorzugsrichtung an den Duroplast 155 ein aktives Kühlen des Wandbereichs 140 erfolgt. Dann wird das aktive Kühlen des Wandbereichs 140 beendet. Darauf folgend wird der Wandbereich 140 auf die Vernetzungstemperatur des Duroplasts 155 mit Hilfe der Heizeinrichtungen 150, 190 beheizt, solange bis die Vernetzung des Duroplasts 155 abgeschlossen ist. Dann erfolgt das Ausschalten der Heizeinrichtung 150, gefolgt von einem Erstarren lassen des eingespritzten Duroplasts 155. Zum Schluß kann der erstarrte Duroplast 155 zusammen mit der ersten Komponente 175 als ein Zwei-Komponenten-Bauteil für den spritzgegossenen kunststoffgebundenen Dauermagneten aus dem Werkzeug 250 entnommen werden.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines spritzgegossenen kunststoffgebundenen Dauermagneten aus einem Duroplast (55), welcher ein partikelförmiges magnetisches Material enthält, mit den folgenden Schritten: a) Bereitstellen eines Werkzeugs (10) zum Spritzgießen mit einer Kavität (20), wobei das Werkzeug (10) einen Magnetkörper (30) sowie einen an die Kavität (20) angrenzenden Wandbereich (40) aufweist, und der Wandbereich (40) mittels einer Heizeinrichtung (50) zumindest abschnittsweise beheizbar ausgebildet ist; b) Einspritzen des Duroplasts (55), welcher das partikelförmige magnetische Material enthält, im fließfähigen Zustand in die Kavität (20); c) Anlegen eines der gewünschten Magnetisierung entsprechenden Richtmagnetfelds zur Erzeugung einer magnetischen Vorzugsrichtung an den Duroplast (55) mit Hilfe des Magnetkörpers (30), wobei während der Dauer von zumindest einem der Schritte b) oder c) ein aktives Kühlen des Wandbereichs (40) erfolgt; d) Beenden des aktiven Kühlens des Wandbereichs (40); e) Beheizen des Wandbereichs (40) auf die Vernetzungstemperatur des Duroplasts (55) mit Hilfe der Heizeinrichtung (50), solange bis die Vernetzung des Duroplasts (55) abgeschlossen ist; f) Ausschalten der Heizeinrichtung (50) oder Verringern der Temperatur des Wandbereichs (40) auf eine vorbestimmte Temperatur unterhalb der Vernetzungstemperatur mittels der Heizeinrichtung (50); g) Erstarren lassen des eingespritzten Duroplasts (55); und h) Entformen des erstarrten Duroplasts (55).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des aktiven Kühlens des Wandbereichs (40) mit Hilfe des Durchströmens von Kühlkanälen (60, 70) mit einem Kühlmedium erfolgt, wobei die Kühlkanäle (60, 70) angrenzend an den Wandbereich (40) des Werkzeugs (10) ausgebildet sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (50) aus elektrischen Heizkeramiken oder einer Dickschichtheizung gebildet ist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Duroplast (55) mit einem Druck in einem Bereich zwischen 50 bar bis 100 bar in die Kavität (20) eingespritzt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (10) des Weiteren zumindest einen Zulauf (80) für das Einspritzen des Duroplasts (55) in die Kavität (20) aufweist, wobei während der Dauer von Schritt b) ein aktives Kühlen des Zulaufs (80) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das aktive Kühlen des Wandbereichs (40) nach dem Ausschalten der Heizeinrichtung (50) erfolgt, so dass eine fortlaufende Herstellung eines spritzgegossenen kunststoffgebundenen Dauermagneten in dem Werkzeug (10) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der Dauer der Schritte b) und c) ein aktives Kühlen des Wandbereichs (40) erfolgt, für den Schritt des Anlegens eines der gewünschten Magnetisierung entsprechenden Richtmagnetfelds zur Erzeugung einer magnetischen Vorzugsrichtung an den Duroplast (55) mit Hilfe des Magnetkörpers (30).
Verfahren zur Herstellung eines spritzgegossenen kunststoffgebundenen Dauermagneten, wobei der Dauermagnet als ein Zwei-Komponenten-Bauteil konzipiert ist, bestehend aus einem spritzgießbaren thermoplastischen Kunststoff und einem Duroplast, welcher ein partikelförmiges magnetisches Material enthält, mit den folgenden Schritten: a) Bereitstellen eines Werkzeugs (250) zum Spritzgießen mit einem Formgebungsbereich (120) im Inneren des Werkzeugs (250), wobei das Werkzeug (250) einen Magnetkörper (130) sowie einen an den Formgebungsbereich (120) angrenzenden Wandbereich (140) aufweist, und der Wandbereich (140) mittels einer Heizeinrichtung (150) zumindest abschnittsweise temperierbar ausgebildet ist; b) Positionieren eines Schiebers (160) in einen Bereich des Formgebungsbereichs (120), wodurch eine erste Kavität (170) gebildet wird; c) Aktives Kühlen des Wandbereichs (140), solange bis eine vorbestimmte Temperatur in dem Wandbereich (140) erreicht ist; d) Einspritzen des spritzgießbaren thermoplastischen Kunststoffs im fließfähigen Zustand in die erste Kavität (170); e) Aktives Kühlen des Wandbereichs (140), solange bis eine vorbestimmte zweite Temperatur in dem Wandbereich (140) erreicht ist, und dann Beenden des aktiven Kühlens des Wandbereichs (140), wobei der erstarrte spritzgießbare thermoplastische Kunststoff eine erste Komponente (175) in der ersten Kavität (170) bildet, f) Bewegen des Schiebers (160) in eine zweite Position, wodurch von dem dadurch freiwerdenden Raum eine zweite Kavität (180) gebildet wird; g) Einspritzen des Duroplasts (155), welcher das partikelförmige magnetische Material enthält, im fließfähigen Zustand in die zweite Kavität (180); h) Anlegen eines der gewünschten Magnetisierung entsprechenden Richtmagnetfelds zur Erzeugung einer magnetischen Vorzugsrichtung an den Duroplast (155) mit Hilfe des Magnetkörpers (130), wobei während der Dauer von zumindest einem der Schritte g) oder h) ein aktives Kühlen des Wandbereichs (140) erfolgt; i) Beenden des aktiven Kühlens des Wandbereichs (140); j) Beheizen des Wandbereichs (140) auf die Vernetzungstemperatur des Duroplasts (155) mit Hilfe der Heizeinrichtung (150), solange bis die Vernetzung des Duroplasts abgeschlossen ist; k) Ausschalten der Heizeinrichtung (150) oder Verringern der Temperatur des Wandbereichs (140) auf eine vorbestimmte Temperatur unterhalb der Vernetzungstemperatur mittels der Heizeinrichtung (150); l) Erstarren lassen des eingespritzten Duroplasts (155); und m) Entformen des erstarrten Zwei-Komponenten-Bauteils.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (160) eine zweite Heizeinrichtung (190) aufweist, welche innerhalb des Schiebers (160) angrenzend an denjenigen Bereich des Schiebers (160) angeordnet ist, welcher mit den Kavitäten (170, 180) während des Verfahrens im Kontakt ist.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des aktiven Kühlens des Wandbereichs (140) mit Hilfe des Durchströmens von Kühlkanälen (200, 210) mit einem Kühlmedium erfolgt, wobei die Kühlkanäle (200, 210) angrenzend an den Formgebungsbereich (120) ausgebildet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtungen (150, 190) aus elektrischen Heizkeramiken oder einer Dickschichtheizung gebildet werden.
Spritzgegossener kunststoffgebundener Dauermagnet hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11.