DE102016007944A1 - Process for the preparation of a polyurethane-flooded component - Google Patents
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Abstract
Beschrieben wird ein Verfahren zur Herstellung eines polyurethanüberfluteten Bauteils, durch Formung eines Grundkörpers durch Spritzgießen aus einen ersten Kunststoffmaterial, und nachfolgendem Überfluten des Grundkörpers mit einem Polyurethan in einem Spritzgießwerkzeug, wobei zur Begrenzung des Überflutungsbereichs an den Grundkörper eine Dichtung angefügt wird, die nach Entnahme des Bauteils aus dem Spritzgießwerkzeug mechanisch entfernt wird, wobei die Dichtung und der Grundkörper durch einen Spritzgießprozess aneinander angeformt werden, wobei die Dichtung aus einem zweiten Kunststoffmaterial besteht, das weder zur Polyurethanschicht noch zum Grundkörper eine stoffschlüssige Verbindung herstellt.The invention relates to a method for producing a polyurethane-flooded component, by forming a base body by injection molding of a first plastic material, and then flooding the base body with a polyurethane in an injection mold, wherein a seal is added to limit the flooding area to the base body, which after removal of the Component is mechanically removed from the injection mold, wherein the seal and the base body are integrally formed by an injection molding process, wherein the seal consists of a second plastic material that produces a cohesive connection neither to the polyurethane layer nor to the base body.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines polyurethanüberfluteten Bauteils, durch Formung eines Grundkörpers durch Spritzgießen aus einen ersten Kunststoffmaterial, und nachfolgendem Überfluten des Grundkörpers mit einem Polyurethan in einem Spritzgießwerkzeug, wobei zur Begrenzung des Überflutungsbereichs an den Grundkörper eine Dichtung angefügt ist, die nach Entnahme des Bauteils aus dem Spritzgießwerkzeug mechanisch entfernt wird.The invention relates to a method for producing a polyurethane-flooded component, by forming a base body by injection molding of a first plastic material, and then flooding the body with a polyurethane in an injection mold, wherein a seal is added to limit the flooding area to the body after removal the component is mechanically removed from the injection mold.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift
Um nur Teile der Oberfläche eines Bauteils mit Polyurethan zu überfluten, ist eine hochwirksame Dichtung erforderlich, um das sehr niederviskose Polyurethan auf vorgesehene Bereiche zu begrenzen. Das präzise Platzieren einer Dichtung an einem Bauteil in einem Spritzgießwerkzeug kann dabei sehr aufwendig sein, besonders wenn das Bauteil eine relative komplexe Form aufweist.To flood only parts of the surface of a component with polyurethane, a highly effective seal is required to limit the very low viscosity polyurethane to intended areas. The precise placement of a seal on a component in an injection mold can be very expensive, especially if the component has a relatively complex shape.
Grundsätzlich kann vorgesehen werden, zur Abdichtung durch Spritzgießen eine Zusatzgeometrie an einem Vorspritzling anzuformen. Problematisch ist, dass diese als Dichtung wirkende Zusatzgeometrie am fertigen Bauteil zumeist nicht erwünscht ist und daher am Ende des Herstellungsprozesses durch eine Bearbeitung auf mechanischem Wege entfernt werden muss. Dieses erfordert einen Zeit- und Kostenaufwand.In principle, it can be provided to form an additional geometry on a pre-molded part for sealing by injection molding. The problem is that this acting as a seal additional geometry on the finished component is usually not desirable and must therefore be removed at the end of the manufacturing process by machining by mechanical means. This requires a time and cost.
Es stellte sich die Aufgabe, ein Verfahren zu schaffen, welches eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung eines solchen polyurethanüberfluteten Bauteils ermöglicht.The object was to provide a method which allows a particularly simple and cost-effective production of such a polyurethane-flooded component.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Dichtung und der Grundkörper durch einen Spritzgießprozess aneinander angeformt werden, und dass die Dichtung aus einem zweiten Kunststoffmaterial besteht, das weder zur Polyurethanschicht noch zum Grundkörper eine stoffschlüssige Verbindung herstellt.The object is achieved in that the seal and the base body are integrally formed by an injection molding process, and that the seal consists of a second plastic material that produces a cohesive connection neither to the polyurethane layer nor to the body.
Als stoffschlüssige Verbindungen werden hierbei Verbindungen angesehen, bei denen die Verbindungspartner durch starke chemische Bindungskräfte oder durch eine mechanische Verklammerung von Oberflächenunebenheiten zusammengehalten werden. Sie sind zugleich nicht lösbare Verbindungen, bei denen sich die verbundenen Materialien nur durch eine Zerstörung des Verbindungsbereichs trennen lassen.As cohesive compounds in this case compounds are considered, in which the connection partners are held together by strong chemical bonding forces or by a mechanical clamping of surface irregularities. At the same time, they are non-releasable connections in which the bonded materials can only be separated by destroying the connection area.
Im Falle einer mit einem Grundkörper stoffschlüssig verbundenen Dichtung bedeutet dieses, dass die Dichtung durch eine abrasive Bearbeitung, wie Schaben, Schmirgeln, Schleifen oder ähnlichem vom Grundkörper abgetragen muss.In the case of a cohesively connected to a base body seal this means that the seal must be removed by abrasive machining, such as cockroaches, sanding, grinding or the like from the body.
Ein solcher Arbeitsschritt ist recht aufwendig, nicht nur durch den dafür erforderlichen Zeitaufwand, sondern auch durch die dabei erforderliche ständige Überwachung der Bearbeitung, da einerseits das Material der Dichtung vollständig entfernt werden muss, andererseits aber das Material des Grundkörpers möglichst wenig angegriffen werden soll.Such a step is quite expensive, not only by the time required for this, but also by the required permanent monitoring of processing, since on the one hand the material of the seal must be completely removed, on the other hand, the material of the body should be attacked as little as possible.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, durch einen Spritzgießprozess eine Dichtung als eine Zusatzgeometrie, vorzugsweise in Form einer Dichtkante aus einem separaten Material herzustellen, welches keine starken molekularen Bindungen mit den angrenzenden Materialien eines Bauteils einerseits und einer Polyurethanschicht andererseits eingeht.According to the invention, it is now provided by an injection molding process to produce a seal as an additional geometry, preferably in the form of a sealing edge of a separate material, which does not undergo strong molecular bonds with the adjacent materials of a component on the one hand and a polyurethane layer on the other hand.
Durch eine speziell gewählte Materialkombination wird erreicht, dass sich die Verbindung zwischen dem Grundkörper und der Dichtung auf rein adhäsive Kräfte (Adsorptionskräfte) beschränkt. Diese gewährleisten einerseits ein ausreichend starkes Anhaften der Dichtung an dem Grundkörper während des Überflutungsprozesses im Spritzgießwerkzeug, ermöglichen anderseits aber auch ein einfaches und rückstandsfreies Abtrennen der Dichtung vom Grundkörper.A specially selected combination of materials ensures that the connection between the base body and the seal is limited to purely adhesive forces (adsorption forces). These ensure on the one hand a sufficiently strong adhesion of the seal to the body during the flooding process in the injection mold, but on the other hand also allow a simple and residue-free separation of the seal from the body.
Geeignet sind dabei Materialkombinationen, die sich verbinden lassen, ohne starke mechanische Verklammerungen ihrer Oberflächenstrukturen oder echte chemische Bindungen an ihren Berührflächen auszubilden, und deren Zusammenhalt hauptsächlich auf dem Wirken von Adhäsionskräften beruht.Suitable material combinations are those that can be combined without forming strong mechanical interlocking of their surface structures or real chemical bonds at their contact surfaces, and their cohesion is mainly based on the action of adhesive forces.
Das Material des Grundkörpers sollte dabei ein amorpher Thermoplast sein, da die üblicherweise verwendeten aliphatischen Polyurethane besonders gute Verbindungen mit amorphen Thermoplasten eingehen. Der Grundkörper besteht dabei vorzugsweise aus Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), einem Polycarbonat (PC) oder einem Verbundmaterial aus Acrylnitril-Butadien-Styrol und Polycarbonat (ABS/PC).The material of the base body should be an amorphous thermoplastic, since the aliphatic polyurethanes commonly used to form particularly good compounds with amorphous thermoplastics. The main body preferably consists of acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), a polycarbonate (PC) or a composite material of acrylonitrile-butadiene-styrene and polycarbonate (ABS / PC).
Um ein leichtes Ablösen der Dichtung zu ermöglichen, ist die Dichtung vorzugsweise aus einem teilkristallinen Material geformt, das eine Anhaftung unterdrückt. Die Dichtung besteht dazu vorzugsweise aus einem Polyolefin, insbesondere aus Polypropylen (PP) oder Polyethylen (PE).In order to allow easy detachment of the seal, the seal is preferably formed of a semi-crystalline material which suppresses adhesion. The seal exists preferably of a polyolefin, in particular of polypropylene (PP) or polyethylene (PE).
Die Dichtung wird durch Spritzgießen an den Grundkörper angefügt. Da das Material der Dichtung keine innige Verbindung zum Material des Grundkörpers oder des zur Überflutung vorgesehenen Polyurethans eingeht, kann die Dichtgeometrie nach dem Überflutungsprozess durch einfaches Abziehen oder Abstreifen entfernt werden. Übrig bleibt die lediglich das finale Bauteil mit noch zu entfernenden Angüssen. Eine aufwändige mechanische Nacharbeit entfällt.The seal is attached to the body by injection molding. Since the material of the seal does not form an intimate connection to the material of the main body or the flooded polyurethane, the sealing geometry can be removed after the flooding process by simply peeling or stripping. What remains is only the final component with sprues to be removed. A complex mechanical rework is eliminated.
Alternativ kann die Dichtung auch als ein vorgefertigtes Halbzeug in das Spritzgießwerkzeug eingefügt werden, an die in einem folgenden Verfahrensschritt der Grundkörper angespritzt wird. Danach erfolgt ein abschnittsweises Überfluten des Grundkörpers mit einem Polyurethan. Nach der Entnahme des Bauteils aus dem Spritzgießwerkzeug wird die Dichtung vom Grundkörper getrennt. Aufgrund des geringen Haftverbunds zwischen dem Grundkörper und der Dichtung kann die Dichtung leicht und rückstandsfrei vom Grundkörper entfernt werden. Vorteilhafterweise verbleibt die Dichtung dabei in vielen Fällen unbeschädigt, so dass sie dann mehrfach verwendbar ist.Alternatively, the seal can also be inserted as a prefabricated semi-finished product into the injection mold, to which the base body is injection-molded in a subsequent method step. This is followed by a partial flooding of the body with a polyurethane. After removal of the component from the injection mold, the seal is separated from the body. Due to the low adhesion between the base body and the seal, the seal can be removed easily and residue-free from the body. Advantageously, the seal remains undamaged in many cases, so that it is then reusable.
Im Folgenden soll das Funktionsprinzip und ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung dargestellt und näher erläutert werden. Die
Die
An dem in der Darstellung der
Das bis auf das Entfernen der Angussabschnitte
Eine Querschnittsansicht A-A durch die Mitte des Bauteils
Es ist vorteilhaft, wenn die Dichtung im makroskopischen Maßstab eine in Teilen formschlüssige Geometrie zum Grundkörper aufweist, um eine gute Abdichtung gegen das Werkzeug zu gewährleisten. Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Grundkörper
Bei der Überflutung der Oberseite des Grundkörpers
Nach Abschluss des Überflutungsprozesses werden sowohl die Angussabschnitte
Wesentlich für die einfache Entfernbarkeit ist, dass die Dichtung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Spritzlingsprue
- 1010
- Bauteilcomponent
- 2020
- Grundkörperbody
- 2222
- umlaufende Nutcircumferential groove
- 3030
- Polyurethan(schicht)Polyurethane (layer)
- 4040
- Dichtungpoetry
- 51, 5251, 52
- AngussbereicheAngus areas
- 6060
- Einlassöffnunginlet port
- 7070
- AngusskörperAngus body
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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