DE102017100353A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Kunststoffformkörpern aus einem Gemisch mehrerer Komponenten - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Kunststoffformkörpern aus einem Gemisch mehrerer Komponenten Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Kunststoffformkörpern aus einem Gemisch mehrerer Komponenten, von denen wenigstens eine mittels UV-Strahlung aushärtenbar ist, mit einer Gießform zur Aufnahme des Gemisches und mit einer UV-Licht-Bestrahlungseinheit zum Aktivieren des lichtempfindlichen Gemisches.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffformkörpern aus einem Gemisch mehrerer Komponenten nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung von derartigen Kunststoffformkörpern nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 16.
  • Eine Vorrichtung und ein Verfahren dieser Art sind beispielsweise aus der DE 10 2013 102 236 A1 oder der DE 20 2013 101 500 U1 bekannt. Hiermit ist die Herstellung von Kunststoffformkörpern aus einem Gemisch mehrerer Komponenten ermöglicht, von denen wenigstens eine mittels UV-Licht aushärtet. Die lichtempfindliche Komponente ist ohne Lichteinfall gelagert und wird in einem Dosiermischer vakuumaufbereitet. Die Komponenten werden über Dosierpumpen in einem bestimmten Mischungsverhältnis in einem statischen Mischer ohne Lichtkontakt gemischt. Hierzu weist die Vorrichtung mehrere der Anzahl der Komponenten entsprechende Dosiermischer zur Vakuumaufbereitung der einzelnen Komponenten auf. Das Gemisch wird mittels Dosierpumpen einer UV-Licht-Bestrahlungseinheit zugeführt, dort durch UV-Strahlung bestrahlt und fließt anschließend in eine Gießform, wo es endgültig aushärtet.
  • Aus der DE 10 2010 002 141 A1 ist eine integrale Bestrahlungseinheit zum Härten lichthärtender Polymerzusammensetzungen sowie ein Verfahren zur Herstellung von gehärteten Polymerformkörpern oder mit gehärteten Polymeren beschichteten Körpern unter Verwendung der integralen Bestrahlungseinheit bekannt. Ferner geht daraus die Verwendung der integralen Bestrahlungseinheit zur Herstellung von Polymerformkörpern oder mit Polymeren beschichteten Körpern hervor. Die integrale Bestrahlungseinheit zum Härten lichthärtender Polymerzusammensetzungen weist ein oder mehrere UV-Lichtquellen auf, beispielsweise UV-Lampen mit wellenlängenselektiven Filtern und/oder Spiegeln, UV-LED- und UV-Laser-Lichtquellen. Bei den UV-Lichtquellen beträgt der Anteil an der Gesamtstrahlung im Bereich > 700 nm weniger als 15% und im Bereich < 300 nm weniger als 15%. Ferner weist die Vorrichtung eine oder mehrere Formnester zur Aufnahme der lichthärtenden Polymerzusammensetzungen sowie ein oder mehrere für das erzeugte UV-Licht transparente Elemente auf, die in Kontakt mit der lichthärtenden Polymerzusammensetzung stehen.
  • Nachteilig bei den bekannten Vorrichtungen ist, dass ein noch fließfähiges Gemisch durch UV-Strahlung bestrahlt wird und erst anschließend in die Gießform fließt, wo es endgültig aushärtet. In diesem Fall wird auch die Zuleitung, durch welche das Gemisch fließt, durch UV-Strahlung bestrahlt, und es kommt zu einem Aushärten und damit Verstopfen in dieser Zuleitung. Ferner kommt es aufgrund der Anordnung der bekannten UV-Licht-Bestrahlungseinheit zu einer inhomogenen Bestrahlung des Gemisches und damit zu einer Schattenbildung, wodurch sich aufgrund der dann notwendigen vergleichsweise längeren Bestrahlungsdauer die Zykluszeiten für die Herstellung der Kunststoffformkörper deutlich verlängern.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Kunststoffformkörpern aus einem Gemisch mehrerer Komponenten nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 16 derart weiterzubilden, dass ein Aushärten und damit Verstopfen in den Zuleitungen der Vorrichtung sowie Schattenbildungen infolge der Bestrahlung bei der Herstellung der Kunststoffformkörper weitestgehend vermieden werden.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen. Ferner wird die Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 16 gelöst.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffformkörpern aus einem Gemisch von wenigstens zwei Komponenten, von denen wenigstens eine mittels UV-Strahlung aushärtenbar ist, weist eine Gießform zur Aufnahme des Gemisches und eine UV-Licht-Bestrahlungseinheit zum Aktivieren des lichtempfindlichen Gemisches auf. Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, dass die Gießform mindestens einen eine Ausnehmung des Kunststoffformkörpers definierenden Kern aufweist, in dem mindestens ein Abschnitt der UV-Licht-Bestrahlungseinheit zur Bestrahlung des in die Gießform eingebrachten Gemisches angeordnet ist.
  • Durch die Anordnung der UV-Licht-Bestrahlungseinheit im Inneren der Gießform werden eine optimale Ausleuchtung des Gemisches sowie eine hohe UV-Leistung erreicht. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden somit verkürzte Produktionszyklen bei einer deutlich höheren UV-Lichtausbeute bezogen auf die eingesetzte Energie bzw. Strahlungsleistung erzielt. Die Kunststoffformkörper können somit in einer vergleichsweise hohen Taktzahl hergestellt werden.
  • Darüber hinaus wird die gesamte Vorrichtung vor Beschädigungen, insbesondere Verstopfung geschützt. Aufgrund der Reichweite der UV-Strahlung der im Kern angeordneten UV-Licht-Bestrahlungseinheit wird das Gemisch lokal im Wesentlichen ausschließlich in der Gießform ausgehärtet, so dass Zuleitungen, durch welche das Gemisch in die Gießform eingebracht wird, keiner UV-Strahlung der UV-Licht-Bestrahlungseinheit ausgesetzt sind. Folglich kommt es in den Zuleitungen nicht zu einem Aushärten des Gemisches, und Verstopfungen werden dort vermieden.
  • Nach einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Lichtquelle der UV-Licht-Bestrahlungseinheit im Kern angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass aufgrund des geringen Abstands zwischen Lichtquelle und Gemisch die Leistung der Lichtquelle energieeffizient angepasst werden kann.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Kern einen Hohlraum auf, in welchen die UV-Licht-Bestrahlungseinheit einbringbar ist. Auf diese Weise kann eine UV-Licht-Bestrahlungseinheit nacheinander in einer Vielzahl von Gießformen eingebracht werden, da sie einfach in den Kern einsetzbar und wieder zu entnehmen ist.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die zumindest abschnittweise in den Kern der Gießform eingebrachte UV-Licht-Bestrahlungseinheit mittels eines Antriebes um ihre Längsachse rotierend oder oszillierend angeordnet. Beispielsweise kann die UV-Licht-Bestrahlungseinheit um ± 180° in jede Richtung um ihre Längsachse bewegt werden. Auf diese Weise werden Kontakte und Zuleitungen für die Energieversorgung der Bestrahlungseinheit geschont. Auch sind bei einer oszillierenden Bewegung der UV-Licht-Bestrahlungseinheit keine störanfälligen Schleifkontakte notwendig.
  • Ferner kann eine Schattenbildung bei der Aushärtung des lichtempfindlichen Gemisches aufgrund einer feststehenden UV-Licht-Bestrahlungseinheit vermieden wird. Denn eine um ihre Längsachs rotierende oder oszillierende UV-Licht-Bestrahlungseinheit gibt die UV-Strahlung homogener verteilt an das Gemisch in der Gießform ab. Damit können Schattenbereiche vermieden werden, bei denen ein Aushärten des Gemisches in einer vorgegebenen Zeit gar nicht bzw. in einer schlechten Qualität stattfindet, so dass eine optimale Ausleuchtung des Kunststoffformkörpers erreicht wird. Im Sinne der Erfindung kann es alternativ auch vorgesehen sein, dass die UV-Licht-Bestrahlungseinheit stationär angeordnet ist. Ferner ist es im Sinne der Erfindung auch denkbar, dass die Gießform um die stationär angeordnete UV-Licht-Bestrahlungseinheit bewegt wird.
  • Nach einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist die Gießform vorteilhafterweise aus einem UV-durchlässigen Material, vorzugsweise aus einem transparenten thermoplastischen Kunststoff, insbesondere aus Acrylglas bzw. Polymethylmethacrylat (PMMA), hergestellt. Dies ist deshalb besonders vorteilhaft, da PMMA ein preisgünstiges, leicht bearbeitbares und haltbares lichtdurchlässiges Material ist. Insbesondere in Bezug auf die hohen mechanischen Spannungen beim Entformen kann durch die Verwendung von thermoplastischem Kunststoff die Bruchgefahr der Gießform reduziert werden.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Gießform aus Glas, insbesondere aus Quarzglas hergestellt. Denn Quarzglas ist ein thermisch beständiges und kratzfestes Material. Ferner wird das UV-Licht der gewünschten Wellenlänge nahezu vollständig ohne Absorptionsverluste durchgelassen.
  • Nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die UV-Licht-Bestrahlungseinheit mindestens eine UV-LED-Einheit auf. Auf diese Weise wird ein besonders energieeffizientes Aushärten des Gemisches realisiert. Ferner wird die starke Wärmeentwicklung konventioneller UV-Lichtquellen vermieden, so dass aufgrund der geringeren Wärmeentwicklung der UV-LED-Einheit die Auswahl von UV-Licht-durchlässigen, transparenten Elementen mit einer bestimmten zulässigen eingestrahlten Lichtleistung größer ist. Denn aufgrund der geringeren Wärmeentwicklung können auch UV-Licht-durchlässige Elemente eingesetzt werden, ohne diese bis an die Grenze ihrer Wärmestandfestigkeit bzw. Wärmestabilität zu belasten, dies bei höherer Lichtleistung pro Zeiteinheit im Vergleich zu konventionellen UV-Lichtquellen. Unter Wärmestandfestigkeit ist das Haftungsverhalten von Polymeren nach einer längeren Wärmebelastung zu verstehen. Ferner führt der Einsatz von UV-LED-Einheiten zu Verarbeitungsverfahren mit einer niedrigeren Werkzeugtemperatur, da die UV-Einheiten pro eingestrahlter Lichtleistung weniger Wärmestrahlung erzeugen.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass mehrere UV-LED-Einheiten zu mindestens einem Array zusammenschaltbar sind. Auf diese Weise ist eine einfache Steuerung der UV-LED-Einheiten möglich, beispielsweise in Abhängigkeit von bestimmten Betriebsparametern, wie Betriebstemperatur oder Zeitdauer. Eine aufwendige Verkabelung und/oder Ansteuerung jeder einzelnen UV-LED-Einheit ist nicht nötig.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens eine Trägerplatte zur Aufnahme der UV-Licht-Bestrahlungseinheit vorgesehen, so dass sowohl eine einfache Montage mehrerer UV-Licht-Bestrahlungseinheiten in der Vorrichtung als auch eine schnelle und damit kostengünstige Wartung sowie der Austausch defekter UV-Licht-Bestrahlungseinheiten realisiert werden können.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Kühlvorrichtung zum Kühlen der UV-Licht-Bestrahlungseinheit vorgesehen, insbesondere ist die Kühlung mittels Luft, Wasser oder Öl realisierbar. Durch die Kühlung wird die UV-Licht-Bestrahlungseinheit in einem optimalen Temperaturbereich betrieben, wodurch die Störanfälligkeit reduziert und die Lebensdauer der Vorrichtung erhöht wird.
  • Diese Kühlung der Bestrahlungseinheit kann nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung durch die Trägerplatte realisiert werden, indem ein Kühlmittel, wie Luft, Wasser oder Öl mittels Kanälen durch die Trägerplatte hindurchgeleitet wird, so dass eine Kühlung der Licht-Bestrahlungseinheit eintritt. In einer Weiterbildung der Erfindung ist im Übergangsbereich zwischen der UV-Licht-Bestrahlungseinheit und der Gießform zur Vermeidung von Verunreinigungen und Wärmetransfer zwischen diesen Bauteilen ein Vakuum vorgesehen.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Vorrichtung mindestens eine elektrisch leitfähige Schiene zum Versorgen der UV-Licht-Bestrahlungseinheit mit elektrischer Energie auf. Mittels dieser Schienen kann die UV-Licht-Bestrahlungseinheit an der Vorrichtung derart kontaktiert werden, dass eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen den einzelnen UV-Licht-Bestrahlungseinheiten bzw. den LED-Arrays und einer Spannungsquelle zur Versorgung der Einheiten bzw. des Arrays mit elektrischer Energie hergestellt wird. Auf diese Weise wird eine einfache und sichere Kontaktierung der Bestrahlungseinheiten erreicht. Ferner ist im Fall von Beschädigungen oder Defekten einer UV-Licht-Bestrahlungseinheit ein einfacher Austausch der Einheit möglich, ohne dass beispielsweise aufwendige Verkabelungen erneuert werden müssen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Vorrichtung mindestens einen Sensor zur Messung der Umgebungstemperatur der UV-Licht-Bestrahlungseinheit auf, wodurch eventuelle Temperaturschwankungen während des Aushärtevorgangs schnell und präzise detektiert werden können. Vorzugsweise ist der mindestens eine Sensor an der Trägerplatte angeordnet.
  • Vorteilhafter Weise sind weitere UV-Licht-Bestrahlungseinheiten vorgesehen, welche mindestens einen Abschnitt einer Außenfläche des Kunststoffformkörpers mittels UV-Strahlung aushärten. Auf diese Weise wird eine weiter optimierte UV-Bestrahlung des Gemisches erreicht. Denn durch die Bestrahlung von der Innenseite, d.h. aus dem Kern der Gießform heraus, und von der Außenseite der Gießform her findet eine gleichmäßigere und homogenere Bestrahlung statt, so dass die Zykluszeit weiter reduziert wird. Nach der Erfindung ist es auch denkbar, dass das Gemisch im Wesentlichen ausschließlich von der Außenseite der Gießform her oder im Wesentlichen ausschließlich von dem inneren Kern, d.h. von der Innenseite her, bestrahlt wird.
  • Die Gießform kann aus mehreren Segmenten bestehen, welche zusammensetzbar sind. Dadurch ist eine besonders einfache Montage zur Vorbereitung des Aushärtevorgangs gewährleistet. Auch kann dadurch der ausgehärtete Kunststoffformkörper auf einfache Weise der Gießform entnommen werden.
  • Bei einem Verfahren zur Herstellung von Kunststoffformköpern aus einem Gemisch von wenigstens zwei Komponenten, von denen wenigstens eine mittels UV-Strahlung aushärtet ist es vorgesehen, dass das Gemisch zunächst in eine Gießform mit einem eine Ausnehmung des Kunststoffformkörpers definierenden Kern eingebracht wird und anschließend eine Aktivierung des Gemischs wenigstens durch die UV-Strahlung erfolgt, die ausgehend vom Kern in das Gemisch eintritt, so dass es im Wesentlichen ausschließlich in der Gießform aushärtet. Aus diesem Grund werden die Zuleitungen, durch welche das Gemisch in die Gießform fließt, nicht durch UV-Strahlung bestrahlt, und es kommt folglich nicht zu einem Aushärten und damit Verstopfen in dieser Zuleitung. Ferner kommt es aufgrund dieser Anordnung der UV-Licht-Bestrahlungseinheit im Inneren der Gießform zu einer homogenen Bestrahlung des Gemisches, wodurch sich insbesondere die nachteilige Schattenbildung vermeiden lässt. Dies resultiert in einer vergleichsweise kürzeren Bestrahlungsdauer, wodurch die Zykluszeiten für die Herstellung der Kunststoffformkörper deutlich verkürzt werden.
  • Vorteilhafterweise ist es auch möglich, dass die Aktivierung des Gemischs alternativ oder zusätzlich durch UV-Strahlung erfolgt, die von mindestens einer dem Kern abgewandten Seite der Gießform in das Gemisch eintritt. Auf diese Weise kann ein vergleichsweise schnellerer Herstellungsprozess realisiert werden. Ferner findet eine homogenere Bestrahlung des Gemisches mittels UV-Strahlung statt, wodurch insbesondere nachteilige Schattenbildung vermieden werden kann.
  • Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
  • Es zeigen:
    • 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffformkörpern aus einem Gemisch mehrerer Komponenten in einer Schnittansicht,
    • 2 die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß 1 in einer Draufsicht,
    • 3 einen durch die Vorrichtung nach 1 hergestellten Kunststoffformkörper in einer Vorderansicht und
    • 4 einen Kunststoffformkörper gemäß 3 in einer Schnittdarstellung entlang der Achse E-E.
  • In 1 ist in einer Schnittansicht entlang der Längsachse eine Vorrichtung 10 zur Herstellung von Kunststoffformkörpern 1 aus einem Gemisch mehrerer Komponenten dargestellt, von denen wenigstens eine mittels UV-Strahlung aushärtenbar ist. Das Gemisch wird zunächst in die Gießform 2 eingebracht und anschließend durch die UV-Strahlung derart bestrahlt, dass es im Wesentlichen ausschließlich in der Gießform 2 aushärtet.
  • Die wenigstens eine, mittels UV-Strahlung aushärtenbare Komponente kann insbesondere aus fließfähigen Polyorganosiloxanen mit photoreaktiven bzw. photohärtbaren Gruppen ausgewählt werden.
  • Unter UV-Licht ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung elektromagnetische Strahlung zu verstehen, die fließfähige, photohärtbare Polymerzusammensetzungen härten kann. Bei den erfindungsgemäßen UV-Lichtquellen handelt es sich vorzugsweise um solche, bei denen die Wellenlänge bevorzugt im Bereich von 300 nm bis 400 nm, insbesondere im Bereich zwischen 360 nm und 380 nm liegt.
  • Wie aus 2 hervorgeht, weist die Gießform 2 einen als inneren Kern 5 ausgestalteten Hohlraum auf, in welchen mindestens ein Abschnitt 4 der UV-Licht-Bestrahlungseinheit 3 derart eingebracht wird, dass das Gemisch von innen mit UV-Strahlung bestrahlt wird. 3 zeigt beispielhaft einen mittels Vorrichtung 10 hergestellten Kunststoffformkörper 1.
  • Im Ausführungsbeispiel nach 2 sind neben der im Inneren der Gießform 2 angeordneten UV-Licht-Bestrahlungseinheit 3 noch weitere Bestrahlungseinheiten 3 umfangseitig der Gießform 2 angebracht, so dass auch die Außenfläche 11 der Gießform 2 durch UV-Strahlung bestrahlt wird. Dadurch wird eine homogenere UV-Bestrahlung erreicht, so dass die Produktionszyklen optimiert werden.
  • Die in den Kern 5 eingebrachte UV-Licht-Bestrahlungseinheit 3 ist mittels eines Antriebes 13 um ihre Längsachse 14 rotierend angeordnet. Alternativ kann die Bestrahlungseinheit 3 oszillierend, beispielsweise um ± 180° um ihre Längsachse bewegt werden. Auf diese Weise werden Kontakte und Zuleitungen für die Energieversorgung der Bestrahlungseinheit 3 geschont. Auch sind bei einer oszillierenden Bewegung keine störanfälligen Schleifkontakte notwendig.
  • Für eine bessere Energieeffizienz und zur Reduzierung von Wärme weist die UV-Licht-Bestrahlungseinheit 3 mindestens eine UV-LED-Einheit 12 auf, wobei für eine optimale Steuerung der UV-LED-Einheiten 12 diese zu mindestens einem Array zusammengeschaltet sind, so dass eine Steuerung diese Arrays, ausgehend von bestimmten Parametern, wie beispielsweise Betriebstemperatur oder Zeitdauer, regelt.
  • Zur Aktivierung des lichtempfindlichen Gemisches durch die UV-Strahlung ist die Gießform 2 aus einem UV-durchlässigem Material, vorzugsweise aus einem transparenten thermoplastischen Kunststoff, insbesondere aus Acrylglas bzw. Polymethylmethacrylat (PMMA), hergestellt. Alternativ kann sie aus Glas, insbesondere Quarzglas bestehen.
  • Die Gießform 2 kann abweichend von dem beschriebenen Ausführungsbeispiel mehrere zusammensetzbare Segmente aufweisen. Die Gießform kann insbesondere aus einem separaten inneren Kernbereich sowie einem aus Mittel-, Fuß- und Kopfteil gebildeten Außenbereich zusammengesetzt sein.
  • Aus 1 und 2 geht hervor, dass die UV-Licht-Bestrahlungseinheit 3 auf einer Trägerplatte 6 angeordnet ist. Auf diese Weise kann sowohl eine einfache Montage mehrerer UV-Licht-Bestrahlungseinheiten 3 als auch ein Austausch einer defekten UV-Licht-Bestrahlungseinheit 3 in einfacher Weise realisiert werden. Zur Versorgung der UV-Licht-Bestrahlungseinheit 3 mit elektrischer Energie sind Schienen 8 vorgesehen, welche an der Trägerplatte 6 angeordnet sind. Mittels dieser Schienen 8 kann die UV-Licht-Bestrahlungseinheit 3 an der Vorrichtung 10 derart kontaktiert werden, dass eine leitfähige Verbindung zwischen den einzelnen UV-Licht-Bestrahlungseinheiten bzw. den LED-Arrays und einer Spannungsquelle hergestellt wird.
  • Die einzelnen Bestrahlungseinheiten 3 bzw. Arrays können in Abhängigkeit von Betriebsparametern geregelt werden. Zur Bestimmung der Betriebstemperatur der UV-Licht-Bestrahlungseinheiten 3 sind Sensoren 9 vorgesehen, welche vorzugsweise an der Trägerplatte 6 angeordnet sind. Natürlich können diese Sensoren 9 auch an anderen Stellen der Vorrichtung 10 vorgesehen sein.
  • Die UV-Licht-Bestrahlungseinheit 3 weist im Betrieb eine starke Wärmeentwicklung auf. Aus diesem Grund ist eine Kühlvorrichtung 7 vorgesehen. In dem vorliegend gewählten Ausführungsbeispiel wird ein Kühlmittel, wie Luft, Wasser oder Öl, durch in der Trägerplatte 6 vorgesehene Kanäle 15 hindurchgeleitet, so dass die Wärme, die sich von der UV-Licht-Bestrahlungseinheit 3 auf die Trägerplatte 6 überträgt, abgeführt werden kann.
  • Zur Vermeidung von unerwünschtem Wärmetransfer von der UV-Licht-Bestrahlungseinheit 3 auf die Gießform 2 kann ein Vakuum zwischen der UV-Licht-Bestrahlungseinheit 3 und der Gießform 2 vorgesehen sein. Dieses Vakuum wird mittels Pumpen erzeugt, mit einem Druck von etwa zwischen 1 mbar und 800 mbar.
  • Wie aus 3 und 4 hervorgeht, kann es sich bei den Kunststoffformkörpern 1 beispielsweise um sogenannte Kabelgarnituren aus photohärtbarem Silikon handeln. Diese können beispielsweise zur Verlängerung von Kabeln, insbesondere von Hochspannungsleitungen, eingesetzt werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Kunststoffformkörper
    2
    Gießform
    3
    UV-Licht-Bestrahlungseinheit
    4
    Abschnitt der UV-Licht-Bestrahlungseinheit
    5
    Kern
    6
    Trägerplatte
    7
    Kühlvorrichtung
    8
    Schienen
    9
    Temperatursensor
    10
    Vorrichtung
    11
    Außenfläche Gießform
    12
    UV-LED-Einheit
    13
    Antrieb
    14
    Längsachse
    15
    Kanal
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102013102236 A1 [0002]
    • DE 202013101500 U1 [0002]
    • DE 102010002141 A1 [0003]

Claims (17)

  1. Vorrichtung (10) zur Herstellung von Kunststoffformkörpern (1) aus einem Gemisch von wenigstens zwei Komponenten, von denen wenigstens eine mittels UV-Strahlung aushärtenbar ist, mit einer Gießform (2) zur Aufnahme des Gemisches und mit einer UV-Licht-Bestrahlungseinheit (3) zum Aktivieren des lichtempfindlichen Gemisches, dadurch gekennzeichnet, dass die Gießform (2) mindestens einen eine Ausnehmung des Kunststoffformkörpers (1) definierenden Kern (5) aufweist, in dem mindestens ein Abschnitt (4) der UV-Licht-Bestrahlungseinheit (3) zur Bestrahlung des in die Gießform (2) eingebrachten Gemisches angeordnet ist.
  2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lichtquelle der UV-Licht-Bestrahlungseinheit (3) im Kern (5) angeordnet ist.
  3. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (5) einen Hohlraum aufweist, in welchen die UV-Licht-Bestrahlungseinheit (3) einbringbar ist.
  4. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest abschnittsweise in den Kern (5) eingebrachte UV-Licht-Bestrahlungseinheit (3) mittels eines Antriebes (13) um ihre Längsachse (14) rotierend oder oszillierend angeordnet ist.
  5. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gießform (2) aus einem UV-durchlässigem Material, vorzugsweise aus einem transparenten thermoplastischen Kunststoff, insbesondere aus Acrylglas bzw. Polymethylmethacrylat (PMMA), hergestellt ist.
  6. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gießform (2) aus Glas, insbesondere Quarzglas hergestellt ist.
  7. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die UV-Licht-Bestrahlungseinheit (3) mindestens eine, vorzugsweise mehrere zu mindestens einem Array zusammenschaltbare UV-LED-Einheiten (12) aufweist.
  8. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Trägerplatte (6) zur Aufnahme der UV-Licht-Bestrahlungseinheit (3) vorgesehen ist.
  9. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kühlvorrichtung (7) zum Kühlen der UV-Licht-Bestrahlungseinheit (3) vorgesehen ist, wobei die Kühlung vorzugsweise mittels einem Kühlmittel, wie Luft, Wasser oder Öl erfolgt.
  10. Vorrichtung (10) nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (6) Kanäle (15) für das Kühlmittel aufweist.
  11. Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der UV-Licht-Bestrahlungseinheit (3) und der Gießform (2) ein Vakuum vorgesehen ist.
  12. Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine leitfähige Schiene (8) zum Versorgen der UV-Licht-Bestrahlungseinheit (3) mit elektrischer Energie vorgesehen ist.
  13. Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein, vorzugsweise an der Trägerplatte (6) angeordneter Sensor (9) zur Messung der Temperatur der UV-Licht-Bestrahlungseinheit (3) vorgesehen ist.
  14. Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass weitere UV-Licht-Bestrahlungseinheiten (3) zum Bestrahlen mindestens eines Abschnitts der Außenseite (11) des Kunststoffformkörpers (1) vorgesehen sind.
  15. Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gießform (2) aus mehreren Segmenten zusammengesetzt ist.
  16. Verfahren zur Herstellung von Kunststoffformkörpern (1) aus einem Gemisch von wenigstens zwei Komponenten, von denen wenigstens eine nach Aktivierung mittels UV-Strahlung aushärtet, insbesondere mit einer Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei das Gemisch zunächst in eine Gießform (2) mit einem eine Ausnehmung des Kunststoffformkörpers (1) definierenden Kern (5) eingebracht wird und anschließend eine Aktivierung des Gemischs wenigstens durch die UV-Strahlung erfolgt, die ausgehend vom Kern (5) in das Gemisch eintritt, so dass es im Wesentlichen ausschließlich in der Gießform (2) aushärtet.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierung des Gemischs alternativ oder zusätzlich durch UV-Strahlung erfolgt, die von mindestens einer dem Kern (5) abgewandten Seite der Gießform (2) in das Gemisch eintritt.
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