DE102022124938A1 - METHOD FOR CONTROLLING TEMPERATURE DISTRIBUTION IN A MOLDING TOOL FOR THREE-DIMENSIONAL MOLDING PARTS AND MOLDING TOOL - Google Patents
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Abstract
Es werden ein Verfahren zur Regelung einer Temperaturverteilung in einem Formwerkzeug für dreidimensionale Formteile und ein Formwerkzeug beschrieben.A method for controlling a temperature distribution in a mold for three-dimensional molded parts and a mold are described.
Description
Technisches GebietTechnical area
Es werden ein Verfahren zur Regelung einer Temperaturverteilung in einem Formwerkzeug für dreidimensionale Formteile und ein Formwerkzeug beschrieben.A method for controlling a temperature distribution in a mold for three-dimensional molded parts and a mold are described.
Faserhaltige Materialen werden vermehrt eingesetzt, um bspw. Verpackungen für Lebensmittel (bspw. Schalen, Kapseln, Boxen, etc.) und Konsumgüter (bspw. elektronische Geräte etc.) sowie Getränkebehälter herzustellen. Es werden auch Alltagsgegenstände, wie bspw. Einwegbesteck und -geschirr, aus faserhaltigem Material hergestellt. Faserhaltige Materialien umfassen natürliche Fasern oder künstliche Fasern. In letzter Zeit wird vermehrt faserhaltiges Material eingesetzt, welches Naturfasern aufweist oder aus solchen besteht, die bspw. aus nachwachsenden Rohstoffen oder Altpapier gewonnen werden können. Die Naturfasern werden in einer sogenannten Pulpe mit Wasser und ggf. weiteren Zusätzen, wie z.B. Stärke, vermischt. Zusätze können zudem Auswirkungen auf die Farbe, die Barriereeigenschaften und mechanische Eigenschaften haben. Diese Pulpe kann einen Anteil von Naturfasern von bspw. 0,5 bis 10 Gew.-% aufweisen. Der Anteil an Naturfasern variiert in Abhängigkeit des Verfahrens, welches zur Herstellung von Verpackungen etc. angewandt wird, und der Produkteigenschaften des herzustellenden Produkts.Fiber-containing materials are increasingly being used to produce packaging for food (e.g. trays, capsules, boxes, etc.) and consumer goods (e.g. electronic devices, etc.) as well as beverage containers. Everyday objects, such as disposable cutlery and tableware, are also made from fibrous materials. Fibrous materials include natural fibers or artificial fibers. Recently, fiber-containing material has been increasingly used, which has natural fibers or consists of those that can be obtained, for example, from renewable raw materials or waste paper. The natural fibers are mixed in a so-called pulp with water and possibly other additives, such as starch. Additives can also have an impact on color, barrier properties and mechanical properties. This pulp can have a proportion of natural fibers of, for example, 0.5 to 10% by weight. The proportion of natural fibers varies depending on the process used to produce packaging etc. and the product properties of the product to be manufactured.
Hintergrundbackground
Die Herstellung von faserhaltigen Produkten aus einer Pulpe erfolgt in der Regel in mehreren Arbeitsschritten. Hierzu weist eine Faserverarbeitungseinrichtung mehrere Stationen bzw. Formstationen auf. In einer Formstation kann bspw. ein Ansaugen von Fasern in einer Kavität eines Ansaugwerkzeugs erfolgen, wodurch ein Vorformling geformt bzw. gebildet wird. Dazu wird die Pulpe in einem Pulpe-Vorrat bereitgestellt und das Ansaugwerkzeug mit mindestens einer Ansaugkavität, dessen Geometrie im Wesentlichen dem herzustellenden Produkt entspricht, zumindest teilweise in die Pulpe getaucht. Während des Eintauchens erfolgt ein Ansaugen über Öffnungen in der Ansaugkavität, die mit einer entsprechenden Saug-Einrichtung in Verbindung stehen, wobei sich Fasern aus der Pulpe an der Oberfläche der Ansaugkavität ansammeln. Die angesaugten Fasern bzw. ein Vorformling können anschließend über das Ansaugwerkzeug in ein Vorpresswerkzeug gebracht werden, wobei der Vorformling vorgepresst wird. Während dieses Vorpressvorgangs werden die Fasern im Vorformling verpresst und der Wassergehalt des Vorformlings reduziert. Alternativ kann die Bereitstellung von Vorformlingen mittels Schöpfen erfolgen, wobei ein Schöpfwerkzeug in die Pulpe getaucht wird und sich beim Hochfahren Fasern an Formteilen des Schöpfwerkzeugs ablagern.The production of fiber-containing products from pulp usually takes place in several steps. For this purpose, a fiber processing device has several stations or forming stations. In a forming station, for example, fibers can be sucked into a cavity of a suction tool, whereby a preform is shaped or formed. For this purpose, the pulp is provided in a pulp supply and the suction tool with at least one suction cavity, the geometry of which essentially corresponds to the product to be produced, is at least partially immersed in the pulp. During immersion, suction takes place via openings in the suction cavity, which are connected to a corresponding suction device, with fibers from the pulp collecting on the surface of the suction cavity. The sucked fibers or a preform can then be brought into a pre-pressing tool via the suction tool, whereby the preform is pre-pressed. During this pre-pressing process, the fibers in the preform are pressed and the water content of the preform is reduced. Alternatively, preforms can be prepared by scooping, whereby a scooping tool is dipped into the pulp and fibers are deposited on molded parts of the scooping tool when it is raised.
Danach werden Vorformlinge in einer Heißpresse zu fertigen Formteilen verpresst. Hierbei werden Vorformlinge in ein Heißpresswerkzeug eingebracht, welches bspw. eine untere Werkzeughälfte und eine obere Werkzeughälfte aufweist, die beheizt werden. In dem Heißpresswerkzeug werden die Vorformlinge in einer Kavität unter Wärmeeintrag verpresst, wobei durch den Druck und die Wärme Restfeuchte ausgebracht wird, so dass der Feuchtigkeitsgehalt der Vorformlinge von ca. 60 Gew.-% vor dem Heißpressen auf bspw. 5-10 Gew.-% nach dem Heißpressen reduziert wird. Der beim Heißpressen entstehende Wasserdampf wird während des Heißpressens über Öffnungen in den Kavitäten und Kanäle im Heißpresswerkzeug abgesaugt.The preforms are then pressed into finished molded parts in a hot press. Here, preforms are introduced into a hot pressing tool, which, for example, has a lower tool half and an upper tool half that are heated. In the hot pressing tool, the preforms are pressed in a cavity with heat input, with residual moisture being released by the pressure and heat, so that the moisture content of the preforms is reduced from approx. 60% by weight before hot pressing to, for example, 5-10% by weight. % is reduced after hot pressing. The water vapor created during hot pressing is extracted during hot pressing through openings in the cavities and channels in the hot pressing tool.
Ein Heißpresswerkzeug und ein Herstellungsverfahren mit dem vorstehend beschriebenen Heißpressverfahren sind bspw. aus
Probleme ergeben sich bei vorstehend beschriebenen Faserformeinrichtungen insbesondere dadurch, dass es vor allem bei Formteilen mit verhältnismäßig großen Formtiefen (bspw. > 50 mm), wie bspw. Becher, Schalen, etc., zu großen Temperaturunterschieden an den Formflächen der Formeinrichtungen eines Formwerkzeugs zum Heißpressen (Heißpresswerkzeug) kommt. Hierbei ist zu beachten, dass gerade bei Formteilen mit großen Formtiefen keine Plattenheizung erfolgen kann, wobei bei einer solchen die Beheizung von Formeinrichtungen über ein Werkzeugplatte erfolgt, die selbst gleichmäßig beheizbar ist.Problems arise with the fiber molding devices described above, in particular because there are large temperature differences on the molding surfaces of the molding devices of a molding tool for hot pressing (hot pressing tool), especially in the case of molded parts with relatively large mold depths (e.g. > 50 mm), such as cups, bowls, etc. It should be noted that plate heating is not possible, particularly for molded parts with large mold depths, although in such a case the heating of the molding devices takes place via a tool plate, which itself can be heated evenly.
Die Temperaturen an den Formflächen von Formeinrichtungen hängen dabei von verschiedenen Faktoren ab. Bspw. von der Anzahl an Formeinrichtungen, dem verwendeten Material für die Vorformlinge, deren Feuchtigkeitsgehalt, dem Wärmespeichervermögen der Formeinrichtungen etc.The temperatures on the molding surfaces of molding devices depend on various factors. For example, the number of molding devices, the material used for the preforms, their moisture content, the heat storage capacity of the molding devices, etc.
Es ist jedoch keine Möglichkeit bekannt, eine gleichmäßige Temperaturverteilung an den Formflächen eines Formwerkzeugs, insbesondere für dreidimensionale Formteile mit großen Formtiefen bereitzustellen.However, there is no known way to provide a uniform temperature distribution on the mold surfaces of a mold, especially for three-dimensional molded parts with large mold depths.
AufgabeTask
Demgegenüber besteht die Aufgabe darin, eine gleichmäßige Temperaturverteilung an den Formflächen von Formeinrichtungen eines Formwerkzeugs bereitzustellen, insbesondere für Formteile mit großen Formtiefen. Ferner besteht die Aufgabe darin, eine Alternative zum Stand der Technik bereitzustellen sowie für eine Vielzahl von unterschiedlichen Formteilgeometrien eine verbesserte Herstellung zu gewährleisten.In contrast, the task is to provide a uniform temperature distribution on the mold surfaces of molding devices of a mold, especially for molded parts with large mold depths. Furthermore, the task is to provide an alternative to the state of the art to provide and to ensure improved production for a variety of different molded part geometries.
LösungSolution
Die vorstehend genannte Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Regelung einer Temperaturverteilung in einem Formwerkzeug für dreidimensionale Formteile gelöst, insbesondere Formteile aus einem faserhaltigen Material, wobei in dem Formwerkzeug Vorformlinge unter Druck zu fertigen Formteilen verpresst werden, wobei das Formwerkzeug mindestens zwei Formeinrichtungen [Kavitäten] und mindestens zwei Heizeinrichtungen aufweist, wobei die mindestens zwei Heizeinrichtungen zur Erreichung einer definierbaren Temperaturverteilung an Formflächen der mindestens zwei Formeinrichtungen unterschiedlich ansteuerbar sind und/oder der Abstand einer Heizeinrichtung der mindestens zwei Heizeinrichtungen zu mindestens einer zugeordneten Formfläche einer Formeinrichtung größer oder kleiner ist wie der Abstand einer weiteren Heizeinrichtung der mindestens zwei Heizeinrichtungen zu mindestens einer zugeordneten Formfläche einer weiteren Formeinrichtung.The above-mentioned object is achieved by a method for controlling a temperature distribution in a mold for three-dimensional molded parts, in particular molded parts made of a fiber-containing material, with preforms being pressed under pressure into finished molded parts in the mold, the mold having at least two molding devices [cavities] and has at least two heating devices, wherein the at least two heating devices can be controlled differently to achieve a definable temperature distribution on mold surfaces of the at least two molding devices and / or the distance of a heating device of the at least two heating devices to at least one assigned molding surface of a molding device is larger or smaller than the distance of one further heating device of the at least two heating devices to at least one assigned molding surface of a further molding device.
Vorteilhaft erfolgt die Ansteuerung und damit die Beheizung der mindestens zwei Heizeinrichtungen unterschiedlich zueinander und/oder die Heizeinrichtungen können zu den ihnen zugeordneten Formflächen einen ungleichen Abstand aufweisen. Damit kann bei gleichen Heizeinrichtungen, die bspw. nicht unterschiedlich angesteuert bzw. beheizt werden können, über den Abstand der Heizeinrichtungen zu den Formflächen eine gewünschte Temperaturverteilung erreicht werden.The control and thus the heating of the at least two heating devices is advantageously carried out differently from one another and/or the heating devices can be at an unequal distance from the mold surfaces assigned to them. This means that with the same heating devices, which cannot be controlled or heated differently, for example, a desired temperature distribution can be achieved via the distance between the heating devices and the mold surfaces.
Weiterhin können - zusätzlich oder alternativ - die Heizeinrichtungen unterschiedlich angesteuert bzw. beheizt werden, so dass sich an den Formflächen der Formeinrichtungen eine gleichmäßige Temperaturverteilung einstellt. Insbesondere kann dadurch erreicht werden, dass sämtliche Formflächen eines Formwerkzeugs in einem definierbaren Temperaturbereich liegen. Formeinrichtungen können beispielsweise als Positiv und/oder Negativ der herzustellenden Formteile/ Erzeugnisse ausgebildet sein und dabei in eine Werkzeugplatte des Formwerkzeugs hineinragen oder von einer Werkzeugplatte abstehen. Zum Formen von Erzeugnissen werden Negative und Positive der Formeinrichtungen zueinander gebracht, so dass sich dazwischen Kavitäten ausbilden.Furthermore - additionally or alternatively - the heating devices can be controlled or heated differently, so that a uniform temperature distribution is established on the molding surfaces of the molding devices. In particular, it can be achieved that all mold surfaces of a mold lie in a definable temperature range. Molding devices can, for example, be designed as a positive and/or negative of the molded parts/products to be produced and thereby protrude into a tool plate of the mold or protrude from a tool plate. To form products, negatives and positives of the molding devices are brought together so that cavities are formed between them.
Zunächst kann bei der Bestimmung der Beheizung eines Formwerkzeugs die Definition des herzustellenden Formteils/Erzeugnisses/Produkts berücksichtigt werden. Sollen Produkte mit verhältnismäßig großen Formtiefen (bspw. > 50 mm) hergestellt werden, so ist eine direkte Beheizung der Formeinrichtungen erforderlich. Bei einer direkten Beheizung werden Heizeinrichtungen und Heizelemente, die Bestandteil von Heizeinrichtungen sein können, so zu den Formflächen der Formeinrichtungen angeordnet, dass diese einen definierbaren Abstand zu den Formflächen aufweisen. Bei einer indirekten Beheizung erfolgt demgegenüber eine Beheizung über eine Werkzeugplatte, die beheizt wird. Auf der Werkzeugplatte sind dann bspw. Kavitäten bzw. Formeinrichtungen angeordnet, die nur durch die von unten oder von oben eingebrachte Wärme aus der Werkzeugplatte heizt werden. Bei einer direkten Beheizung können Heizeinrichtungen und Heizelemente sich auch um eine Formeinrichtung herum erstrecken und/oder bspw. parallel zu Seitenwänden verlaufen. Zusätzlich kann auch eine direkte und/oder eine indirekte Beheizung von unten erfolgen.First of all, when determining the heating of a mold, the definition of the molded part/product/product to be produced can be taken into account. If products with relatively large mold depths (e.g. > 50 mm) are to be manufactured, direct heating of the molding devices is required. In the case of direct heating, heating devices and heating elements, which can be part of heating devices, are arranged in relation to the molding surfaces of the molding devices in such a way that they have a definable distance from the molding surfaces. With indirect heating, on the other hand, heating takes place via a tool plate that is heated. For example, cavities or molding devices are then arranged on the tool plate, which are only heated by the heat from the tool plate introduced from below or above. In the case of direct heating, heating devices and heating elements can also extend around a molding device and/or, for example, run parallel to side walls. In addition, direct and/or indirect heating can also take place from below.
Nach der Auswahl der Beheizung kann bei einer direkten Beheizung im Weiteren das Verfahren zur Regelung der Temperaturverteilung einen ersten Schritt aufweisen, wobei zunächst die maximale Anzahl an Formeinrichtungen (Kavitäten) für das Formwerkzeug erfolgt. Grundlage dafür kann dabei das Werkzeugdesign und/oder das Formeinrichtungsdesign sein.After selecting the heating, in the case of direct heating, the method for regulating the temperature distribution can further have a first step, whereby the maximum number of molding devices (cavities) for the molding tool is first carried out. The basis for this can be the tool design and/or the mold device design.
In einem weiteren Schritt kann anhand der Produktgeometrie, Wandstärke und Zielmaterial der herzustellenden Produkte eine (erste) Abschätzung der benötigten Trocknungsenergie durchgeführt werden.In a further step, an (initial) estimate of the drying energy required can be carried out based on the product geometry, wall thickness and target material of the products to be manufactured.
In einem weitern Verfahrensschritt kann ein Entwurf der Heizung durchgeführt werden. Dies kann bspw. jeweils für ein Ober und ein Unter(form)werkzeug allein oder für beide gemeinsam erfolgen:
- - Dabei können geeignete Heizeinrichtungen und Heizelemente ausgewählt werden. Bspw. können elektrisch ansteuerbare Heizpatronen ausgewählt werden, wobei zusätzlich eine Auswahl von Heizpatronen (einheitlich oder unterschiedliche Typen), bspw. je nach verfügbarem Bauraum zum Platzieren dieser (inkl. Beachtung von Verdrahtung, Dampf und Luftkanälen) erfolgen kann.
- - Dabei kann in einem weiteren Schritt eine erste, grobe Verteilung der Heizpatronen oder anderer Heizeinrichtungen/Heizelemente erfolgen. Hierzu kann bspw. nach Maßgabe eines Heizungskonzepts anhand der Speichermasse des Werkzeugmaterials (insbesondere des Werkzeugmaterials für die Formeinrichtungen) die Verteilung von Heizeinrichtungen/Heizelementen und deren Ausrichtung sowie Orientierung im Werkzeug erfolgen. Weiterhin kann dabei erreicht werden, möglichst gleiche Abstände zur Produktoberfläche, d.h. zu den Formflächen, herzustellen.
- - In einem weiteren Schritt kann nach Maßgabe der Vorgaben und Annahmen ein FEM Model aufgebaut werden und eine Berechnung der Temperaturverteilung und eine mögliche Verformung der Werkzeuge (Formeinrichtungen und/oder Werkzeugplatte) nach Maßgabe eines Berechnungsmodell erfolgen. Bspw. kann hierzu ein dynamisches Berechnungsmodell zum Einsatz kommen.
- - In einem weiteren Schritt werden die Ergebnisse der Berechnung der Temperaturverteilung und/oder Verformung analysiert und eine Optimierung der Auswahl und Verteilung der Heizeinrichtungen/Heizelemente (z.B. Heizpatronen) vorgenommen. So können bspw. Abstände vergrößert und/oder verringert, die Ausrichtung und/oder Orientierung von Heizeinrichtungen/Heizelementen verändert und/oder die Heizleistung verändert werden, um definierbare Temperaturverteilungen an allen/ausgewählten Formflächen zu erreichen.
- - Anschließend kann in einem weiteren Schritt eine erneute FEM - Berechnung des Werkzeuges (Formeinrichtungen und/oder Werkzeugplatte) erfolgen, bis die Temperaturgradienten global unter einem definierbaren Wert liegen. Ein solcher Wert kann bspw. in einem Bereich von 30 °C bis 100 °C liegen. In einem Ausführungsbeispiel liegt die Schwelle für den Temperaturgradienten bei 50 °C.
- - In einem weiteren Schritt kann eine Einteilung der Heizeinrichtungen/Heizelemente (z.B. Heizpatronen) in Leistungszonen (individuell oben und unten) erfolgen. Bspw. kann eine Einteilung in 2-3 Zonen (Innen - außen und/oder Kavitäten spezifisch bei großen Produkten) erfolgen.
- - In einem weiteren Schritt kann eine Änderung der spezifischen Heizleistungen im FEM Modell durchgeführt werden und danach eine Berechnung der Temperaturverteilung und eine mögliche Verformung der Werkzeuge (Formeinrichtungen und/oder Werkzeugplatte) erfolgen.
- - In einem weiteren Schritt kann eine Iteration erfolgen, bis ein Temperaturgradient kleiner 5 bis 30 °C, vorzugsweise kleiner 10 °C, erreicht worden ist. Sofern es nicht möglich ist, einen Temperaturgradienten kleiner 10 °C zu erreichen, kann die Auslegung der Heizung neu gestartet werden.
- - Nach Erreichen des vorgegeben Temperaturgradienten kann in einem weiteren Verfahrensschritt ein Auslesen der spezifischen Heizleistung erfolgen und die Auswahl an Einrichtungen, Materialien, etc. sowie Anordnung und Ansteuerung dokumentiert und als Vorgabewerte für die Heizungssteuerung in einer Heißpresse, einem Formwerkzeug und/oder einer Faserverarbeitungseinrichtung übernommen werden.
- - Suitable heating devices and heating elements can be selected. For example, electrically controllable heating cartridges can be selected, with an additional selection of heating cartridges (uniform or different types), for example depending on the available installation space for placing them (including consideration of wiring, steam and air ducts).
- - In a further step, a first, rough distribution of the heating cartridges or other heating devices/heating elements can take place. For this purpose, for example, the distribution of heating devices/heating elements and their alignment and orientation in the tool can be carried out in accordance with a heating concept based on the storage mass of the tool material (in particular the tool material for the molding devices). Furthermore, the same thing can be achieved To create distances from the product surface, ie from the mold surfaces.
- - In a further step, a FEM model can be built in accordance with the specifications and assumptions and the temperature distribution and possible deformation of the tools (forming devices and/or tool plate) can be calculated in accordance with a calculation model. For example, a dynamic calculation model can be used for this purpose.
- - In a further step, the results of the calculation of the temperature distribution and/or deformation are analyzed and the selection and distribution of the heating devices/heating elements (e.g. heating cartridges) are optimized. For example, distances can be increased and/or reduced, the alignment and/or orientation of heating devices/heating elements can be changed and/or the heating power can be changed in order to achieve definable temperature distributions on all/selected mold surfaces.
- - Subsequently, in a further step, a new FEM calculation of the tool (forming devices and/or tool plate) can be carried out until the global temperature gradients are below a definable value. Such a value can be, for example, in a range from 30 °C to 100 °C. In one embodiment, the threshold for the temperature gradient is 50 °C.
- - In a further step, the heating devices/heating elements (e.g. heating cartridges) can be divided into performance zones (individually at the top and bottom). For example, a division can be made into 2-3 zones (inside - outside and/or cavities specifically for large products).
- - In a further step, the specific heating power can be changed in the FEM model and then the temperature distribution and possible deformation of the tools (forming devices and/or tool plate) can be calculated.
- - In a further step, an iteration can take place until a temperature gradient of less than 5 to 30 °C, preferably less than 10 °C, has been achieved. If it is not possible to achieve a temperature gradient of less than 10 °C, the heating design can be restarted.
- - After reaching the specified temperature gradient, the specific heating output can be read out in a further process step and the selection of devices, materials, etc. as well as arrangement and control documented and adopted as default values for the heating control in a hot press, a mold and/or a fiber processing device become.
Sofern bereits bei der ersten Berechnung ein Temperaturgradient kleiner 10 °C erreicht worden ist, kann die vorhergehende Ermittlung der Parameter und Auswahl bereits beendet werden und als Vorgabe übernommen werden. Darüber hinaus können mehrere Iterationsschritte durchlaufen werden, bis der vorgegebene Temperaturgradient erreicht worden ist.If a temperature gradient of less than 10 °C has already been achieved during the first calculation, the previous determination of the parameters and selection can already be completed and adopted as default. In addition, several iteration steps can be carried out until the specified temperature gradient has been reached.
In weiteren Ausführungen kann, wenn für eine ausgewählte Heizeinrichtungs- und/oder Heizelementart in einer definierbaren Anzahl an Schritten kein Unterschreiten des erforderlichen Temperaturgradienten erreicht werden kann, automatisch eine neue Berechnung für eine Heizeinrichtungs- und/oder Heizelementart erfolgen. Darüber hinaus kann in weiteren Ausführungen die vorstehende Änderung für eine mögliche Anpassung der Heizleitung und/oder der Ausrichtung/Orientierung und/oder Abstand zwischen Formflächen und Heizeinrichtungen/Heizelementen erfolgen.In further embodiments, if the temperature gradient cannot be fallen below the required temperature gradient for a selected type of heating device and/or heating element in a definable number of steps, a new calculation for a type of heating device and/or heating element can be carried out automatically. In addition, in further embodiments, the above change can be made for a possible adjustment of the heating cable and/or the alignment/orientation and/or distance between mold surfaces and heating devices/heating elements.
Darüber hinaus wird die vorstehend genannte Aufgabe auch durch ein Formwerkzeug zur Herstellung von dreidimensionalen Formteilen gelöst, insbesondere Formteile aus einem faserhaltigen Material, aufweisend mindestens zwei Formeinrichtungen, welche Formflächen für zu verpressende Vorformlinge aufweisen, ferner aufweisend mindestens zwei Heizeinrichtungen, wobei die mindestens zwei Heizeinrichtungen zur Erreichung einer definierbaren Temperaturverteilung an Formflächen der mindestens zwei Formeinrichtungen unterschiedlich ansteuerbar sind und/oder der Abstand einer Heizeinrichtung der mindestens zwei Heizeinrichtungen zu mindestens einer zugeordneten Formfläche einer Formeinrichtung größer oder kleiner ist wie der Abstand einer weiteren Heizeinrichtung der mindestens zwei Heizeinrichtungen zu mindestens einer zugeordneten Formfläche einer weiteren Formeinrichtung.In addition, the above-mentioned object is also achieved by a molding tool for producing three-dimensional molded parts, in particular molded parts made of a fiber-containing material, having at least two molding devices, which have molding surfaces for preforms to be pressed, further comprising at least two heating devices, the at least two heating devices for Achieving a definable temperature distribution on mold surfaces of the at least two molding devices can be controlled differently and / or the distance of a heating device of the at least two heating devices to at least one assigned molding surface of a molding device is larger or smaller than the distance of a further heating device of the at least two heating devices to at least one assigned molding surface another molding device.
Bei dem Formwerkzeug kann bspw. eine erste Heizeinrichtung mindestens einer ersten Formeinrichtung und eine zweite Heizeinrichtung mindestens einer zweiten Formeinrichtung zugeordnet sein. Es können dabei auch Heizzonen definiert werden, die für die Beheizung von definierbaren Bereichen von jeweils einer zugeordneten Heizeinrichtung bzw. von gemeinsam ansteuerbaren Heizelementen beheizt werden.In the case of the molding tool, for example, a first heating device can be assigned to at least one first molding device and a second heating device can be assigned to at least one second molding device. Heating zones can also be defined, which are heated by an assigned heating device or by jointly controllable heating elements for the heating of definable areas.
Die hierin beschriebene Lehre ermöglicht die Ermittlung von geeigneten Heizeinrichtungen/Heizelementen, deren Anordnung und Orientierung sowie Anzahl, und deren Ansteuerung bzw. Beheizung, um eine gleichmäßige Temperaturverteilung zu erreichen. Somit können Formwerkzeuge bereitgestellt werden, welche die erforderliche Beheizung aufweisen.The teaching described herein enables the determination of suitable heating devices/heating elements, their arrangement and orientation as well Number, and their control or heating in order to achieve an even temperature distribution. Molding tools can thus be provided which have the required heating.
In weiteren Ausführungen kann im Betrieb eines Formwerkzeugs über Sensoren und Messrichtungen, Temperaturen, Drücke und Produkteigenschaften des hergestellten Produkts sowie des in ein Formwerkzeug eingebrachten Vorformlings und dessen Ursprungsmaterial (Pulpe) überwacht werden und bei einer Veränderung (automatisch) eine Anpassung der Ansteuerung der Heizeinrichtungen vorgenommen werden.In further embodiments, during operation of a molding tool, temperatures, pressures and product properties of the manufactured product as well as the preform introduced into a molding tool and its original material (pulp) can be monitored via sensors and measuring directions, and in the event of a change (automatically) the control of the heating devices can be adjusted become.
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