DE102022131109A1

DE102022131109A1 - Verfahren und Spritzgießvorrichtung zum Spritzgießen von Kunststoffteilen

Info

Publication number: DE102022131109A1
Application number: DE102022131109.0A
Authority: DE
Inventors: Frank Henninger; Jakob Willmann; Hans-Jürgen Amberg; Winfried Ebner; Murat GÜNAY; Ho Seon Jin
Original assignee: Eli Lilly and Co
Current assignee: Eli Lilly and Co
Priority date: 2022-09-27
Filing date: 2022-11-24
Publication date: 2024-03-28

Abstract

Die Erfindung befasst sich mit Verbesserung auf dem Gebiet der Spritzgießtechnik. Als Verbesserung wird unter anderem ein Verfahren zum Spritzgießen von Kunststoffteilen (2) vorgeschlagen, wobei zur Erzeugung eines Kunststoffteils (2) verflüssigtes Kunststoffmaterial in einen mit einem Kern (5) bestückten Formhohlraum (4) eines Spritzgießwerkzeuges (3) eingespritzt wird. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (5) vor dem Einspritzen des Kunststoffmaterials induktiv erwärmt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Spritzgießvorrichtung zum Spritzgießen von Kunststoffteilen, insbesondere von medizinischen Produkten. Zur Erzeugung eines Kunststoffteils wird dabei verflüssigtes Kunststoffmaterial in einen mit einem Kern bestückten Formhohlraum eine Spritzgießwerkzeuges eingespritzt.
Durch die Verwendung eines Kerns als Teil des formgebenden Spritzgießwerkzeuges ist es möglich, Kunststoffteile herzustellen, die Hohlräume aufweisen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Spritzgießvorrichtung zum Spritzgießen von spritzgegossen Kunststoffteilen bereitzustellen, die sich insbesondere für die Fertigung von Kunststoffteilen mit einem relativ großen Verhältnis von Oberfläche zu Materialvolumen eignen.
Zur Lösung der Aufgabe wird zunächst ein Verfahren zum Spritzgießen von Kunststoffteilen vorgeschlagen, das die Mittel und Merkmale des unabhängigen, auf ein derartiges Verfahren gerichteten Anspruchs aufweist.
Zur Lösung der Aufgabe wird somit insbesondere ein Verfahren zum Spritzgießen von Kunststoffteilen, insbesondere von medizinischen Produkten, vorgeschlagen, wobei zur Erzeugung eines Kunststoffteils verflüssigtes Kunststoffmaterial in einen mit einem Kern bestückten Formhohlraum eines Spritzgießwerkzeuges eingespritzt wird. Erfindungsgemäß ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass der Kern vor dem Einspritzen des Kunststoffmaterials induktiv erwärmt wird.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass es aufgrund der Kerne bei der Herstellung von Kunststoffteilen, die im Verhältnis zu ihrem Materialvolumen eine vergleichsweise große Oberfläche aufweisen, zu Schwierigkeiten beim Spritzgießen kommen kann. Diese Schwierigkeiten werden dadurch verursacht, dass die Kerne dem zur Herstellung der Kunststoffteile in den Formhohlraum eingespritzten Kunststoffmaterial Wärme entziehen, was die Güte der im Spritzgießverfahren hergestellten Kunststoffteile beeinträchtigen kann. Besonders problematisch ist es, wenn die Kerne im Verhältnis zum Volumen des Formhohlraums, der mit dem Kunststoffmaterial zur Herstellung der Kunststoffteile ausgefüllt wird, ein besonders großes Materialvolumen aufweisen. Die Kerne können dann wie Kühlkörper wirken, die dem eingespritzten Kunststoffmaterial vergleichsweise schnell die Wärme entziehen.
Durch die erfindungsgemäß vorgesehene induktive Erwärmung des Kerns vor dem Einspritzen des Kunststoffmaterials ist es möglich, einen durch den Kern verursachten Wärmeentzug aus dem in den Formhohlraum eingespritzten Kunststoffmaterial bei der Herstellung des Kunststoffteils zu reduzieren oder gar vollständig zu vermeiden. Die induktive Erwärmung des Kerns hat den besonderen Vorteil, dass sie besonders schnell, energieeffizient und damit wirtschaftlich für den Herstellprozess erfolgen kann.
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Kern, insbesondere zumindest eine formgebende Oberfläche des Kerns, auf eine Temperatur zwischen 50°C und 100°C, insbesondere auf eine Temperatur zwischen 60°C und 80°C, erwärmt wird. Das Erwärmen des Kerns, insbesondere zumindest seiner formgebenden Oberfläche, auf eine derartige Temperatur kann eine besonders effiziente Durchführung des Verfahrens und die Herstellung von Kunststoffteilen in gewünschter Qualität begünstigen.
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass beim induktiven Erwärmen des Kerns zumindest eine formgebende Oberfläche des Kerns erwärmt wird. So wird sichergestellt, dass zumindest die formgebende Oberfläche des Kerns, die mit dem aufgeschmolzenen Kunststoffmaterial in Kontakt kommt, erwärmt wird, bevor das Kunststoffmaterial eingespritzt wird. So trifft das eingespritzte Kunststoffmaterial innerhalb des Formhohlraums dann auf die induktiv erwärmte Oberfläche des Kerns. Dies verhindert, dass dem Kunststoffmaterial durch den Kern zu schnell Wärme entzogen wird.
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Kern innerhalb des Spritzgießwerkzeugs, insbesondere innerhalb des Formhohlraums, bevorzugt bei geöffnetem Spritzgießwerkzeug, induktiv erwärmt.
Bei einer anderen Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, den Kern außerhalb des Spritzgießwerkzeugs und damit außerhalb des Formhohlraums induktiv zu erwärmen und ihn anschließend in den Formhohlraum des Spritzgießwerkzeugs einzusetzen.
Bei dieser Ausführungsform des Verfahrens wird der Kern somit zunächst außerhalb des Spritzgießwerkzeugs induktiv erwärmt und nach der induktiven Erwärmung in das Spritzgießwerkzeug und in seinen Formhohlraum eingesetzt. Anschließend kann das Spritzgießwerkzeug und damit der Formhohlraum geschlossen werden. Diese Variante des Verfahrens ist vorteilhaft, da so vergleichsweise kurze Zykluszeiten bei der Durchführung des Verfahrens erzielt werden können.
Die induktive Erwärmung eines Kerns kann außerhalb des Spritzgießwerkzeugs erfolgen, während ein anderer, bereits induktiv erwärmter Kern innerhalb des Formhohlraums zur Durchführung des Verfahrens angeordnet sein kann. Das Spritzgießwerkzeug kann somit unabhängig von der induktiven Erwärmung eines Kerns zur Herstellung von Kunststoffteilen genutzt werden. Auf diese Weise lassen sich Totzeiten, in denen das Spritzgießwerkzeug und sein zumindest einer Formhohlraum nicht zur Herstellung von Kunststoffteilen genutzt werden können, reduzieren oder gar vollständig vermeiden.
Der Kern kann mit einer induktiven Heizspule einer induktiven Heizvorrichtung erwärmt werden. Dabei kann der Kern zum induktiven Erwärmen innerhalb der induktiven Heizspule angeordnet sein. Die Verwendung einer induktiven Heizspule ermöglicht eine außenseitige und damit oberflächliche Erwärmung des Kerns. Dies kann, wie weiter unten noch näher ausgeführt wird, ein vergleichsweise rasches Abkühlen der Kunststoffteile am Kern begünstigen.
Um den Kern innerhalb der induktiven Heizspule anzuordnen, kann vorgesehen sein, die induktive Heizspule über den Kern zu stülpen oder den Kern in die induktive Heizspule einzuführen.
Vorteilhaft ist es, wenn die induktive Heizspule einen Aufnahmeraum für den Kern mit einer auf eine Außenkontur des Kerns, vorzugsweise eine auf eine formgebende Oberfläche des Kerns, angepassten Innenkontur aufweist und/oder zumindest die formgebende Oberfläche des Kerns induktiv erwärmt.
Die Innenkontur des Aufnahmeraums der Heizspule kann dabei der Außenkontur des Kerns, insbesondere seiner formgebenden Oberfläche, entsprechen. Auf diese Weise ist eine gleichmäßige Erwärmung der Oberfläche des Kerns, die den Formhohlraum zumindest teilweise begrenzt, möglich, wenn der Kern in den Formhohlraum eingesetzt ist.
Der Kern kann durch das induktive Erwärmen oberflächlich erwärmt werden. Der Kern kann vorzugsweise aus einem Vollmaterial bestehen und/oder zumindest im Wesentlichen hohlraumfrei ausgebildet sein. So ist es möglich, dass sich bei der induktiven Erwärmung des Kerns, insbesondere zumindest einer formgebenden Oberfläche des Kerns, ein Temperaturgradient zwischen der erwärmten Oberfläche des Kerns und einem weniger oder nicht erwärmten Innenbereich des Kerns einstellt. Dadurch, dass die Oberfläche, insbesondere die formgebende Oberfläche des Kerns erwärmt ist, kann ein vorschneller Wärmeentzug aus dem in den Formhohlraum eingespritzten Kunststoffmaterial vermieden werden.
Wenn der Kern jedoch nicht durcherhitzt ist, sondern vorzugsweise im Wesentlichen nur seine formgebende Oberfläche erwärmt wird, hat dies Vorteile beim anschließenden Abkühlen der spritzgegossenen Kunststoffteile. Durch den zuvor erwähnten Temperaturgradienten kann das Material des Kerns im Innenbereich des Kerns die Wärme des spritzgegossenen Kunststoffteils aus dem Kunststoffmaterial aufnehmen und von dem Kunststoffteil ableiten. Dies ermöglicht trotz der induktiven Erwärmung des Kerns eine rasche Abkühlung des spritzgegossenen Kunststoffteils am Kern und damit auch möglichst kurze Zykluszeiten bei der Durchführung des Verfahrens.
Die induktive Erwärmung des Kerns kann mittels eines Temperatursensors überwacht werden. Ferner ist es möglich, die induktive Erwärmung des Kerns mit einer Steuereinheit zu regeln. Dabei kann die induktive Erwärmung des Kerns durch die Steuereinheit in Abhängigkeit einer mit dem Temperatursensor ermittelten Temperatur des induktiv zu erwärmenden Kerns geregelt werden.
Vorteilhaft ist es, wenn die induktive Erwärmung des Kerns unmittelbar vor dem Einspritzen des Kunststoffmaterials in den Formhohlraum erfolgt. Dies begünstigt eine energieeffiziente Durchführung des Verfahrens, da die Zeit, in der der Kern vor Einspritzen des Kunststoffmaterials abkühlen kann, auf diese Weise reduziert wird, und der Kern so lediglich auf eine Temperatur erwärmt werden muss, die nur wenig höher als die Temperatur ist, die der Kern beim Einspritzen des Kunststoffmaterials in den Formhohlraum aufweisen sollte.
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens wird zumindest ein Einlegeteil, beispielsweise ein Pin, ein medizinisches Stechmittel und/oder ein RFID-Chip, in den Formhohlraum eingesetzt und zumindest teilweise mit dem Kunststoffmaterial umspritzt. Auf diese Weise ist es möglich, ein Kunststoffteil herzustellen, das ein zumindest teilweise umspritztes Einlegeteil aufweist. Besonders effizient ist die Durchführung des Verfahrens möglich, wenn das zumindest eine Einlegeteil an dem Kern angeordnet und/oder mit dem Kern in den Formhohlraum eingesetzt wird. So kann der Kern nicht nur als formgebendes Teil des Spritzgießwerkzeugs, sondern auch noch als Halter und/oder Transportmittel für das zumindest eine Einlegeteil genutzt werden.
Wenn das Einlegeteil eine elektrische und/oder elektronische Funktion aufweist, beispielsweise weil es als RFID-Chip ausgebildet ist, kann es vorteilhaft sein, den Kern erst nach dem induktiven Erwärmen mit dem Einlegeteil zu bestücken. So wird eine Beschädigung und/oder eine Funktionsbeeinträchtigung des Einlegeteils durch das induktive Erwärmen des Kerns vermieden. Wird das Einlegeteil durch das induktive Erwärmen nicht beeinträchtigt, kann eine Bestückung des Kerns mit dem Einlegeteil auch vor dem induktiven Erwärmen erfolgen.
Das Kunststoffteil kann nach seiner Herstellung zunächst an dem Kern verbleiben und von diesem gehalten werden. Es ist auch möglich, das Kunststoffteil zusammen mit dem Kern aus dem Formhohlraum und/oder dem Spritzgießwerkzeug zu entnehmen und zum Abkühlen an dem Kern zu belassen.
Der Kern und die Heizspule können zum induktiven Erwärmen des Kerns mit einem Abstand von 1-5 mm, insbesondere von 0,5-2 mm, besonders bevorzugt von 0,2-1 mm relativ zueinander angeordnet werden. Dies kann mit einer Positioniervorrichtung erfolgen. Die Positioniervorrichtung kann dazu eingerichtet sein, den Kern in die Heizspule zu bewegen und/oder die Heizspule über den Kern zu stülpen.
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens sind der Formhohlraum und der Kern so ausgebildet, dass im Rahmen des Verfahrens ein Kunststoffteil in Form einer Kunststofffeder hergestellt wird. Der Kern kann ferner als Transportmittel zur Entnahme des Kunststoffteils aus dem Formhohlraum des Spritzgießwerkzeuges und/oder aus dem Spritzgießwerkzeug verwendet werden. Ferner ist es möglich, dass das Kunststoffteil nach dem Spritzgießen an dem Kern verbleibt und dort abkühlt.
Als Kunststoffteil kann eine Kunststofffeder, insbesondere eine gewendelte Kunststofffeder, hergestellt werden. Die Kunststofffeder kann beispielsweise ein Verhältnis von Wendellänge zu Wendelbreite zwischen 20 zu 1 und 100 zu 1, insbesondere von 50 zu 1, und/oder beispielsweise ein Verhältnis von quer zur Längsachse der Kunststofffeder messbarer Wendeldicke zu in Richtung der Längsachse der Kunststofffeder messbarer Wendelbreite zwischen 1 zu 2 und 1 zu 10, insbesondere von 1 zu 5 aufweisen.
Zur Lösung der Aufgabe wird auch eine Spritzgießvorrichtung zum Spritzgießen von Kunststoffteilen, insbesondere von medizinischen Produkten, vorgeschlagen, die die Mittel und Merkmale des unabhängigen, auf eine derartige Spritzgießvorrichtung gerichteten Anspruchs aufweist. Zur Lösung der Aufgabe wird somit insbesondere eine Spritzgießvorrichtung vorgeschlagen, die zum Spritzgießen von Kunststoffteilen eingerichtet ist, wobei die Spritzgießvorrichtung zumindest ein Spritzgießwerkzeug mit zumindest einem Formhohlraum, zumindest einen Kern, der zum Spritzgießen eines Kunststoffteils in dem Formhohlraum angeordnet ist, und eine induktive Heizvorrichtung aufweist, die zum induktiven Erwärmen des zumindest einen Kerns, insbesondere zumindest einer formgebenden Oberfläche des zumindest einen Kerns, vor dem Spritzgießen des Kunststoffteils eingerichtet ist.
Die induktive Heizvorrichtung der Spritzgießvorrichtung kann insbesondere dazu eingerichtet sein, den zumindest einen Kern, insbesondere zumindest eine formgebende Oberfläche des zumindest einen Kerns, auf eine Temperatur zwischen 50°C und 100°C, vorzugweise auf eine Temperatur zwischen 60°C und 80°C, zu erwärmen. Die induktive Erwärmung des zumindest einen Kerns, insbesondere zumindest seiner formgebenden Oberfläche, auf eine Temperatur aus diesen Temperaturbereichen kann besonders günstig sein, um Kunststoffteile in der gewünschten Güte herzustellen.
Die Spritzgießvorrichtung kann zur Durchführung des zuvor bereits erläuterten Verfahrens und damit zur Durchführung des Verfahrens nach einem der auf ein solches Verfahren gerichteten Ansprüche eingerichtet sein.
Die Spritzgießvorrichtung kann eine Steuereinheit und/oder zumindest einen Temperatursensor aufweisen. Die Steuereinheit kann dazu eingerichtet sein, die induktive Heizvorrichtung in Abhängigkeit einer mit dem zumindest einen Temperatursensor ermittelten Temperatur des induktiv zu erwärmenden Kerns zu regeln.
Die induktive Heizvorrichtung kann zumindest eine induktive Heizspule aufweisen, durch die die induktive Heizvorrichtung zum induktiven Erwärmen des zumindest einen Kerns, insbesondere zumindest seiner formgebenden Oberfläche, eingerichtet ist. Zu diesem Zweck kann die Heizspule einen Aufnahmeraum zur Aufnahme eines zu erwärmenden Kerns aufweisen. Eine besonders effiziente induktive Erwärmung wird begünstigt, wenn die Form oder Innenkontur des Aufnahmeraums an die Form oder Außenkontur des zu erwärmenden Kerns angepasst ist.
Wenn das Spritzgießwerkzeug mehrere Formhohlräume aufweist, ist es vorteilhaft, wenn die induktive Heizvorrichtung eine Anzahl von induktiven Heizspulen aufweist, die der Anzahl von Formhohlräumen des Spritzgießwerkzeugs entspricht. Auf diese Weise können alle Formhohlräume gleichzeitig mit jeweils einem induktiv erwärmten Kern zu bestückt werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Spritzgießvorrichtung mehrere Gruppen von Kernen umfasst, wobei jede Gruppe von Kernen jeweils eine Anzahl von Kernen aufweist, die der Anzahl von Formhohlräumen des Spritzgießwerkzeugs entspricht. Auf diese Weise ist es möglich, eine Gruppe von Kernen außerhalb der Formhohlräume induktiv zu erwärmen, während eine andere Gruppe von Kernen zum Spritzgießen von Kunststoffteilen in den Formhohlräumen angeordnet ist. Eine weitere Gruppe von Kernen kann mit daran befindlichen Kunststoffteilen zum Abkühlen der Kunststoffteile in einer Position außerhalb des Spritzgießwerkzeuges und seiner Formhohlräume verweilen. Eine weitere Gruppe von Kernen kann beispielsweise zum Bestücken mit Einlegeteilen in einer Bestückungsposition angeordnet sein.
Bei einer Ausführungsform der Spritzgießvorrichtung sind der zumindest eine Formhohlraum und der dem Formhohlraum zugeordnete Kern so ausgebildet, dass beim Füllen des Formhohlraums mit Kunststoffmaterial ein Kunststoffteil in Form einer Kunststofffeder, insbesondere einer gewendelten Kunststofffeder erzeugt wird. Die Kunststofffeder kann beispielsweise ein Verhältnis von Wendellänge zu Wendelbreite von zwischen 20 zu 1 und 100 zu 1, beispielsweise ein Verhältnis von 50 zu 1, und/oder ein Verhältnis von quer zur Längsachse der Kunststofffeder messbarer Wendeldicke zu in Richtung der Längsachse der Kunststofffeder messbarer Wendelbreite zwischen 1 zu 2 und 1 zu 10, insbesondere von 1 zu 5 aufweisen.
Die Spritzgießvorrichtung, insbesondere ihre induktive Heizvorrichtung, kann eine Positioniervorrichtung aufweisen. Mit der Positioniervorrichtung ist es möglich, die zumindest eine Heizspule in eine Heizposition an dem zumindest einen Kern oder den zumindest einen Kern in eine Heizposition an der zumindest einen Heizspule zu bringen.
Die zumindest eine induktive Heizspule und der zumindest eine Kern können in Heizposition beim induktiven Erwärmen des Kerns in einem Abstand von 1-5 mm, bevorzugt von 0,5-2 mm und besonders bevorzugt von 0,2-1 mm zueinander angeordnet sein. Auf diese Weise wird eine energieeffiziente und schnellstmögliche induktive Erwärmung des Kerns, insbesondere seiner formgebenden Oberfläche begünstigt.
Die induktive Heizvorrichtung kann zum induktiven Erwärmen des zumindest einen Kerns innerhalb und/oder außerhalb des Spritzgießwerkzeugs, insbesondere des Formhohlraums, eingerichtet sein.
Die Spritzgießvorrichtung kann eine Transportvorrichtung aufweisen. Die Transportvorrichtung kann beispielsweise als Rundschalttisch ausgebildet sein. Die Transportvorrichtung kann dazu eingerichtet sein, den zumindest einen Kern aus einer Heizposition in das Spritzgießwerkzeug und insbesondere in den Formhohlraum zu transportieren. Der Kern kann mit der Transportvorrichtung aus einer außerhalb des Formhohlraums befindlichen Heizposition an der induktiven Heizvorrichtung in das Spritzgießwerkzeug und vorzugsweise damit in den Formhohlraum transportiert werden.
Die Transportrichtung kann ferner dazu eingerichtet sein, den zumindest einen Kern, insbesondere mit einem daran angeordneten Kunststoffteil, aus dem Formhohlraum in eine Entnahmeposition außerhalb des Formhohlraums zu transportieren. In der Entnahmeposition kann das Kunststoffteil dann an dem Kern zunächst abkühlen und anschließend von dem Kern abgenommen werden. Auf diese Weise fungiert der Kern nicht nur als formgebendes Teil des Spritzgießwerkzeugs, sondern auch als Transportmittel, mit dem die spritzgegossenen Kunststoffteile aus dem Formhohlraum des Spritzgießwerkzeuges entnommen werden können.
Die Spritzgießvorrichtung kann eine Entnahmevorrichtung aufweisen, mit der ein Kunststoffteil, insbesondere nach dem Abkühlen, von dem zumindest einen Kern abnehmbar ist. Die Entnahmevorrichtung kann zu diesem Zweck zumindest einen Entnahmegreifer aufweisen. Vorteilhaft ist es, wenn die Entnahmevorrichtung eine Anzahl von Entnahmegreifern aufweist, die der Anzahl von Formhohlräumen der Spritzgießwerkzeugs entspricht. Auf diese Weise ist es möglich, sämtliche in einem Spritzgießschritt erzeugten Kunststoffteile in einem Entnahmevorgang zu entnehmen.
Die Spritzgießvorrichtung kann zum zumindest teilweisen Umspritzen von Einlegeteilen, insbesondere von Pins und/oder medizinischen Stechmitteln und/oder RFID-Chips eingerichtet sein.
In diesem Zusammenhang kann es vorteilhaft sein, wenn der zumindest eine Kern zum Halten zumindest eines zumindest teilweise zu umspritzenden Einlegeteils eingerichtet ist. Der Kern kann beispielsweise außerhalb des Formhohlraums des Spritzgießwerkzeuges mit einem Einlegeteil bestückt und dann zusammen mit diesem in den Formhohlraum eingesetzt werden. Dies geschieht vorzugsweise nach dem induktiven Erwärmen des Kerns. Die Bestückung des Kerns mit dem Einlegeteil kann vor oder nach dem Erwärmen des Kerns erfolgen.
Die Spritzgießvorrichtung kann eine Einlegevorrichtung aufweisen, mit der Einlegeteile an dem zumindest einen Kern angeordnet werden können. Zu diesem Zweck kann die Einlegevorrichtung zumindest einen Einlegegreifer aufweisen.
Die Spritzgießvorrichtung kann eine Spritzgießmaschine umfassen, mit der Kunststoffmaterial in den zumindest einen Formhohlraum des Spritzgießwerkzeuges der Spritzgießvorrichtung eingespritzt werden kann.
Das Spritzgießwerkzeug kann eine düsenseitige Formhälfte und eine auswerferseitigen Formhälfte aufweisen, zwischen denen der zumindest eine Formhohlraum ausgebildet ist.
Die Steuereinheit kann zur Steuerung von Funktionseinheiten der Spritzgießvorrichtung eingerichtet sein, insbesondere zur Steuerung des Spritzgießwerkzeugs, insbesondere seiner Öffnungs- und Schließbewegung, und/oder der induktiven Heizvorrichtung und/oder der Positioniervorrichtung zur Bewegung der zumindest einen induktiven Heizspule zwischen einer Ausgangsposition und einer Heizposition und/oder der Transportvorrichtung und/oder der Entnahmevorrichtung mit ihrem Entnahmegreifer und/oder der Bestückungsvorrichtung mit ihrem Bestückungsgreifer und/oder der Spritzgießmaschine.
Die zuvor erwähnte Steuereinheit der Spritzgießvorrichtung kann eine Datenschnittstelle aufweisen, mit der die Steuereinheit zumindest zeitweise mit einem Datenspeicher, beispielsweise mit einem cloud-basierten Datenspeicher verbunden werden kann.
In dem Datenspeicher kann ein Computerprogramm hinterlegt sein, das Befehle umfasst, die bewirken, dass die erfindungsgemäße Spritzgießvorrichtung die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ausführt.
Zur Lösung der Aufgabe wird somit auch ein Computerprogramm vorgeschlagen, das Befehle umfasst, die bewirken, dass die beanspruchte Spritzgießvorrichtung die Schritte des beanspruchten Verfahrens ausführt. Das Computerprogramm kann beispielsweise auf der zuvor erwähnten Steuereinheit der Spritzgießvorrichtung ausgeführt werden. Dabei kann die Steuereinheit die Befehle des Computerprogramms in Steuerbefehle umsetzen, um die zuvor erwähnten Funktionseinheiten der Spritzgießvorrichtung, die zur Durchführung der Schritte des Verfahrens jeweils genutzt werden, entsprechend zu steuern. Die Steuereinheit kann dabei als Steuercomputer fungieren, der zur Ausführung des Computerprogramms eingerichtet ist.
Zur Lösung der Aufgabe wir auch ein computerlesbares Medium vorgeschlagen, auf dem das erfindungsgemäße Computerprogramm gespeichert ist. Als computerlesbares Medium kann beispielsweise ein computerlesbarer Datenspeicher, insbesondere ein cloud-basierter Datenspeicher dienen. Das computerlesbare Medium kann insbesondere der zuvor erwähnte cloud-basierte Datenspeicher sein, mit dem die Spritzgießvorrichtung über die Datenschnittstelle ihrer Steuereinheit zumindest zeitweise verbunden sein kann.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben, ist aber nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt. Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich durch Kombination der Merkmale einzelner oder mehrerer Schutzansprüche untereinander und/oder durch Kombination einzelner oder mehrerer Merkmale des Ausführungsbeispiels. Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht einer Spritzgießvorrichtung mit einem Spritzgießwerkzeug, das eine düsenseitige und eine auswerferseitige Formhälfte aufweist, die zwischen sich insgesamt vier Formhohlräume ausbilden, mit insgesamt vier entlang einer geschlossenen Bewegungsbahn einer Transportvorrichtung zwischen einzelnen Stationen der Spritzgießvorrichtung bewegbaren Gruppen von Kernen sowie mit einer induktiven Heizvorrichtung, die vier induktive Heizspulen zum induktiven Erwärmen der Kerne aufweist,
2 eine perspektivische Darstellung der in 1 gezeigten Spritzgießvorrichtung mit geschlossenem Spritzgießwerkzeug, wobei die vier induktiven Heizspulen der induktiven Heizvorrichtung in einer Heizposition an vier an der induktiven Heizvorrichtung in Heizposition befindlichen Kernen angeordnet sind,
3 die in den 1 und 2 gezeigte Spritzgießvorrichtung mit geöffnetem Spritzgießwerkzeug, wobei an den vier an dem Spritzgießwerkzeug angeordneten Kernen vier spritzgegossene Kunststoffteile in Form von Kunststofffedern zu erkennen sind,
4 eine auseinandergezogene Übersichtsdarstellung mit einem Kern, einem Kunststoffteil, einem Einlegeteil, das bei der Herstellung des Kunststoffteils zumindest teilweise mit Kunststoffmaterial umspritzt wird, sowie einer düsenseitigen Formhälfte und einer auswerferseitigen Formhälfte des Spritzgießwerkzeuges der in den 1-3 gezeigten Spritzgießvorrichtung,
5 eine teilgeschnittene Darstellung eines mit einem Einlegeteil bestückten Kerns in seiner Heizposition innerhalb einer induktiven Heizspule der in den 1-3 gezeigten induktiven Heizvorrichtung,
6 eine Schnittdarstellung des in 4 gezeigten Kunststoffteils sowie
7 eine perspektivische Darstellung des in 6 gezeigten Kunststoffteiles mit teilweise umspritztem Einlegeteil an seiner Spitze, wobei das Kunststoffteil eine gewendelte Kunststofffeder ist.

Die 1-3 zeigen eine im Ganzen mit 1 bezeichnete Spritzgießvorrichtung. Die Spritzvorrichtung 1 ist zur Herstellung von spritzgegossenen Kunststoffteilen 2 eingerichtet, nämlich von gewendelten Kunststofffedern, die beispielsweise als Bestandteil einer medizinischen Injektionsvorrichtung oder einer medizinischen Blutabnahmevorrichtung eingesetzt werden können.
Die Spritzgießvorrichtung 1 umfasst ein Spritzgießwerkzeug 3 mit insgesamt vier Formhohlräumen 4.
Ferner weist die Spritzgießvorrichtung 1 insgesamt vier Gruppen von jeweils vier Kernen 5 auf, die zum Spritzgießen von Kunststoffteilen 2 in den Formhohlräume 4 des Spritzgießwerkzeugs 3 angeordnet werden können.
Die Spritzgießvorrichtung 1 weist auch eine induktive Heizvorrichtung 6 auf, die dem Spritzgießwerkzeug 3 vorgelagert und zum induktiven Erwärmen der Kerne 4 vor dem Spritzgießen der Kunststoffteile 2 eingerichtet ist. Die induktive Heizvorrichtung 6 der Spritzgießvorrichtung 1 ist dazu eingerichtet, die Kerne 5, nämlich zumindest ihre formgebenden Oberflächen 23, auf eine Temperatur zwischen 50°C und 100°C, vorzugsweise auf eine Temperatur zwischen 60°C und 80°C, zu erwärmen.
Die Spritzgießvorrichtung 1 umfasst eine Steuereinheit 7 und insgesamt vier Temperatursensoren 8. Die Steuereinheit 7 ist dazu eingerichtet, die induktive Heizvorrichtung 6 in Abhängigkeit der mit den Temperatursensoren 8 ermittelten Temperaturen der zu erwärmenden Kerne 5 zu regeln. Die induktive Heizvorrichtung 6 weist insgesamt vier induktive Heizspulen 9 auf. Durch die induktiven Heizspulen 9 ist die induktive Heizvorrichtung 6 dazu eingerichtet, jeweils vier Kerne 5 einer der vier einzelnen Gruppen von Kernen 5 gleichzeitig induktiv zu erwärmen. Beim Erwärmen der Kerne 5 werden vor allem formgebende Oberflächen 23 der Kerne 5 erwärmt, mit denen Kunststoffmaterial beim Spritzgießen der Kunststoffteile 2 in den Formhohlräumen 4 in Kontakt kommt.
Die induktive Heizvorrichtung 6 weist damit eine Anzahl von induktiven Heizspulen 9 auf, die der Anzahl von Formhohlräumen 4 des Spritzgießwerkzeuges 3 entspricht.
Die Formhohlräume 4 und die den Formhohlräumen 4 zugeordneten Kerne 5 sind so ausgebildet, dass beim Befüllen des jeweiligen Formhohlraums 4 mit Kunststoffmaterial Kunststoffteile 2 in Form von gewendelten Kunststofffedern erzeugt werden.
Insbesondere die Übersichtsdarstellung aus 4 verdeutlicht die Formgebung der Kerne 5, ihrer die Wendelform der Kunststoffteile 2 aufgreifenden formgebenden Oberflächen 23, wie auch die durch die beiden Formhälften 10 und 11 vorgegebene Formgebung der Formhohlräume 4 und auch die Formgebung der in dem Spritzgießwerkzeug 3 erzeugbaren Kunststoffteile 2.
Die Kunststofffedern, die als Kunststoffteile 2 mit der Spritzgießvorrichtung 1 erzeugt werden können, können beispielsweise ein Verhältnis zwischen Wendellänge und Wendelbreite B von zwischen 20 zu 1 und 100 zu 1, beispielsweise ein Verhältnis von 50 zu 1 aufweisen. Die Kunststofffedern können ferner beispielsweise ein Verhältnis von quer zur Längsachse der Kunststofffedern messbarer Wendeldicke D zu in Richtung der Längsachse der Kunststofffeder messbarer Wendelbreite B zwischen 1 zu 2 und 1 zu 10, besonders bevorzugt ein Verhältnis von etwa 1 zu 5 aufweisen.
Die induktive Heizvorrichtung 6 weist eine Positioniervorrichtung 12 auf. Die Positioniervorrichtung 12 dient dazu, die vier induktiven Heizspulen 9 aus ihrer in 1 gezeigten Ausgangsposition in ihre in 2 gezeigte Heizposition an den Kernen 5 zu bringen. In ihrer Heizposition sind die Heizspulen 9 über die zu erwärmenden Kerne 5 übergestülpt.
In Heizposition sind die Kerne 5 innerhalb der Heizspulen 9 angeordnet. Dabei haben die Heizspulen 9 eine an die formgebenden Oberflächen 23 und die Außenkontur der Kerne 5 angepasste Gestalt. In der Heizposition sind die induktiven Heizspulen 9 und die in den Heizspulen 9 jeweils angeordneten Kerne 5 in einem Abstand von 1-5 mm, bevorzugt von 0,5-2 mm besonders bevorzugt von 0,2-1 mm zueinander angeordnet.
Die induktive Heizvorrichtung 6 ist zum induktiven Erwärmen der Kerne 5 außerhalb des Spritzgießwerkzeugs 3 und außerhalb seiner Formhohlräume 4 eingerichtet.
Bei einer in den Figuren nicht gezeigten Spritzgießvorrichtung können die Kerne 5 mit einer entsprechend ausgebildeten Heizvorrichtung 6 auch in ihrer Position innerhalb des Spritzgießwerkzeugs 3 bzw. innerhalb der Formhohlräume 4 erwärmt werden. Dies geschieht vorzugsweise bei geöffnetem Spritzgießwerkzeug 3.
Die Spritzgießvorrichtung 1 weist eine Transportvorrichtung 13 auf. Die Transportvorrichtung 13 ist als Rundschalttisch ausgebildet und dazu eingerichtet, die vier Gruppen von jeweils vier Kernen 5 aus ihrer Heizposition an der Heizvorrichtung 6 in die Formhohlräume 4 des Spritzgießwerkzeuges 2 zu transportieren. Dabei gelangen die Kerne 5 aus der außerhalb des Spritzgießwerkzeugs 3 und der Formhohlräume 4 befindlichen Heizposition an der induktiven Heizvorrichtung 6 in das Spritzgießwerkzeug 3 und letztendlich in die Formhohlräume 4 des Spritzgießwerkzeuges 3.
Die induktive Heizvorrichtung 6 und das Spritzgießwerkzeug 3 sind in einem Winkelabstand von 90° benachbart zueinander am Außenumfang der Transportvorrichtung 13 angeordnet. Auf diese Weise können die Kerne 5 nach dem induktiven Erwärmen direkt in das Spritzgießwerkzeug 3 und seine Formhohlräume 4 bewegt werden.
1 zeigt dabei eine Gruppe von bereits erwärmten induktiven Kernen 5 in einer Position zwischen zwei Formhälften 10 und 11 des geöffneten Spritzgießwerkzeuges 3. In 2 ist das Spritzgießwerkzeug 3 dann geschlossen dargestellt und Kunststoffmaterial wird in die Formhohlräume 4, die von den Formhälften 10 und 11 begrenzt werden, zur Herstellung der Kunststoffteile 2 eingespritzt. 3 zeigt die Kunststoffteile 2 unmittelbar nach dem Öffnen des Spritzgießwerkzeuges 3.
Aus dieser Position können die Kunststoffteile 2 mithilfe der Transportvorrichtung 13 zusammen mit den Kernen 5 aus dem Spritzgießwerkzeug 3 in eine nachgelagerte Abkühlposition, die gleichzeitig auch als Entnahmeposition der Spritzgießteile 2 dient, bewegt werden.
An der Entnahmeposition weist die Spritzgießvorrichtung 1 eine Entnahmevorrichtung 14 auf. Die Entnahmevorrichtung 14 umfasst einen Entnahmegreifer 15, mit dem die Kunststoffteile 2 nach dem Abkühlen von den Kernen 5 abgenommen und abgelegt werden können.
Die Spritzgießvorrichtung 1 ist zum zumindest teilweisen Umspritzen von Einlegeteilen 16, beispielsweise von Pins, medizinischen Stechmitteln und/oder RFID-Chips eingerichtet. Die Einlegeteile 16 sind in den 1-3 und insbesondere auch in den 4, 5 und 7 gezeigt.
Insbesondere dann, wenn Einlegeteile 16 verwendet werden, die eine elektronische Funktion haben, beispielsweise RFID-Chips, kann es vorteilhaft sein, die Einlegeteile 16 erst nach dem Erwärmen der Kerne 5 entweder an den Kernen 5 anzuordnen.
Bei der in den Figuren gezeigten Ausführungsform der Spritzgießvorrichtung 1 sind die Kerne 5 zum Halten jeweils eines zu umspritzenden Einlegeteils 16 eingerichtet. Zu diesem Zweck weisen die Kerne 5 an ihren in den Figuren oberseitigen Enden jeweils eine Aufnahme 17 auf, in die die Einlegeteile 16 eingesteckt werden können. Um die Kerne 5 mit den Einlegeteilen 16 zu bestücken, weist die Spritzgießvorrichtung eine Bestückungsvorrichtung 18 auf. Die Bestückungsvorrichtung 18 weist einen Bestückungsgreifer 19 auf, mit dem die Einlegeteile 16 an den Kernen 5 angeordnet werden können.
Benachbart zu ihrem Spritzgießwerkzeug 2 weist die Spritzgießvorrichtung 1 eine Spritzgießmaschine 20 auf. Mithilfe der Spritzgießmaschine 20 kann Kunststoffmaterial in die Formhohlräume 4 des Spritzgießwerkzeuges 3 der Spritzgießvorrichtung 1 eingespritzt werden.
Die Steuereinheit 7 weist eine Datenschnittstelle 21 auf, mit der sie zumindest zeitweise Datenverbindung zu einem computerlesbaren Medium 22, nämlich einem cloud-basierten Datenspeicher aufnehmen kann. In dem cloud-basierten Datenspeicher ist ein Computerprogramm hinterlegt, das Befehle umfasst, die bewirken, dass die Spritzgießvorrichtung 1 das nachfolgend im Einzelnen beschriebene Verfahren zum Spritzgießen von Kunststoffteilen 2 ausführt.
Gemäß dem Computerprogramm steuert die Steuereinheit 7 dann die Funktionseinheiten der Spritzgießvorrichtung 1, nämlich das Spritzgießwerkzeug 3, die induktive Heizvorrichtung 6, die Positioniervorrichtung 12 zur Bewegung der induktiven Heizspulen 9, die Transportvorrichtung 13, die Entnahmevorrichtung 14 mit dem Entnahmegreifer 15, die Bestückungsvorrichtung 18 mit dem Bestückungsgreifer 19 und auch die Spritzgießmaschine 20, um das Verfahren durchzuführen und die Kunststoffteile 2 herzustellen.
Dabei ist vorgesehen, dass verflüssigtes Kunststoffmaterial zur Erzeugung von Kunststoffteilen 2 in die mit Kernen 5 bestückten Formhohlräume 4 des Spritzgießwerkzeuges 3 eingespritzt wird. Bevor das Einspritzen des Kunststoffmaterials in die Formhohlräume 4 erfolgt, werden die Kerne 5 induktiv erwärmt, wobei zumindest ihre formgebenden Oberflächen 23 erwärmt werden.
Bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel der Spritzgießvorrichtung 1 ist vorgesehen, dass die Kerne 5 außerhalb des Spritzgießwerkzeugs 3 und seiner Formhohlräume 4 induktiv erwärmt werden. Die Kerne 5 werden an der induktiven Heizvorrichtung 6 der Spritzgießvorrichtung 1 und damit außerhalb der Formhohlräume 4 induktiv erwärmt und anschließend direkt in das Spritzgießwerkzeug 3 und in die Formhohlräume 4 eingesetzt. Anschließend wird das Spritzgießwerkzeug 3 durch Annäherung der auswerferseitigen Formhälfte 11 an die düsenseitige Formhälfte 10 geschlossen.
Die Kerne 5 werden mit den induktiven Heizspulen 9 der induktiven Heizvorrichtung 6 erwärmt. Dies erfolgt, wenn die Kerne 5 innerhalb der Heizspulen 9 angeordnet sind. Bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel der Spritzgießvorrichtung 1 werden die induktiven Heizspulen 9 dazu über die Kerne 5 gestülpt. Ist dies erfolgt, wird die induktive Heizvorrichtung 6 aktiviert, um die Kerne 5 mithilfe der induktiven Heizspulen 9 zu erwärmen. Die Figuren zeigen, dass die Heizspulen 9 hinsichtlich ihrer Form auf die Form der zu erwärmenden Kerne 5 angepasst sind. Zu diesem Zweck weisen die Heizspulen 9 Aufnahmeräume 25 zur Aufnahme der zu erwärmenden Kerne 5 auf, deren Form an die Form der zu erwärmenden Kerne 5 angepasst ist.
Durch das induktive Erwärmen der Kerne 5 werden die Kerne 5 oberflächlich im Bereich ihrer jeweiligen formgebenden Oberfläche 23 erwärmt. Gemäß 5 bestehen die Kerne 5 aus einem Vollmaterial und sind zumindest überwiegend hohlraumfrei ausgebildet. Durch das induktive Erwärmen entsteht ein Temperaturgradient zwischen der erwärmten, formgebenden Oberfläche 23 des jeweiligen Kerns 5 und einem weniger oder nicht erwärmten Innenbereich 24 des jeweiligen Kerns 5. Dieser Temperaturgradient begünstigt ein schnelles Abkühlen des jeweils um den Kern 5 gespritzten Kunststoffteils 2.
Die induktive Heizvorrichtung 6 der Spritzgießvorrichtung 1 ist dazu eingerichtet, die Kerne 5, insbesondere zumindest ihre formgebenden Oberflächen 23, auf eine Temperatur zwischen 50°C und 100°C, vorzugweise auf eine Temperatur zwischen 60°C und 80°C, zu erwärmen.
Das induktive Erwärmen der Kerne 5 wird mithilfe der zuvor bereits erwähnten Temperatursensoren 8 überwacht. Dabei wird das induktive Erwärmen der Kerne 5 durch die Steuereinheit 7 der Spritzgießvorrichtung 1 geregelt. Sobald mit den Temperatursensoren 8 festgestellt wird, dass die gewünschte Solltemperatur der Kerne 5 erreicht ist, beispielsweise wenn zumindest die formgebenden Oberflächen 23 der Kerne 5 eine Temperatur zwischen 60°C und 80°C erreicht haben, kann die induktive Heizvorrichtung 6 mittels der Steuereinheit 7 deaktiviert und das Erwärmen der Kerne 5 beendet werden.
Bevor die Kerne 5 an der Heizvorrichtung 6 induktiv erwärmt werden, werden sie mit den Einlegeteilen 16 bestückt. Die Kerne 5 können auch erst nach dem induktiven Erwärmen mit Einlegeteilen 16 bestückt werden. So kann eine Beschädigung der Einlegeteile 16 durch den Einfluss der induktiven Heizvorrichtung 6 vermieden werden. Insbesondere bei Einlegeteilen 16 mit elektrischer oder elektronischer Funktion ist diese Vorgehensweise zu bevorzugen.
Die Kerne 5 dienen bei der in den Figuren gezeigten Spritzgießvorrichtung 1 nicht nur als formgebende Teile, sondern auch als Halter für die Einlegeteile 16 und als Transportmittel, um die Einlegeteile 16 in die Formhohlräume 4 des Spritzgießwerkzeuges 3 einzusetzen. Innerhalb der Formhohlräume 4 werden die an den Kernen 5 angeordneten Einlegeteile 16 dann zumindest teilweise mit Kunststoffmaterial umspritzt.
Die Kerne 5 und die Heizspulen 9 werden zum induktiven Erwärmen der Kerne 5 mit einem Abstand von 1-5 mm, insbesondere von 0,5-2 mm und besonders bevorzugt mit einem Abstand von 0,2 mm bis 1 mm relativ zueinander angeordnet. Dies geschieht mithilfe der zuvor bereits erwähnten Positioniervorrichtung 12 der Spritzgießvorrichtung 1. 5 veranschaulicht dabei den Abstand zwischen der induktiven Heizspulen 9 und einem Kern 5 in Heizposition innerhalb der Heizspule 9.
Die Kunststoffteile 2, die nach dem Verfahren auf der Spritzgießvorrichtung 1 hergestellt werden können, sind gewendelte Kunststofffedern. Die Kunststofffedern können beispielsweise ein Verhältnis von Wendellänge und Wendelbreite B zwischen 20 zu 1 und 100 zu 1, insbesondere von 50 zu 1 aufweisen. Die Kunststofffedern können beispielsweise ein Verhältnis von quer zur Längsachse der Kunststofffeder messbarer Wendeldicke D zu in Richtung der Längsachse der Kunststofffeder messbarer Wendelbreite B zwischen 1 zu 2 und 1 zu 10, insbesondere von etwa 1 zu 5 aufweisen.
Die Kerne 5 werden auch als Transportmittel zur Entnahme der Kunststoffteile 2 aus dem Spritzgießwerkzeug 3 verwendet. Dabei verbleiben die Kunststoffteile 2 nach dem Spritzgießen zunächst an den Kernen 5 und kühlen dort ab.
Bei der Abkühlung der Kunststoffteile 2 an den Kernen 5 wirken die Kerne 5 als Kühlkörper, da die induktive Erwärmung der Kerne 5 vor allem zu einer induktiven Erwärmung der formgebenden Oberfläche 23 der Kerne 5 führt, ein Innenbereich 24 der Kerne 5 demgegenüber jedoch vergleichsweise kalt bleibt.
Durch einen sich zwischen der formgebende Oberfläche 23 und dem Innenbereich 24 des jeweiligen Kerns 5 einstellenden Temperaturgradienten wird eine Abkühlung der Kunststoffteile 2 an den Kernen 5 nach dem Spritzgießen begünstigt.
Die Erfindung befasst sich mit Verbesserung auf dem Gebiet der Spritzgießtechnik. Als Verbesserung wird unter anderem ein Verfahren zum Spritzgießen von Kunststoffteilen 2 vorgeschlagen, wobei zur Erzeugung eines Kunststoffteils 2 verflüssigtes Kunststoffmaterial in einen mit einem Kern 5 bestückten Formhohlraum 4 eines Spritzgießwerkzeuges 3 eingespritzt wird. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kern 5 vor dem Einspritzen des Kunststoffmaterials induktiv erwärmt wird.
Bezugszeichenliste

1: Spritzgießvorrichtung
2: Kunststoffteil
3: Spritzgießwerkzeug
4: Formhohlraum
5: Kern
6: induktive Heizvorrichtung
7: Steuereinheit
8: Temperatursensor
9: induktive Heizspule
10: düsenseitige Formhälfte
11: auswerferseitige Formhälfte
12: Positioniervorrichtung
13: Transportvorrichtung
14: Entnahmevorrichtung
15: Entnahmegreifer
16: Einlegeteil
17: Aufnahme an 5 für 16
18: Bestückungsvorrichtung
19: Bestückungsgreifer
20: Spritzgießmaschine
21: Datenschnittstelle
22: computerlesbares Medium
23: formgebende Oberfläche von 5
24: Innenbereich von 5
25: Aufnahmeraum 25 von 9 für 5

Claims

Verfahren zum Spritzgießen von Kunststoffteilen (2), insbesondere von medizinischen Produkten, wobei zur Erzeugung eines Kunststoffteils (2) verflüssigtes Kunststoffmaterial in einen mit einem Kern (5) bestückten Formhohlraum (4) eines Spritzgießwerkzeuges (3) eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (5) vor dem Einspritzen des Kunststoffmaterials induktiv erwärmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Kern (5), insbesondere zumindest eine formgebende Oberfläche (23) des Kerns (5), auf eine Temperatur zwischen 50°C und 100°C, insbesondere auf eine Temperatur zwischen 60°C und 80°C, erwärmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei zumindest eine formgebende Oberfläche (23) des Kerns (5) induktiv erwärmt wird, und/oder wobei der Kern (5) innerhalb des Spritzgießwerkzeugs (3), insbesondere innerhalb des Formhohlraums (4), bevorzugt bei geöffnetem Spritzgießwerkzeug (3), induktiv erwärmt wird, oder wobei der Kern (5) außerhalb des Formhohlraums (4), insbesondere außerhalb des Spritzgießwerkzeugs (3), induktiv erwärmt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Kern (5) außerhalb des Formhohlraums (4), insbesondere außerhalb des Spritzgießwerkzeugs (3), induktiv erwärmt und nach der induktiven Erwärmung in den Formhohlraum (4) eingesetzt wird, insbesondere wonach das Spritzgießwerkzeug (3) geschlossen wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Kern (5) mit einer induktiven Heizspule (9) einer induktiven Heizvorrichtung (6) erwärmt wird, insbesondere wobei der Kern (5) zur induktiven Erwärmung innerhalb der induktiven Heizspule (9) angeordnet ist.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei die induktive Heizspule (9) über den Kern (5) gestülpt oder der Kern (5) in die induktive Heizspule (9) eingeführt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Kern (5) durch das induktive Erwärmen oberflächlich erwärmt wird, und/oder wobei der Kern (5) aus einem Vollmaterial besteht und/oder zumindest im Wesentlichen hohlraumfrei ausgebildet ist, und/oder dass sich bei der induktiven Erwärmung ein Temperaturgradient zwischen der erwärmten Oberfläche (23) des Kerns (5) und einem weniger oder nicht erwärmten Innenbereich (24) des Kerns (5) einstellt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die induktive Erwärmung des Kerns (5) mittels eines Temperatursensors (8) überwacht und/oder wobei die induktive Erwärmung des Kerns (5) mit einer Steuereinheit (7) geregelt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei zumindest ein Einlegeteil (16), beispielsweise ein Pin und/oder ein medizinisches Stechmittel und/oder ein RFID-Chip, in den Formhohlraum (4) eingesetzt und mit dem Kunststoffmaterial zumindest teilweise umspritzt wird, insbesondere wobei das zumindest eine Einlegeteil (16) an dem Kern (5) angeordnet und/oder mit dem Kern (5) in den Formhohlraum (4) eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Kern (5) und eine induktive Heizspule (9) der Heizvorrichtung (6) zur induktiven Erwärmung des Kerns (5) mit einem Abstand (A)von 1-5 mm, insbesondere von 0,5-2 mm, besonders bevorzugt von 0,2 mm bis 1 mm relativ zueinander angeordnet werden, insbesondere mit einer Positioniervorrichtung (12).
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei als Kunststoffteil (2) eine Kunststofffeder hergestellt wird, insbesondere die ein Verhältnis von Wendellänge und Wendelbreite (B) zwischen 20 zu 1 und 100 zu 1, insbesondere von 50 zu 1, und/oder insbesondere die ein Verhältnis von quer zur Längsachse der Kunststofffeder messbarer Wendeldicke (D) zu in Richtung der Längsachse der Kunststofffeder messbarer Wendelbreite (B) zwischen 1 zu 2 und 1 zu 10, insbesondere von 1 zu 5, aufweist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Kern (5) als Transportmittel zur Entnahme des Kunststoffteils (2) aus dem Spritzgießwerkzeug (3) verwendet wird, und/oder wobei das Kunststoffteil (2) nach dem Spritzgießen an dem Kern (5) abgekühlt.
Spritzgießvorrichtung (1) zum Spritzgießen von Kunststoffteilen (2), wobei die Spritzgießvorrichtung (1) zumindest ein Spritzgießwerkzeug (3) mit zumindest einem Formhohlraum (4), zumindest einen Kern (5), der zum Spritzgießen eines Kunststoffteils (2) in dem Formhohlraum (4) angeordnet ist, und eine induktive Heizvorrichtung (6) aufweist, die zum induktiven Erwärmen des zumindest einen Kerns (5) vor dem Spritzgießen des Kunststoffteils (2) eingerichtet ist.
Spritzgießvorrichtung (1) nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Spritzgießvorrichtung (1) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 eingerichtet ist, und/oder wobei die induktive Heizvorrichtung (6) dazu eingerichtet ist, den zumindest einen Kern (5), insbesondere zumindest eine formgebende Oberfläche (23) des zumindest einen Kerns (5), auf eine Temperatur zwischen 50°C und 100°C, insbesondere auf eine Temperatur zwischen 60°C und 80°C, zu erwärmen.
Spritzgießvorrichtung (1) nach einem der beiden vorherigen Ansprüche, wobei die Spritzgießvorrichtung (1) eine Steuereinheit (7) und/oder zumindest einen Temperatursensor (8) aufweist, insbesondere wobei die Steuereinheit (7) dazu eingerichtet ist, die induktive Heizvorrichtung (6) in Abhängigkeit einer mit dem zumindest einen Temperatursensor (8) ermittelten Temperatur des zu erwärmenden Kerns (5) zu regeln.
Spritzgießvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die induktive Heizvorrichtung (6) zumindest eine induktive Heizspule (9) aufweist, durch die die induktive Heizvorrichtung (6) zum induktiven Erwärmen des zumindest einen Kerns (5) eingerichtet ist, vorzugsweise wobei die induktive Heizvorrichtung (6) eine Anzahl von induktiven Heizspulen (9) aufweist, die der Anzahl von Formhohlräumen (4) des Spritzgießwerkzeugs (3) entspricht.
Spritzgießvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der zumindest eine Formhohlraum (4) und der dem Formhohlraum (4) zugeordnete Kern (5) so ausgebildet sind, dass beim Füllen des Formhohlraums (4) mit Kunststoffmaterial ein Kunststoffteil (2) in Form einer Kunststofffeder erzeugt wird, die ein Verhältnis zwischen Wendellänge und Wendelbreite von zwischen 20 zu 1 und 100 zu 1, beispielsweise ein Verhältnis von 50 zu 1, und/oder die ein Verhältnis von quer zur Längsachse der Kunststofffeder messbarer Wendeldicke (D) zu in Richtung der Längsachse der Kunststofffeder messbarer Wendelbreite (B) zwischen 1 zu 2 und 1 zu 10, insbesondere von 1 zu 5, aufweist.
Spritzgießvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Spritzgießvorrichtung (1), insbesondere die induktive Heizvorrichtung (6), eine Positioniervorrichtung (12) aufweist, mit der die zumindest eine induktive Heizspule (9) in eine Heizposition an dem zumindest einen Kern (5) oder der zumindest eine Kern (5) in eine Heizposition an der zumindest einen induktive Heizspule (9) anordenbar ist, und/oder wobei die zumindest eine induktive Heizspule (9) und der zumindest eine Kern (5) in Heizposition beim induktiven Erwärmen des Kerns (5) in einem Abstand von 1-5 mm, bevorzugt von 0,5-2 mm und besonders bevorzugt von 0,2-1 mm zueinander angeordnet sind.
Spritzgießvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die induktive Heizvorrichtung (6) zum induktiven Erwärmen des zumindest einen Kerns (5) innerhalb und/oder außerhalb des Spritzgießwerkzeugs, insbesondere innerhalb des Formhohlraums (4), eingerichtet ist.
Spritzgießvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Spritzgießvorrichtung (1) eine Transportvorrichtung (13) aufweist, insbesondere einen Rundschalttisch, die dazu eingerichtet ist, den zumindest einen Kern (5) aus einer Heizposition in das Spritzgießwerkzeug (2), insbesondere in den Formhohlraum (4) des Spritzgießwerkzeuges (2), zu transportieren, vorzugsweise aus einer außerhalb des Formhohlraums (4) befindlichen Heizposition an der induktiven Heizvorrichtung (6).
Spritzgießvorrichtung (1) nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Transportvorrichtung (13) dazu eingerichtet ist, den zumindest einen Kern (5), insbesondere mit einem daran angeordneten Kunststoffteil (2), aus dem Spritzgießwerkzeug (3) in eine Entnahmeposition außerhalb des Formhohlraums (4), insbesondere außerhalb des Spritzgießwerkzeugs (3), zu transportieren.
Spritzgießvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Spritzgießvorrichtung (1) eine Entnahmevorrichtung (14), insbesondere mit zumindest einem Entnahmegreifer (15), aufweist, mit dem ein Kunststoffteil (2), insbesondere nach dem Abkühlen, von dem zumindest einen Kern (5) abnehmbar ist.
Spritzgießvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Spritzgießvorrichtung (1) zum zumindest teilweisen Umspritzen von Einlegeteilen (16), insbesondere von Pins und/oder medizinischen Stechmitteln und/oder RFID-Chips, eingerichtet ist.
Spritzgießvorrichtung (1) nach dem vorherigen Anspruch, wobei der zumindest eine Kern (5) zum Halten zumindest eines zumindest teilweise zu umspritzenden Einlegeteils (16) eingerichtet ist.
Spritzgießvorrichtung (1) nach einem der beiden vorherigen Ansprüche, wobei die Spritzgießvorrichtung (1) eine Bestückungsvorrichtung (18), insbesondere mit zumindest einem Bestückungsgreifer (19), aufweist, mit der Einlegeteile (16) an dem zumindest einen Kern (5) anordenbar sind.
Spritzgießvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Spritzgießvorrichtung (1) eine Spritzgießmaschine (20) umfasst, mit der Kunststoffmaterial in den zumindest einen Formhohlraum (4) des Spritzgießwerkzeuges (3) der Spritzgießvorrichtung (1) einspritzbar ist.
Computerprogramm umfassend Befehle, die bewirken, dass die Spritzgießvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche die Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ausführt.
Computerlesbares Medium (22) mit einem Computerprogramm nach dem vorherigen Anspruch.