DE102023200536A1 - Process for specific injection molding of plastic components for household appliances, as well as injection molding machine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft Verfahren zum Spritzgießen eines Kunststoffteils 10 mittels einer Spritzgießmaschine 1, aufweisend folgende Schritte:a) Bestücken der Spritzgießmaschine 1 mit einem Spritzgießwerkzeug 2, das eine Formkavität 6 begrenzt, wobei das Spritzgießwerkzeug 2 eine erste Werkzeughälfte 3 und eine dazu separate zweite Werkzeughälfte 5 aufweist, wobei durch ein Aneinanderbringen der Werkzeughälften 3, 5 das Spitzgießwerkzeug 2 geschlossen wird und dadurch die zumindest eine Formkavität 6 begrenzt wird,b) Bereitstellen von Kunststoffmaterial 9, das eine erste Temperatur innerhalb des Verarbeitungsfensters des Kunststoffmaterials aufweist,c) Erwärmen der Formkavität 6 auf eine zweite Temperatur innerhalb des Verarbeitungsfensters des Kunststoffmaterials und Halten des Spritzgießwerkzeugs 2 im geschlossenen Zustand auf der zweiten Temperatur,d) Einspritzen von Kunststoffmaterial 9, das die erste Temperatur aufweist, mit einer Spritzgießdüse 4 der Spritzgießmaschine 1 in das geschlossene erhitzte Spritzgießwerkzeug 1 bei einem Einspritzdruck von weniger als 90 kg/cm2, um die Formkavität 6 zu füllen, wobei beim Einspritzen das Kunststoffmaterial 9 aus einem länglichen Düsenschlitz 21 der Spritzgießdüse 4 ausläuft und das Kunststoffmaterial 9 in Form eines flachbandförmigen Schmelzstrangs durch den Düsenschlitz 21 in die Formkavität 6 des Spritzgusswerkzeugs 2 eingespritzt wird.Die Erfindung betrifft ferner eine Spritzgießmaschine 1 zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to methods for injection molding a plastic part 10 by means of an injection molding machine 1, comprising the following steps: a) equipping the injection molding machine 1 with an injection molding tool 2 that delimits a mold cavity 6, wherein the injection molding tool 2 has a first tool half 3 and a separate second tool half 5, wherein the injection molding tool 2 is closed by bringing the tool halves 3, 5 together and thereby delimiting the at least one mold cavity 6, b) providing plastic material 9 that has a first temperature within the processing window of the plastic material, c) heating the mold cavity 6 to a second temperature within the processing window of the plastic material and keeping the injection molding tool 2 in the closed state at the second temperature, d) injecting plastic material 9 that has the first temperature with an injection molding nozzle 4 of the injection molding machine 1 into the closed, heated injection molding tool 1 at an injection pressure of less than 90 kg/cm2 to fill the mold cavity 6, wherein during injection the plastic material 9 flows out of an elongated nozzle slot 21 of the injection molding nozzle 4 and the plastic material 9 is injected in the form of a flat ribbon-shaped melt strand through the nozzle slot 21 into the mold cavity 6 of the injection molding tool 2. The invention further relates to an injection molding machine 1 for carrying out the method.
Description
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spritzgießen von Kunststoffbauteilen. Ein weiterer Aspekt betrifft eine Spritzgießmaschine.One aspect of the invention relates to a method for injection molding plastic components. Another aspect relates to an injection molding machine.
Beim Spritzgießen von Thermoplasten wird die Kunststoffschmelze vom Plastifizieraggregat der Spritzgießmaschine durch das Angusssystem in die Formkavität oder die Formkavitäten transportiert. Bei klassischen Spritzgießwerkzeugen ist das Angusssystem nicht thermisch vom Rest des Werkzeugs isoliert. Somit sind sowohl Werkzeug, als auch das darin befindliche Angusssystem, auf Temperaturen deutlich unterhalb der Verarbeitungstemperaturen des Kunststoffes temperiert.When injection molding thermoplastics, the plastic melt is transported from the plasticizing unit of the injection molding machine through the sprue system into the mold cavity or cavities. In classic injection molding tools, the sprue system is not thermally insulated from the rest of the tool. This means that both the tool and the sprue system inside it are tempered to temperatures well below the processing temperatures of the plastic.
Dadurch erstarrt der thermoplastische Kunststoff auch im Angusssystem während der Produktion eines Bauteils. Dadurch ergeben sich einige Nachteile für diese Art des Angusssystems. Der Anguss muss in der Regel vom Bauteil getrennt werden. Dies kann entweder durch zusätzliche Funktionselemente im Werkzeug oder nach der Entformung manuell bzw. maschinell geschehen. Nach der Abtrennung des Angusses kann eine Markierung am Bauteil verbleiben.This causes the thermoplastic material to solidify in the sprue system during the production of a component. This results in some disadvantages for this type of sprue system. The sprue usually has to be separated from the component. This can be done either by additional functional elements in the tool or manually or mechanically after demolding. After the sprue has been separated, a mark can remain on the component.
Ein Teil des Rohstoffes fließt nicht in das Produkt ein und muss entweder wiederverwertet oder entsorgt werden. Außerdem erhöht sich durch den Anguss das Schussvolumen, es muss mehr Kunststoff plastifiziert werden als letztlich im Produkt vorhanden ist. Dies kann sowohl energetisch als auch in Bezug auf die notwendige Maschinenleistung eine Rolle spielen.Some of the raw material does not flow into the product and must either be recycled or disposed of. In addition, the sprue increases the shot volume, meaning more plastic has to be plasticized than is ultimately present in the product. This can play a role both in terms of energy and in terms of the necessary machine performance.
Bei einem Heißkanalsystem wird das Angusssystem thermisch vom Rest des Werkzeuges getrennt und separat beheizt, sodass die Kunststoffschmelze im Angusssystem permanent fließfähig bleibt. Dadurch kommt es zu keiner Erstarrung des Kunststoffes im Angusssystem, es verbleibt kein Anguss am Bauteil. Weiterhin können durch die Heißkanalsysteme auch längere Fließwege realisiert werden, weil der Druckverlust im Angusssystem nicht durch ein Abkühlen der Schmelze und der damit verbundenen Viskositätserhöhung vergrößert wird.In a hot runner system, the sprue system is thermally separated from the rest of the tool and heated separately so that the plastic melt in the sprue system remains permanently flowable. This means that the plastic in the sprue system does not solidify and no sprue remains on the component. Furthermore, longer flow paths can be achieved with the hot runner systems because the pressure loss in the sprue system is not increased by cooling the melt and the associated increase in viscosity.
Nachteilig sind die höheren Investitionskosten, da das Werkzeug speziell für die Aufnahme eines Heißkanalsystems ausgelegt sein muss, das Heißkanalsystem selber Kosten verursacht und auch die Maschinen zur Steuerung bzw. Regelung des Systems angepasst werden müssen.The disadvantage is the higher investment costs, since the tool has to be specially designed to accommodate a hot runner system, the hot runner system itself incurs costs and the machines for controlling or regulating the system also have to be adapted.
In der Haushaltsgerätetechnik werden oftmals auch relativ große Werkzeuge für das Spritzgießen benötigt, entweder da die herzustellenden Bauteile relativ groß sind oder mehrere Bauteile mit einem Werkzeug gefertigt werden sollen. Dadurch werden große Drücke beim Einspritzen der Kunststoffschmelze bei Heißkanalsystemen benötigt, um die Schmelze noch flüssig an die erforderlichen Stellen im Werkzeug bringen zu können. Daraus resultieren aber wiederum sehr hohe Schließkräfte, um das Werkzeug zuhalten zu können.In household appliance technology, relatively large tools are often required for injection molding, either because the components to be manufactured are relatively large or because several components are to be manufactured with one tool. This means that high pressures are required when injecting the plastic melt in hot runner systems in order to be able to bring the melt to the required places in the tool while it is still liquid. This in turn results in very high clamping forces in order to be able to hold the tool.
Werden kleinere Werkzeuge zu Grunde gelegt, werden zwar die Drücke reduziert, aber die Zykluszeiten für die Herstellung erhöht.If smaller tools are used, the pressures are reduced but the cycle times for production are increased.
Des Weiteren ist es auch ein Bestreben, die Wanddicken der herzustellenden Bauteile zu reduzieren. Dies führt aber vielmals wieder dazu, dass die Einspritzdrücke erhöht werden müssen, um die Schmelze vor dem Erstarren an alle Stellen der Formkavität bringen zu können.Furthermore, efforts are also being made to reduce the wall thickness of the components being manufactured. However, this often means that the injection pressures have to be increased in order to be able to get the melt to all parts of the mold cavity before it solidifies.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Spritzgießverfahren sowie eine Spritzgießmaschine zu schaffen, mit welchem beziehungsweise mit welcher das Herstellen von Kunststoffteilen verbessert wird.It is an object of the present invention to provide an injection molding method and an injection molding machine with which the production of plastic parts is improved.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und eine Spritzgießmaschine gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.This object is achieved by a method and an injection molding machine according to the independent claims.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spritzgießen zumindest eines Kunststoffteils, insbesondere eines Haushaltsgeräte-Kunststoffteils, mittels einer Spritzgießmaschine, vorzugsweise aufweisend folgende Schritte:
- a) Insbesondere Bestücken der Spritzgießmaschine mit einem Spritzgießwerkzeug, das zumindest eine Formkavität begrenzt, wobei das Spritzgießwerkzeug eine erste Werkzeughälfte, insbesondere eine erste Formplatte, und eine dazu separate zweite Werkzeughälfte, insbesondere eine weitere Formplatte, vorzugsweise eine Auswerferplatte, aufweist, wobei durch ein Aneinanderbringen der Werkzeughälften das Spitzgießwerkzeug geschlossen wird und dadurch die zumindest eine Formkavität begrenzt wird;
- b) Bereitstellen von Kunststoffmaterial, insbesondere eine Kunststoffschmelze, das eine erste Temperatur innerhalb des Verarbeitungsfensters des Kunststoffmaterials aufweist,
- c) Erwärmen der mindestens einen Formkavität auf eine zweite Temperatur innerhalb des Verarbeitungsfensters des Kunststoffmaterials und Halten des Spritzgießwerkzeugs im geschlossenen Zustand auf der zweiten Temperatur;
- d) Einspritzen von Kunststoffmaterial, das die erste Temperatur aufweist, mit zumindest einer Spritzgießdüse der Spritzgießmaschine in das geschlossene erhitzte Spritzgießwerkzeug bei einem Einspritzdruck von weniger als 90 kg/cm2, um die zumindest eine Formkavität zu füllen, wobei beim Einspritzen das Kunststoffmaterial aus einem länglichen Düsenschlitz der Spritzgießdüse ausläuft und die Kunststoffschmelze in Form eines flachbandförmigen Schmelzstrangs durch den Düsenschlitz in die zumindest eine Formkavität des Spritzgusswerkzeugs eingespritzt wird.
- a) In particular, equipping the injection molding machine with an injection molding tool which delimits at least one mold cavity, wherein the injection molding tool has a first tool half, in particular a first mold plate, and a separate second tool half, in particular a further mold plate, preferably an ejector plate, wherein by bringing the tool halves together the injection molding tool is closed and thereby the at least one mold cavity is delimited;
- b) providing plastic material, in particular a plastic melt, which has a first temperature within the processing window of the plastic material,
- c) heating the at least one mold cavity to a second temperature within the processing window of the plastic material and holding the injection mold in the closed state at the second temperature;
- d) injecting plastic material having the first temperature with at least one Injection molding nozzle of the injection molding machine into the closed heated injection mold at an injection pressure of less than 90 kg/cm2 in order to fill the at least one mold cavity, wherein during injection the plastic material flows out of an elongated nozzle slot of the injection molding nozzle and the plastic melt is injected in the form of a flat ribbon-shaped melt strand through the nozzle slot into the at least one mold cavity of the injection mold.
Mit einem solchen Spritzgießverfahren lässt sich ein verbesserter Fertigungsprozess insbesondere für Haushaltsgeräte-Kunststoffteile erreichen. Denn indem anders als insbesondere bei Heißkanalsystemen die Werkzeughälften erhitzt werden, was bei Heißkanalsystemen nicht der Fall ist, kann die eingespritzte Kunststoffschmelze auch in der Formkavität länger fleißfähig gehalten werden. Dadurch können auch sehr dünne Bauteile besser hergestellt werden und die Formkavitäten können auch dann vollständig gefüllt werden. Um bei erwärmten Werkzeughälften einen Verzug durch hohe Einspritzdrücke zu vermeiden, wird bei dem Verfahren eine besonders vorteilhafte Geometrie der Düsenöffnung, nämlich des Düsenschlitzes, der Spritzgießdüse verwendet. This type of injection molding process enables an improved manufacturing process, particularly for plastic parts for household appliances. Unlike with hot runner systems, the mold halves are heated, which is not the case with hot runner systems, so the injected plastic melt can be kept flowing for longer in the mold cavity. This means that even very thin components can be manufactured better and the mold cavities can then be completely filled. In order to avoid distortion caused by high injection pressures when the mold halves are heated, the process uses a particularly advantageous geometry of the nozzle opening, namely the nozzle slot, of the injection molding nozzle.
Die Düsenöffnung ist dabei dasjenige Ende der Spritzgießdüse, aus welcher das Kunststoffmaterial in Richtung der Formkavität ausläuft. Denn dadurch kann anders als bei im Querschnitt runden beziehungsweise kreisrunden Düsenöffnungen der Spritzgießdüse ein deutlich niedrigerer Einspritzdruck eingestellt werden und dennoch eine hoch fließfähige Kunststoffschmelze eingebracht werden und diese Kunststoffschmelze auch mit entsprechender erforderlicher, insbesondere auch größerer, Menge pro Zeitintervall in die Formkavität eingebracht werden. Durch diese Form der kavitätenseitigen Düsenöffnung kann auch bereits ein umfänglicheres und gleichmäßigeres Verteilen des Kunststoffmaterials in die Formkavität hinein erreicht werden. Gerade diese Flachbandform ermöglicht dabei diese Vorteile. Es hat sich also auch überraschender Weise gezeigt, dass das Zusammenspiel zwischen dem Erwärmen der Werkzeughälften, insbesondere gerade im Bereich der, vorzugsweise gesamten, Formkavität, und dem spezifischen, nämlich flachbandartigen Strang aus der Spritzgießdüse ein sehr formpräzises und vollständiges Erzeugen von auch dünnwandigeren Bauteilen mit niedrigeren Einspritzdrücken bei relativ kurzen Zykluszeiten erreichen lässt.The nozzle opening is the end of the injection molding nozzle from which the plastic material flows out in the direction of the mold cavity. This is because, unlike with nozzle openings of the injection molding nozzle that are round or circular in cross-section, a significantly lower injection pressure can be set and yet a highly flowable plastic melt can be introduced and this plastic melt can also be introduced into the mold cavity with the corresponding required, in particular larger, amount per time interval. This shape of the cavity-side nozzle opening can also achieve a more extensive and even distribution of the plastic material into the mold cavity. It is precisely this flat strip shape that enables these advantages. It has also surprisingly been shown that the interaction between the heating of the tool halves, especially in the area of the, preferably entire, mold cavity, and the specific, namely flat strip-like strand from the injection molding nozzle enables a very precise and complete production of even thin-walled components with lower injection pressures and relatively short cycle times.
In einem Ausführungsbeispiel wird Schritt c) wie folgt durchgeführt: Erhitzen der mindestens einen Formkavität auf die zweite Temperatur innerhalb des Verarbeitungsfensters des Kunststoffmaterials und Halten des Spritzgießwerkzeugs im geschlossenen Zustand auf der zweiten Temperatur durch Zirkulieren eines ersten Temperierungsmediums durch einen oder mehreren Kanäle die in zumindest einer der Werkzeughälften ausgebildet sind. Dadurch wird einerseits eine schnelle und wertgenaue Erwärmung erreicht, andererseits eine homogen und lokal gezielte Erwärmung von Werkzeughälften ermöglicht. Insbesondere wird das Temperierungsmedium auf eine dritte Temperatur erhitzt. Das erste Temperierungsmedium kann vorzugsweise flüssig oder gasförmig sein. Das erste Temperierungsmedium kann vorzugsweise ein Öl sein.In one embodiment, step c) is carried out as follows: heating the at least one mold cavity to the second temperature within the processing window of the plastic material and keeping the injection mold in the closed state at the second temperature by circulating a first tempering medium through one or more channels that are formed in at least one of the mold halves. This achieves rapid and precise heating on the one hand, and enables homogeneous and locally targeted heating of the mold halves on the other. In particular, the tempering medium is heated to a third temperature. The first tempering medium can preferably be liquid or gaseous. The first tempering medium can preferably be an oil.
In einem Ausführungsbeispiel wird nach dem Schritt d) ein Schritt e) wie folgt durchgeführt: Abkühlen der mindestens einen Formkavität des gefüllten geschlossenen Spritzgießwerkzeugs auf eine, insbesondere vierte, Temperatur unterhalb der ersten Temperatur bis zu einer mindestens teilweisen Verfestigung des zumindest einen gegossenen Kunststoffteils im Inneren des Spritzgießwerkzeugs.In one embodiment, after step d), a step e) is carried out as follows: cooling the at least one mold cavity of the filled closed injection mold to a, in particular fourth, temperature below the first temperature until at least one molded plastic part in the interior of the injection mold is at least partially solidified.
Insbesondere wird das Abkühlen in Schritt e) durch Zirkulieren eines, insbesondere zweiten, Temperierungsmediums, das eine, insbesondere fünfte, Temperatur hat, durch den zumindest einen Kanal durchgeführt. Das Temperierungsmedium kann vorzugsweise flüssig oder gasförmig sein. Ein sehr bedarfsgerechtes Abkühlen ist dadurch erreicht. Ein unkontrolliertes, zu schnelles oder zu langsames Abkühlen ist dadurch vermeidbar. Insbesondere ist das Abkühlen dosiert und homogen über die Formkavität ermöglicht.In particular, the cooling in step e) is carried out by circulating a, in particular second, tempering medium, which has a, in particular fifth, temperature, through the at least one channel. The tempering medium can preferably be liquid or gaseous. This achieves cooling that is very tailored to requirements. This makes it possible to avoid uncontrolled, too fast or too slow cooling. In particular, the cooling is metered and homogeneous across the mold cavity.
Insbesondere wird als Kunststoffmaterial ein thermoplastisches Material eingespritzt.In particular, a thermoplastic material is injected as the plastic material.
In einem Ausführungsbeispiel werden die düsenseitige Werkzeughälfte und/oder die düsenferne Werkzeughälfte, insbesondere vollständig, aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bereitgestellt. Dadurch sind die Werkzeughälften gewichtsreduziert im Vergleich zu Stahl oder dergleichen. Durch dieses Metall ist die Temperierung der Werkzeughälfte sehr vorteilhaft, insbesondere auch schnell, ermöglicht. Dies betrifft sowohl das Erhitzen als auch das Abkühlen. Gerade bei diesen Metallen kann jedoch aufgrund hoher Einspritzdrücke ein Verzug auftreten, wodurch gerade die Reduzierung der Einspritzdrücke durch die spezifische Geometrie der Spritzgießdüse, also das Erzeugen des flachbandartigen Schmelzestrangs, dem wieder vorteilhaft entgegenwirkt.In one embodiment, the nozzle-side tool half and/or the tool half remote from the nozzle are made, in particular entirely, of aluminum or an aluminum alloy. This means that the tool halves are lighter in weight compared to steel or the like. This metal makes it very advantageous to temper the tool half, particularly quickly. This applies to both heating and cooling. However, these metals in particular can be subject to distortion due to high injection pressures, which is advantageously counteracted by reducing the injection pressures through the specific geometry of the injection molding nozzle, i.e. by creating the flat-band-like melt strand.
In einem Ausführungsbeispiel wird in Schritt d) die Einspritzung von Kunststoffmaterial bei der ersten Temperatur bei einem Einspritzdruck, der geringer als 78 kg/cm2, insbesondere geringer als 58 kg/cm2 ist, insbesondere bei einem Einspritzdruck zwischen 17 und 52 kg/cm2 durchgeführt. Diese Einspritzdrücke sind bei dem vorgeschlagenen Konzept der Werkzeughälften aus dem oben genannten Metall, der Erwärmung der Werkzeughälften und der Erzeugung des flachbandartigen Schmelzestrangs besonders vorteilhaft, um dünnwandige Bauteile, schnell, formpräzise und vollständig herzustellen. Die kurzen Zykluszeiten und ein sehr geringer Ausschuss von Bauteilen sowie eine reduzierte Nachbearbeitung der erzeugten Bauteile sind dabei auch hier ebenfalls weitere Vorteile.In one embodiment, in step d), the injection of plastic material at the first temperature is carried out at an injection pressure which is less than 78 kg/cm2, in particular less than 58 kg/cm2, in particular at an injection pressure between 17 and 52 kg/cm2. These injection pressures are particularly advantageous for the proposed concept of the tool halves made of the above-mentioned metal, the heating of the tool halves and the creation of the flat-band-like melt strand in order to produce thin-walled components quickly, precisely and completely. The short cycle times and very low component rejects as well as reduced post-processing of the produced components are also further advantages here.
In einem Ausführungsbeispiel wird zumindest das erste Temperierungsmedium auf mindestens eine Temperatur innerhalb des Verarbeitungsfensters des Kunststoffmaterials oder höher erhitzt. Insbesondere wird auf eine Temperatur größer oder gleich 150°C, insbesondere größer oder gleich 200°C, insbesondere größer oder gleich 300°C erhitzt.In one embodiment, at least the first tempering medium is heated to at least one temperature within the processing window of the plastic material or higher. In particular, it is heated to a temperature greater than or equal to 150°C, in particular greater than or equal to 200°C, in particular greater than or equal to 300°C.
In einem Ausführungsbeispiel kann die zweite Temperatur gleich der ersten Temperatur eingestellt werden. Die zweite Temperatur kann aber auch höher als die erste Temperatur eingestellt werden. Die fünfte Temperatur kann niedriger als die dritte Temperatur eingestellt werden. Möglich ist es auch, dass die fünfte Temperatur niedriger als die niedrigste Temperatur des Verarbeitungsfensters des Kunststoffmaterials eingestellt wird. Möglich ist es auch, dass die vierte Temperatur niedriger als die niedrigste Temperatur des Verarbeitungsfensters des Kunststoffmaterials eingestellt wird.In one embodiment, the second temperature can be set equal to the first temperature. However, the second temperature can also be set higher than the first temperature. The fifth temperature can be set lower than the third temperature. It is also possible for the fifth temperature to be set lower than the lowest temperature of the processing window of the plastic material. It is also possible for the fourth temperature to be set lower than the lowest temperature of the processing window of the plastic material.
In einem Ausführungsbeispiel wird die zweite Temperatur um zumindest 18 °C höher als die erste Temperatur eingestellt. In einem Ausführungsbeispiel wird die fünfte Temperatur um zumindest 18 °C niedriger als die vierte Temperatur eingestellt.In one embodiment, the second temperature is set at least 18°C higher than the first temperature. In one embodiment, the fifth temperature is set at least 18°C lower than the fourth temperature.
Insbesondere wird als zweites Temperierungsmedium ein Mineralöl verwendet. Dieses wird vorzugsweise auf eine fünfte Temperatur von höchstens 42°C temperiert. Insbesondere wird dieses auf eine Temperatur kleiner oder gleich 32 °C temperiert.In particular, a mineral oil is used as the second tempering medium. This is preferably tempered to a fifth temperature of at most 42°C. In particular, it is tempered to a temperature of less than or equal to 32°C.
In einem Ausführungsbeispiel wird das Gehäuse der Spritzgießdüse im Bereich des Düsenschlitzes gekühlt.In one embodiment, the housing of the injection molding nozzle is cooled in the area of the nozzle slot.
In einem Ausführungsbeispiel wird der Kunststoffschmelze während des Erstarrens in der Formkavität durch ein Erwärmen eines Düsenkerns der Spritzgießdüse gegenüber einem Gehäuse der Spritzgießdüse im Angussbereich der Spritzgießmaschine Wärme zugeführt. Dies erfolgt derart, dass der Anguss beim Entformen des spritzgegossenen Kunststoffteils aufgrund des Temperaturgradienten zwischen dem erstarrten Kunststoffteils und der Kunststoffschmelze im Angussbereich entlang des Düsenschlitzes abgerissen wird. Auch eine sehr gezielt und saubere Trennung ist dadurch erreicht.In one embodiment, heat is supplied to the plastic melt during solidification in the mold cavity by heating a nozzle core of the injection molding nozzle relative to a housing of the injection molding nozzle in the sprue area of the injection molding machine. This is done in such a way that when the injection molded plastic part is demolded, the sprue is torn off along the nozzle slot due to the temperature gradient between the solidified plastic part and the plastic melt in the sprue area. This also achieves a very targeted and clean separation.
Insbesondere werden nach dem Schritt d), insbesondere nach einem Schritt e) folgende weitere Schritte durchgeführt:
- f) Öffnen des Spritzgießwerkzeugs durch Trennen der düsenseitigen Werkzeughälfte von der düsenfernen Werkzeugplatte, und
- g) Auswerfen des zumindest einen, wenigstens teilweise verfestigten gegossenen Kunststoffteils durch Betätigung von Auswerfer-Stiften der düsenfernen Werkzeughälfte.
- f) opening the injection mould by separating the nozzle-side mould half from the mould plate remote from the nozzle, and
- g) Ejecting the at least one, at least partially solidified molded plastic part by actuating ejector pins of the mold half remote from the nozzle.
In einem Ausführungsbeispiel werden das erste Temperierungsmedium und das zweite Temperierungsmedium durch den gleichen Kanal oder einen oder mehrere andere Kanäle, insbesondere wahlweise, als Reaktion auf ein Öffnen oder ein Schließen von zumindest einem Ventil der Spritzgießmaschine zirkuliert.In one embodiment, the first tempering medium and the second tempering medium are circulated through the same channel or one or more other channels, in particular selectively, in response to an opening or a closing of at least one valve of the injection molding machine.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Spritzgießmaschine mit einem Spritzgießwerkzeug, das eine düsenseitige Werkzeughälfte und eine düsenferne Werkzeugplatte aufweist, wobei die Werkzeughälften zumindest eine Formkavität in dem geschlossenen Zustand eines Spritzgießwerkzeugs begrenzen. In zumindest einer Werkzeughälfte ist zumindest ein Kanal zum Durchströmen eines Temperierungsmediums ausgebildet. Der zumindest eine Kanal ist insbesondere so ausgebildet, um
- - während der Einspritzung bei einem Einspritzdruck von weniger als 90kg/m2 eines Kunststoffmaterials, das bei einer ersten Temperatur innerhalb des Verarbeitungsfensters des Kunststoffmaterials liegt, ein erstes Temperierungsmedium, das eine dritte Temperatur von mindestens einer Temperatur innerhalb des Verarbeitungsfensters des eingespritzten Kunststoffmaterials hat, in der zumindest einen Formkavität zu zirkulieren, um die zumindest eine Formkavität auf eine zweite Temperatur zu erhitzen, und
- - für eine mindestens teilweise Verfestigung des zumindest einen gegossenen Kunststoffteils im Inneren des Spritzgießwerkzeugs, ein zweites Temperierungsmedium zu zirkulieren, das eine fünfte Temperatur hat, die eingestellt ist, um die zumindest eine Formkavität des gefüllten geschlossenen Spritzgießwerkzeugs auf eine vierte Temperatur unterhalb der ersten Temperatur abzukühlen.
- - during the injection at an injection pressure of less than 90 kg/m2 of a plastic material which is at a first temperature within the processing window of the plastic material, a first tempering medium which has a third temperature of at least one temperature within the processing window of the injected plastic material is circulated in the at least one mold cavity in order to heat the at least one mold cavity to a second temperature, and
- - for at least partial solidification of the at least one molded plastic part inside the injection mold, to circulate a second tempering medium having a fifth temperature which is set to cool the at least one mold cavity of the filled closed injection mold to a fourth temperature below the first temperature.
Die Spritzgießmaschine weist des Weiteren zumindest eine Spritzgießdüse zum Einbringen eines geschmolzenen Kunststoffmaterials, insbesondere einer Kunststoffschmelze, in zumindest eine der Formkavität auf. Die Spritzgießdüse weist einen länglichen Düsenschlitz auf, aus dem die Kunststoffschmelze in Form eines flachbandförmigen Schmelzstrangs durch den Düsenschlitz der Spritzgießdüse in zumindest eine Formkavität des Spritzgusswerkzeugs eingespritzt ist.The injection molding machine further comprises at least one injection molding nozzle for introducing a molten plastic material, in particular in particular a plastic melt, into at least one of the mold cavities. The injection molding nozzle has an elongated nozzle slot from which the plastic melt is injected in the form of a flat ribbon-shaped melt strand through the nozzle slot of the injection molding nozzle into at least one mold cavity of the injection molding tool.
Die dadurch erreichbaren Vorteile wurden bereits beim Verfahren dargelegt. Insbesondere ist es mit dem Verfahren und der Spritzgießmaschine auch ermöglicht, dass die Zuhaltekräfte zum Zuhalten der Werkzeughälften im Vergleich zu herkömmlichen Spritzgießmethoden (Bezugswert ist 100%) auf etwa 30 % bis 40% reduziert werden können, die Einspritzdrücke auf 30% bis 40% reduziert werden können, die Zykluszeiten auf 60% reduziert werden können, der Energieverbrauch auf 60% reduziert werden kann, und die Produktionskapazität um über 100% erhöht werden kann.The advantages that can be achieved in this way have already been explained in the process. In particular, the process and the injection molding machine also make it possible to reduce the clamping forces for holding the mold halves to around 30% to 40% compared to conventional injection molding methods (reference value is 100%), reduce the injection pressures to 30% to 40%, reduce cycle times to 60%, reduce energy consumption to 60%, and increase production capacity by over 100%.
Insbesondere eine Rückseite von mindestens einer der Werkzeughälften ist von jeweils einem oder mehreren offenen Kanälen durchquert. Der eine oder die mehreren offenen Kanäle sind bei diesem Beispiel zur Zirkulation eines Temperierungsmediums erst dann vollständig geschlossen, wenn die Werkzeughälften in ihrer Endposition in einer Spritzgießmaschine angeordnet sind.In particular, a rear side of at least one of the mold halves is traversed by one or more open channels. In this example, the one or more open channels are only completely closed for the circulation of a temperature control medium when the mold halves are arranged in their final position in an injection molding machine.
Vorzugsweise beträgt eine Querschnittfläche des Düsenschlitzes zwischen 40 mm2 und 60 mm2, insbesondere zwischen 45 mm2 und 55 mm2. Insbesondere ist diese Querschnittfläche rechteckartig. Insbesondere ist ein Wert eines Längen- zu Breitenverhältnis dieser Querschnittfläche größer oder gleich 2,5, insbesondere größer oder gleich 3, insbesondere kleiner oder gleich 5. Durch die Schlitzform können somit auch relativ großer Flächenquerschnitte dieser Düsenöffnung erreicht werden. Dadurch kann mehr Material pro Zeit ausgebracht werden.Preferably, a cross-sectional area of the nozzle slot is between 40 mm 2 and 60 mm 2 , in particular between 45 mm 2 and 55 mm 2 . In particular, this cross-sectional area is rectangular. In particular, a value of a length to width ratio of this cross-sectional area is greater than or equal to 2.5, in particular greater than or equal to 3, in particular less than or equal to 5. The slot shape thus also makes it possible to achieve relatively large surface cross-sections of this nozzle opening. This means that more material can be applied per unit time.
Insbesondere ist zumindest eine Werkzeughälfte zumindest bereichsweise an zumindest ihrer Innenseite, die der anderen Werkzeughälfte zugewandt ist, mit einer karbonbasierten Materiallage ausgebildet. Insbesondere ist die Materiallage eine Beschichtung. Dadurch ist die Steifigkeit, insbesondere, wenn die Werkzeughälfte aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung ausgebildet ist, erhöht. Die karbonbasierte Materiallage kann aus einem amorphen Karbon-Wasserstoff-Netzwerk aufgebaut sein. Es können Graphit und Diamant-Bindungen zwischen den Karbon-Atomen ausgebildet sein. Möglich ist es auch, dass eine wasserstofffreie, karbonbasierte Materiallage ausgebildet ist, bei welcher die Anzahl der Diamant-Bindungen höher ist. Dadurch ist die Härte der Materiallage nochmals erhöht.In particular, at least one tool half is formed with a carbon-based material layer, at least in some areas on at least its inner side, which faces the other tool half. In particular, the material layer is a coating. This increases the rigidity, especially when the tool half is made of aluminum or an aluminum alloy. The carbon-based material layer can be made up of an amorphous carbon-hydrogen network. Graphite and diamond bonds can be formed between the carbon atoms. It is also possible for a hydrogen-free, carbon-based material layer to be formed, in which the number of diamond bonds is higher. This further increases the hardness of the material layer.
Beide Werkzeughälften weisen insbesondere eine der jeweils anderen Werkzeughälfte zugewandte Rückseite und eine der jeweils anderen Werkzeughälfte abgewandte Vorderseite auf. Insbesondere die Rückseite zumindest einer Werkzeughälfte weist zumindest einen darin integriert ausgebildeten Kanal für das Temperierungsmedium auf. Ein Kanal weist einen Eingang und einen Ausgang auf.In particular, both tool halves have a rear side facing the other tool half and a front side facing away from the other tool half. In particular, the rear side of at least one tool half has at least one channel for the tempering medium integrated therein. A channel has an inlet and an outlet.
Bezüglich der Wanddicken der herzustellenden Kunststoffbauteile können diese mit dem vorgeschlagenen Verfahren und der vorgeschlagenen Spritzgießmaschine im Vergleich zu herkömmlichen Spritzgießverfahren um bis zu 35% reduziert werden. Beispielweise können die Wanddicken von Abdeckungen, wie beispielweise einer frontseitigen, insbesondere plattenartigen, Klappe, bei einer Waschmaschine von 3 mm auf mindestens 2,5 mm, insbesondere auf kleiner oder gleich 2 mm, reduziert werden. Beispielweise können die Wanddicken von Frontabdeckungen eines Bullauges einer Tür einer Waschmaschine oder eines Wäschetrockners oder eines Waschtrockners von 3 mm auf mindestens 2,7 mm, insbesondere auf kleiner oder gleich 2,5 mm, reduziert werden. Andere plattenartige oder wannenartige Bauteile, insbesondere als Haushaltsgeräte-Kunststoffteile, auch hier von größerer Art, können beispielweise mit Wanddicken von kleiner oder gleich 1,7 mm hergestellt werden, die mit bisheriger Technik nur mit Wanddicken gleich oder größer 2 mm hergestellt werden können.With regard to the wall thicknesses of the plastic components to be produced, these can be reduced by up to 35% with the proposed method and the proposed injection molding machine compared to conventional injection molding methods. For example, the wall thicknesses of covers, such as a front, in particular plate-like, flap, on a washing machine can be reduced from 3 mm to at least 2.5 mm, in particular to less than or equal to 2 mm. For example, the wall thicknesses of front covers of a porthole on a door of a washing machine or a tumble dryer or a washer-dryer can be reduced from 3 mm to at least 2.7 mm, in particular to less than or equal to 2.5 mm. Other plate-like or tub-like components, in particular as household appliance plastic parts, again of a larger type, can be produced, for example, with wall thicknesses of less than or equal to 1.7 mm, which with previous technology could only be produced with wall thicknesses equal to or greater than 2 mm.
In einem Ausführungsbeispiel ist der zumindest eine Kanal in einer Werkzeughälfte ausgebildet, für eine mindestens teilweise Verfestigung des zumindest einen spritzgegossenen Kunststoffteils im Inneren des Spritzgießwerkzeugs, ein zweites Temperierungsmedium zu zirkulieren, das eine fünfte Temperatur hat, wobei diese fünfte Temperatur so eingestellt ist, dass die zumindest eine Formkavität des gefüllten geschlossenen Spritzgießwerkzeugs auf eine vierte Temperatur unterhalb der ersten Temperatur abgekühlt wird.In one embodiment, the at least one channel in a tool half is designed to circulate a second tempering medium having a fifth temperature for at least partial solidification of the at least one injection-molded plastic part in the interior of the injection mold, wherein this fifth temperature is set such that the at least one mold cavity of the filled closed injection mold is cooled to a fourth temperature below the first temperature.
In einem Ausführungsbeispiel weist die Spritzgießmaschine zumindest eine Heizvorrichtung auf. Dieses ist insbesondere zum Erhitzen einer Zufuhrvorrichtung der Spritzgießmaschine für die Zufuhr von Kunststoffmaterial an einer Stelle stromauf der Werkzeughälften auf eine Temperatur innerhalb des Verarbeitungsfensters des Kunststoffmaterials. In einem Ausführungsbeispiel weist die Spritzgießmaschine zumindest eine Pumpe zum Fördern zumindest eines Temperierungsmediums auf. In einem Ausführungsbeispiel weist die Spritzgießmaschine Ventilvorrichtung zum Steuern eines Umschaltens des Zirkulierens zwischen dem ersten und zweiten Temperierungsmediums. Die Vorrichtung weist zumindest ein Ventil auf.In one embodiment, the injection molding machine has at least one heating device. This is in particular for heating a feed device of the injection molding machine for the supply of plastic material at a point upstream of the tool halves to a temperature within the processing window of the plastic material. In one embodiment, the injection molding machine has at least one pump for conveying at least one tempering medium. In one embodiment, the injection molding machine has a valve device for controlling a switching of the circulation between the first and second tempering medium. The device has at least one valve.
In einem Ausführungsbeispiel weist die Spritzgießmaschine eine Steuereinheit auf. Mit dieser werden insbesondere die Komponenten der Maschine gesteuert. Insbesondere wird das Herstellungsverfahren damit gesteuert.In one embodiment, the injection molding machine has a control unit. This is used in particular to control the components of the machine. In particular, the manufacturing process is controlled with it.
In einem Ausführungsbeispiel weist die Spritzgießdüse einen erwärmbaren Düsenkern auf. Die Spritzgießdüse weist insbesondere ein den Düsenkern aufnehmendes Gehäuse auf. Die Spritzgießdüse weist insbesondere einen, vorzugsweise sich verjüngenden, Düsenkanal mit der vorderen, der Formkavität zugewandten Düsenöffnung auf. Diese Düsenöffnung ist der Düsenschlitz. Dieser Düsenkanal bildet sich insbesondere zwischen dem Gehäuse und dem Düsenkern. Insbesondere weist die Spritzgießdüse auch einen Verteilerkanal für die Kunststoffschmelze auf. Dieser bildet sich zwischen einem Zuführkanal für die Kunststoffschmelze und dem Düsenkanal. In einem Ausführungsbeispiel kann der Düsenkern separat zum Gehäuse und daher insbesondere auch unabhängig vom Gehäuse erhitzt werden, insbesondere durch eine Heizung.In one embodiment, the injection molding nozzle has a heatable nozzle core. The injection molding nozzle in particular has a housing that accommodates the nozzle core. The injection molding nozzle in particular has a preferably tapered nozzle channel with the front nozzle opening facing the mold cavity. This nozzle opening is the nozzle slot. This nozzle channel is formed in particular between the housing and the nozzle core. In particular, the injection molding nozzle also has a distribution channel for the plastic melt. This is formed between a feed channel for the plastic melt and the nozzle channel. In one embodiment, the nozzle core can be heated separately from the housing and therefore in particular also independently of the housing, in particular by a heater.
In einem Ausführungsbeispiel ist der Düsenkern der Spritzgießdüse zum Schließen des Düsenschlitzes im Gehäuse verschiebbar gelagert. Das Gehäuse kann im Bereich des Düsenschlitzes gekühlt sein.In one embodiment, the nozzle core of the injection molding nozzle is movably mounted in the housing to close the nozzle slot. The housing can be cooled in the area of the nozzle slot.
Mit den Angaben „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten, „horizontal“, „vertikal“, „Tiefenrichtung“, „Breitenrichtung“, „Höhenrichtung“ sind die bei bestimmungsgemäßem Gebrauch und bestimmungsgemäßem Positionieren der Maschine gegebenen Positionen und Orientierungen angegeben.The information “top”, “bottom”, “front”, “back”, “horizontal”, “vertical”, “depth direction”, “width direction”, “height direction” indicates the positions and orientations that apply when the machine is used and positioned as intended.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen.Further features of the invention emerge from the claims, the figures and the description of the figures. The features and combinations of features mentioned above in the description, as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and/or shown alone in the figures can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the invention. Thus, embodiments are also to be regarded as encompassed and disclosed by the invention that are not explicitly shown and explained in the figures, but which emerge and can be produced from the explained embodiments through separate combinations of features. Embodiments and combinations of features are also to be regarded as disclosed that therefore do not have all the features of an originally formulated independent claim.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Spritzgießmaschine; -
2 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Spritzgießdüse der Spritzgießmaschine; -
3 eine schematische Frontansicht auf einen Düsenschlitz der Spritzgießdüse; und -
4 ein vereinfachtes Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
1 a schematic sectional view of an embodiment of an injection molding machine according to the invention; -
2 a schematic sectional view of an embodiment of an injection molding nozzle of the injection molding machine; -
3 a schematic front view of a nozzle slot of the injection molding nozzle; and -
4 a simplified flow diagram of an embodiment of a method according to the invention.
In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally equivalent elements are provided with the same reference symbols.
In
Die Spritzgießmaschine 1 weist ein Spritzgießwerkzeug 2 auf. Die Spritzgießwerkzeug 2 weist eine erste Werkzeughälfte 3 auf. Diese Werkzeughälfte 3 ist eine düsenseitige Werkzeughälfte. Dies bedeutet, dass sie zumindest einer Spritzgießdüse 4 der Spritzgießmaschine 1 näherliegend ist, als eine weitere Werkzeughälfte 5 des Spritzgießwerkzeugs 2. Die beiden separaten Werkzeughälften 3 und 5 bilden insbesondere die zentralen Komponenten des Spritzgießwerkzeugs 2. In dem
Der zumindest eine Kanal 7 und/oder der zumindest eine Kanal 8, von dem in
Andererseits ist es mit dem zumindest einen Kanal 7 und/oder dem zumindest einen Kanal 8 auch vorgesehen bzw. sind diese dazu ausgebildet und bestimmungsgemäß dazu vorgesehen, für eine mindestens teilweise Verfestigung des zumindest einen spritzgegossenen Kunststoffteils 10 im Inneren des Spritzgießwerkzeugs 2 ein Temperierungsmedium, insbesondere ein zweites Temperierungsmedium zu zirkulieren. Dieses zweite Temperierungsmedium kann eine fünfte Temperatur aufweisen. Diese ist dahingehend eingestellt, um die zumindest eine Formkavität 6 des gefüllten geschlossenen Spritzgießwerkzeugs 2 auf eine vierte Temperatur abzukühlen. Diese vierte Temperatur ist insbesondere unterhalb der ersten Temperatur. Die Spritzgießdüse 4 ist zum Einbringen der Kunststoffschmelze bzw. des Kunststoffmaterials 9 in die zumindest eine Formkavität 6 ausgebildet. Die Spritzgießdüse 4 ist dabei spezifisch konfiguriert. Sie weist einen länglichen Düsenschlitz als formkavitätenseitige Düsenöffnung auf, aus dem diese Kunststoffschmelze bzw. das Kunststoffmaterial 9 in Form eines flachbandförmigen Strangs durch den Düsenschlitz in zumindest diese eine Formkavität 6 des Spritzgießwerkzeugs 2 eingespritzt ist.On the other hand, the at least one channel 7 and/or the at least one channel 8 are also provided or are designed and intended to circulate a tempering medium, in particular a second tempering medium, for at least partial solidification of the at least one injection-molded
Die Spritzgießmaschine 1 kann darüber hinaus auch ein Auswerfersystem 11 aufweisen. Mit diesem könne die beiden aneinander anliegenden Werkzeughälften 3 und 5, wenn sie geschlossen sind, geöffnet werden. Mit dem Auswerfersystem 11 werden die aneinander anliegenden Werkzeughälften 3 und 5 getrennt. Insbesondere wird dabei die düsenferne Werkzeughälfte 5 von der düsenseitigen Werkzeughälfte 3 weggeschoben. Das erzeugte Kunststoffteil 10 kann dann ausgeworfen werden.The
Insbesondere ist die Werkzeughälfte 3 zumindest bereichsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Insbesondere ist die düsenferne Werkzeughälfte 5 aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung.In particular, the
Möglich ist es auch, dass die Werkzeughälfte 3 zumindest bereichsweise an einer Innenseite 3b aus einem spezifischen Material ausgebildet ist. Dieses kann unterschiedlich zu dem Basismaterial der Werkzeughälfte 3 sein. Dieses spezifische Material kann eine karbonisierte Materiallage sein. Diese Materiallage kann eine Beschichtung sein. Diese Materiallage 12 weist eine höhere Härte auf als das Basismaterial, insbesondere Aluminium oder die Aluminiumlegierung, der Werkzeughälfte 3. In einem Ausführungsbeispiel kann auch eine Innenseite 5b der düsenfernen Werkzeughälfte 5 entsprechend ausgestaltet sein. Auch hier kann dann insbesondere eine karbonisierte Materiallage 13 ausgebildet sein. Es kann vorgesehen sein, dass diese Materiallage 12 und/oder 13 vollflächig über die gesamte Innenseite 3b und/oder der gesamten Innenseite 5b ausgebildet ist. In dem Zusammenhang kann die Innenseite 3b durch die Oberfläche gebildet sein, durch welche die Formkavität 6 begrenzt ist, insbesondere auch zusätzlich durch die Rückseite 3a gebildet sein. Entsprechendes kann bei der Innenseite 5b vorgesehen sein.It is also possible for the
Darüber hinaus kann die Spritzgießmaschine 1 eine Zufuhrvorrichtung 14 aufweisen. Mit dieser wird das Kunststoffmaterial bzw. die Kunststoffschmelze 9 zum Spritzgießwerkzeug 1 zugeführt, insbesondere mit einer Fördereinheit 14a, wie beispielweise einer Spindel oder einer Förderschnecke. Die Spritzgießmaschine 1 kann auch eine Heizvorrichtung 15 aufweisen. Mit dieser kann das Kunststoffgranulat, welches über eine Einführvorrichtung 16 der Zufuhrvorrichtung 14 zugeführt werden kann, erhitzt werden, insbesondere aufgeschmolzen werden.In addition, the
Insbesondere kann die Spritzgießmaschine 1 auch zumindest eine Pumpe 17 aufweisen. Mit dieser werden das erste Temperierungsmedium und/oder das zweite Temperierungsmedium gefördert.In particular, the
Darüber hinaus weist die Spritzgießmaschine 1 auch eine Steuereinheit 18 auf. Mit dieser werden zumindest einige der Komponenten der Spritzgießmaschine 1 gesteuert. In addition, the
Insbesondere wird damit auch das nachfolgend noch erläuterte Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffbauteils gesteuert.In particular, it also controls the process for producing a plastic component, which is explained below.
Darüber hinaus ist in
In
In einem Ausführungsbeispiel weist die Spritzgießdüse 4 einen Düsenkern 22 auf.In one embodiment, the
Möglich ist es, dass das Gehäuse 20 zumindest einen Kühlkanal 23 aufweist.It is possible that the
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass ein Speisekanal 24 ausgebildet ist, über welchen das Kunststoffmaterial 9 in einen vorzugsweise vorhandenen Verteilerkanal 25 der Spritzgießdüse 4 zugeführt wird.Furthermore, it can be provided that a
In
In
Bei dem Verfahren werden folgende Schritte durchgeführt:
- a)
Bestücken der Spritzgießmaschine 1mit einem Spritzgießwerkzeug 2, daszumindest eine Formkavität 6 begrenzt,wobei das Spritzgießwerkzeug 2 eine ersteWerkzeughälfte 3 und eine dazuseparate zweite Werkzeughälfte 5 aufweist, wobei durch ein 3, 5Aneinanderbringen der Werkzeughälften das Spitzgießwerkzeug 2 geschlossen wird und dadurch die zumindest eine Formkavität 6 begrenzt wird, - b)
Bereitstellen von Kunststoffmaterial 9, das eine erste Temperatur innerhalb des Verarbeitungsfensters des Kunststoffmaterials aufweist, - c) Erwärmen der mindestens einen
Formkavität 6 auf eine zweite Temperatur innerhalb des Verarbeitungsfensters des Kunststoffmaterials und Halten desSpritzgießwerkzeugs 2 im geschlossenen Zustand auf der zweiten Temperatur, - d)
Einspritzen von Kunststoffmaterial 9, insbesondere eines thermoplastischen Materials, das die erste Temperatur aufweist, mit zumindest einerSpritzgießdüse 4der Spritzgießmaschine 1 in das geschlossene erhitzte Spritzgießwerkzeug 1 bei einem Einspritzdruck von weniger als 90 kg/cm2, um die zumindest eine Formkavität 6 zu füllen, wobei beimEinspritzen das Kunststoffmaterial 9 aus einem länglichen Düsenschlitz 21der Spritzgießdüse 4 ausläuft unddas Kunststoffmaterial 9 in Form eines flachbandförmigen Schmelzstrangs durchden Düsenschlitz 21 in diezumindest eine Formkavität 6 desSpritzgusswerkzeugs 2 eingespritzt wird.
- a) equipping the
injection molding machine 1 with aninjection molding tool 2 which defines at least onemold cavity 6, wherein theinjection molding tool 2 has afirst tool half 3 and a separatesecond tool half 5, wherein theinjection molding tool 2 is closed by bringing the tool halves 3, 5 together and thereby defining the at least onemold cavity 6, - b) providing
plastic material 9 having a first temperature within the processing window of the plastic material, - c) heating the at least one
mold cavity 6 to a second temperature within the processing window of the plastic material and keeping theinjection mold 2 in the closed state at the second temperature, - d) Injecting
plastic material 9, in particular a thermoplastic material having the first temperature, with at least oneinjection molding nozzle 4 of theinjection molding machine 1 into the closed heatedinjection molding tool 1 at an injection pressure of less than 90 kg/cm2 in order to fill the at least onemold cavity 6, wherein during injection theplastic material 9 flows out of anelongated nozzle slot 21 of theinjection molding nozzle 4 and theplastic material 9 is injected in the form of a flat ribbon-shaped melt strand through thenozzle slot 21 into the at least onemold cavity 6 of theinjection molding tool 2.
Das Kunststoffmaterial 9 wird als Kunststoffschmelze bereitgestellt wund eingespritzt.The
Vorzugsweise wird Schritt c) wie folgt durchgeführt: Erhitzen der mindestens einen Formkavität 6 auf eine zweite Temperatur innerhalb des Verarbeitungsfensters des Kunststoffmaterials 9 und Halten des Spritzgießwerkzeugs 2 im geschlossenen Zustand auf der zweiten Temperatur durch Zirkulieren eines ersten Temperierungsmediums, das eine dritte Temperatur aufweist, durch zumindest einen Kanal 7, 8, der in zumindest einer der Werkzeughälften 2, 5, insbesondere integriert, ausgebildet ist.Preferably, step c) is carried out as follows: heating the at least one
Vorzugsweise wird nach dem Schritt d) ein Schritt e) wie folgt durchgeführt: Abkühlen der zumindest einen Formkavität 6 des gefüllten geschlossenen Spritzgießwerkzeugs 2 auf eine, insbesondere vierte, Temperatur unterhalb der ersten Temperatur bis zu einer mindestens teilweisen Verfestigung des zumindest einen spritzgegossenen Kunststoffteils 10 im Inneren des Spritzgießwerkzeugs 2.Preferably, after step d), a step e) is carried out as follows: cooling the at least one
Vorzugsweise wird das Abkühlen in Schritt e) durch Zirkulieren eines, insbesondere zweiten, Temperierungsmediums, das eine, insbesondere fünfte, Temperatur hat, durch den zumindest einen Kanal 7, 8 durchgeführt wird.Preferably, the cooling in step e) is carried out by circulating a, in particular second, tempering medium, which has a, in particular fifth, temperature, through the at least one channel 7, 8.
Vorzugsweise wird in Schritt d) die Einspritzung von Kunststoffmaterial 9 bei der ersten Temperatur bei einem Einspritzdruck, der geringer als 78 kg/cm2, mehr bevorzugt geringer als 58 kg/cm2 ist, und noch mehr bevorzugt bei einem Einspritzdruck zwischen 17 und 52 kg/cm2 durchgeführt.Preferably, in step d), the injection of
Vorzugsweise wird zumindest das erste Temperierungsmedium auf mindestens eine Temperatur innerhalb des Verarbeitungsfensters des Kunststoffmaterials (9) oder höher, insbesondere auf mindestens 150°C, oder mindestens 200°C, oder mindestens 300°C erhitzt, wobei das erste Temperierungsmedium vorzugsweise ein Öl ist.Preferably, at least the first tempering medium is heated to at least one temperature within the processing window of the plastic material (9) or higher, in particular to at least 150°C, or at least 200°C, or at least 300°C, wherein the first tempering medium is preferably an oil.
Vorzugsweise wird die zweite Temperatur gleich der ersten oder höher als die erste Temperatur eingestellt. Insbesondere wird die fünfte Temperatur geringer als die dritte Temperatur eingestellt, wahlweise wird die fünfte Temperatur geringer als die niedrigste Temperatur des Verarbeitungsfensters des Kunststoffmaterials eingestellt. Insbesondere wird die vierte Temperatur geringer als die niedrigste Temperatur des Verarbeitungsfensters des Kunststoffmaterials eingestellt.Preferably, the second temperature is set equal to or higher than the first temperature. In particular, the fifth temperature is set lower than the third temperature, optionally the fifth temperature is set lower than the lowest temperature of the processing window of the plastic material. In particular, the fourth temperature is set lower than the lowest temperature of the processing window of the plastic material.
Vorzugsweise wird die zweite Temperatur um 18 °C oder mehr höher als die erste Temperatur eingestellt, und/oder die fünfte Temperatur wird um 18 °C oder mehr geringer als die vierte Temperatur eingestellt.Preferably, the second temperature is set 18 °C or more higher than the first temperature, and/or the fifth temperature is set 18 °C or more lower than the fourth temperature.
Vorzugsweise wird als zweites Temperierungsmedium ein flüssiges Medium, insbesondere ein Mineralöl verwendet, das auf eine fünfte Temperatur von 42 °C oder darunter, wahlweise gleich oder unter 32 °C temperiert wird.Preferably, a liquid medium, in particular a mineral oil, is used as the second tempering medium, which is tempered to a fifth temperature of 42 °C or below, optionally equal to or below 32 °C.
Vorzugsweise wird das Gehäuse 20 der Spritzgießdüse 4 zumindest im Bereich des Düsenschlitzes 21 gekühlt.Preferably, the
Vorzugsweise wird dem Kunststoffmaterial 9 während des Erstarrens in der Formkavität 6 durch ein Erwärmen eines Düsenkerns 22 der Spritzgießdüse 4 gegenüber einem Gehäuse 20 der Spritzgießdüse 4 im Angussbereich 19 Wärme zugeführt, sodass der Anguss beim Entformen des spritzgegossenen Kunststoffteils 10 aufgrund des Temperaturgradienten zwischen dem erstarrten Kunststoffteil 10 und des Kunststoffmaterials 9 im Angussbereich 19 entlang des Düsenschlitzes 21 abgerissen wird.Preferably, heat is supplied to the
Vorzugsweise werden nachfolgend zu Schritt d) folgende Schritte durchgeführt:
- f) Öffnen des Spritzgießwerkzeugs 2 durch Trennen der düsenseitigen Werkzeughälfte 3 von der düsenfernen Werkzeughälfte 5; und
- g) Auswerfen des zumindest einen, wenigstens teilweise verfestigten gegossenen Kunststoffteils 10 durch Betätigung von
Auswerferelementen des Auswerfersystems 11 der düsenfernen Werkzeughälfte 5.
- f) opening the
injection molding tool 2 by separating the nozzle-side tool half 3 from the nozzle-remote tool half 5; and - g) Ejecting the at least one, at least partially solidified molded
plastic part 10 by actuating ejector elements of theejector system 11 of thetool half 5 remote from the nozzle.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- SpritzgießmaschineInjection molding machine
- 22
- SpritzgießwerkzeugInjection molding tool
- 33
- WerkzeughälfteTool half
- 3a3a
- Rückseiteback
- 3b3b
- Innenseiteinside
- 44
- SpritzgießdüseInjection molding nozzle
- 55
- WerkzeughälfteTool half
- 5a5a
- Rückseiteback
- 5b5b
- Innenseiteinside
- 66
- FormkavitätMold cavity
- 77
- Kanalchannel
- 88th
- Kanalchannel
- 99
- KunststoffmaterialPlastic material
- 1010
- KunststoffteilPlastic part
- 1111
- AuswerfersystemEjector system
- 1212
- MateriallageMaterial layer
- 1313
- MateriallageMaterial layer
- 1414
- ZufuhrvorrichtungFeeding device
- 14a14a
- FördereinheitConveyor unit
- 1515
- HeizeinrichtungHeating device
- 1616
- EinführvorrichtungInsertion device
- 1717
- Pumpepump
- 1818
- SteuereinheitControl unit
- 1919
- AngussbereichGate area
- 2020
- GehäuseHousing
- 2121
- DüsenschlitzNozzle slot
- 2222
- DüsenkernNozzle core
- 2323
- KühlkanalCooling channel
- 2424
- SpeisekanalFeed channel
- 2525
- VerteilerkanalDistribution channel
- ll
- LägeLength
- bb
- Breite Width
- xx
- BreitenrichtungWidth direction
- yy
- HöhenrichtungAltitude direction
- zz
- TiefenrichtungDepth direction
- AA
- LängsachseLongitudinal axis
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