DE10237989B4 - Dosierverfahren für eine Spritzgießmaschine - Google Patents

Abstract

Dosierverfahren zur Formmassebilanzierung für eine Spritzgießmaschine mit Kolbenplastifizierung oder einer Kolbenplastifiziereinheit mit Vorplastifizierungszylinder zur Herstellung von Mikroformteilen, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Formmassebilanzierung die Einspritzkolbenbewegung zum Plastifizieren und Einspritzen mit vier wähl- und einstellbaren und längs des Kolbenweges angeordneten Wegpunkten (K1), (K2), (P1), (P2) gesteuert wird,
daß die Wegpunkte (K1) und (K2) Kontrollpunkte sind und so auf dem Einsspritzkolbenweg positioniert sind, daß der Wegpunkt (K1) bei einem ungestörten Einspritzvorgang die vorderste Einspritzkolbenstellung markiert, wobei zwischen der Kolbenstellung am Wegpunkt (K1) und der Plastifizierzylinderspitze (3) ein Massepolster verbleibt,
daß der Wegpunkt (K2) hinter dem Wegpunkt (K1) positioniert ist, wobei der Abstand zwischen den Wegpunkten (K1) und (K2) den Toleranzbereich repräsentiert in dem sich der Einspritzkolben (1) nach der Nachdruckphase bei normalen Einspritzzyklen befindet,
daß die Wegpunkte (P1) und (P2) Positionierpunkte für die hintere Endlage des Einspritzkolbens (1') in seiner Dosierstellung sind und diese hinter dem Wegpunkt (K2) im...

Description

• Die Erfindung betrifft ein Dosierverfahren zur Formmassebilanzierung für eine Spritzgießmaschine mit Kolbenplastifizierung zur Herstellung von Mikroformteilen.
• Unter Mikroformteilen sollen in den nachfolgenden Ausführungen kleine spritzgegossene Kunststoff-Formteile mit Abmessungen von wenigen Millimetern und Schußgewichten in der Größenordnung von 10 mg bis 10 g verstanden werden. Solche Formteile können auch Flächen und Bereiche mit Strukturen in Mikrometerbereich aufweisen.
• Beim Plastifiziervorgang in der Kolbenspritzgießmaschine wird mit dem Einspritzhub des Spritzkolbens neue Formmasse aus dem Formmassetrichter in den Plastifizierzylinder gefördert. Dabei muß gewährleistet sein, daß die Menge der aus dem Plastifizierzylinder beim Einspritzvorgang ausgetretenen Schmelze und die Menge des neu eingezogenen Formmassegranulates gleich ist. Wird diese Bedingung nicht eingehalten, also wenn die Massebilanz im Zylinder nicht gleich Null ist, z. B. bei Unterdosierung oder Überdosierung verändert sich die Lage des Spritzkolbens zwischen den Einspritzvorgängen, bis hin zu den Extremfällen, wo entweder im Plastifizierzylinder kein ausreichendes Massepolster bzw. gar keine Masse mehr vorhanden ist oder der Spritzkolben in den gefüllten Plastifizierzylinder nicht mehr eintauchen kann.
• Die ausgetretene Schmelze entspricht dem Schußvolumen, welches abhängig von den Prozeßbedingungen leichten Schwankungen unterworfen ist. Die eingezogene Formmassemenge wird durch die geometrische Gestaltung des Einzugsbereiches wie Einfüllöffnung, Einführwinkel, Spritzkolbendurchmesser und auch von den geometrischen Gegebenheiten des zu plastifizierenden Granulates wie Korngröße und -geometrie und Schüttgewicht beeinflußt und unterliegt großen Schwankungen.
• Der Ausgleich der sich aus diesen Schwankungen ergebenden Veränderungen des Dosiervolumens muß durch eine Massebilanzierung im Plastifizierzylinder erfolgen und ist eine wichtige Voraussetzung für die wirtschaftliche und qualitätsgerechte Fertigung von Formteilen und insbesondere Mikroformteilen.
• Aus der Fachliteratur ist zu entnehmen, daß die genaue Dosierung gerade für die intermittierende Arbeitsweise nach dem Kolben-Plastifizierprinzip besonders wichtig ist, Mink, W.: Grundzüge der Spritzgießtechnik, Zechner & Hüttig Verlag GmbH, Speyer, 1979, S. 168-170.
• Stand der Technik ist es, durch eine zwischen dem Formmassetrichter und dem Plastifizierzylinder angeordnete Dosiereinheit für eine ausgeglichene Massebilanz zu sorgen. Dazu wird die gravimetrisch oder volumetrisch ausgemessene Formmassemenge aus dem Formmassetrichter über die Dosiereinheit in den Eingangsschacht vor den zurückgezogenen Spritzkolben eingefüllt.
• Solche Volumen- und Gewichtsdosierungen werden in Mink, W.: Grundzüge der Spritzgießtechnik, Zechner & Hüttig Verlag GmbH, Speyer, 1979, S. 170-175 beschrieben. Die Aufgabe der Volumendosiereinrichtung besteht darin, aus dem gefüllten Formmassetrichter eine volumetrisch bestimmte Formmassemenge abzuteilen und bei Rücklauf des Spritzkolbens diese Formmassemenge durch den Einfüllschacht unmittelbar vor den Spritzkolben zu schütten, der diese Formmasse dann beim nächsten Vorlauf in den Plastifizierzylinder hineinpreßt. Im allgemeinen werden Volumendosiereinrichtungen mit runden Dosierkolben verwendet. Das Gehäuse der Dosiervorrichtung ist auf der Querhauptplatte der Spritzgießmaschine so befestigt, daß sich die Bohrungen für den Materialfall decken. Auf dem Dosiergehäuse ist der Formmassetrichter angeordnet, der Materialfluß kann durch einen Schieber unterbrochen werden. Die Dosiereinrichtung besitzt zwei hintereinanderliegende Kolben, die durch eine Gewindestange miteinander verbunden sind. Die Dosiermenge wird durch den Zwischenraum zwischen diesen beiden Kolben bestimmt und kann in gewissen Grenzen verändert werden. Der Vorschubdosierkolben bewirkt den Materialtransport zur Einfallbohrung über der Querhauptplatte. Seine Bewegung wird vom Spritzkolben aus über eine Bewegungsstange übertragen, der Bewegungsweg läßt sich durch Verstellung verändern.
• Bei der Gewichtsdosierung wird an der Kolben-Plastifiziereinheit eine selbsttätige Dosierwaage eingesetzt. Eine solche Gewichtsdosiereinrichtung arbeitet z. B. mit einem elektromagnetischen Vibrator zur Förderung der Formmasse in die Wiegegutschale und wird mit einem gespritzten Formteil plus Anguß eingestellt und justiert. Die Waage ist so auf der Spritzgießmaschine angeordnet und befestigt, daß der Stutzen des Materialauffangtrichters in die Einfallbohrung der Querhauptplatte hineinragt.
• Der Dosiervorgang beginnt mit dem Abwiegen der eingestellten Gewichtsmenge beim Vorlauf des Spritzkolbens. Die Kolbenvorlauf- und Nachdruckverweilzeit stehen für die Wägung zur Verfügung. Über eine Gleitbahn wird ein Materialstrom zur Wiegegutschale gefördert, die aus zwei Klappen besteht und unter ihrem Eigengewicht frei hängend eine geschlossenen Mulde bildet. Bei Erreichung des Gewichts wird der Materialstrom zur Wiegegutschale gestoppt und der Wägevorgang ist abgeschlossen.
• Beim Rücklauf des Spritzkolbens wird die Wiegegutschale über Betätigungsrollen und Gestänge geöffnet und die gewichtsdosierte Formmasse fällt nach unten in die Bohrung der Querhauptplatte.
• In Laeis, M. E.: Spritzguß thermoplastischer Massen, Carl Hauser Verlag, München, 1956, S. 43-44, wird ebenfalls die Notwendigkeit einer genauen Formmassedosierung betont.
• Zwischen Formmassetrichter und Plastifizierzylinder werden Dosiervorrichtungen geschaltet, die die Aufgabe haben, aus dem Trichter eine bestimmte Menge an Formmasse in den Plastifizierzylinder zu geben, und zwar jeweils genau entsprechend dem Gewicht des Spritzlings. Eine laufende Überdosierung würde ein Vollstopfen des Plastifizierzylinders verursachen, eine Unterdosierung dagegen unvollständig ausgeformte Spritzgußteile.
• Es werden Dosiervorrichtungen mit volumengleicher Materialmenge genannt, die von Pulvermeß-Tablettiermaschinen übernommen wurden. Sie wurden an den ersten Spritzgießmaschinen benutzt, welche den Spritzdruck über ein Kniehebelsystem bewirkten und damit eine feststehende Kolbenendlage hatten. Es war daher erforderlich, dem Plastifizierzylinder jeweils das gleiche Volumen Formmasse zuzuführen. Weiter wurden Dosiervorrichtungen mit gewichtsgleicher Fommassemenge genannt. Sie bieten den Vorteil, daß auch großflächige Teile gratfrei gespritzt werden können, weil die Formmassemenge so genau bemessen ist, daß der Spritzkolben beim Erreichen der Endlage die Form gefüllt hat und ein weiteres Ansteigen des Druckes und das damit verbundene Auffedern (Atmen) der Form vermieden wird.
• Darüber hinaus wird die Notwendigkeit der Gewichtsdosierung der Formmasse beim Spritzgießen auch im Kunststoffe, Band 46, 1956, Heft 5, S. 229-232 beschrieben.
• Hier wird davon ausgegangen, daß eine Anzahl von Problemen, die beim Kunststoff-Spritzgießen noch bestehen durch die exakte Bemessung der Materialaufgabe überwunden werden können. Bei den bislang gebräuchlichen Einrichtungen für die volumetrische Dosierung können Abweichungen im Granulatzufluß nur von Hand kompensiert werden. Die Materialaufgabe über die Gewichtsdosierung besitzt wesentliche Vorzüge: sie wägt exakt diejenige Kunststoffmenge ab, die zum Füllen der Form benötigt wird, und sie beschickt den Zylinder der Spritzgießmaschine so, daß am Ende der Vorlaufbewegung des Spritzkolbens kein Materialpolster zurückbleibt.
• Die exakte Gewichtsdosierung wird mit Hilfe von Dosierwaagen vorgenommen. Die exakte Dosierung des Materials und sein Einbringen in die Form ist eine komplexe Aufgabe und hängt ebenso von der Zuverlässigkeit der Wägevorrichtung, der Ausbalancierung der Angüsse bei Mehrfachformen wie auch von der Gestaltfestigkeit und Steifheit der Spritzgießform selbst ab.
• Als Beispiel für die notwendige Genauigkeit wird ein Spritzgußteil von 150 mm Tiefe mit einem Gewicht von 330 g angegeben. Wird während 4 bis 6 aufeinanderfolgenden Spritzungen jeweils 0,5 g zuviel Material aufgegeben, so neigt das Spritzformteil zum Festsitzen in der Form. Wird dagegen bei 4 bis 6 aufeinanderfolgenden Spritzungen jeweils 0,5 g zuwenig Material aufgegeben, so wird das Teil nicht ausgefüllt und es entsteht Ausschuß.
• Nachteilig bei diesen genannten volumetrischen und gravimetrischen Dosierverfahren ist, daß dazu zusätzliche, technisch aufwendige und teure Dosiervorrichtungen oder Maschinenkomponenten mit entsprechender Steuer- und Regelungstechnik notwendig sind. Ein weiterer Nachteil ist, daß die dosierte Formmasse eben nicht immer so in den Einfüllschacht gegeben werden kann, daß sie mit einem Kolbenhub restlos in den Plastifizierzylinder eingezogen wird. Dieses Problem/Phänomen tritt zunehmend in Erscheinung, wenn das dosierte Volumen im Verhältnis zur Kolbenstirnfläche wächst. Darüber hinaus sind solche volumetrische und gravimetrische Dosierverfahren und – vorrichtungen viel zu unsensibel und unpräzise für den Einsatz an kleinen Spritzgießmaschine zur Herstellung von Mikroformteilen.
• Aus der Schutzrechtsliteratur sind weitere Lösungen zur Formmassedosierung bekannt. So wird in der DE 44 10 932 C2 ein Extruder mit einer Einfüllöffnung zum einstellbaren Formmasseeintrag in den Plastifizierzylinder beschrieben.
• Dazu hat die Plastifizierschnecke im Bereich der Einfüllöffnung Abschnitte unterschiedlicher Steigung, wodurch zwischen den Steigungsabschnitten „Kammern" unterschiedlichen Volumens gebildet werden. Durch axiale Verschiebung des Fülltrichterausganges innerhalb der Einfüllöffnung oder dadurch, daß die Fülltrichterauslauföffnung auf Berei che der Schnecke mit anderer Steigung erweitert oder verengt wird, wird das „Kammervolumen" und damit die Füllmenge pro Schneckenumdrehung verändert, so daß eine volumetrische Dosierung der Formmasse erreicht wird.
• Weiterhin wird im Gegensatz zu den bisher genannten Dosierverfahren, bei denen eine einwandfreie Plastifizierfunktion und eine optimale Formteilqualität im Vordergrund standen, im EP 0 419 903 A2 ein Dosierverfahren zur Optimierung des Farbwechsels bei Spritzgießmaschinen und Extrudern beschrieben. Dies geschieht durch die zyklusbezogene Betätigung von zwischen Materialtrichter und Einfüllschacht plazierten Dosierschiebern. Damit werden die Füllmengen in den Schneckengängen während des Farbwechsels derart variiert, daß ein Farbwechsel mit dem geringstmöglichen zeitlichen und materiellen Aufwand erfolgt.
• Im WO 02/053 348 A1 wird ein Dosiergerät für kleine Schußgewichte für Spritzgießmaschinen vorgestellt, welches gravimetrisch arbeitet. Die Proportionierung des Füllgutes erfolgt mit einem Schneckenförderer. Die Dosiermenge wird über das Gewicht des Vorratsbehälters nach der Differenzmethode durch Ermittlung des Gewichtsverlustes kontrolliert und geregelt.
• Darüber hinaus ist auch die US 5.030. 080 bekannt. Hier wird ein Dosierverfahren für eine Fließpreß-Maschine zur Verarbeitung von fasergefüllten Formmassen beschrieben. Bei dieser Lösung wird wegen der befürchteten Faserverkürzung bei glasfaserverstärkten Formmassen auf eine Schneckenplastifizierung verzichtet und statt dessen ein Kolbenextruder verwendet. Der Plastifizierzylinder wird seitlich über eine im Materialtrichter installierte Förderschnecke befüllt. Die Dosierung der notwendigen Materialmenge erfolgt über einen Sperrschieber, wobei die Füllung des Plastifizierzylinder anhand der hinteren Lage des Preßkolbens mit einem Endschalter kontrolliert wird.
• Nachteilig bei diesen genannten Lösungen ist, daß auch sie zur Formmassedosierung für eine Spritzgießmaschine mit Kolbenplastifizierung zur Herstellung von Mikroformteilen ungeeignet sind.
• Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein technisch einfaches, funktionssicheres und preisgünstiges Dosierverfahren zur Formmassebilanzierung für eine Spritzgießmaschine mit Kolbenplastifizierung zur Herstellung von Mikroformteilen zu schaffen, welches ohne kostenintensive Dosiervorrichtungen mit aufwendiger Steuer- und Regelungstech nik arbeitet, einen gleichmäßigen Formmassefüllstand im Plastifizierzylinder bei konstantem und variablem Durchsatz gewährleistet und ein zuverlässiges Dosieren unabhängig von der Größe der Einspritzkolbenfläche und Granulatform sichert.
• Das Verfahren zur Massebilanzierung des Dosiervolumens einer Spritzgießmaschine kann sowohl beim Spritzgießen mit einer Plastifiziereinheit mit reiner Kolbenplastifizierung als auch bei Plastifiziereinheiten mit Vorplastifizierzylinder eingesetzt werden.
• Erfindungsgemäß wird zur Formmassebilanzierung die Einspritzkolbenbewegung zum Plastifizieren und Einspritzen mit vier wähl- und einstellbaren und längs des Kolbenweges angeordneten Wegpunkten, K1, K2, P1 und P2, gesteuert.
• Der Einspritzkolbenweg wird dabei von der vorderen Endlage – Einspritzen – bis zur hinteren Endlage – Formmasseeinzug – mit an sich bekannten Wegaufnehmer oder Endschalter erfaßt und in der Maschinensteuerung verarbeitet.
• Die vier Wegpunkte haben dabei folgende Funktion. K1 und K2 sind Kontrollpunkte. Sie sind so auf dem Einspritzkolbenweg positioniert, daß der Wegpunkt K1 bei einem ungestörten Einspritzvorgang die vorderste Einspritzkolbenstellung markiert, die bei Ende des Nachdruckes nicht erreicht werden darf, wobei zwischen der Kolbenstellung am Wegpunkt K1 und der konstruktiv möglichen vordersten Einspritzkolbenstellung vor der Plastifizierzylinderspitze ein für die nächsten Spritzzyklen sinnvolles Massepolster verbleibt. Der Wegpunkt K2 ist in Richtung der Formmasseinzugsöffnung gesehen hinter dem Wegpunkt K1 angeordnet und wird beim Einspritzen überfahren.
• Der Abstand zwischen den Wegpunkten K1 und K2 repräsentiert den Toleranzbereich, in dem sich der Einspritzkolben nach der Nachdruckphase bei normalen Einspritzzyklen befindet.
• Die Wegpunkte P1 und P2 sind Positionierpunkte für die hintere Endlage des Einspritzkolbens in seiner Dosierstellung. Sie sind hinter dem Wegpunkt K2 im Bereich der Formmasseeinzugsöffnung angeordnet.
• Entsprechend der vorgenommenen Positionierung der Wegpunkte P1 und P2 gibt der Einspritzkolben in der Stellung am Wegpunkt P2 den Querschnitt der Formmasseeinzugsöffnung ganz frei oder soweit frei, daß eine für den Einspritzvorgang ausreichende Menge Formmasse in den Plastifizierzylinder einlaufen kann.
• In der Stellung des Einspritzkolbens am Wegepunkt P1 wird ein geringerer Teil des Querschnittes der Formmasseeinzugsöffnung als bei der Stellung P2 freigegeben oder sie bleibt sogar ganz verschlossen.
• Während des Spritzgießens mit aufeinanderfolgenden Spritzzyklen ergeben sich aufgrund der eingangs genannten Schwankungen der Prozeßbedingungen oder beim Formmasseeinzug Unregelmäßigkeiten bei der Bereitstellung eines konstanten Dosiervolumens, die durch das erfindungsgemäße Dosierverfahren zur Massebilanzierung auf einfache Weise ausgeglichen werden.
• Während des Spritzgießens können folgende Dosierfälle auftreten:
• 1. Im Normalfall soll nach dem Einspritzen und der Beendigung des Nachdruckes der Einspritzkolben zwischen den Wegpunkten K1 und K2 stehen. Der Wegpunkt K1 wird nicht überfahren, so daß sich ein technologisch ausreichendes Massepolster im Raum zwischen dem Einspritzkolben am Wegpunkt K1 und der Plastifizierzylinderspitze befindet. Der Wegpunkt K2 wird dagegen überfahren, d. h., der Plastifizierzylinder ist nicht überfüllt. In diesem Fall fährt der Einspritzkolben beim nachfolgenden Plastifiziervorgang bis zum Wegpunkt P2 zurück. D. h., der Querschnitt der Formmasseeinzugsöffnung wird freigegeben, es läuft Formmassegranulat in den Plastifizierzylinder ein, wird plastifiziert und beim nachfolgenden Spritzzyklus eingespritzt.
• 2. Wird der Wegpunkt K1 beim Einspritzen und nach Beendigung des Nachdruckes durch den Einspritzkolben überfahren ist kein ausreichendes Massepolster mehr vorhanden und es befindet sich zu wenig Formmasse im Plastifizierzylinder. In diesem Fall fährt der Einspritzkoben bis zum Wegpunkt P2 (hintere Endlage) zurück, der Querschnitt der Formmasseeinzugsöffnung wird freigegeben, es läuft Formmassegranulat in den Plastifizierzylinder ein und dieses wird verdichtet. Es wird dabei kein Material in das Werkzeug gespritzt. Wenn nach dem Verdichten des eingezogenen Formmassegranulates der Wegpunkt K1 durch den Einspritzkolben erneut überfahren wird bedeutet das, daß sich immer noch nicht genügend Formmassegranulat im Plastifizierzylinder befindet und der Einspritzkolben wiederholt den beschriebenen Dosiervorgang so oft, bis der Einspritzkolben nach der Verdichtung des Formmassegranulates den Wegpunkt K1 nicht mehr überfährt und der Spritzgießzyklus kann fortgesetzt werden. Es versteht sich von selbst, daß die Dosierbewegung des Einspritzkolbens in rascher Folge hintereinander erfolgt.
• 3. Wird nach dem Einsspritzen und der Beendigung des Nachdruckes der Wegpunkt K2 nicht erreicht bedeutet dies, daß der Plastifizierzylinder überfüllt ist und für den nächsten Spritzzyklus kein neues Formmassegranulat hinzudosiert werden muß. Der Einspritzkolben fährt deshalb nur bis zum Wegpunkt P1 zurück, wo je nach Positionierung des Wegpunktes P1 auf dem Einspritzkolbenweg der Querschnitt der Formmasseeinzugsöffnung nur gering geöffnet wird oder ganz verschlossen bleibt. Es wird nur eine geringe Menge Formmassegranulat bzw. kein neues Formmassegranulat eingezogen.
• Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
• Es zeigen:
• 1: Kolbenplastifiziereinheit; Einspritzkolben in der Stellung des Normalfalles der Formmassedosierung,
• 2: Kolbenplastifiziereinheit; Einspritzkolben in der Stellung Wegpunkt K1 überfahren; zu geringes Massepolster,
• 3: Kolbenplastifiziereinheit; Einspritzkolben in der Stellung Wegpunkt K2 nicht erreicht; Plastifizierzylinder überfüllt.
• Während des Spritzgießens ergeben sich durch Schwankungen der Prozeßbedingungen oder durch Unregelmäßigkeiten beim Formmasseeinzug auch Unregelmäßigkeiten bei der Bereitstellung eines konstanten Dosiervolumens, die durch die Formmassebilanzierung ausgeglichen werden.
• Bei einem störungsfrei ablaufenden Spritzgießprozeß steht der Einspritzkolben 1 nach dem Einspritzen und der Beendigung des Nachdruckes zwischen den Wegpunkten K1 und K2. Der Wegpunkt K1 wird nicht überfahren, so daß sich ein technologisch ausreichendes Massepolster 2 im Raum zwischen dem Einspritzkolben 1 am Wegpunkt K1 und der Plastifizierzylinderspitze 3 befindet, 1. Zur Dosierung der Formmasse für den nächsten Spritzzyklus fährt der Einspritzkolben 1 beim Plastifiziervorgang bis zum Wegpunkt P2 zurück. D. h., der Querschnitt der Formmasseeinzugsöffnung 4 wird frei gegeben, es läuft Formmassegranulat 5 in den Plastifizierzylinder 6 ein, wird plastifiziert und beim nachfolgenden Spritzzyklus eingespritzt.
• Bei auftretenden Störungen, wenn z. B. nicht genügend Formmassegranulat 5 in den Plastifizierzylinder 6 einläuft, wird der Wegpunkt K1 beim Einspritzen und nach Beendigung des Nachdruckes durch den Einspritzkolben 1 überfahren. D. h., es ist kein ausreichendes Massepolster 2 mehr vorhanden und es befindet sich zu wenig Formmassegranulat 5 im Plastifizierzylinder 6, 2. In diesem Fall muß das Massepolster korrigiert werden.
• Der Einspritzkolben 1 fährt bis zum Wegpunkt P2 (hintere Endlage des Einspritzkolbens 1) zurück, der Querschnitt der Formmasseeinzugsöffnung 4 wird freigegeben, es läuft Formmassegranulat 5 in den Plastifizierzylinder 6 ein und dieses wird verdichtet, wobei dabei kein Material in das Werkzeug gespritzt wird. Wenn nach dem Verdichten des eingezogenen Formmassegranulates 5 der Wegpunkt K1 durch den Einspritzkolben 1 erneut überfahren wird bedeutet das, daß immer noch eine Unterdosierung vorliegt und der Einspritzkolben 1 wiederholt den beschriebenen Dosiervorgang so oft, bis der Einspritzkolben 1 nach der Verdichtung des Formmassegranulates 5 den Wegpunkt K1 nicht mehr überfährt. Damit ist die Formmassebilanzierung abgeschlossen und der Spritzgießzyklus kann fortgesetzt werden. Die Dosierbewegung des Einspritzkolbens 1 erfolgt selbstverständlich in rascher Folge hintereinander.
• Ein mit Formmassegranulat 5 überfüllter Plastifizierzylinder 6 stellt ebenfalls eine Störung dar, die durch die Formmassebilanzierung egalisiert werden muß. Wird nach dem Einspritzen und der Beendigung des Nachdruckes der Wegpunkt K2 nicht erreicht bedeutet dies, daß der Plastifizierzylinder 6 überfüllt ist und für den nächsten Spritzzyklus kein neues Formmassegranulat 5 hinzudosiert werden muß. Der Einspritzkolben 1 fährt deshalb nur bis zum Wegpunkt P1 zurück, 3. Je nach Positionierung des Wegpunktes P1 auf dem Einspritzkolbenweg wird der Querschnitt der Formmasseeinzugsöffnung 4 nur gering freigegeben oder bleibt ganz verschlossen. Für den weiteren Ablauf des Spritzzyklus bedeutet dies, es ist genügend Formmasse im Plastifizierzylinder 6 vorhanden und der nächste Spritzzyklus wird ausgelöst. Beim darauffolgenden Plastifiziervorgang wird der Einspritzkolben 1 die Wegmarke K2 überfahren und er befindet sich damit wieder zwischen den Wegpunkten K1 und K2. Die Formmassebilanzierung ist abgeschlossen.
• Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Formmassebilanzierung liegen darin, daß
• – durch den geringen technischen und technologischen Aufwand an Maschinenelementen, Steuerungs- und Regelungselementen an der Mikrospritzgießmaschine und dem völligen Verzicht auf volumetrische oder gravimetrische Dosiervorrichtungen die Baugröße der Maschine optimiert werden kann,
• – daß damit eine Kosten- und Gewichtsreduzierung beim Bau der Mikrospritzgießmaschine möglich ist,
• – und daß eine funktionssichere Spritzgießmaschine für Mikro-Präzisionsformteile konzipiert werden kann.

K1

Wegpunkt (Kontrollpunkt)

K2

Wegpunkt (Kontrollpunkt)

P1

Wegpunkt (Positionierpunkt)

P2

Wegpunkt (Positionierpunkt)

1; 1'

Einspritzkolben

2

Massepolster

3

Plastifizierzylinderspitze

4

Formmasseeinzugsöffnung

5

Formmassegranulat

6

Plastifizierzylinder

Claims (2)

1. Dosierverfahren zur Formmassebilanzierung für eine Spritzgießmaschine mit Kolbenplastifizierung oder einer Kolbenplastifiziereinheit mit Vorplastifizierungszylinder zur Herstellung von Mikroformteilen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Formmassebilanzierung die Einspritzkolbenbewegung zum Plastifizieren und Einspritzen mit vier wähl- und einstellbaren und längs des Kolbenweges angeordneten Wegpunkten (K1), (K2), (P1), (P2) gesteuert wird, daß die Wegpunkte (K1) und (K2) Kontrollpunkte sind und so auf dem Einsspritzkolbenweg positioniert sind, daß der Wegpunkt (K1) bei einem ungestörten Einspritzvorgang die vorderste Einspritzkolbenstellung markiert, wobei zwischen der Kolbenstellung am Wegpunkt (K1) und der Plastifizierzylinderspitze (3) ein Massepolster verbleibt, daß der Wegpunkt (K2) hinter dem Wegpunkt (K1) positioniert ist, wobei der Abstand zwischen den Wegpunkten (K1) und (K2) den Toleranzbereich repräsentiert in dem sich der Einspritzkolben (1) nach der Nachdruckphase bei normalen Einspritzzyklen befindet, daß die Wegpunkte (P1) und (P2) Positionierpunkte für die hintere Endlage des Einspritzkolbens (1') in seiner Dosierstellung sind und diese hinter dem Wegpunkt (K2) im Bereich der Formmasseeinzugsöffnung (4) positioniert sind, daß der Wegpunkt (P2) so auf dem Einspritzkolbenweg positioniert ist, daß er beim Dosiervorgang die hinterste Einspritzkolbenstellung markiert und der Einspritzkolben (1') in dieser Stellung den Querschnitt der Formmasseeinzugsöffnung (4) vollständig frei gibt und daß der Wegpunkt (P1) vor dem Wegpunkt (P2) positioniert ist und der Einspritzkolben (1') in dieser Stellung einen geringeren Teil des Querschnittes der Formmasseeinzugsöffnung (4) als in der Stellung bei Wegpunkt (P2) freigibt oder daß er den Querschnitt der Formmasseeinzugsöffnung (4) vollständig verschließt.
2. Dosierverfahren zur Formmassebilanzierung für eine Spritzgießmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Normalfall der Einspritzkolben (1) nach dem Einspritzen und nach Beendigung des Nachdruckes zwischen den Wegpunkten (K1) und (K2) steht und zum Dosieren für den nachfolgenden Plastifiziervorgang bis zum Wegpunkt (P2) zurückfährt, daß der Einspritzkolben (1) im Fall der Unterdosierung, also wenn der Wegpunkt (K1) beim Einspritzen und nach Beendigung des Nachdruckes überfahren wird, zum Dosieren für den nachfolgenden Plastifiziervorgang bis zum Wegpunkt (P2) zurückfährt, Formmassegranulat (5) einzieht und verdichtet aber nicht einspritzt und daß, wenn nach dem Verdichten des eingezogenen Formmassegranulates (5) der Wegpunkt (K1) durch den Einspritzkolben (1) erneut überfahren wird der Dosiervorgang so oft wiederholt wird, bis der Einspritzkolben (1) nach dem Verdichten des Formmassegranulates (5) den Wegpunkt (K1) nicht mehr überfährt, daß der Einspritzkolben (1) im Fall der Überdosierung, also wenn der Wegpunkt (K2) nach dem Einspritzen und der Beendigung des Nachdruckes nicht erreicht wird, zum Dosieren für den nachfolgenden Plastifiziervorgang nur bis zum Wegpunkt (P1) zurückfährt, wo er nur eine geringe Menge Formmassegranulat (5) oder kein Formmassegranulat (5) einzieht.