DE10238597A1

DE10238597A1 - Injection mold, for low pressure molding of thermoplastic materials, is produced by a rapid tooling process for cost reduction

Info

Publication number: DE10238597A1
Application number: DE10238597A
Authority: DE
Inventors: Stefan Koller; Stefan Haberstroh; Robert Hofmann; Jean-Francois Cointereau
Original assignee: Valeo Klimasysteme GmbH
Current assignee: Valeo Klimasysteme GmbH
Priority date: 2002-08-22
Filing date: 2002-08-22
Publication date: 2004-03-04

Abstract

For the production of shaped components (6), of thermoplastic plastics, an injection mold (1) is used which has been produced in a rapid tooling process. The plastics material is injected into the mold cavity (5) for a low pressure molding action at a pressure of 50-150 bar and a temperature of 200-280degreesC. The plastics material is charged with liquid nitrogen or carbon dioxide. The two half-molds (2,3) are produced by stereo lithography or stereo laser sintering.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus thermoplastischen Kunststoffen.The present invention relates to a process for the production of molded parts from thermoplastic Plastics.

Bei bekannten Spritzgußverfahren wird ein thermoplastischer Kunststoff durch Zuführen von Wärme aufgeschmolzen, bis dieser flüssig vorliegt. Darauf hin wird der flüssige Kunststoff unter hohem Druck in das Spritzgußwerkzeug eingespritzt, in der das Formteil erstarrt. Anschließend öffnet sich das Spritzgußwerkzeug, und das Formteil kann entnommen bzw. automatisch ausgeworfen werden.In known injection molding processes a thermoplastic is melted by applying heat until this liquid is present. Then the liquid Plastic injected under high pressure into the injection mold which solidifies the molded part. Then the injection mold opens, and the molding can be removed or ejected automatically.

Der Einsatz von Spritzgußverfahren zur Herstellung von Formteilen aus Kunststoffen setzt also voraus, daß vorerst ein Spritzgußwerkzeug hergestellt wird. Das Spritzgußwerkzeug wird in der Regel aus zwei Teilen sog. Düsenseite und Auswerferseite zusammengesetzt, die auf der Spritzgußanlage einsetzbar sind.The use of injection molding processes for the production of molded parts from plastics, that for now an injection mold will be produced. The injection mold is usually composed of two parts, the so-called nozzle side and ejector side, the one on the injection molding machine can be used.

Aufgrund der üblicherweise hohen Schließdrücke, die am Spritzgußwerkzeug anliegen und der hohen Einspritzdrücke des flüssigen Kunststoffes werden bei der Verwendung in herkömmlichen Spritzgußverfahren hohe Ansprüche an die Druckfestigkeit und Temperaturbeständigkeit der Spritzgußwerkzeuge gestellt. Aus diesem Grund werden Spritzgußwerkzeuge bevorzugt aus Metall, insbesondere aus Stahl oder Aluminium ausgebildet. Dies ist wegen der hohen Kosten und der zeitaufwendigen Herstellung eines Spritzgußwerkzeuges insbesondere dann von Nachteil, wenn nur geringe Stückzahlen der Formteile herzustellen sind, wie dies beispielsweise in der Prototypenphase oder Testphase der Fall ist.Due to the usually high closing pressures that on the injection mold and the high injection pressures of the liquid plastic when used in conventional injection molding processes high standards the pressure resistance and temperature resistance of the injection molding tools posed. For this reason, injection molding tools are preferably made of metal, in particular made of steel or aluminum. This is because the high cost and time-consuming manufacture of an injection mold particularly disadvantageous if only small numbers of Molded parts are to be produced, such as in the prototype phase or test phase is the case.

Um diese Nachteile zu reduzieren, wird üblicherweise vor Anfertigung eines serientauglichen Spritzgußwerkzeuges mit Hilfe eines sog. Rapid-Tooling-Verfahrens, auf Basis eines Stereo-Laser-Sintern-Verfahren oder eines Stereo-Lithographie-Verfahren ein Werkzeug zur Her stellung einer Kleinserie angefertigt (z.B. Teile aus Silikonformen). Dieser bekannte Ansatz weist den Nachteil auf, daß entweder bei genügend großer Formgenauigkeit mit dem herzustellenden Formteil eine Darstellung im Zielwerkstoff nicht möglich ist, oder bei Verwendung des Zielwerkstoffes aufgrund der hohen Drücke eine ausreichende Formgenauigkeit nicht gewährleistet werden kann. Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung einer Kleinserie stellen die Rapid-Prototyping-Verfahren dar. Mit Hilfe dieser Verfahren, insbesondere dem Stereo-Lithographie-Verfahren werden Formteile mit großer Formgenauigkeit hergestellt, ohne vorher ein Spritzgußwerkzeug herzustellen. Ein großer Nachteil ist, daß eine Darstellung im Zielwerkstoff grundsätzlich nicht möglich ist, da sich dieser nicht zur Verwendung in solchen Verfahren eignet, insbesondere Polymerkunststoffe lassen sich nicht verarbeiten. Eine weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß die durch ein Rapid-Prototyping-Verfahren hergestellten Formteile vom Endprodukt in Farbe und Oberflächenbeschaffenheit abweichen, so daß die Marktakzeptanz mit solchen Formteilen nur eingeschränkt bewertet werden kann.To reduce these disadvantages, is usually before making a series-compatible injection molding tool with the help of a So-called rapid tooling process, based on a stereo laser sintering process or a stereo lithography process a tool for the manufacture made in a small series (e.g. parts made of silicone molds). This known approach has the disadvantage that either with a sufficiently large shape accuracy with the molded part to be produced, a representation in the target material not possible is, or when using the target material due to the high pressures Adequate shape accuracy cannot be guaranteed. A another possibility Rapid prototyping processes are used to manufacture a small series. With the help of these methods, in particular the stereo lithography method are molded parts with large Shape accuracy manufactured without first having an injection molding tool manufacture. A large The disadvantage is that a Representation in the target material is fundamentally not possible, since this is not suitable for use in such processes, polymer plastics in particular cannot be processed. Another one The disadvantage is that the Molded parts produced by a rapid prototyping process End product in color and surface quality deviate so that the Market acceptance with such molded parts was assessed only to a limited extent can be.

Aus der DE 199 23 870 ist ein Verfahren zur Herstellung von Spritzgußwerkzeugen bekannt. In dieser wird vorgeschlagen, ein Abgußmuster unter Verwendung eines Rapid-Tooling-Verfahrens, insbesondere eines Stereolithographie-Verfahren herzustellen. Das Abgußmuster wird im Anschluß durch einen kaltaushärtbaren Mineralguß zu einem Spritzgußwerkzeug ausgebildet und kann bei Bedarf weiter vergütet werden. Durch ein derartig hergestelltes Spritzgußwerkzeug können ca. 180 Formteile im Zielwerkstoff gefertigt werden. Nachteilig ist hier die geringe Druckbeständigkeit und die daraus resultierende geringe Standzeit des nach diesem Verfahren hergestellten Spritzgußwerkzeuges. Darüber hinaus wird nur eine begrenzte Formgenauigkeit mit diesem Verfahren erreicht.From the DE 199 23 870 a method for producing injection molding tools is known. In this it is proposed to produce a casting pattern using a rapid tooling method, in particular a stereolithography method. The casting pattern is then formed into an injection molding tool by means of a cold-hardenable mineral casting and can be further tempered if necessary. Using an injection molding tool manufactured in this way, approx. 180 molded parts can be manufactured in the target material. The disadvantage here is the low pressure resistance and the resulting short service life of the injection molding tool produced by this method. In addition, only a limited dimensional accuracy is achieved with this method.

Die DE 100 51 893 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Werkzeugeinsätzen in einem Sinterverfahren. Vorgeschlagen wird, einzelne Segmente des Spritzgußwerkzeuges durch ein Metall-Laser-Sinter-Verfahren herzustellen und diese im Anschluß vorzugsweise durch Schraubverbindungen zu fixieren. Insbesondere ist hier von Nachteil, daß mit diesem Verfahren nur bestimmte Werkzeuggeometrieen, da sich diese zum Verbinden eignen müssen, herstellbar sind.The DE 100 51 893 describes a method for producing tool inserts in a sintering process. It is proposed to produce individual segments of the injection molding tool by means of a metal laser sintering process and then to fix them preferably by means of screw connections. A particular disadvantage here is that only certain tool geometries can be produced with this method, since these must be suitable for connection.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus thermoplastischen Kunststoff bereitzustellen, unter Vermeidung oder zumindest unter Reduzierung der oben genannten Nachteile.It is therefore the object of the present invention a process for the production of molded parts from thermoplastic Provide plastic, avoiding or at least under Reduction of the disadvantages mentioned above.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs gelöst, wobei zweckmäßige Weiterbildungen durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche beschrieben sind.This task is due to the characteristics of the independent Solved claim, where appropriate further training by the characteristics of the dependent Expectations are described.

Insbesondere schlägt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus thermoplastischen Kunststoffen vor, wobei in ein mittels eines Rapid-Tooling-Verfahrens hergestelltes und verfestigtes Spritzgußwerkzeug in einem Niederdruck-Spritzgußverfahren Kunststoff eingespritzt wird. Die Herstellung eines Spritzgußwerkzeuges, mittels eines Rapid-Tooling-Verfahrens, beispielsweise ein Stereo-Laser-Sinter-Verfahren oder ein Stereo-Lithographie-Verfahren stellt eine sehr schnelle und günstige Möglichkeit dar ein Spritzgußwerkzeug auszubilden. Durch das Verfestigen des Spritzgußwerkzeuges kann diese in einem Niederdruck-Spritzgußverfahren praktisch als Serienwerkzeug eingesetzt werden. Der Einsatz eines solchen Spritzgußwerkzeuges in einem Niederdruck-Sprttzgußverfahren ermöglicht in überraschend einfacher Weise die Darstellung der Formteile im Zielmaterial bei hoher Formgetlauigkeit. Darüber hinaus weist ein mit Hilfe eines Rapid-Tooling-Verfahren hergestelltes Spritzgußwerkzeug optimalerweise wenigsten die gleiche Standzeit bzw. Herstellungsstückzahlen auf, wie ein herkömmliches Spritzgußversuchswerkzeug.In particular, the present invention proposes a method for producing molded parts from thermoplastic plastics, plastic being injected into an injection molding tool produced and consolidated by means of a rapid tooling method in a low-pressure injection molding method. The production of an injection molding tool by means of a rapid tooling process, for example a stereo laser sintering process or a stereo lithography process, is a very quick and inexpensive way of forming an injection molding tool. By solidifying the injection molding tool, it can practically be used as a series tool in a low-pressure injection molding process. The use of such an injection molding tool in a low-pressure injection molding process enables the molded parts to be displayed in a surprisingly simple manner in the target material with high shape accuracy. In addition, an injection molding tool produced with the aid of a rapid tooling process optimally has at least the same service life or production quantities as a conventional injection molding tool.

Ferner ist es von Vorteil, daß das Niederdruck-Spritzgußverfahren in einem Druckbereich zwischen 50 bis 150 bar und in einem Temperaturbereich zwischen 200° C bis 280° C betrieben wird. In diesen Bereichen kann eine genügende Standzeit des Spritzgußwerkzeuges gewährleistet werden, bei ausreichender Formgenauigkeit der herzustellenden Spritzgußformteile. Darüber hinaus ergeben sich bauliche Vorteile bezüglich der Dimensionierung der Spritzgußanlage. Grundsätzlich kann eine Spritzgußanlage um so kleiner dimensioniert werden, je kleiner die Verfahrensdrücke sind, die die Spritzgußanlage bereitstellen muß.It is also advantageous that the low pressure injection molding process in a pressure range between 50 to 150 bar and in a temperature range between 200 ° C up to 280 ° C is operated. In these areas, a sufficient service life of the Injection mold guaranteed are, with sufficient shape accuracy of the injection molded parts to be produced. About that there are also structural advantages with regard to the dimensioning of the injection molding system. in principle can be an injection molding machine the smaller the process pressures are, which provide the injection molding system got to.

In einem derzeit bevorzugtem Verfahren erfolgt das Verfestigen des Spritzgußwerkzeuges durch Aus- bzw. Umgießen mit einem Kunstharz. Durch das Aus- bzw. Umgießen des Spritzgußwerkzeuges mit einem Kunstharz wird auf einfache Weise eine mechanische Stabilisie rung dieses erreicht. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit dem Kunstharz bzw. dem Gießharz Aluminium Kugeln oder Späne beizugeben, um so die Stabilität des Spritzgußwerkzeuges weiter zu erhöhen und die Wärmeabfuhr zu optimieren.In a currently preferred process the injection mold is solidified by removing or recast with a synthetic resin. By pouring or pouring around the injection mold with a synthetic resin is a mechanical stabilization in a simple manner this achieved. About that there is also the possibility the synthetic resin or the casting resin Aluminum balls or shavings to add, so as the stability of the injection mold to increase further and heat dissipation to optimize.

Ferner ist es von Vorteil, daß eine Kopplungsschicht zwischen einer, unter Einsatz eines Rapid-Tooling-Verfahrens gebildeten, Hülle und einem Festigungs-/Füllmaterial vorgesehen ist. Durch eine Kopplungsschicht zwischen der Hülle und dem Festigungs-/Füllmaterial ergibt sich eine wesentlich bessere Haftung der beiden Grenzflächen und dadurch eine höhere Stabilität des Spritzgußwerkzeuges.It is also advantageous that a coupling layer between a rapid tooling process, Shell and a strengthening / filling material is provided. Through a coupling layer between the shell and the strengthening / filling material there is a much better adhesion of the two interfaces and thereby a higher one stability of the injection mold.

Ferner ist es von Vorteil, daß das Niederdruck-Spritzgußverfahren die Verwendung eines gasbeaufschlagten Kunststoffes umfaßt, wobei das zur Beaufschlagung eingesetzte Gas, beim Beaufschlagen des Kunststoffes in einem im wesentlichen flüssigen Aggregatzustand vorliegt. Bei herkömmlichen Verfahren verhält sich die Kunststoffschmelze im wesentlichen wie eine Flüssigkeit, also inkompressibel ist. Eine genügend hohe Formgenauigkeit wird grundsätzlich nur durch einen hohen Einspritzdruck der Kunststoffschmelze in das Spritzgußwerkzeug erreicht. Durch das injizieren eines flüssigen Gases in die Kunststoffschmelze kann eine bekannte Spritzgußmaschine mit niedrigeren Drücken, das heißt mit einem niedrigeren Einspritzdruck der Kunststoffschmelze in das Spritzgußwerkzeug und ein daraus resultierenden niedrigeren Schließdruck des Spritzgußwerkzeuges, betrieben werden. Dies wird dadurch erreicht, daß bei der Verwendung eines Gas-Kunststoff-Gemisches der Spritzgußprozeß physikalisch ein Schäumprozeß ist und sich das Gas-Kunststoff-Gemisch kompressibel verhält. Beim Injizieren des Gases in die Kunststoffschmelze weist das Gas einen flüssigen Aggregatzustand auf, dies erleichtert die Zudosierung des Gases, so daß ein definiertes Gas-Kunststoff-Gemisch einstellbar ist. Beim Einspritzen des Gas-Kunststoff-Gemisches in das Spritzgußwerkzeug ändert sich der Aggregatzustand des Gases aufgrund des Druckabfalles beim Einspritzen in das Spritzgußwerkzeug vom flüssigen in den gasförmigen Aggregatzustand und führt dadurch zur Volumenausdehnung des Gemisches. Darüber hinaus wird durch die Volumenausdehnung des Gases in der Kunststoffschmelze die Formgebung des Spritzteils derart unterstützt, daß zusätzlich der Nachdruck und die Nachdruckzeit reduziert bzw. ganz entfallen können.It is also advantageous that the low pressure injection molding process comprises the use of a gas-loaded plastic, wherein the gas used for the application when the plastic is applied in an essentially liquid Physical state is present. Behavior in conventional methods the plastic melt essentially like a liquid, is incompressible. A sufficiently high shape accuracy is basically only achieved by a high injection pressure of the plastic melt into the injection mold. By injecting a liquid Gases in the plastic melt can be a known injection molding machine with lower pressures, this means with a lower injection pressure of the plastic melt into the injection mold and a resulting lower closing pressure of the injection mold, operate. This is achieved in that when using a gas-plastic mixture the injection molding process physically is a foaming process and the gas-plastic mixture behaves compressibly. When injecting of the gas in the plastic melt, the gas has a liquid physical state on, this facilitates the metering of the gas, so that a defined Gas-plastic mixture is adjustable. When the gas-plastic mixture is injected into the Injection mold changes the physical state of the gas due to the pressure drop during injection into the injection mold from the liquid in the gaseous Physical state and leads thereby the volume expansion of the mixture. In addition, the volume expansion the shape of the molded part of the gas in the plastic melt so supported that in addition the emphasis and the reprint time can be reduced or eliminated entirely.

Ferner ist es von Vorteil, daß das zum Beaufschlagen des Kunststoffes verwendete Gas Stickstoff oder Kohlendioxid ist. Diese Gase sind während des Spritzgußprozesses chemisch beständig, sie sind nicht gesundheitsschädlich und darüber hinaus kostengünstig verfügbar.It is also advantageous that the Acting on the plastic used gas nitrogen or carbon dioxide is. These gases are during of the injection molding process chemically resistant, they are not harmful to health and above also inexpensive available.

Vorteilhafterweise ist ein Verfahrensschritt der Infiltration des Spritzgußwerkzeuges bzw. der Hülle vorgesehen. Um die oben genannten Vorteile, durch den Einsatz eines mit Gas beaufschlagten Kunststoffes während des gesamten Fertigungsprozesses, beizubehalten, ist es von Vorteil, daß das Spritzgußwerkzeug möglichst gasundurchläßig bereitgestellt wird. Dies kann auf einfache Art und Weise durch eine Oberflächeninfiltration gewährleistet werden. Üblicherweise wird zur Infiltration ein Metall auf die Oberfläche des Spritzgußwerkzeuges bzw. auf die Oberfläche der, mit Hilfe eines Rapid-Tooling-Verfahrens hergestellten, Spritzgußwerkzeughülle aufgedampft und anschließend in einem Heizprozeß in die Struktur eindiffundiert, bis das Metall im wesentlichen homogen verteilt vorliegt. Darüber hinaus verbessert sich mechanische Stabilität des Spritzgußwerkzeuges durch die Infiltration mit einem Metall. Üblicherweise wird zur Infiltration Aluminium verwendet, aber auch andere Metalle wie beispielsweise Kupfer können zur Infiltration verwendet werden.A method step is advantageously the Infiltration of the injection mold or the shell intended. To get the above benefits, by using a plastic loaded with gas during the entire manufacturing process, to maintain, it is advantageous that the injection mold preferably provided impermeable to gas becomes. This can be done easily by surface infiltration be guaranteed. Usually a metal is applied to the surface of the injection mold for infiltration or on the surface the injection molded tool sleeve, produced with the aid of a rapid tooling process, is evaporated and subsequently in a heating process the structure diffuses in until the metal is substantially homogeneous distributed. About that mechanical stability of the injection molding tool is also improved through infiltration with a metal. Usually infiltration Used aluminum, but also other metals such as Copper can be used for infiltration.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlicher beim Lesen der folgenden, lediglich beispielhaften und nicht einschränkend angeführten Beschreibung, welche unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung erfolgt. Darin zeigt:Other features and advantages of Invention will become more apparent upon reading the following, only exemplary and not restrictive cited Description, which with reference to the accompanying drawings he follows. It shows:

1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Spritzgußwerkzeuges, zum Einsatz in einem Niederdruck-Spritzgußverfahren; 1 is a schematic representation of an embodiment of an injection molding tool for use in a low pressure injection molding process;

2 ein Flußdiagramm der einzelnen Verfahrensschritte, die zur Herstellung des in 1 dargestellten Spritzgußwerkzeuges notwendig sind. 2 a flowchart of the individual process steps used to manufacture the in 1 Injection molding tool shown are necessary.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Spritzgußwerkzeuges 1, daß zum Einsatz in einem Niederdruck-Spritzgußverfahren geeignet ist. Vorerst werden zwei Spritzgußwerkzeughüllen 2, 3 ausgebildet, diese werden hier beispielhaft durch ein Stereolithographie-Verfahren hergestellt, wobei auch andere Rapid-Tooling-Verfahren, insbesondere das Stereo-Laser-Sintern Anwendung finden könnten. 1 shows a schematic representation of an embodiment of an injection molding tool 1 that is suitable for use in a low pressure injection molding process. For the time being, two injection mold covers 2 . 3 trained, these are produced here by way of example using a stereolithography process, although other rapid tooling processes, in particular stereo laser sintering, could also be used.

Beim Stereolithographie-Verfahren wird die Oberfläche eines flüssigen Photopolymer-Harzes mit einem UV-Laserstrahl, gemäß den Querschnitten der Herzustellenden Spritzgußwerkzeughülle 2, 3, selektiv belichtet. Das Harz härtet durch die Einwirkung des Lasers an den belichteten Flächen aus. Die Form wird abgesenkt und eine neue Schicht Photopolymer-Harz wird belichtet und ausgehärtet. Durch Wiederholung dieser Schritte wird sukzessive die vollständige Geometrie von unten nach oben aufgebaut.In the stereolithography process, the surface of a liquid photopolymer resin is coated with a UV laser beam, according to the cross sections of the injection mold shell to be produced 2 . 3 , selectively exposed. The resin hardens through the action of the laser on the exposed surfaces. The mold is lowered and a new layer of photopolymer resin is exposed and cured. By repeating these steps, the complete geometry is gradually built up from bottom to top.

In einem anschließenden Verfahrensschritt werden die Spritzgußwerkzeughüllen 2, 3 durch Infiltration vergütet. Besonders bevorzugt ist hierbei der Einsatz von Aluminium, da sich hier eine besonders gute Gasundurchlässigkeit ergibt. Die Spritzgußwerkzeughüllen 2, 3 werden im Anschluß mit einem Gießharz 4, dem bei Bedarf Aluminiumkugeln, -späne beigemengt werden, umgossen bzw. hintergossen.In a subsequent process step, the injection mold sleeves are 2 . 3 paid for by infiltration. The use of aluminum is particularly preferred here, since this results in particularly good gas impermeability. The injection mold sleeves 2 . 3 are then cast with a resin 4 , to which aluminum balls or chips are added if necessary, cast or back cast.

Die vergüteten und ausgegossenen Spritzgußwerkzeughüllen 2, 3 werden in ein Stammwerkzeu eingesetzt und bilden das Spritzgußwerkzeug 1. In 1 nicht dargestellt sind die notwendigen Fließkanäle für den Kunststoff und die entsprechenden Aussparungen für die Auswurfmechanik des Formteils aus der Spritzgußmaschine. Die Spritzgußwerkzeughüllen 2, 3 sind so ausgebildet, daß sich bei einer formschlüssigen Positionierung dieser eine Kavität 5 ausbildet, die der Form eines gewünschten Kunststoff Formteils 6 entspricht.The hardened and cast injection mold sleeves 2 . 3 are used in a main tool and form the injection mold 1 , In 1 not shown are the necessary flow channels for the plastic and the corresponding recesses for the ejection mechanism of the molded part from the injection molding machine. The injection mold sleeves 2 . 3 are designed so that there is a cavity when positively positioned 5 trains the shape of a desired plastic molding 6 equivalent.

2 zeigt beispielhaft die verschiedenen Verfahrensschritte, die die Herstellung eines erfindungsgemäßen Spritzgußwerkzeuges umfassen kann. 2 shows an example of the various process steps that the manufacture of an injection molding tool according to the invention can include.

In einem ersten Schritt werden die durch die Konstruktion bereitgestellten 3D-CAD-Teiledaten des herzustellenden Spritzgußwerkzeuges 1 in verschiedene 2D-Schnitte zerlegt. Im Anschluß werden die Daten der 2D-Schnitte in Datensätze konvertiert, die von einer Stereo-Lithograpieanlage interpretiert werden können. Die mit Hilfe der Stereo-Lithographieanlage hergestellten Spritzgußwerkzeughüllen 2, 3 werden nach einer Infiltration mit Aluminium mit Kunstharz ausgegossen und können in ein Stammwerkzeug einer Spritzgußmaschine eingesetzt werden.In a first step, the 3D CAD part data provided by the design of the injection molding tool to be produced 1 broken down into different 2D cuts. The data from the 2D sections are then converted into data sets that can be interpreted by a stereo lithography system. The injection mold sleeves made with the help of the stereo lithography system 2 . 3 are poured out with synthetic resin after infiltration with aluminum and can be used in a master mold of an injection molding machine.

Beim Spritzguß wird das Gas-Kunststoff-Gemisch in die Fließkanäle bis in die Kavität 5 gepreßt, wobei der Forminnendruck vorzugsweise ca. 50–150 bar beträgt. Das Gas-Kunststoff- Gemisch weist während des Einspritzvorgangs vorzugsweise eine Temperatur zwischen 200° bis 280° C auf und wird typischerweise ca. 0,5–2,0 s lang eingespritzt; bis die gesamte Kavität 5 mit Kunststoff ausgefüllt ist. Das abgekühlte Formteil 6 wird durch die Auswurfmechanik aus dem Spritzgußwerkzeug 1 ausgeworfen.During injection molding, the gas-plastic mixture is fed into the flow channels up to the cavity 5 pressed, the internal mold pressure is preferably about 50-150 bar. The gas-plastic mixture preferably has a temperature between 200 ° and 280 ° C. during the injection process and is typically injected for approximately 0.5-2.0 s; until the entire cavity 5 is filled with plastic. The cooled molded part 6 is ejected from the injection molding tool 1 ejected.

Zusammenfassend ist festzustellen, daß das erfindungsgemäße Konzept darauf beruht, die Druckbeständigkeit eines mit Hilfe eines Rapid-Tooling-Verfahrens hergestellten Spritzgußwerkzeuges 1 zu erhöhen und dieses in einem Niederdruckverfahren zu verwenden. Erst dadurch wird eine Darstellung von Formteilen 6 im Zielwerkstoff, unter Beibehaltung der gewünschten Formgenauigkeit ermöglicht und optimalerweise eine dem Versuchswerkzeug entsprechende Standzeit erreicht.In summary it can be stated that the concept according to the invention is based on the pressure resistance of an injection molding tool produced with the aid of a rapid tooling process 1 to increase and use this in a low pressure process. Only then is a representation of molded parts 6 in the target material, while maintaining the desired shape accuracy and optimally achieving a service life corresponding to the test tool.

Obwohl die vorliegende Erfindung vorangehend unter Bezugnahme auf eine derzeit bevorzugte Ausführungsform vollständig beschrieben wurden, sollte der Fachmann erkennen, daß verschiedene Veränderungsmöglichkeiten im Rahmen der beiliegenden Ansprüche möglich sind, ohne von dem erfindungsgemäßen Konzept und dem beanspruchten Schutz abzuweichen.Although the present invention previously with reference to a currently preferred embodiment Completely The person skilled in the art should recognize that different possibilities of change have been described within the scope of the attached claims possible are without the inventive concept and deviate from the protection claimed.

Claims

Process for the production of molded parts ( 6 ) made of thermoplastic materials, characterized in that in an injection molding tool manufactured and solidified using a rapid tooling process ( 1 ) plastic is injected in a low-pressure injection molding process.

A method according to claim 1, characterized in that the low pressure injection molding process in a pressure range between 50 bar to 150 bar and a temperature range between 200 ° C and 280 ° C is operated.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that the solidification of the injection molding tool ( 1 ) Pouring or casting around with a synthetic resin ( 4 ) includes.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that a coupling layer between a shell (using a rapid tooling method) formed ( 2 . 3 ) and a strengthening / filling material ( 4 ) is provided.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that that this Low-pressure injection molding comprises the use of a gas-loaded plastic, wherein the gas used for the application when the plastic is applied in an essentially liquid Physical state is.

A method according to claim 5, characterized in that the Acting on the plastic used gas nitrogen or carbon dioxide is.

Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that a method step for infiltration of the injection molding tool ( 1 ) or the shell ( 2 . 3 ) intended.