DE1554784B2

DE1554784B2 - Wirbelsinterverfahren zum herstellen von formgegenstaenden aus thermoplastischen pulverfoermigen materialien

Info

Publication number: DE1554784B2
Application number: DE1965M0065634
Authority: DE
Inventors: Toshirmtsu Yamaguchi Akiyama Michio Tokio Kawana, (Japan)
Original assignee: Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Current assignee: Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Priority date: 1965-02-23
Filing date: 1965-06-18
Publication date: 1973-02-15
Also published as: DE1554784A1; DE1554784C3; GB1065513A; FR1426589A

Description

Als Form- oder Preßverfahren von thermoplastischen Materialien sind beispielsweise Spritzgußverfahren und das Blasformverfahren, bei welchen Pellets von thermoplastischen Materialien verwendet werden, sowie das Vakuumverformungsverfahren, bei welchem thermoplastische blatt- oder bahnförmige Materialien verwendet werden, bekannt. Bei all diesen Verfahren sind jedoch, verglichen mit den Abmessungen der sich ergebenden geformten Gegenstände, viel größere Anlagen oder Einrichtungen erforderlich und die hierbei verwendeten Formen sind sehr kostspielig. Zur Überwindung dieser Nachteile werden verschiedene Formverfahren unter Verwendung von pulverförmigen thermoplastischen Materialien vorgeschlagen. Eines dieser Verfahren umfaßt beispielsweise die folgenden Stufen: das Füllen einer Form mit dem Pulver, das Erhitzen der Form während einer vorbestimmten Zeitdauer, die Entfernung des Überschusses an nicht gesintertem Pulver daraus, wobei das gesinterte Pulver an der Innenseite der

ίο Form haften bleibt, das erneute Erhitzen der Form, um das Schmelzen des gesinterten Pulvers zu vervollständigen, das Kühlen der Form und das Abtrennen des geformten Gegenstandes daraus. Ein anderes derartiges Verfahren umfaßt das Füllen einer metallischen Form mit einer sorgfältig abgemessenen vorbestimmten Menge des Pulvers, das luftdichte Abschließen der Form und deren Umlaufenlassen in einem erhitzten Ofen in polyachsialen Richtungen, um das Sintern und die Haftung des Pulvers an der Innenseite der Form zu bewirken, das anschließende Kühlen der Form und das Abtrennen des geformten Gegenstandes daraus.

Die erste Arbeitsweise weist jedoch Nachteile, wie die Verwendung eines großen Überschusses an pulverförmigem thermoplastischen Material, bezogen auf die zur Herstellung des Gegenstandes erforderliche Menge, die Notwendigkeit eines eigenen Arbeitsganges zur Entfernung des überschüssigen Pulvers und einen großen Verlust an Pulver während des Formens, auf. Bei der letzteren Arbeitsweise ist dagegen eine komplizierte Umlaufvorrichtung zur gleichförmigen Umdrehung der Form unter Erhitzen notwendig.

Nach einem weiteren bekannten Verfahren wird Luft in das am Boden eines Porzellangefäßes angesammelte Pulver eingeblasen, um dadurch eine Wirbelschicht des Harzpulvers auszubilden, eine erhitzte Form wird hierin eingetaucht, um das Pulver daran anzuhaften; und nach der Abkühlung wird das Produkt von der Form freigegeben. Dieses Verfahren umfaßt in keiner Weise eine Unterbrechung der Luftströmung bei der Eintauchung der Form, wie es erfindungsgemäß fortschrittlich ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in einem Wirbelsinterverfahren zum Formpressen von pulverförmigen thermoplastischen Materialien, bei welchem die vorstehend beschriebenen Nachteile ausgeschaltet sind.

Das erfindungsgemäße Wirbelsinterverfahren zum

so Herstellen von Formgegenständen aus thermoplastischen pulverförmigen Materialien, wobei eine Wirbelschichtzone eines thermoplastischen Materials in einem Behälter durch Zuführung eines Gases vom Boden des Behälters gebildet wird, in diese Wirbelschichtzone des pulverisierten thermoplastischen Materials eine Form, die auf eine Temperatur erhitzt worden ist, die nicht niedriger als der Schmelzpunkt des thermoplastischen Materials, jedoch niedriger als die Temperatur liegt, bei der eine Zersetzung des thermoplastischen Materials bei der Berührung mit der Form auftritt, vollständig eingesenkt wird, die Form aus dem Behälter herausgenommen und abgekühlt wird und die Formgegenstände aus dem an der Oberfläche der Form haftenden thermoplastisehen Material von der Form abgetrennt werden, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr des Gases in den Behälter unmittelbar vor, während oder unmittelbar nach dem Einsenken der Form in die

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Wirbelschichtzone des thermoplastischen Materials bett statisch, d. h. ruhend, werden und die Harzunterbrochen wird und die Form in einer nicht wir- teilchen an eine erhitzte Form in diesem statisch belnden Schicht des pulverisierten thermoplastischen oder ruhenden Zustand gesintert und angeklebt wer-Materials während einer zur Ablagerung der ge- den. Hingegen wird nach den bekannten Verfahren wünschten Dicke des gesinterten thermoplastischen 5 das Harz auf die Oberfläche des erhitzten Gegen-Materials auf der Oberfläche der erhitzten Form aus- Standes in einem Zustand aufgezogen, wo die Harzreichenden Zeit gehalten wird. teilchen immer noch langsam strömen.

Vorzugsweise wird die Form auf eine Temperatur Im Gegensatz hierzu wird gemäß der Erfindung

vorerhitzt, die mindestens 30° C höher, als der eine erhitzte Form in ein Wirbelschichtbett von

Schmelzpunkt des thermoplastischen Materials liegt. io Harzteilchen zur erleichterten Eintauchung der Form

Günstigerweise wird die Form so tief in die Zone in die Harzteilchenphase eingetaucht, die Luftzufüh-

des in Wirbelschicht gehaltenen pulverförmigen ther- rung unmittelbar vor, während oder unmittelbar

moplastischen Materials eingesenkt, daß sich das nach der Formeintauchung abgebrochen, so daß die

obere Ende der Form etwa unterhalb der Höhe der Harzteilchen vollständig statisch werden, d. h. die

in Wirbelschicht gehaltenen Pulverschicht befindet. 15 in der Wirbelschicht befindlichen Harzteilchen wer-

Vorzugsweise wird die Form nach der Entnahme den auf der porösen Platte als nicht im Wirbelaus der Zone des pulverförmigen thermoplastischen zustand befindliche Harzteilchen, sondern als sta-Materials von dem überschüssigen Pulver befreit, tische Teilchen, angesammelt, und in diesem Zustand wieder erhitzt, gekühlt und danach von dem darauf werden die gesinterten thermoplastischen Harzteilgebildeten geformten Gegenstand abgetrennt. 20 chen an die erhitzte Form gebunden. Somit

In der französischen Patentschrift 1 252 041 und unterscheidet sich die vorliegende Erfindung grund-

der australischen Patentschrift 240 834 ist ein Ver- sätzlich von den Lehren der vorstehenden französi-

fahren zum Überziehen der Oberfläche eines Gegen- sehen oder australischen Patentschrift dadurch, daß

Standes mit einem Harz beschrieben, wobei der er- gemäß der Erfindung das Wirbelschichtbett vollstän-

hitzte Gegenstand in ein Wirbelschichtbett aus Teil- 25 dig statisch gemacht wird und die Haftung der

chen eines derartigen Harzes wie Polyäthylen, ein- gesinterten thermoplastischen Harzteilchen an der

getaucht wird und das Wirbelschichtbett kollabiert erhitzten Form in diesem statischen Zustand bewirkt

wird. Das Kollabieren des Wirbelschichtbettes ge- wird.

maß der australischen Patentschrift ist jedoch völlig Im weiteren Gegensatz sind die vorstehenden

unterschiedlich vom vorliegenden Vorgehen, bei dem 3° Patentschriften auf die Aufbringung eines Harzüber-

das gepulverte Kunststoffmaterial in den statischen zuges auf einen erhitzten Gegenstand gerichtet, wäh-

Zustand überführt wird. rend die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der

Auf Seite 2, Zeile 13 von unten der australischen Herstellung von großen Formgegenständen aus ther-Patentschrift ist angegeben, daß das Kollabieren des moplastischem Material besteht. Somit hat die vorBettes in verschiedenen Weisen erfolgen kann und 35 liegende Erfindung auch eine unterschiedliche Aufeinige Verfahren zum Kollabieren sind beschrieben. gäbe gegenüber den vorstehenden Patentschriften.
Dabei handelt es sich um folgende Verfahren: Da die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der

. „. „_T _r , ^, , .., ^ , Herstellung derartiger Formgeeenstände liegt, muß

a) Em Verfahren zur Erhöhung des Druckes des _{die Schicht des sinterten Harzes in ausre}ichender Kopfes auf das Wirbelschichtbett ohne gleich- _{40 Stärke an der erhitzten Form anhaft}en. Wenn die zeitige Erhöhung des Druckes des Fließ- _{Form gekühlt wird und das armaftende} thermoplamediums, stische Material entfernt wird, wird der Formgegen-

b) ein Verfahren zur Erhöhung des Druckes ober- _stand gebildet. Damit eine gesinterte Harzschicht halb des Wirbelschichtbettes ohne Anwendung _von ausreichender Stärke an der erhitzten Form aneines Gasdruckes von unten, ₄₅ haftet, ist es notwendig, wie nachfolgend ausführlich

c) ein Verfahren zur Verringerung des Zufüh- abgehandelt, die hohe Temperatur der Form so lang rungsdruckes des Fluidisiermediums, als möglich durch vollständige Unterbrechung der

d) ein Verfahren zur Änderung der Temperatur Zufuhr des Gases zur Bildung des Wirbelschichtbetdes Fließmediums oder zur Änderung der ehe- tes aufrechtzuerhalten. Da sich die bekannten Pamischen Zusammensetzung des Fließmediums 5° tentschriften lediglich mit einem Überzugsverfahren und befassen, ist ein derartiges Vorgehen in keiner Weise

e) ein Verfahren zur Anwendung von Vibration notwendig Vielmehr wird nach der austauschen auf das Wirbelschichtbett, so daß eine Bewe- Patentschrift gefordert, daß die Oberflache des Übergang der Teilchen in einer Richtung senkrecht ^^es *J^{att ist}' ^fallj ^s Haiz selbst nach dem Kollazur Richtung der Strömung des Wirbelschicht- ⁵⁵ ^h}^eTen bewegt wird. In diesem Zusammenhang ist in mediums bewirkt wird. ^ australischen Patentschrift 240 834 festgestellt,

daß ausgesprochen gunstige Ergebnisse erhalten

Das Ziel des Kollabierens des Wirbelschichtbettes, werden können, wenn eine Wischbewegung ausgedas durch die vorstehend beschriebenen bekannten führt wird.

Verfahren erzielt werden kann, besteht in der Erzie- 60 Es ergibt sich klar aus dem Vorstehenden, daß die lung eines Zustandes, wobei die Strömungsgeschwin- Erfindung sich grundsätzlich von den bekannten digkeit der Luft niedriger als im Zustand des Wir- Lehren sowohl hinsichtlich der Aufgabe als auch des belschichtbettes wird, bei dem jedoch die Harz- angewandten Verfahrens unterscheidet,
teilchen immer noch langsam strömen. Dies Die Fortschrittlichkeit kann u. a. darin gesehen

unterscheidet sich grundsätzlich von dem Verfahren 65 werden, daß mit dem neuen Verfahren die Herstelgemäß der Erfindung, wobei die Strömung des Gases lung von Formgegenständen von beträchtlicher zu dem Wirbelschichtbett vollständig abgebrochen Stärke ermöglicht wird, insbesondere dadurch, daß wird, so daß die Harzteilchen in dem Wirbelschicht- die hohe Temperatur der erhitzten Form durch die

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vollständige Unterbrechung der Zufuhr des zur BiI- Wirbelschicht beendet wird. Aus diesem Grunde soll,

dung der Wirbelschicht benötigten Gases so lange damit zu diesem Zeitpunkt vermieden wird, daß sich

als möglich aufrechterhalten wird. die Form außerhalb der Harzpulverschicht befindet,

Das Verfahren gemäß der Erfindung kann bei- die Form tief unter das Niveau der in Wirbelschicht

spielsweise wie folgt ausgeführt werden: . 5 gehaltenen Harzpulverschicht eingesenkt werden.

Ein Behälter mit einem, aus einer luftdurchlässi- Die Tiefe variiert in Abhängigkeit von der Größe

gen porösen Platte bestehenden inneren waagerech- und der Schüttdichte des in jedem speziellen Falle

ten Zwischenboden wird mit dem thermoplastischen verwendeten synthetischen Harzpulvers, es wird je-

Harzpulver, in welches, um den fluidisierten Zustand doch allgemein bevorzugt, daß die Form in einer

des Harzpulvers aufrechtzuerhalten, ein Gas, ge- ίο Tiefe, die etwa das 1,1- bis l,2fache der des im

wohnlich Luft, durch die luftdurchlässige, poröse Ruhezustand befindlichen Harzpulvers beträgt, ein-

Platte geleitet wird, gefüllt. In diese Zone wird eine gesenkt wird.

Form eingesenkt, die auf eine etwas höher als der Außerdem kann die Dicke des geformten Gegen-

Schmelzpunkt des thermoplastischen Harzpulvers Standes leicht dadurch geregelt werden, daß man

liegende Temperatur vorerhitzt ist. Sobald die Form 15 Faktoren, wie die Temperatur der Form und die

vollständig in das Harz eingesenkt ist, wird das Ein- Einsenkzeit reguliert. Es ist auch möglich, andere

blasen des Gases unterbrochen, um die Wirbelschicht Bedingungen zu modifizieren, indem die Dicke der

des Harzpulvers zu beendigen. Nach dem Sintern metallischen Form zur Veränderung ihrer Wärme-

und der Adhäsion des Harzes auf den Oberflächen kapazität variiert. Insbesondere ist es im Falle der

der Form wird die Form gekühlt und der sich er- 20 Verwendung eines synthetischen Harzpulvers von

gebende geformte Gegenstand von der Form abge- hohem Schmelzpunkt sehr zweckmäßig, die Dicke

trennt. der Form zu erhöhen.

In dem vorstehend beschriebenen Falle kann das Gemäß der Erfindung ist es nach dem Einsenken Einblasen des Gases vor dem Einsenken der Form der Form in die Schicht des in Wirbelschicht gehalin die Zone, in welcher das Harzpulver in Wirbel- 25 tenen Harzpulvers nötig, das in Wirbelschicht gehalschicht vorliegt, beendet werden, da nach Beendi- tene Harzpulver zum Stillstand oder in den Ruhegung der Gaszufuhr in den das Harzpulver enthal- stand zu bringen. Zu diesem Zwecke kann die Zutenden Behälter das Harzpulver für kurze Zeit führung des zum Überführen des Harzpulvers in weiter in der Luft notiert oder schwebt. Natürlich Wirbelschicht nötigen Gases, wie Luft, in die Wirwird in diesem Falle die Menge des notierenden 30 belschichtzone beendet werden, was auf beliebige Harzpulvers mit der Zeit geringer; jedoch können Weise, wie Abschalten der Stromquelle eines elekdie Zwecke des Verfahrens gemäß der Erfindung, irischen Ventilators oder Einsetzen einer Ablaßvorsoweit die metallische Form in die notierende Schicht richtung, um das Gas auf einem anderen Weg des Harzpulvers (welche auch als fluidisierte Zone entweichen zu lassen, erzielt werden kann. Wie bezeichnet werden kann) eingesenkt werden kann, 35 vorstehend ausgeführt, kann die Beendigung der in zufriedenstellender Weise erzielt werden. Gaszufuhr, z. B. der Luft, zur Herbeiführung des

Wenn jedoch nach dem Abschalten der Gaszufuhr Ruhezustandes des in Wirbelschicht gehaltenen

zuviel Zeit vergeht, geht das Harzpulver allmählich Harzpulvers vor und während des Einsenkens der

in den statischen Zustand über, da es nicht mehr in Form ausgeführt werden.

der Lage ist, in Wirbelschicht zu bleiben. Ein Ver- 4° Wenn im Gegensatz zu dem Verfahren gemäß der such, in dieser Stufe die metallische Form hinein- Erfindung das Harzpulver nach dem Einsenken der zusenken, wird durch die Anhäufung des Harzpul- Form in die Wirbelschichtzone des Harzpulvers nicht vers verhindert und kann nur unter großer Schwie- in den statischen Zustand überführt wird, sondern rigkeit erzielt werden. So ist es bei dem Verfahren die Wirbelschicht lange nach dem Einsenken aufgemäß der Erfindung wichtig, daß sich, während die 45 rechterhalten bleibt, treten die folgenden Nachteile Form eingesenkt wird, das Harzpulver in Wirbel- auf. Unter dem Einfluß des zum Überführen des schicht, und nach Beendigung des Einsenkens im Harzpulvers in Wirbelschicht eingeblasenen Gases statischen Zustand befindet. Der Ausdruck »stati- wird die Temperatur der Form erniedrigt. Insbesonscher Zustand«, wie er hier verwendet wird, bezieht dere kühlt sich im Falle einer Form, welche die sich auf den Zustand, in welchem das Harzpulver 50 Gestalt eines Behälters, beispielsweise eines zylindrinicht in dem Gas floriert, d. h. in welchem eine An- sehen oder rechteckigen Behälters aufweist, der häufung des Harzpulvers im wesentlichen fehlt. Boden, welcher mit dem Gas direkt in Berührung

Die Temperatur der metallischen Form soll im kommt, zuerst ab und es ist schwierig, innerhalb der

Augenblick des Einsenkens in die in Wirbelschicht Form eine gleichmäßige Temperatur aufrechtzuer-

gehaltene Zone nicht niedriger als der Schmelzpunkt 55 halten. Außerdem weist insbesondere das gesinterte

des Harzes, vorzugsweise etwas höher liegen und Harz, das am unteren Teil der Form haftet, zahl-

außerdem so abgestimmt sein, daß während der Be- reiche Gasporen auf, wodurch ebenfalls die er-

rührungszeit der Form mit dem Harz keine Zerset- wünschte gleichförmige Haftung des Harzes auf den

zung oder Verfärbung des Harzes bewirkt wird. Oberflächen der Form erschwert wird. So kann eine

Wenn die Temperatur des Harzes nur 30° C oder 60 Form in Art eines Bechers oder Eimers, ganz ab-

mehr, vorzugsweise nur 50° C oder mehr, höher als gesehen von komplexeren Formen, kaum geformt

die Schmelztemperatur liegt, können besonders zu- werden. Wiederum können, wenn die Anfangstem-

friedenstellende Ergebnisse erzielt werden. peratur der Form auf übermäßige Höhe gebracht

Die Höhe der Schicht des in Wirbelschicht gehal- wird, solche unerwünschten Erscheinungen, wie

tenen Harzpulvers beträgt etwa das 1,2- bis l,3fache 65 thermischer Abbau und Verfärbung des Harzes, ver-

des im statischen Zustand befindlichen Harzpulvers ursacht werden. Weiterhin ist es bei thermoplasti-

und demzufolge nimmt logischerweise die Höhe der sehen Materialien, die gewöhnlich eine schlechte

Harzpulverschicht ab, wenn die Überführung in thermische Leitfähigkeit aufweisen, schwierig, die

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Dicke der geformten Gegenstände, beispielsweise serbehälter eintaucht, um dem geformten Gegenstand

auf mehr als 1 mm, zu erhöhen. Zähigkeit und Glanz zu verleihen. Danach wird der

Aus den vorstehend genannten Gründen sollte, geformte Gegenstand von der Form getrennt,
wenn die Gaszufuhr zur Wirbelschichtzone nach dem Das bei dem Verfahren gemäß der Erfindung be-Einsenken der metallischen Form beendet wird, dies 5 sonders bevorzugte Material ist Polyäthylenpulver; in der kürzest möglichen Zeit geschehen, um den das Verfahren gemäß der Erfindung ist auch zum Stillstand oder Ruhezustand des Harzpulvers zu er- Formen anderer pulverförmiger thermoplastischer zielen. Gewöhnlich verbleibt das Harzpulver, auch Harze, wie Polypropylen oder Vinylchlorid brauchwenn die Gaszufuhr beendet ist, noch eine kurze bar. Es ist auch möglich, Mischungen dieser pulver-Zeit in Wirbelschicht (flotierenden Zustand) und io förmigen Harze oder andere Zusatzstoffe, z. B. Füllsetzt sich allmählich zum Ruhestand ab. stoffe, Antioxydationsmittel oder Färbemittel, zu

Wenn dann die Schicht gewünschter Dicke des verwenden.

gesinterten thermoplastischen Materials an der Form Die Erfindung wird nachstehend an Hand von haftet, wird die Form aus der Zone des im stati- Beispielen näher veranschaulicht,
sehen Zustand befindlichen Harzpulvers entfernt und 15 τι · · 1 1
auf eine entsprechende Temperatur abgekühlt. Da- Beispiel 1
nach wird der geformte Gegenstand aus Harz, wel- In diesem Falle wurde ein Polyäthylenpulver hocher an den Oberflächen der Form haftet, von der her Dichte unter Verwendung einer zylindrischen Form abgetrennt. Form aus einer 3,2 mm starken Stahlplatte mit einem

Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung ist es 20 Durchmesser von 320 mm und einer Höhe von

auch möglich, die Form nach ihrer Entnahme aus 150 mm, geformt.

der Harzpulverzone wieder zu erhitzen, um die Sin- Ein Gefäß zum Überführen in Wirbelschicht, mit ter-Haftung des Harzes auf den Oberflächen des einer Länge von 725 mm, einer Breite von 525 mm geformten Gegenstandes weiter zu vervollständigen, und einer Höhe von 450 mm, wurde mit Polyäthylenanschließend zu kühlen und den geformten Gegen- 25 pulver gefüllt und durch eine luftdurchlässige poröse stand von der Form abzutrennen. Platte wurde vom Bodenteil aus Luft eingeblasen,

Nachstehend wird beispielsweise eine Vorrichtung um das Polyäthylenpulver in Wirbelschicht zu über-

zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfin- führen. Eine mit einem Gleit- oder Schmiermittel

dung mit Bezug auf die Abbildung beschrieben. versehene Form wurde in einen Heißluft-Umlauf-

In der in der Abbildung veranschaulichten Vor- 3° Brennofen, dessen atmosphärische Temperatur auf richtung ist als innerer Zwischenboden des Behäl- 400° C enigeregelt war, eingebracht und 10 Minuten ters 1 eine luftdurchlässige poröse Platte 2 vorge- lang vorerhitzt. Sofort nach der Entnahme aus dem sehen. Luft oder ein inertes Gas wird von dem Brennofen wurde die Form, wie in der Abbildung Einlaß 3 zugeführt, um das pulverförmige thermo- gezeigt, mit dem Boden nach unten in das Gefäß plastische Harz 4 in Wirbelschicht zu überführen. 35 zum Überführen in Wirbelschicht eingebracht. Nach Der Grad der Überführung in Wirbelschicht wird dem vollständigen Einsenken der Form in das in durch die Ventile 5 und 6 geregelt. Die Form 7 kann Wirbelschicht gehaltene Pulver wurde der Ventilaaus einem beliebigen Material, sofern es auf eine tor, durch welchen Luft in das Gefäß eingeführt Temperatur, die etwas höher als der Schmelzpunkt wurde, abgestellt und man ließ danach die Form des Harzes liegt, erhitzt werden kann, bestehen; sie 40 1 Minute lang in das Harzpulver eingesenkt. Die ist mit einem Handgriff 8 und einem Einlaß 9 für Dicke der gesinterten an der Form haftenden Harz-Druckluft ausgestattet, um die Abtrennung des ge- schicht kann nur durch Variation der Zeitdauer, formten Gegenstandes daraus zu erleichtern. während welcher die Form in das Harzpulver einge-

Nachdem die auf die vorbestimmte Temperatur senkt wird, geregelt werden und erreicht nach erhitzte Form in das in Wirbelschicht gehaltene 45 2 Minuten etwa 3 mm. Danach wurde die Form ent-Harzpulver eingesenkt ist, wird das Harzpulver in nommen, zur Befreiung von dem überschüssigen darden statischen Zustand gebracht und, sobald das an haftenden Pulver geschüttelt und in dem Brenn-Harz an den Oberflächen der Form gesintert ist und ofen bei 300° C 1 Minute lang wiedererhitzt. Anals Schicht gewünschter Dicke daran haftet, wird schließend wurde die Form zur Kühlung der daran die Form aus der Zone des im statischen Zustand 50 haftenden gesinterten Polyäthylenschicht von den befindlichen Harzpulvers entfernt, wobei das über- Oberflächen aus mit Wasser von 15° C gefüllt. So schüssige Harzpulver entweder unter Vibration ab- konnte die Polyäthylenschicht gleichförmiger Dicke geschüttelt oder abgekehrt wird. Während der Teil mit glatten Oberflächen, welche an den äußeren des Harzes, der mit der Form in Berührung ist, Oberflächen der Form haftet, ohne irgend eine zugenügend plastifiziert ist, um eine kontinuierliche 55 sätzliche Behandlung leicht abgetrennt werden.
Schicht zu bilden, ist der Oberflächenteil der Schicht Der so erhaltene Behälter hatte eine Dicke von nur gesintert und sollte daher zur vollständigen 2,0 mm, enthielt wenig Blasen und war zäh. Für das Plastifizierung weiter erhitzt werden, um eine gleich- vorstehend erwähnte Wiedererhitzen kam der gleiche mäßige glatte Oberfläche zu ergeben. Wenn jedoch Brennofen, der für das Vorerhitzen verwendet wordie gewünschte Dicke des geformten Gegenstandes 60 den war, zur Anwendung, wird jedoch, um den gegering ist, ist ein Wiedererhitzen nicht unbedingt samten Arbeitsgang in einer regulären Folge zu erforderlich, sondern der ganze Gegenstand kann halten, ein eigener Brennofen verwendet, so würde durch die Wärmemenge, die er durch die Form er- der Arbeitsgang sehr wirksam sein,
hält, genügend plastifiziert werden und kann eine _R . . .
glatte Fläche gleichförmiger Qualität haben. Das 65 Beispiel Z
Kühlen kann dadurch ausgeführt werden, daß man In diesem Falle wurde ein Polypropylenpulver die Form, an welcher die Harzschicht haftet, bei unter Verwendung der gleichen, wie in Beispiel 1 Raumtemperatur stehen läßt oder sie in einen Was- verwendeten metallischen Form, geformt.

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^; Ähnlich wie in Beispiel 1 wurde Polypropylen- die Form vorhandenen Wärmemenge vollständig zu

pulver in das Gefäß zum Überführen in Wirbel- plastifizieren.

schicht gebracht und in Wirbelschicht überführt; Das Kühlen wurde durch Eintauchen der Form in

hierein wurde die mit einem Gleit- oder Schmier- einen Wasserbehälter bei 60° C bewirkt. Bei sehr

mittel versehene und in einem Heißluft-Umlauf of en 5 fester Haftung der Polyäthylenschicht an der Form

10 Minuten lang auf 420° C vorerhitzte Form ein- wurde die Trennung der beiden durch Einblasen von

gesenkt. Sobald das Einsenken vollendet war, wurde Druckluft durch die beiden Gas-Einlaßöffnungen, die

gleichzeitig der Ventilator abgeschaltet. Nach einer innerhalb der Form vorgesehen sind, bewerkstelligt.

Einsenkzeit von 1 Minute wurde die Form heraus- Der sich ergebende Universalbehälter hatte ein

genommen, das überschüssige Pulver mit Federn ab- io Gesamtgewicht von etwa 4 kg, gleichförmige Dicke

gekehrt und danach die Form in einem eigenen und sowohl perlglänzende Innen- und Außenflächen.

Brennofen 2 Minuten lang bei 200° C wieder erhitzt. Der Behälter war auch zäh.

Darauf wurde die Form von der Innenseite mit .

Wasser gekühlt und der geformte Gegenstand abge- Beispiel 4

trennt. Das Produkt hatte eine gleichförmige Dicke 15 In diesem Falle wurde ein zweifarbiger Behälter

von 2,0 mm und war fest.. unter Verwendung der Form von Beispiel 1 geformt.

Zwei 725 mm lange, 525 mm breite und 450 mm

Beispiel 3 ^none Gefäße zur Überführung in Wirbelschicht wurden jeweils mit verschieden gefärbten Polyäthylenin diesem Falle wurde ein viereckiger Behälter ao pulvern hoher Dichte gefüllt und das Pulver wurde einer Länge von 700 mm, einer Breite von 500 mm in beiden Gefäßen mit Druckluft in Wirbelschicht und einer Höhe von 400 mm unter Verwendung überführt.

einer aus einer 4 mm starken Stahlplatte hergestellten In das erste Gefäß wurde die in einem Brennofen Form geformt. bei 400° C 10 Minuten lang vorerhitzte Form ein-Ein Polyäthylenpulver hoher Dichte wurde in ein as gesenkt und gleichzeitig die Zuführung von Druck-1200 mm langes, 1200 mm breites und 900 mm luft in das Gefäß unterbrochen. Nach 30 Sekunden hohes Gefäß zur Überführung in Wirbelschicht ein- langem Einsenken wurde die Form entnommen, zur gefüllt und in Wirbelschicht überführt; darin wurde Entfernung des überschüssigen Pulvers geschüttelt eine in einem Heißluft-Umlauf of en 11 Minuten lang und in einem Brennofen bei 300° C 30 Sekunden auf 400° C vorerhitzte Form mit der Oberseite nach 30 lang weidererhitzt, um die daran haftende Polyäthyunten mittels einer Hebeeinrichtung eingesenkt. Un- lenschicht vollständig zu plastifizieren und mit glatmittelbar vor dem Einsenken wurde die Form mit ten Oberflächen zu versehen. Nach der Entnahme einem Weißblechdeckel versehen, um die Haftung aus dem Brennofen wurde die Form, so wie sie war, des gesinterten Polyäthylens an der Innenseite der in das zweite Gefäß eingesenkt. Gleichzeitig mit dem Form zu verhindern. Nach dem vollständigen Ein- 35 Einsenken wurde die Zufuhr von Druckluft in das senken der Form wurde der Ventilator zur Beendi- Gefäß unterbrochen. Die Form wurde 1 Minute lang gung der Wirbelschicht abgestellt. eingesenkt, um die Haftung einer Polyäthylenschicht Der Teil der Form, der außerhalb der im Ruhe- auf derjenigen von unterschiedlicher Farbe, welche zustand befindlichen Pulverschicht lag, wurde mit während des ersten Einsenkens anhaftete, zu bewirdem gleichen getrennt hergestellten Polyäthylen- 40 ken, so daß der Behälter aus 2 Schichten, einer pulver bedeckt und man ließ die Form 2 Minuten inneren und einer äußeren verschiedener Farbe belang eingesenkt. Danach wurde die Form herausge- stand. Danach wurde die Form, wie vorher, bei nommen und das überschüssige Pulver abgekehrt, 300° C 1 Minute lang wiedererhitzt, gekühlt und von um die Oberflächen der anhaftenden Polyäthylen- dem gebildeten zweifarbigen Behälter abgetrennt,
schicht zu glätten. Darauf wurde die Form in einem 45 Gemäß dieser Arbeitsweise können Behälter, deren Brennofen 6 Minuten lang bei 270° C wiedererhitzt innere und äußere Oberflächen verschiedene Farben und 6 Minuten lang bei Raumtemperatur stehen haben, auf wirtschaftliche und zweckmäßige Weise gelassen, um die Polyäthylenschicht mit der durch geformt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wirbelsinterverfahren zum Herstellen von Formgegenständen aus thermoplastischen pulverförmigen Materialien, wobei eine Wirbelschichtzone eines thermoplastischen Materials in einem Behälter durch Zuführung eines Gases vom Boden des Behälters gebildet wird, in diese Wirbelschichtzone des pulverisierten thermoplastischen Materials eine Form, die auf eine Temperatur erhitzt worden ist, die nicht niedriger als der Schmelzpunkt des thermoplastischen Materials, jedoch niedriger als die Temperatur Hegt, bei der eine Zersetzung des thermoplastischen Materials bei der Berührung mit der Form auftritt, vollständig eingesenkt wird, die Form aus dem Behälter herausgenommen und abgekühlt wird und die Formgegenstände aus dem an der Oberfläche der Form haftenden thermoplastischen Material von der Form abgetrennt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr des Gases in den Behälter unmittelbar vor, während oder unmittelbar nach dem Einsenken der Form in die Wirbelschichtzone des thermoplastischen Materials unterbrochen wird und die Form in einer nicht wirbelnden Schicht des pulverisierten thermoplastischen Materials während einer zur Ablagerung der gewünschten Dicke des gesinterten thermoplastischen Materials auf der Oberfläche der erhitzten Form ausreichenden Zeit gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Form auf eine Temperatur vorerhitzt, die mindestens 30° C höher als der Schmelzpunkt des thermoplastischen Materials liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Form so tief in die Zone des in Wirbelschicht gehaltenen pulverförmigen thermoplastischen Materials einsenkt, daß sich das obere Ende der Form etwas unterhalb der Höhe der in Wirbelschicht gehaltenen PuI-verschicht befindet.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Form nach der Entnahme aus der Zone des pulverförmigen thermoplastischen Materials von dem überschüssigen Pulver befreit, wieder erhitzt, kühlt und danach von dem darauf gebildeten geformten Gegenstand abtrennt.