DE19735031C2 - Method and device for injection molding plastic objects - Google Patents

Method and device for injection molding plastic objects

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DE19735031C2 DE1997135031 DE19735031A DE19735031C2 DE 19735031 C2 DE19735031 C2 DE 19735031C2 DE 1997135031 DE1997135031 DE 1997135031 DE 19735031 A DE19735031 A DE 19735031A DE 19735031 C2 DE19735031 C2 DE 19735031C2
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    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spritzgießen von Kunststoff­ gegenständen aus thermoplastischem, duroplastischem oder elastomerem MaterialThe invention relates to a method for injection molding plastic objects made of thermoplastic, thermosetting or elastomeric material

Des weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.Furthermore, the invention relates to a device for performing of the procedure.

Ein Verfahren der gattungsgemäßen Art ist aus der WO 90/06220 A1 be­ kannt. Dort wird zunächst eine für die Ausbildung des Formteils ausrei­ chende Menge Kunststoffschmelze in die Kavität eines Spritzgießwerk­ zeugs eingebracht. Da der Kunststoff während des Abkühlprozesses ei­ ner Schrumpfung unterliegt, kann es ohne besondere Vorkehrungen zu Einfallstellen kommen. Diese werden gemäß dieser Veröffentlichung dadurch vermieden, daß Druckgas als Polster zwischen Kavitätsoberflä­ che und Kunststoffschmelze gebracht wird. Natürlich muß sichergestellt werden, daß dieses Gaspolster gezielt aufgebaut und - nach der Erhär­ tung der Schmelze - wieder abgebaut werden kann. Zu diesem Zweck sind zwei Lösungmöglichkeiten beschrieben:A method of the generic type is known from WO 90/06220 A1 knows. There is first one for the formation of the molded part amount of plastic melt in the cavity of an injection molding machine brought in stuff. Since the plastic egg during the cooling process If it is subject to shrinkage, it can take place without special precautions Sink marks come. These are according to this publication thereby avoided that compressed gas as a cushion between cavity surface che and plastic melt is brought. Of course, must be ensured be that this gas cushion built up specifically and - after the Erhär processing of the melt - can be broken down again. To this end two possible solutions are described:

Zum einen sind Ventile vorgesehen, die über einen entsprechenden Ventilsitz eine Gasabdichtung ermöglichen. Durch die Betätigung (axiale Verstellung) des Ventilschaftes kann das Ventil wahlweise auf "offen" oder "zu" gestellt werden, womit in Kombination mit einer ent­ sprechenden Gasregelung das gewünschte Gaspolster auf und abgebaut werden kann.On the one hand, valves are provided which have a corresponding one Valve seat allow gas sealing. By actuation (axial adjustment) of the valve stem, the valve can optionally be opened "open" or "closed", which in combination with an ent speaking gas control the desired gas cushion and dismantled can be.

Alternativ ist vorgesehen, daß poröses Sintermetall zum Einsatz kommt. An der Übergangsstelle im Werkzeug, an der das Gaspolster erzeugt werden soll, ist ein poröses Metallelement vorgesehen, durch das Druckgas hindurchströmen kann; dies gilt jedoch nicht für die Kunst­ stoffschmelze, wodurch eine gezielte Begasung ohne Rückströmen von Schmelze erreicht werden kann.Alternatively, it is provided that porous sintered metal is used. At the transition point in the tool where the gas cushion is generated is to be provided, a porous metal element through which  Compressed gas can flow through; however, this does not apply to art molten material, which enables targeted fumigation without backflow of Melt can be achieved.

Ein weiteres Verfahren der gattungsgemäßen Art ist aus der WO 93/01039 A1 bekannt. Hier geht es speziell um das Problem, wie er­ reicht werden kann, daß sich das zwischen Kavitätsoberfläche und Kunststoffschmelze eingebrachte Gaspolster nicht unerwünscht aus­ breitet und an Stellen zur Wirkung kommt, wo dies nicht erwünscht ist. Lösungsgemäß wird dort vorgeschlagen, eine Aufrauhung der Kavi­ tätsoberfläche an den Stellen vorzusehen, wo sich das Gaspolster auf­ bauen soll. Die Oberflächen-Stellen, die an das Gaspolster angrenzen, jedoch selber nicht mehr durch dieses beaufschlagt werden sollen, sind glatt ausgeführt. Es wird also durch Aufrauhung der Oberfläche der Be­ reich definiert, in dem sich das Gaspolster ausbilden und wirken soll.Another method of the generic type is known from the WO 93/01039 A1 known. This is specifically about the problem like him can be enough that between the cavity surface and Plastic melt introduced gas cushions not undesirable spreads and takes effect in places where this is not desired. According to the solution, roughening of the cavi is proposed there provide the surface where the gas cushion is located should build. The surface areas that adjoin the gas cushion however, should no longer be affected by this themselves executed smoothly. So it is by roughening the surface of the Be richly defined in which the gas cushion should form and work.

Auch die DE 195 16 290 A1 zeigt ein Verfahren der gattungsgemäßen Art. Hier werden Lösungswege aufgezeigt, ein Druckfluid über eine spalt­ förmige Öffnung eines Fluideinspritzelementes so einzubringen, daß sich zwischen Wandung der Kavität und der in das Formwerkzeug ein­ gebrachten Schmelze ein Fluidpolster bildet.DE 195 16 290 A1 also shows a method of the generic type. Here solutions are shown, a pressure fluid over a gap shaped opening of a fluid injection element so that between the wall of the cavity and that in the mold brought melt forms a fluid cushion.

Allgemeine Hinweise zum Spritzgießen von Formteilen aus thermopla­ stischem Kunststoffmaterial mit gasunterstützten Verfahren gibt die WO 94/08773 A1, die sich speziell mit der Gasinnendrucktechnologie be­ faßt.General information on the injection molding of molded parts from thermopla Plastic material with gas-assisted processes gives the WO 94/08773 A1, which deals specifically with gas pressure technology sums up.

Die Lehre, die diese Dokumente vermitteln, hilft jedoch bei der Produk­ tion bestimmter Kunststoff-Formteile zunächst nicht weiter: Bei einer Vielzahl von Teilen ergibt sich aufgrund der Teile-Geometrie, daß der Formhohlraum nicht von einer Seite aus vollständig mit Schmelze ge­ füllt werden kann. Vielmehr muß die Schmelze über mehrere (minde­ stens zwei) Teilbereiche des Formteils zugeführt werden. An bestimm­ ten Stellen kommt es dann zu einem Schmelzezusammentreffen; dort liegt eine Bindenaht vor, die eine Schwachstelle in der Stabilität des Formteils darstellt.However, the teaching that these documents convey helps with the product tion of certain plastic molded parts initially: With one Many parts result from the part geometry that the Mold cavity not completely melted from one side can be filled. Rather, the melt must have several (min at least two) sections of the molded part are supplied. To certain  Then there is a melting point at the points; there there is a weld line, which is a weak point in the stability of the Represents molded part.

Diese Schwachstelle kann dadurch kritisch werden, daß aufgrund der Rheologie und aufgrund des Temperaturganges im Werkzeug gerade an dieser entferntesten Stelle ein Materialschluß durch ungünstige Wärme­ verhältnisse erschwert wird. Da - beispielsweise bei der Verarbeitung von Thermoplast - die Nahtstelle am (von der Kunststoffeinspritzdüse gesehen) entferntesten Punkt entsteht, ist dort auch in der Regel die Temperatur bereits am niedrigsten, so daß ein sicheres Verbinden der Teil-Schmelze erschwert ist. Bindenähte bereiten grundsätzlich Proble­ me, da sie jeweils zwei Fließfronten gegeneinander bringen. Daher sind nur geringe Festigkeiten in den Bindenähten zu erwarten.This vulnerability can become critical because of the Rheology and due to the temperature change in the tool At this farthest point, material closes due to unfavorable heat is difficult. There - for example during processing from thermoplastic - the interface on (from the plastic injector seen) most distant point, there is usually the Temperature already lowest, so that a safe connection of the Partial melt is difficult. Weld lines always cause problems me because they bring two flow fronts against each other. Therefore are only slight strength is to be expected in the weld lines.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrun­ de, ein Verfahren und eine zugehörige Vorrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die es ermöglichen, bei kritischen Formteilen (in obi­ gem Sinne) eine einwandfreie Verbindung der Schmelzen beim Zusam­ mentreffen an der Nahtstelle zu bewerkstelligen, so daß keine Festig­ keitsnachteile sowie keine negativen Auswirkungen betreffend das opti­ sche Erscheinungsbild des Formteils zu befürchten sind. Es soll also auch erreicht werden, einen Fertigungsablauf zu erzielen, bei dem nur möglichst geringe Markierungen am fertigen Formteil infolge der An­ wendung des gattungsgemäßen Verfahrens auftreten.The present invention is therefore based on the object de, a method and an associated device of the generic type To create a type that allows critical moldings (in obi according to the meaning) a perfect connection of the melts together to meet at the interface so that no fixation disadvantages and no negative effects regarding the opti the appearance of the molded part is to be feared. So it should can also be achieved to achieve a manufacturing process in which only the lowest possible markings on the finished molded part as a result of the application of the generic method occur.

Die Lösung der Aufgabe wird durch ein Verfahren erreicht, daß die Schritte aufweist:
The problem is solved by a method which comprises the steps:

  • a) Einspritzen einer ausreichenden Menge Kunststoffschmelze in die Kavität (2) eines Formwerkzeugs (1) entlang eines Schmelzefließ­ wegs, der sich von einer Kunststoffplastifizier- und -einspritzeinheit (4, 5) durch eine Kunststoffeinspritzdüse (3) bis ins Formwerkzeug (1) erstreckt;a) injecting a sufficient amount of plastic melt into the cavity ( 2 ) of a mold ( 1 ) along a melt flow path that extends from a plastic plasticizing and injection unit ( 4 , 5 ) through a plastic injection nozzle ( 3 ) into the mold ( 1 ) ;
  • b) Gleichzeitiges und/oder anschließendes Eingeben eines Druckfluids, insbesondere eines Druckgases, von einer Wandung (9) der Kavi­ tät (2) aus mittels mindestens eines Fluideinspritzelements (7), so daß sich ein Fluidpolster (8) zwischen Wandung (9) der Kavität (2) und der ins Formwerkzeug eingebrachten Schmelze bildet;b) Simultaneous and / or subsequent input of a pressure fluid, in particular a pressure gas, from a wall ( 9 ) of the cavity ( 2 ) by means of at least one fluid injection element ( 7 ), so that a fluid cushion ( 8 ) between the wall ( 9 ) of the Cavity ( 2 ) and the melt introduced into the mold;
  • c) Erstarren oder Erhärtenlassen des so hergestellten Formteils (6);c) solidification or hardening of the molded part ( 6 ) thus produced;
  • d) Entlastung der Kavität (2) vom Druck des Druckfluids; undd) relief of the cavity ( 2 ) from the pressure of the pressure fluid; and
  • e) Entformen des Formteils (6);wobei
    • - die Kunststoffschmelze in einen ersten (10) und in mindestens einen weiteren zweiten (11) Abschnitt der Kavität (2) geleitet wird, wobei die Schmelzen aus beiden Abschnitten (10, 11) an einer von der Kunststoffeinspritzdüse (3) entfernten Stelle (12) zusammentreffen,
    • - das Druckfluid über einen Werkzeugabschnitt (13) in die Kavität (2) eingebracht wird, der aus mikroporösem Metall besteht, wobei der der Kavität (2) zugewandte Teil des Werkzeugabschnitts (13) im we­ sentlichen der zu fertigenden Formteilkontur entspricht und wobei der Werkzeugabschnitt (13) an der Zusammentreffstelle (12) der Schmel­ zen aus den beiden Abschnitten (10, 11) angeordnet ist, und
    • - in der Umgebung des Werkzeugabschnitts (13) Temperierelemen­ te (14) angeordnet sind, um die Erhärtung der Kunststoffschmelze zu beeinflussen.
    e) demolding the molded part ( 6 );
    • - The plastic melt is passed into a first ( 10 ) and at least one further second ( 11 ) section of the cavity ( 2 ), the melts from both sections ( 10 , 11 ) at a point ( 12 ) remote from the plastic injection nozzle ( 3 ) ) meet,
    • - The pressurized fluid is introduced via a tool section ( 13 ) into the cavity ( 2 ), which consists of microporous metal, the part of the tool section ( 13 ) facing the cavity ( 2 ) essentially corresponding to the shape of the molded part to be manufactured, and wherein the tool section ( 13 ) at the meeting point ( 12 ) of the melt zen from the two sections ( 10 , 11 ) is arranged, and
    • - In the vicinity of the tool section ( 13 ) Temperierelemen te ( 14 ) are arranged to influence the hardening of the plastic melt.

Mit dem erfindungsgemäßen Vorschlag wird zuverlässig verhindert, daß an der Zusammenfließstelle der Teil-Schmelzeströme eine Bindenaht entsteht, die nicht den Anforderungen an Festigkeit und optische Er­ scheinung genügt: Durch die Temperierung dieser Stelle wird gewährlei­ stet, daß der zu verarbeitende Kunststoff stets noch eine Konsistenz aufweist, in der sicherer Stoffschluß möglich ist. Durch das Vorsehen einer Gasinjektion über die Werkzeugwand mittels porösem Material ist des weiteren sichergestellt, daß sich keine Einfallstellen an der Formtei­ loberfläche ergeben, wenn schließlich die Erhärtung oder Erstarrung des Kunststoffs stattfindet (ausgenommen davon ist freilich die Stelle, an der das Gaspolster aufgebaut wird). D. h. durch das gezielte Aufbringen des Gasdrucks im Bereich der Bindenaht werden nicht nur Einfallstellen vermieden, sondern auch die Oberfläche und die Oberflächenabzeich­ nung auf der Sichtseite des Teils werden deutlich verbessert.The proposal according to the invention reliably prevents A weld line at the confluence of the partial melt streams arises that does not meet the requirements for strength and optical Er  Appearance is sufficient: The tempering of this point guarantees Continues that the plastic to be processed is still a consistency in which a secure material connection is possible. By providing a gas injection via the tool wall by means of porous material further ensured that there are no sink marks on the molding oil surface when the plastic hardens or solidifies takes place (except for the place where the Gas cushion is built). That is, through the targeted application of the Gas pressure in the area of the weld line is not just sink marks avoided, but also the surface and the surface badge on the visible side of the part are significantly improved.

Die Zufuhr von Fluid durch das Fluideinspritzelement (7) kann in Ab­ hängigkeit des in der Kavität (2) herrschenden Drucks und/oder in Ab­ hängigkeit der seit dem Beginn des Einspritzens von Schmelze verstri­ chenen Zeit und/oder in Abhängigkeit des Einspritzweges der Schnec­ ke (5) gesteuert oder geregelt werden. Weiterhin kann vorgesehen sein, daß der Druck des Druckfluids, das über das Fluideinspritzelement (7) in die Kavität (2) eingebracht wird, gemäß einem vorgegebenen zeitlichen Profil gesteuert oder geregelt wird.The supply of fluid through the fluid injection element ( 7 ) can depend on the pressure prevailing in the cavity ( 2 ) and / or depending on the time elapsed since the start of the injection of melt and / or depending on the injection path of the screw ( 5 ) controlled or regulated. It can further be provided that the pressure of the pressure fluid, which is introduced into the cavity ( 2 ) via the fluid injection element ( 7 ), is controlled or regulated in accordance with a predetermined time profile.

Abhängig davon, ob Thermoplaste einerseits oder Duroplaste oder Ela­ stomere andererseits verarbeitet werden, sind verschiedene Temperie­ rungen des Werkzeugabschnitts (13) aus mikroporösem Metall ange­ dacht: Der Bereich des Werkzeugabschnitts (13) kann für eine gewisse Zeit beheizt werden, um im Falle von zu verarbeitenden Thermoplasten ein vorzeitiges Einfrieren der Schmelze zu verhindern. Entsprechend kann der Bereich für eine gewisse Zeit gekühlt werden, um im Falle von zu verarbeitenden Duroplasten oder Elastomeren eine vorzeitige Erstar­ rung der Schmelze zu verhindern. Andererseits kann der Bereich für eine gewisse Zeit gekühlt werden, um im Falle von zu verarbeitenden Ther­ moplasten ein Einfrieren der Schmelze zu bewerkstelligen bzw. der Be­ reich kann für eine gewisse Zeit beheizt werden, um im Falle von zu verarbeitenden Duroplasten oder Elastomeren ein Erstarren der Schmel­ ze zu bewerkstelligen.Depending on whether thermoplastics are processed on the one hand or thermosets or elastomers on the other hand, various temperatures of the tool section ( 13 ) made of microporous metal are contemplated: the area of the tool section ( 13 ) can be heated for a certain time, in the case of too processing thermoplastics to prevent premature freezing of the melt. Accordingly, the area can be cooled for a certain time in order to prevent premature solidification of the melt in the case of thermosets or elastomers to be processed. On the other hand, the area can be cooled for a certain time in order to freeze the melt in the case of thermoplastics to be processed or the area can be heated for a certain time in order to solidify in the case of thermosets or elastomers to be processed To accomplish melt.

Gemäß einer Verfahrensvariation ist vorgesehen, daß zusätzlich zu der Eingabe von Druckfluid zwischen Wandung (9) der Kavität (2) und Schmelze Druckfluid durch mindestens ein weiteres Fluideinspritzele­ ment ins Innere der Schmelze eingegeben wird.According to a variation of the method, it is provided that in addition to the input of pressure fluid between the wall ( 9 ) of the cavity ( 2 ) and the melt, pressure fluid is input into the interior of the melt by at least one further fluid injection element.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist auf:
The device for performing the method has:

  • - mindestens zwei Hälften bestehendes Formwerkzeug (1) mit einer Kavität (2),- At least two halves of an existing mold ( 1 ) with a cavity ( 2 ),
  • - eine Kunststoffplastifizier- und -einspritzeinheit (4, 5), die Kunst­ stoffschmelze produziert und von der aus diese Schmelze über eine Kunststoffeinspritzdüse (3) bis in die Kavität (2) des Formwerkzeugs (1) gelangt, und- A plastic plasticizing and injection unit ( 4 , 5 ), which produces plastic melt and from which this melt passes through a plastic injection nozzle ( 3 ) into the cavity ( 2 ) of the mold ( 1 ), and
  • - mindestens ein Fluideinspritzelement (7), das Druckfluid, insbe­ sondere Druckgas, von einer Wandung (9) der Kavität (2) aus in die Kavität einleitet, so daß sich ein Fluidpolster (8) zwischen Wandung (9) und der ins Formwerkzeug (1) eingebrachten Schmelze bildet- At least one fluid injection element ( 7 ), the pressurized fluid, in particular special gas, from a wall ( 9 ) of the cavity ( 2 ) leads into the cavity, so that a fluid cushion ( 8 ) between the wall ( 9 ) and the mold ( 1 ) introduced melt forms
  • - einen ersten (10) und mindestens einen weiteren zweiten (11) Ab­ schnitt der Kavität (2), in den die Kunststoffschmelze eingeleitet wird, wobei die beiden Abschnitte (10, 11) an einer von der Kunst­ stoffeinspritzdüse (3) entfernten Stelle (12) zusammentreffen,- A first ( 10 ) and at least one further second ( 11 ) From the cavity ( 2 ) into which the plastic melt is introduced, the two sections ( 10 , 11 ) at a point away from the plastic injection nozzle ( 3 ) ( 12 ) meet,
  • - einen Werkzeugabschnitt (13) aus mikroporösem Metall, der mit ei­ nem Fluideinspritzelement (7) in Verbindung steht und über den ein Fluid zwischen Kavitätswand und Kunststoffschmelze eingeleitet werden kann, wobei der der Kavität (2) zugewandte Teil des Werk­ zeugabschnitts (13) im wesentlichen der zu fertigenden Formteilkon­ tur entspricht und wobei der Werkzeugabschnitt (13) an der Zusam­ mentreffstelle (12) der Schmelzen aus den beiden Abschnitten (10, 11) angeordnet ist, und- A tool section ( 13 ) made of microporous metal, which is connected to a fluid injection element ( 7 ) and via which a fluid can be introduced between the cavity wall and the plastic melt, with the cavity ( 2 ) facing part of the tool section ( 13 ) in essentially corresponds to the shape of the molded part and the tool section ( 13 ) is arranged at the meeting point ( 12 ) of the melts from the two sections ( 10 , 11 ), and
  • - Temperierelemente (14), die in der Umgebung des Werkzeugab­ schnitts (13) angeordnet sind, um die Erhärtung oder Erstarrung der Kunststoffschmelze zu beeinflussen.- Temperature control elements ( 14 ) which are arranged in the vicinity of the tool section ( 13 ) in order to influence the hardening or solidification of the plastic melt.

Fortbildungsgemäß sind die Temperierelemente Heizelemente oder Kühlelemente.According to training, the temperature control elements are heating elements or Cooling elements.

In der Zeichnung ist ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel darge­ stellt:In the drawing, an embodiment of the invention is Darge represents:

Fig. 1 zeigt schematisch die Spritz­ gießvorrichtung, Fig. 1 shows schematically the injection molding device,

Fig. 2 zeigt schematisch einen vergrößerten Schnitt durch die Vorrichtung: Fig. 2 shows schematically an enlarged section through the apparatus:

In Fig. 1 ist - schematisch dargestellt - eine Spritzgießvorrichtung zu sehen. Das Spritzgießwerkzeug 1 weist eine Kavität 2 auf, die die Geo­ metrie des zu fertigenden Formteils 6 definiert. Die Kavität 2 wird mit Schmelze versorgt, die in einer Kunststoffplastifizier- und -einspritzeinheit (bestehend aus Schnecke 5 und Schneckenzylinder 4) hergestellt wird; die Schmelze wird über eine Kunststoffeinspritzdüse 3 ins Werkzeug 1 injiziert. An injection molding device can be seen in FIG. 1, shown schematically. The injection mold 1 has a cavity 2 , which defines the geometry of the molded part 6 to be produced . The cavity 2 is supplied with melt, which is produced in a plastic plasticizing and injection unit (consisting of screw 5 and screw cylinder 4 ); the melt is injected into the tool 1 via a plastic injection nozzle 3 .

Wie der Fig. 1 sofort entnommen werden kann, fließt die Schmelze - von der Kunststoffeinspritzdüse 3 kommend - auf zwei unterschiedli­ chen Wegen durch die Kavität: Sie fließt im vorliegenden Falle symme­ trisch in einen ersten Abschnitt 10 und in einen zweiten Abschnitt 11 der Kavität 2. An der Stelle 12 treffen beide Teil-Schmelzeflüsse zusammen. Erfindungsgemäß ist genau an dieser Zusammentreffstelle 12 ein Fluid­ einspritzelement 7 vorhanden, das einen Werkzeugabschnitt aus porö­ sem Metall 13 mit Druckfluid, im vorliegenden Falle mit Stickstoffgas (N2), versorgt.As can be seen immediately from FIG. 1, the melt - coming from the plastic injection nozzle 3 - flows through the cavity in two different ways: in the present case, it flows symmetrically into a first section 10 and into a second section 11 of the cavity 2 . At point 12 , both partial melt flows meet. According to the invention, a fluid injection element 7 is present at this exact meeting point 12 , which supplies a tool section made of porous metal 13 with pressurized fluid, in the present case with nitrogen gas (N 2 ).

Weiterhin sind im Bereich der Zusammentreffstelle der Teilschmelzen 12 verschiedene Temperierelemente 14 angeordnet. Soll eine thermopla­ stische Schmelze verarbeitet werden, werden die Temperierelemente 14 für eine Erwärmung der Bindenahtstelle 12 sorgen. Damit kann das Kunststoffmaterial dort nicht zu schnell 'einfrieren', so daß ein einwand­ freier Stoffschluß gewährleistet ist.Furthermore, different temperature control elements 14 are arranged in the area of the meeting point of the partial melts 12 . If a Thermoplan AG STIC melt to be processed, the tempering are 14 provide for heating of the weld location 12th This means that the plastic material cannot freeze there too quickly, so that a perfect material bond is guaranteed.

Sobald die beiden Teilschmelzen über die beiden Abschnitte 10 und 11 an der Zusammentreffstelle 12 angelangt sind, wird über das Fluidein­ spritzelement 7 und den Werkzeugabschnitt aus porösem Metall 13 zwi­ schen der Wandung 9 der Kavität 2 und dem noch flüssigen Kunststoff ein Fluidpolster 8 aufgebaut.As soon as the two partial melts have reached the meeting point 12 via the two sections 10 and 11, a fluid cushion 8 is built up via the fluid injection element 7 and the tool section made of porous metal 13 between the wall 9 of the cavity 2 and the still liquid plastic.

Die Verhältnisse sind detailliert in Fig. 2 dargestellt. Das Fluidpolster 8 bewerkstelligt, daß erstarrungsbedingte Kontraktionen des Kunststoffs keine Einfallstellen an der Formteiloberfläche verursachen, sondern daß das Fluidpolster diese Kontraktionen ausgleicht. Die Oberflächenqualität ist daher auch im Bereich der Bindenaht 12 - abgesehen von der Stelle des Polsters 8 - erstklassig.The relationships are shown in detail in FIG. 2. The fluid cushion 8 brings about that solidification-related contractions of the plastic do not cause sink marks on the surface of the molded part, but rather that the fluid cushion compensates for these contractions. The surface quality is therefore also first class in the area of the weld line 12 - apart from the location of the cushion 8 .

Der Bereich aus porösem Metall 13 kann z. B. aus Sintermetall bestehen, wie er im Kunststoff-Werkzeugbau üblicherweise zu Entlüftungszwec­ ken eingesetzt wird. The area of porous metal 13 may e.g. B. consist of sintered metal, as is usually used in plastic tool making to Entlüungszwec ken.

Additiv zu der erläuterten Vorgehensweise - dies ist jedoch im Ausfüh­ rungsbeispiel nicht dargestellt - kann an weiteren Stellen des Formteils Gas injiziert werden ("Gasinnendruckverfahren"), um innere Hohlstellen im Formteil 6 zu schaffen.Additive to the procedure described - however, this is not shown in the exemplary embodiment - gas can be injected at other points in the molded part (“internal gas pressure method”) in order to create internal cavities in the molded part 6 .

Die Größe des Sintermetalleinsatzes 13 ist von den aktuellen Bedürfnis­ sen abhängig. Generell ist er so groß auszubilden, wie es der Größe des Fluidpolsters 8 entspricht. Gegebenenfalls kann der Bereich um den Ein­ satz 13 herum (oder der Bereich 13 selber) zwecks definierter Ausbil­ dung des Fluidpolsters aufgerauht werden, wie es die WO 93/01039 A1 lehrt. Als Werkzeugabschnitte 13 kommen vorzugsweise - wie erläutert - poröse Metalle, insbesondere Sintermetalle, zum Einsatz. Alternativ da­ zu ist es aber auch möglich, beliebige gasdurchlässige und wärme- und druckbeständige Materialien dort einzusetzen.The size of the sintered metal insert 13 depends on the current need sen. In general, it should be as large as the size of the fluid cushion 8 . If necessary, the area around the insert 13 (or the area 13 itself) can be roughened for the purpose of defined formation of the fluid cushion, as taught in WO 93/01039 A1. As explained, porous metals, in particular sintered metals, are preferably used as tool sections 13 . Alternatively, it is also possible to use any gas-permeable and heat and pressure-resistant materials there.

Der Einsatz der erfindungsgemäßen Lehre ist vor allem bei der Verar­ beitung von Duroplasten und Elastomeren vorteilhaft: Es besteht bei der Verarbeitung dieser Materialien üblicherweise die Gefahr des Mate­ rialeintritts in kleinste Spalte. Dadurch tritt das Problem des Spritzgrates im Bereich der Trennebene des Werkzeugs immer wieder auf. Deshalb bietet sich gerade der poröse Stahl für die Herstellung von Formteilen aus diesen Kunststoffen an, da kein Kunststoff in dieses Metall eindrin­ gen kann.The use of the teaching according to the invention is primarily for processing Processing of thermosets and elastomers is advantageous: Processing these materials usually involves the risk of mate rial entry into the smallest column. This causes the problem of the splash burr in the parting plane of the tool again and again. Therefore The porous steel is particularly suitable for the production of molded parts from these plastics, since no plastic penetrates into this metal can.

Claims (11)

1. Verfahren zum Spritzgießen von Kunststoffgegenständen aus thermoplastischem, duroplastischem oder elastomerem Material, das die Schritte aufweist:
  • a) Einspritzen einer ausreichenden Menge Kunststoffschmelze in die Kavität (2) eines Formwerkzeugs (1) entlang eines Schmelzefließwegs, der sich von einer Kunststoffplastifizier- und -einspritzeinheit (4, 5) durch eine Kunststoffeinspritzdüse (3) bis ins Formwerkzeug (1) erstreckt;
  • b) Gleichzeitiges und/oder anschließendes Eingeben eines Druckfluids, insbesondere eines Druckgases, von einer Wandung (9) der Kavität (2) aus mittels mindestens eines Fluideinspritzelements (7), so daß sich ein Fluidpolster (8) zwischen Wandung (9) der Kavität (2) und der ins Formwerkzeug eingebrachten Schmelze bildet;
  • c) Erstarren- oder Erhärtenlassen des so hergestellten Formteils (6);
  • d) Entlastung der Kavität (2) vom Druck des Druckfluids; und
  • e) Entformen des Formteils (6);
wobei
  • - die Kunststoffschmelze in einen ersten (10) und in mindestens einen weiteren zweiten (11) Abschnitt der Kavität (2) geleitet wird, wobei die Schmelzen aus beiden Abschnitten (10, 11) an einer von der Kunststoffeinspritzdüse (3) entfernten Stelle (12) zusammentreffen,
  • - das Druckfluid über einen Werkzeugabschnitt (13) in die Kavität (2) eingebracht wird, der aus mikroporösem Metall besteht, wobei der der Kavität (2) zugewandte Teil des Werkzeugabschnitts (13) im wesentlichen der zu fertigenden Formteilkontur entspricht und wobei der Werkzeugabschnitt (13) an der Zusammentreffstelle (12) der Schmelzen aus den beiden Abschnitten (10, 11) angeordnet ist, und
  • - in der Umgebung des Werkzeugabschnitts (13) Temperierelemente (14) angeordnet sind, um die Erhärtung der Kunststoffschmelze zu beeinflussen.
1. A process for the injection molding of plastic objects made of thermoplastic, thermosetting or elastomeric material, comprising the steps:
  • a) injecting a sufficient amount of plastic melt into the cavity ( 2 ) of a mold ( 1 ) along a melt flow path which extends from a plastic plasticizing and injection unit ( 4 , 5 ) through a plastic injection nozzle ( 3 ) into the mold ( 1 );
  • b) Simultaneous and / or subsequent input of a pressure fluid, in particular a pressure gas, from a wall ( 9 ) of the cavity ( 2 ) by means of at least one fluid injection element ( 7 ), so that a fluid cushion ( 8 ) is located between the wall ( 9 ) of the cavity ( 2 ) and forms the melt introduced into the mold;
  • c) allowing the molded part ( 6 ) thus produced to solidify or harden;
  • d) relief of the cavity ( 2 ) from the pressure of the pressure fluid; and
  • e) demolding the molded part ( 6 );
in which
  • - The plastic melt is passed into a first ( 10 ) and at least one further second ( 11 ) section of the cavity ( 2 ), the melts from both sections ( 10 , 11 ) at a point ( 12 ) remote from the plastic injection nozzle ( 3 ) ) meet,
  • - The pressurized fluid is introduced via a tool section ( 13 ) into the cavity ( 2 ), which consists of microporous metal, the part of the tool section ( 13 ) facing the cavity ( 2 ) essentially corresponding to the contour of the molded part and the tool section ( 13 ) is arranged at the meeting point ( 12 ) of the melts from the two sections ( 10 , 11 ), and
  • - In the vicinity of the tool section ( 13 ) temperature control elements ( 14 ) are arranged to influence the hardening of the plastic melt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr von Fluid durch das Fluideinspritzelement (7) in Abhängigkeit des in der Kavität (2) herrschenden Drucks und/oder in Abhängigkeit der seit dem Beginn des Einspritzens von Schmelze verstrichenen Zeit und/oder in Abhängigkeit des Einspritzweges der Schnecke (5) gesteuert oder geregelt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the supply of fluid through the fluid injection element ( 7 ) depending on the prevailing in the cavity ( 2 ) pressure and / or depending on the time elapsed since the start of the injection of melt and / or is controlled or regulated depending on the injection path of the screw ( 5 ). 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des Druckfluids, das über das Fluideinspritzelement (7) in die Kavität (2) eingebracht wird, gemäß einem vorgegebenen zeitlichen Profil gesteuert oder geregelt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the pressure of the pressure fluid, which is introduced via the fluid injection element ( 7 ) into the cavity ( 2 ), is controlled or regulated according to a predetermined time profile. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich des Werkzeugabschnitts (13) aus mikroporösem Metall für eine gewisse Zeit beheizt wird, um im Falle von zu verarbeitenden Thermoplasten ein vorzeitiges Einfrieren der Schmelze zu verhindern. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the region of the tool section ( 13 ) made of microporous metal is heated for a certain time in order to prevent premature freezing of the melt in the case of thermoplastics to be processed. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich des Werkzeugabschnitts (13) aus mikroporösem Metall für eine gewisse Zeit gekühlt wird, um im Falle von zu verarbeitenden Duroplasten oder Elastomeren eine vorzeitige Erstarrung der Schmelze zu verhindern.5. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the region of the tool section ( 13 ) made of microporous metal is cooled for a certain time in order to prevent premature solidification of the melt in the case of thermosets or elastomers to be processed. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich des Werkzeugabschnitts (13) aus mikroporösem Metall für eine gewisse Zeit gekühlt wird, um im Falle von zu verarbeitenden Thermoplasten ein Einfrieren der Schmelze zu bewerkstelligen.6. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the area of the tool section ( 13 ) made of microporous metal is cooled for a certain time in order to bring about freezing of the melt in the case of thermoplastics to be processed. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich des Werkzeugabschnitts (13) aus mikroporösem Metall für eine gewisse Zeit beheizt wird, um im Falle von zu verarbeitenden Duroplasten oder Elastomeren ein Erstarren der Schmelze zu bewerkstelligen.7. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the region of the tool section ( 13 ) made of microporous metal is heated for a certain time in order to solidify the melt in the case of thermosets or elastomers to be processed. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Druckfluid nach Verfahrensschritt b) gemäß Anspruch 1 zwischen Wandung (9) der Kavität (2) und Schmelze und zusätzlich durch mindestens ein weiteres Fluideinspritzelement ins Innere der Schmelze eingegeben wird. 8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that pressurized fluid after step b) according to claim 1 between the wall ( 9 ) of the cavity ( 2 ) and the melt and in addition by at least one further fluid injection element is entered into the interior of the melt. 9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, die aufweist:
  • - ein aus mindestens zwei Hälften bestehendes Formwerkzeug (1) mit einer Kavität (2);
  • - eine Kunststoffplastifizier- und -einspritzeinheit (4, 5), die Kunststoffschmelze produziert und von der aus diese Schmelze über eine Kunststoffeinspritzdüse (3) bis in die Kavität (2) des Formwerkzeugs (1) gelangt; und
  • - mindestens ein Fluideinspritzelement (7), das Druckfluid, insbesondere Druckgas, von einer Wandung (9) der Kavität (2) aus in die Kavität einleitet, so daß sich ein Fluidpolster (8) zwischen Wandung (9) und der ins Formwerkzeug (1) eingebrachten Schmelze bildet,
  • - einen ersten (10) und mindestens einen weiteren zweiten (11) Abschnitt der Kavität (2), in den die Kunststoffschmelze eingeleitet wird, wobei die beiden Abschnitte (10, 11) an einer von der Kunststoffeinspritzdüse (3) entfernten Stelle (12) zusammentreffen,
  • - einen Werkzeugabschnitt (13) aus mikroporösem Metall, der mit einem Fluideinspritzelement (7) in Verbindung steht und über den ein Fluid zwischen Kavitätswand und Kunststoffschmelze eingeleitet werden kann, wobei der der Kavität (2) zugewandte Teil des Werkzeugabschnitts (13) im wesentlichen der zu fertigenden Formteilkontur entspricht und wobei der Werkzeugabschnitt (13) an der Zusammentreffstelle (12) der Schmelzen aus den beiden Abschnitten (10, 11) angeordnet ist, und
  • - Temperierelemente (14), die in der Umgebung des Werkzeugabschnitts (13) angeordnet sind, um die Erhärtung oder Erstarrung der Kunststoffschmelze zu beeinflussen.
9. Device for carrying out the method according to at least one of claims 1 to 8, which comprises:
  • - A molding tool ( 1 ) consisting of at least two halves with a cavity ( 2 );
  • - A plastic plasticizing and injection unit ( 4 , 5 ) which produces plastic melt and from which this melt reaches the cavity ( 2 ) of the molding tool ( 1 ) via a plastic injection nozzle ( 3 ); and
  • - At least one fluid injection element ( 7 ) which introduces pressurized fluid, in particular pressurized gas, from a wall ( 9 ) of the cavity ( 2 ) into the cavity, so that a fluid cushion ( 8 ) between the wall ( 9 ) and the mold ( 1 ) introduced melt forms,
  • - a first ( 10 ) and at least one further second ( 11 ) section of the cavity ( 2 ) into which the plastic melt is introduced, the two sections ( 10 , 11 ) at a point ( 12 ) remote from the plastic injection nozzle ( 3 ) meet,
  • - A tool section ( 13 ) made of microporous metal, which is connected to a fluid injection element ( 7 ) and via which a fluid can be introduced between the cavity wall and the plastic melt, the part of the tool section ( 13 ) facing the cavity ( 2 ) essentially the corresponds to the molded part contour and the tool section ( 13 ) is arranged at the meeting point ( 12 ) of the melts from the two sections ( 10 , 11 ), and
  • - Temperature control elements ( 14 ) which are arranged in the vicinity of the tool section ( 13 ) in order to influence the hardening or solidification of the plastic melt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperierelemente Heizelemente sind.10. The device according to claim 9, characterized in that the Temperature control elements are heating elements. 11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperierelemente Kühlelemente sind.11. The device according to claim 9, characterized in that the Temperature control elements are cooling elements.
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