DE19739522A1 - Spritzprägeverfahren - Google Patents
SpritzprägeverfahrenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spritzprägever
fahren für einen Formkörper mit einem dicken Rippenabschnitt
und insbesondere ein Spritzprägeverfahren, bei dem sowohl Zu
haltedruck als auch Gasdruck genutzt werden.
Herkömmlicherweise ist ein Gasspritzgießverfahren allge
mein bekannt, bei dem Gas in einen dicken Abschnitt eines
Formkörpers eingepreßt wird, um diesen hohl zu machen und den
Formkörper hinsichtlich Einsackstellen zu verbessern.
Bei einem derartigen Gasspritzgießverfahren ist es er
forderlich, geschmolzenes Harz in einen Formhohlraum bei ei
nem überaus geringen Druck einzuführen, um Gas in das ge
schmolzene Harz einzupressen. Dementsprechend werden die
Transfereigenschaften der Form verschlechtert, und es besteht
die Gefahr, daß das Erscheinungsbild des Formkörpers beein
trächtigt wird, so daß gegebenenfalls eine Verarbeitung, wie
ein Anstreichen oder dergleichen, erforderlich ist. Außerdem
wurde festgestellt, daß technische Untersuchungen, bei denen
viele Dinge berücksichtigt werden, wie die Anordnung des dicken
Abschnitts, die Größe, die Anordnung des Angußkanals und
dergleichen, erforderlich sind, um einen gewünschten dicken
Abschnitt hohl zu machen. Außerdem ist der anzuwendende Gas
druck im allgemeinen hoch, und der Verbrauch an Gas ist eben
falls hoch, was zu einem Anstieg der Herstellungskosten
führt. Wenn ferner eine Behandlung, wie Plattieren und der
gleichen, erforderlich ist, dann besteht die Gefahr, daß eine
Plattierlösung in den hohlen Abschnitt durch das Loch der
Gaseinpreßöffnung eindringt, wobei ein fehlerhaftes Produkt
gebildet wird. Daher ist ein problematisches Vorbehandlungs
verfahren zum Abdichten des Lochs der Gaseinpreßöffnung er
forderlich.
Als ein Spritzgießverfahren zur Lösung der bei dem vor
stehend genannten Gasspritzgießverfahren bestehenden Probleme
gibt es ein Spritzprägeverfahren, bei dem sowohl Zuhaltedruck
als auch Gasdruck genutzt werden, zum Beispiel ein Verfahren,
bei dem geschmolzenes Harz in einem Zustand, in dem die Form
noch nicht vollständig geschlossen ist, spritzgegossen wird
und Gas zwischen das Harz eines dicken Abschnitts und die
Form eingepreßt wird, nachdem das geschmolzene Harz den dicken
Abschnitt durch das Zupressen der Form erreicht.
Ein derartiges Spritzprägeverfahren, bei dem sowohl Zu
haltedruck als auch Gasdruck genutzt werden, wird als wirksam
beim Formen eines Formkörpers angesehen, der lokal einen dicken
Abschnitt, wie einen Wulst und dergleichen, aufweist. Es
besteht die Gefahr, daß Einsackstellen in dem dicken Ab
schnitt gebildet werden und dessen Erscheinungsbild beein
trächtigen, wenn ein derartiger Formkörper nach einem übli
chen Spritzgießverfahren hergestellt wird. Bei dem vorstehend
erwähnten Spritzprägeverfahren, bei dem sowohl der Zuhalte
druck als auch der Gasdruck genutzt werden, besteht ein der
artiges Problem nicht, und die Bildung von Einsackstellen
wird verhindert, und es kann leicht ein Formkörper mit über
legenem Erscheinungsbild erhalten werden.
Bei dem vorstehend erwähnten herkömmlichen Spritzpräge
verfahren, bei dem sowohl der Zuhaltedruck als auch der Gas
druck genutzt werden, bestehen jedoch folgende Probleme.
Wenn Gas eingepreßt wird, während der Zuhaltedruck nach
Abschluß des Schließens der Form aufrechterhalten wird, dann
ist es in der Tat einfach möglich, zu erreichen, daß der Gas
druck direkt auf einen lokal dicken Abschnitt, wie einen
Wulst und dergleichen, einwirkt; es ist jedoch schwierig, zu
erreichen, daß der Gasdruck in ausreichender Weise über einen
gesamten kontinuierlich dicken Abschnitt, wie eine Rippe und
dergleichen, einwirkt, da ein Anstieg des Drucks des ge
schmolzenen Harzes in der Form, der durch den Zuhaltedruck
hervorgerufen wird, aufrechterhalten wird. Wenn also ein kon
tinuierlich dicker Abschnitt, wie eine Rippe und dergleichen,
gebildet wird, dann ist es erforderlich, den Gasdruck zu
erhöhen oder eine Anzahl von Gaseinpreßöffnungen bereit zu
stellen. Dementsprechend ist das Design des dicken Abschnitts
unweigerlich aufgrund des Gaseinpressens beschränkt, und das
Ausmaß der Einsackstellen bei dem erhaltenen Formkörper ist
nicht zufriedenstellend.
Mit der vorliegenden Erfindung werden die vorstehenden
Probleme bei herkömmlichen Spritzprägeverfahren, bei denen
sowohl Zuhaltedruck als auch Gasdruck genutzt werden, gelöst.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein
Spritzprägeverfahren bereitzustellen, das leicht auch auf ein
Design anwendbar ist, bei dem ein dicker Abschnitt in einem
großen Bereich bei einem geringen Gasdruck eingestellt wird,
und mit dem ein Formkörper stabil mit einem dicken Abschnitt
ohne Einsackstellen und mit überlegenem Erscheinungsbild ge
formt werden kann.
Um die vorstehende Aufgabe zu lösen, wird gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Spritzprägever
fahren bereitgestellt, bei dem geschmolzenes Harz in einen
Hohlraum in einem Zustand spritzgegossen wird, in dem eine
Form nicht vollständig geschlossen ist, die Form geschlossen
und zusammengedrückt wird und das geschmolzene Harz entwickelt
wird, so daß ein Formkörper mit einer dicken Rippe ge
bildet wird, wobei das Verfahren folgende Stufen umfaßt: Be
reitstellung eines Harzangußkanals nahe einem dicken Rippen
abschnitt und Spritzgießen von Harz aus dem Harzangußkanal;
Einpressen von Gas aus dem dicken Rippenabschnitt, so daß das
Gas zwischen das Harz des dicken Rippenabschnitts und die
Form strömt, bevor die Form geschlossen und zusammengedrückt
wird; anschließendes Rückströmenlassen des Harzes aus dem
Harzangußkanal, während die Form geschlossen und zusammenge
drückt wird; und weiteres Strömenlassen des Gases in die Nähe
des dicken Rippenabschnitts.
Entsprechend einem zweiten erfindungsgemäßen Spritzprä
geverfahren wird ein Spritzprägeverfahren bereitgestellt, bei
dem geschmolzenes Harz in einen Hohlraum in einem Zustand
spritzgegossen wird, in dem eine Form nicht vollständig ge
schlossen ist, die Form geschlossen und zusammengedrückt wird
und das geschmolzene Harz entwickelt wird, so daß ein Form
körper mit einer dicken Rippe gebildet wird, wobei das Ver
fahren folgende Stufen umfaßt: Bereitstellung eines Harzan
gußkanals nahe einem dicken Rippenabschnitt und Spritzgießen
von Harz aus dem Harzangußkanal; anschließendes Rückströmen
lassen des Harzes aus dem Harzangußkanal, während die Form
geschlossen und zusammengedrückt wird; und gleichzeitig oder
anschließend Einpressen von Gas aus dem dicken Rippenab
schnitt, so daß Gas in die Nähe des dicken Rippenabschnitts
strömt.
Das erfindungsgemäße Spritzprägeverfahren, bei dem Gas
druck zusammen mit dem Zuhaltedruck genutzt wird, umfaßt fer
ner folgende Stufen: Verwendung einer Form, in der eine Gas
einpreßöffnung ungefähr gegenüber dem Harzangußkanal angeord
net ist; und Verringerung des Zuhaltedrucks unmittelbar nach
dem Abschluß von Schließen und Zusammendrücken der Form.
Die vorstehenden und weiteren Aufgaben und Merkmale der
vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung im
Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
Fig. 1 ist ein Querschnitt, der ein Beispiel einer Form,
die für die vorliegende Erfindung verwendet wird, veranschau
licht;
Fig. 2A ist eine Draufsicht, die ein Beispiel eines
Formkörpers erläutert, der nach dem erfindungsgemäßen Verfah
ren geformt werden soll, und Fig. 2B ist ein Querschnitt ent
lang der Linie IIB-IIB von Fig. 2A;
Fig. 3A bis 3C sind Diagramme zur Erläuterung eines
Spritzprägeverfahrens entsprechend einer ersten Ausführungs
form der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4A und 4B sind Diagramme zur Erläuterung eines
Spritzprägeverfahrens entsprechend einer zweiten Ausführungs
form der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5A und 5B sind Querschnitte, die ein Beispiel
einer Form eines dicken Abschnitts eines Formkörpers veran
schaulichen, der erfindungsgemäß geformt werden soll;
Fig. 6A und 6B sind Diagramme, die ein weiteres Bei
spiel eines Formkörpers, der erfindungsgemäß geformt werden
soll, veranschaulichen;
Fig. 7 ist ein Querschnitt, der eine Form veranschau
licht, die in Beispiel 4 verwendet wurde; und
Fig. 8A ist eine Rückansicht eines Formkörpers, der in
Beispiel 4 geformt wurde, und Fig. 8B ist ein Querschnitt
entlang der Linie VIIIB-VIIIB von Fig. 8A.
Es wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeich
nungen eine ausführlichere Beschreibung der bevorzugten Aus
führungsformen der vorliegenden Erfindung vorgelegt.
Fig. 1 ist eine Modellansicht, die ein Beispiel einer
Form veranschaulicht, die bei einer Ausführungsform der vor
liegenden Erfindung verwendet wird. Bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren wird eine Form, bei der ein Hohlraum 1 nicht geöff
net ist, selbst wenn die Form geringfügig oder halb geöffnet
ist, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, verwendet, um geschmolze
nes Harz in einem Zustand spritzzugießen, in dem die Form
nicht vollständig geschlossen ist (oder geringfügig oder halb
geöffnet ist).
Der Hohlraum 1 ist so ausgelegt, daß ein Formkörper 10
mit einer Form, wie sie in den Fig. 2A und 2B gezeigt ist,
geformt wird, wobei ein Ende in der offen/geschlossen-Rich
tung der Form 2 geöffnet ist, während das andere Ende in der
offen/geschlossen-Richtung der Form 2 und der Umfang ge
schlossen sind, wie ein Verpackungskasten, ein Gehäuse für
eine elektrische Ausrüstung, eine Tür eines Schranks oder
dergleichen, eine Frisierkommode, ferner ein Außenteil für
ein Auto unter Einschluß einer Radkappe, einer Stoßstange,
eines Spoilers und dergleichen, sowie ein Innenteil für ein
Auto unter Einschluß eines Armaturenbretts, einer Türverklei
dung, einer Stütze und dergleichen.
Die Form 2 wird ausführlicher beschrieben. Der Hohlraum
1 wird zwischen einer bewegbaren Form 2a und einer festen
Form 2b gebildet, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. In der Zeich
nung ist zwar die bewegbare Form 2a ein Stempel und die feste
Form 2b ein Gesenk; es gibt jedoch kein Problem, selbst wenn
die feste Form 2b ein Stempel ist und die bewegbare Form 2a
ein Gesenk ist.
Ein Vertiefungsabschnitt 4, der einem dicken Rippenab
schnitt 11 des Formkörpers entspricht, ist auf der Seite der
bewegbaren Form 2a ausgebildet. Auf der Seite der festen Form
2b wird ein Harzangußkanal 9 nahe dem Vertiefungsabschnitt 4
bereitgestellt. Außerdem wird ein Ausdrückstift 6, der die
bewegbare Form 2a durchdringt, auf der Seite der bewegbaren
Form 2a bereitgestellt, so daß die vordere Endfläche des Aus
drückstifts 6 dem Hohlraum 1 in einer Position zugewandt ist,
in der der Ausdrückstift 6 den Vertiefungsabschnitt 4 schnei
det. Der Ausdrückstift 6 besteht aus einer Hülse 6a und einem
Schaft 6b, der in diese Hülse 6a eingeführt ist. Ein Spalt
als ein Pfad für unter Druck stehendes Gas, das nachstehend
beschrieben wird, ist zwischen der Hülse 6a und dem Schaft 6b
gelassen. Das rückwärtige Ende des Ausdrückstifts 6 steht in
Kontakt mit einem Pfad für unter Druck stehendes Gas 7. Die
Position des Ausdrückstifts 6 kann in zweckmäßiger Weise ein
gestellt werden, solange seine vordere Endfläche sich gegen
über dem Vertiefungsabschnitt 4 befindet.
Unter Druck stehendes Gas, das durch den Pfad für unter
Druck stehendes Gas 7 zugeführt wird, tritt durch den Spalt
zwischen der Hülse 6a und dem Schaft 6b vom rückwärtigen Ende
des Ausdrückstifts 6 und wird in den Hohlraum 1 aus der Gas
einpreßöffnung 5 im vorderen Endabschnitt des Ausdrückstifts
6 eingeführt. Die Bezugszeichen 8a bis 8d bezeichnen Dich
tungsmaterialien.
Ein Beispiel, bei dem der Formkörper 10, der in den Fig.
2A und 2B gezeigt ist, unter Verwendung der Form 2 mit
der in Fig. 1 gezeigten Struktur geformt wird, wird speziell
mit Bezug auf die Fig. 3A bis 3C als ein Spritzprägever
fahren entsprechend einer ersten Ausführungsform der vorlie
genden Erfindung beschrieben. Der Ausdrückstift 6 wird kurz
in den Fig. 3A bis 3C veranschaulicht.
Zuerst wird geschmolzenes Harz 3 in den Hohlraum 1 aus
dem Harzangußkanal 9 durch eine Spritzdüse 20 in dem Zustand
spritzgegossen, in dem die Form 2 geringfügig geöffnet ist,
wie es in Fig. 3A gezeigt ist. Als Harz kann allgemein ein
thermoplastisches Harz, das bei einem üblichen Spritzgießver
fahren oder einem üblichen Extrusionsverfahren verwendet
wird, eingesetzt werden. Außerdem kann auch ein wärmehärten
des Harz verwendet werden, wenn daran ein Bedarf besteht.
Ferner können diesen Harzen Füllmittel, wie Füllstoffe, ver
stärkende Fasern und dergleichen, oder verschiedene Additive
(wie Weichmacher, Gleitmittel, Ultraviolettabsorber, Farb
stoffe, Pigmente, Antibeschlagmittel, antistatische Additive,
flammhemmende Mittel und dergleichen) zugesetzt werden.
Sodann wird unter Druck stehendes Gas in den Hohlraum 1
aus einer Gaseinpreßöffnung 5 eingepreßt, wie es in Fig. 3B
gezeigt ist. Als Gas können ein Inertgas, wie Stickstoffgas
oder dergleichen, Luft usw. verwendet werden. Ein Inertgas,
wie Stickstoff oder dergleichen, ist bevorzugt, um eine Ver
gilbung durch Gas oder dergleichen zu verhindern. Da ferner
ein zufriedenstellender Formkörper bei einem geringen Gas
druck (zum Beispiel 60 kg/cm2 oder weniger) bei dem erfin
dungsgemäßen Formverfahren geformt werden kann, gibt es kein
Problem, selbst wenn Luft verwendet wird. In diesem Fall ist
es leicht, das komprimierte Gas und eine Zufuhrvorrichtung
herzustellen, so daß das Formen zu geringeren Kosten als im
Fall der Verwendung von Stickstoffgas oder dergleichen erfol
gen kann.
Eine spezielle Steuerung zur Einführung des Gases ist
nicht erforderlich, und das Gas kann ständig eingepreßt wer
den. Wenn der Zeitpunkt und die Dauer des Gaseinpressens un
ter Verwendung eines Spritzgieß-Startsignals, eines Form
schließ-Startsignals und dergleichen von einer Spritzgießvor
richtung gesteuert werden, dann ist dies effektiver im Hin
blick auf den Gasverbrauch.
Das Einpressen des komprimierten Gases ist nicht auf die
Weise beschränkt, die durch den Ausdrückstift 6 erfolgt, und
es kann durchgeführt werden, indem ein Pfad für das kompri
mierte Gas in der Form 2 getrennt davon ausgebildet wird. Zum
Beispiel kann das Gas unter Verwendung einer Gaszufuhrausrü
stung zugeführt werden, die bei einem Gasspritzgießverfahren
verwendet wird.
Sodann läßt man das Harz im Hohlraum 1 zurück aus dem
Harzangußkanal 9 strömen, während die Form 2 geschlossen und
zusammengedrückt ist, wie es in Fig. 3C gezeigt ist. Genauer
gesagt wird die Form 2 geschlossen und zusammengedrückt, wäh
rend eine Düsenöffnung 21 der Spritzdüse 20 offengelassen
wird, mit der Folge, daß das Harz zurück in die Spritzdüse 20
aus dem Harzangußkanal 9 strömen kann. Daneben kann, nach Ab
schluß des Spritzgießens des geschmolzenen Harzes, die Düsen
öffnung 21 einmal geschlossen werden, und die Form 2 kann ge
schlossen und zusammengedrückt werden, um das Harz im Hohl
raum 1 zu entwickeln. In diesem Fall kann, wenn die Düsenöff
nung 21 anschließend erneut geöffnet wird, während die Form 2
geschlossen und zusammengedrückt gehalten wird, das Harz
ebenfalls zurück in die Spritzdüse 20 strömen. In jedem Fall
wird ein Spritzkolben 22 zurückgezogen, wenn das Harz zurück
strömt.
Ein derartiges Zurückziehen des Spritzkolbens 22 kann
auch zwangsweise zeitlich synchronisiert mit dem Schließen
und Zusammendrücken der Form 2 erfolgen. Genauer gesagt kann,
wenn die Form 2 geschlossen und zusammengedrückt wird oder
der Formzuhaltedruck erhöht wird, der Spritzkolben 22 so ge
steuert werden, daß er in einem festgelegten Ausmaß zurückge
zogen wird, zum Beispiel indem ein Startsignal, das das
Schließen und Zusammendrücken der Form 2 angibt, herangezogen
wird, oder indem der Formzuhaltedruck oder der Formöffnungs
grad festgestellt wird, so daß der Spritzkolben 22 so gesteu
ert werden kann, daß er unter Verwendung dieses Signals zu
rückgezogen wird.
Nach Abschluß des Schließens und Zusammendrückens der
Form 2 wird die Form 2 für eine festgelegte Zeitspanne gehal
ten, wie sie ist. Nachdem der Formkörper 10 abgekühlt ist,
wird die Form 2 geöffnet, und der Formkörper 10 wird entnom
men.
Als nächstes wird ein Beispiel, bei dem der Formkörper
10, der in Fig. 2 gezeigt ist, unter Verwendung der Form 2
mit der in Fig. 1 gezeigten Struktur in der gleichen Weise
wie in der vorstehenden Ausführungsform geformt wird, spezi
ell mit Bezug auf die Fig. 4A und 4B als ein Spritzpräge
verfahren entsprechend einer zweiten Ausführungsform der vor
liegenden Erfindung beschrieben. Der Ausdrückstift 6 ist kurz
auch in den Fig. 4A und 4B veranschaulicht.
Zunächst wird das vorstehend erwähnte geschmolzene Harz
3 in den Hohlraum 1 aus dem Harzangußkanal 9 durch die
Spritzdüse 20 in einem Zustand spritzgegossen, in dem die
Form 2 geringfügig geöffnet ist, wie es in Fig. 4A gezeigt
ist.
Sodann läßt man das Harz im Hohlraum 1 zurück aus dem
Harzangußkanal 9 strömen, während die Form 2 geschlossen und
zusammengedrückt wird, wie es in Fig. 4B gezeigt ist. Außer
dem wird das vorstehend erwähnte komprimierte Gas in den
Hohlraum 1 aus der Gaseinpreßöffnung 5 zum Zeitpunkt des
Schließens und Zusammendrückens der Form 2 oder anschließend
eingepreßt. Der Spritzkolben 22 zieht sich zurück, wenn das
Harz zurückströmt, und zwar in der gleichen Weise wie bei dem
Spritzprägeverfahren entsprechend der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
Entsprechend dem erfindungsgemäßen Spritzprägeverfahren
strömt das Harz zurück aus dem Harzangußkanal 9, der nahe dem
dicken Rippenabschnitt 11 bereitgestellt wird, wenn die Form
2 geschlossen und zusammengedrückt wird, mit dem Ergebnis,
daß eine Kraft entsteht, die den Harzdruck des dicken Rippen
abschnitts 11 in sehr wirksamer Weise verringert. Dementspre
chend ist es möglich, Gas am Umfang des dicken Rippenab
schnitts 11 in sicherer Weise einzuführen, ohne den Gasdruck
sehr stark zu erhöhen.
Bei dem Spritzprägeverfahren entsprechend der ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung läßt man Gas, das
eingepreßt wurde, bevor die Form 2 geschlossen und zusammen
gedrückt wird, zwischen dem Stempel 2a und dem geschmolzenen
Harz 3 in einem gewissen Ausmaß strömen, und anschließend
wird es vorzugsweise am Umfang des dicken Rippenabschnitts 11
eingeführt, der später abkühlt als ein Abschnitt normaler
Dicke (dünner Abschnitt) und ein hohes Fließvermögen auf
weist, wenn die Form 2 geschlossen und zusammengedrückt wird.
Außerdem wird bei dem Spritzprägeverfahren entsprechend der
zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Gas, das
eingepreßt wird, nachdem die Form 2 geschlossen und zusammen
gedrückt ist, anschließend vorzugsweise am Umfang des dicken
Rippenabschnitts 11 eingeführt, wenn die Form 2 geschlossen
und zusammengedrückt ist, und zwar in der gleichen Weise, wie
es vorstehend angegeben wurde. Dementsprechend ist es mög
lich, den dicken Rippenabschnitt 11 selektiv zu pressen, so
daß es möglich ist, die Preßwirkung des Gases zu erhöhen. Der
Gasdruck variiert abhängig vom Gasstrom, dem geringfügigen
Öffnen der Form 2 und dem Harzdruck an der Gaseinpreßöffnung
5 auf der Basis der Menge des eingeführten Harzes unter die
sen Bedingungen; der Gasdruck kann jedoch 60 kg/cm2 oder we
niger betragen, und normalerweise sind die Ergebnisse zufrie
denstellend, wenn der Gasdruck etwa 5 bis 40 kg/cm2 beträgt.
Außerdem kann entsprechend dem erfindungsgemäßen Spritz
prägeverfahren der Preßbereich mit dem Rückströmen des Harzes
vergrößert werden, wenn die Form 2 geschlossen und zusammen
gedrückt ist, so daß der Harzdruck im Hohlraum gleichmäßig
gemacht werden kann. Daher ist es, insbesondere wenn ein ka
stenartiger Formkörper, wie er in Fig. 2 gezeigt ist, geformt
wird, möglich, zu erreichen, daß der Preßdruck auf die Endab
schnitte (die Seitenabschnitte der kastenartigen Form) des
Formkörpers in ausreichender Weise einwirkt.
Der Formkörper, der nach dem erfindungsgemäßen Spritz
prägeverfahren erhalten wird, spiegelt nicht einfach die Form
des Hohlraums 1 wider, da der dicke Rippenabschnitt 11 durch
Gas gepreßt wird. Der dicke Rippenabschnitt 11 des Formkör
pers 10 in Fig. 2 weist also einen A-A-Querschnitt auf, wie
er zum Beispiel in Fig. 5A oder 5B gezeigt ist. Die gepunk
tete Linie in den Fig. 5A und 5B bezeichnet eine Hohlraum
oberfläche, und der Raum zwischen der Hohlraumoberfläche und
dem dicken Rippenabschnitt 11 ist ein Raum, in dem Gas einge
schlossen ist oder strömt. Die endgültige Form des dicken
Rippenabschnitts 11 hängt von der Form des Hohlraums, die dem
dicken Rippenabschnitt 11 entspricht, der Menge an eingeführ
tem Harz, der Menge und dem Druck des eingeschlossenen Gases
und dergleichen ab. Es besteht jedoch keine Gefahr, daß das
Erscheinungsbild des Formkörpers verschlechtert wird, da ein
dicker Abschnitt, wie eine Rippe, ein Wulst oder dergleichen,
auf der Rückseite des Formkörpers ausgebildet wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Spritzprägeverfahren wird ein
Abschnitt normaler Dicke nicht direkt durch Gas gepreßt, son
dern es wird die normale Oberfläche (gegenüber dem dicken
Rippenabschnitt 11) durch mechanischen Druck zusammenge
drückt, und nur der dicke Rippenabschnitt 11 wird durch das
Gas gepreßt. Einsackstellen im Erscheinungsbild werden durch
derartigen Gasdruck auf einen solchen dicken Abschnitt ver
bessert.
Bei dem erfindungsgemäßen Spritzprägeverfahren wird Gas
selektiv am Umfang eines dicken Abschnitts eingeführt, der
später abkühlt und eine höheres Fließvermögen aufweist. Dem
entsprechend wird die Gaseinpreßöffnung 5 in einer Position
bereitgestellt, in der die Gaseinpreßöffnung 5 den Vertie
fungsabschnitt 4, der dem dicken Abschnitt des Formkörpers
entspricht, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, schneidet. Außerdem
ist es besonders bevorzugt, die Gaseinpreßöffnung 5 so anzu
ordnen, daß sie sich gegenüber dem Harzangußkanal 9 befindet.
Dementsprechend kann der Harzdruck in dem Abschnitt der Gas
einpreßöffnung 5 sehr wirksam durch das Rückströmen des Har
zes verringert werden, wenn die Form 2 geschlossen und zusam
mengedrückt wird, so daß es möglich ist, die Einführung des
Gases in glatter Weise zu fördern.
Wenn ein Formkörper 10 mit einer Mehrzahl von unabhängi
gen dicken Abschnitten 11a und 11b, wie er in Fig. 6A gezeigt
ist, geformt wird, dann ist es bevorzugt, eine Form zu ver
wenden, die mit einer Mehrzahl von Gaseinpreßöffnungen in Po
sitionen, in denen die entsprechenden dicken Abschnitte ein
ander schneiden, versehen ist.
Außerdem ist es auch bevorzugt, einen dicken Abschnitt
11c, der die dicken Abschnitte 11a und 11b koppelt, bereitzu
stellen und alle dicken Abschnitte kontinuierlich zu machen,
wie es in Fig. 6B gezeigt ist. Dementsprechend ist es mög
lich, den Gasdruck auf alle dicken Abschnitte durch eine Gas
einpreßöffnung einwirken zu lassen. Es ist jedoch bevorzugt,
eine Mehrzahl von Gaseinpreßöffnungen bereitzustellen, wenn
die Gesamtlänge der dicken Abschnitte besonders groß ist. In
diesem Fall können weitere Angußkanäle, um das Harz zurück
strömen zu lassen, getrennt in einer Position gegenüber den
entsprechenden Einpreßöffnungen zusätzlich zu dem Harzanguß
kanal 9 zum Spritzgießen des geschmolzenen Harzes bereitge
stellt werden.
Ferner ist es beim erfindungsgemäßen Spritzprägeverfah
ren bevorzugt, den Preßdruck unmittelbar nach Abschluß des
Schließens und Zusammendrückens der Form zu verringern, das
heißt, unmittelbar nachdem die festgelegte Preßzeit zu Ende
ist oder die bewegbare Seite der Form eine festgelegte Preß
abschlußposition erreicht hat.
Schließlich kann, wenn der Preßdruck verringert wird,
Gas auch einem dicken Abschnitt am Umfangsabschnitt des Form
körpers entfernt von der Gaseinpreßöffnung 5 in sicherer
Weise zugeführt werden. Der Preßdruck zu diesem Zeitpunkt
kann so eingestellt werden, daß er geringer als der Formzu
haltedruck ist, wenn geschmolzenes Harz spritzgegossen und
eingeführt wird, oder als der Preßdruck, wenn die Form ge
schlossen und zusammengedrückt wird. Vorzugsweise wird die
Beziehung P1 (kg/cm2) ≧ P2 (kg/cm2) zwischen dem Preßdruck P1
und dem Gasdruck P2 eingestellt.
Erfindungsgemäß wird der Oberflächenzustand des Formkör
pers 10 insbesondere auf der Seite, auf der kein komprimier
tes Gas eingepreßt wird, das heißt der Oberflächenzustand des
Formkörpers 10 auf der Seite, die auf eine Hohlraumoberfläche
1b durch das Einpressen von komprimiertem Gas gepreßt wird,
verbessert. Dementsprechend ist es bevorzugt, daß das kompri
mierte Gas auf die Seite des Formkörpers gepreßt wird, die
bei Verwendung des Formkörpers kaum sichtbar ist. In Bezug
auf ein Gehäuse für eine elektrische Ausrüstung ist es zum
Beispiel bevorzugt, daß das komprimierte Gas in die Seite der
inneren Oberfläche gepreßt wird.
Es werden nun Beispiele und Vergleichsbeispiele be
schrieben.
In jedem der nachstehend angegebenen Vergleichsbeispiele
1 und 2 sowie Beispiele 1 bis 3 wurde der Formkörper 10, der
in Fig. 2 gezeigt ist, unter Verwendung der Form 2, die in
Fig. 1 gezeigt ist, geformt.
Eine Spritzgießvorrichtung <<IP.1050<<, die von Komatsu
Co., Ltd. hergestellt wurde und in der eine bewegliche Form
beliebig während des Formens bewegt und festgehalten werden
kann, wurde als Spritzgießvorrichtung verwendet. Der Formzu
haltedruck, der Preßdruck, die Preßrate und die Preßausgangs
position können bei dieser Vorrichtung eingestellt werden.
Der Harzangußkanal 9 und die Gaseinpreßöffnung 5 waren
in der Form 2 einander gegenüber angeordnet. In der bewegli
chen Form 2a wurde ein Vertiefungsabschnitt 4, der dem dicken
Abschnitt 11 des Formkörpers entsprach, ausgebildet, wobei er
die Gaseinpreßöffnung 5 schnitt. Die Spritzdüse 20, die zum
Beispiel in den Fig. 3A bis 3C gezeigt ist, wies einen
Heißkanal und eine Bubble-Kanalstruktur auf. Der Ausdrück
stift 6 wurde durch Kombination einer abgestuften Hülse 6a
mit einem Innendurchmesser von 2 mm und einem Außendurchmes
ser von 4 mm und einem Schaft 6b mit einem Außendurchmesser
von 1,98 mm gebildet, wobei der Abstand nicht speziell einge
stellt wurde. Außerdem war der vordere Endabschnitt
(Einpreßöffnung 5) des Ausdrückstiftes 6 flach in bezug auf
den Formkörper.
Bei dem Formkörper 10 war die Deckenfläche 250 mm × 250 mm
(die Dicke des Deckenflächenabschnitts wurde frei einge
stellt), und die Höhe der Seitenflächen betrug 80 mm (der
Neigungswinkel der Seitenflächen betrug 10 Grad). Eine Rippe
(dicker Abschnitt 11) mit einer Breite von 3 mm und einer
Höhe von 5 mm wurde radial auf der Rückseite der Deckenfläche
festgelegt.
Es wurden vier Arten von Harzen verwendet, nämlich ABS
(STYLUCK 191F), modifiziertes PPE (ZYLON 220Z), ABS-GF
(STYLUCK R220A, versetzt mit 10% GF) und HIPS (STYLON 408),
und die Formtemperatur wurde auf 70°C eingestellt.
Harz, dessen Menge 98% des Gewichtes eines üblichen
spritzgegossenen Formkörpers betrug, wurde in dem Zustand
spritzgegossen, in dem ein Abstandshalter zwischen der beweg
lichen Formseite und der festen Formseite eingeführt war, so
daß die Dicke der Deckenfläche auf 2 mm eingestellt wurde,
und die Form wurde durch einen Formzuhaltedruck von 300 Ton
nen vollständig geschlossen. Stickstoffgas unter einem Druck
von 75 kg/cm2 wurde in die Form für 30 Sekunden unmittelbar
nach dem Abschluß des Spritzgießens gepreßt. Nach Abschluß
des Kühlens wurde die Form geöffnet, und der Formkörper wurde
entnommen. Das Ausmaß von Einsackstellen bei dem auf diese
Weise erhaltenen Formkörper war im Vergleich mit einem übli
chen spritzgegossenen Formkörper verbessert, erreichte jedoch
kein zufriedenstellendes Niveau.
Unmittelbar nach Abschluß des Spritzgießens des ge
schmolzenen Harzes, wobei die Form geringfügig geöffnet war
(die Dicke des Deckenflächenabschnitts betrug 4 mm), wurde
die Form geschlossen und zusammengedrückt. Anschließend wurde
die Menge des eingeführten geschmolzenen Harzes eingestellt,
so daß die Dicke des Endprodukts 2 mm betrug, und der Preß
druck wurde auf 150 kg/cm2 eingestellt. Stickstoffgas unter
einem Druck von 70 kg/cm2 wurde in die Form für 30 Sekunden
unmittelbar nach Abschluß des Zusammendrückens gepreßt. Nach
Abschluß des Abkühlens wurde die Form geöffnet, und der Form
körper wurde entnommen. Das Ausmaß von Einsackstellen in dem
auf diese Weise erhaltenen Formkörper war im Vergleich mit
einem üblichen spritzgegossenen Formkörper verbessert, er
reichte jedoch kein zufriedenstellendes Niveau.
Unmittelbar nach Abschluß des Spritzgießens eines ge
schmolzenen Harzes, wobei die Form geringfügig geöffnet war
(die Dicke des Deckenflächenabschnitts betrug 4 mm), wurde
die Form geschlossen und zusammengedrückt, und gleichzeitig
wurde der Spritzkolben um 9 mm zurückgezogen. Zu diesem Zeit
punkt wurde die Menge des eingeführten geschmolzenen Harzes
eingestellt, so daß die Dicke des Endprodukts 1,8 mm betrug,
und der Preßdruck wurde auf 150 kg/cm2 eingestellt. Stick
stoffgas unter einem Druck von 55 kg/cm2 wurde in die Form
für 30 Sekunden unmittelbar nach dem Abschluß des Zusammen
drückens gepreßt. Nach Abschluß des Abkühlens wurde die Form
geöffnet, und der Formkörper wurde entnommen. Das Ausmaß der
Einsackstellen des erhaltenen Formkörpers war im Vergleich
mit Vergleichsbeispiel 2 stark verbessert.
Das Formen wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1
durchgeführt, mit der Ausnahme, daß der Formzuhaltedruck von
150 kg/cm2 auf 80 kg/cm2 unmittelbar nach Erreichen einer
Dicke des Formkörpers von 1,8 mm durch Schließen und Zusam
mendrücken der Form verringert wurde, und ferner mit der Aus
nahme, daß Stickstoffgas in die Form bei einem Druck von 35 kg/cm2
gepreßt wurde. Das Ausmaß der Einsackstellen bei dem
erhaltenen Formkörper war in der gleichen Weise wie in Bei
spiel 1 verbessert, und zwar ungeachtet des geringen Gasdruckes.
Das Formen wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 2
durchgeführt, mit der Ausnahme, daß Gas in die Form zum glei
chen Zeitpunkt gepreßt wurde, zu dem das Spritzgießen des ge
schmolzenen Harzes gestartet wurde. Das Ausmaß der Einsack
stellen des erhaltenen Formkörpers war in der gleichen Weise
wie in Beispiel 1 verbessert, und zwar ungeachtet des gerin
gen Gasdrucks.
Der in den Fig. 8A und 8B gezeigte Formkörper 10
wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 3 unter Verwen
dung der Form 2 geformt, in der der Harzangußkanal 9 und die
Gaseinpreßöffnung 5 auf der gleichen Seite (der Seite der fe
sten Form 2b) angeordnet waren, wie es in Fig. 7 gezeigt ist.
Für den Formkörper 10 betrug die Größe 250 mm × 250 mm, und
die Dicke betrug 1,8 mm. Außerdem wurde eine Rippe (dicker
Abschnitt 11) mit einer Breite von 3 mm und einer Höhe von 5 mm
auf der Rückseite des Formkörpers 10 bereitgestellt.
Das Ausmaß der Einsackstellen im erhaltenen Formkörper
war in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 verbessert, und
zwar ungeachtet des geringen Gasdrucks.
Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse der Messung von Einsack
stellen und der visuellen Bewertung des Erscheinungsbildes
der Formkörper, die entsprechend den vorstehenden Vergleichs
beispielen und Beispielen erhalten wurden.
Tabelle 1
Die vorliegende Erfindung, die vorstehend beschrieben
wurde, hat folgende Wirkungen:
- (1) Harz strömt aus einem Harzangußkanal, der nahe einem dicken Rippenabschnitt angeordnet ist, zurück, wenn eine Form geschlossen und zusammengedrückt wird, mit der Folge, daß der Harzdruck des dicken Rippenabschnitts in sehr wirksamer Weise verringert werden kann. Dementsprechend ist es möglich, Gas am Umfang des dicken Rippenabschnitts in sicherer Weise ein zuführen. Daher kann der dicke Rippenabschnitt, ohne daß der Harzerweiterungseffekt des Preßverfahrens geopfert wird, se lektiv unter Verwendung eines geringen Gasdrucks gepreßt wer den, und es ist daher möglich, die Preßwirkung des Gases zu verbessern.
- (2) Der Preßbereich kann mit dem Rückströmen des Harzes, wenn die Form geschlossen und zusammengedrückt wird, vergrö ßert werden, so daß der Harzdruck im Hohlraum gleichmäßig ge macht werden kann. Daher ist es, insbesondere wenn ein ka stenartiger Formkörper geformt wird, möglich, daß der Preß druck auch auf die Endabschnitte des Formkörpers in ausrei chender Weise einwirkt.
- (3) Die vorliegende Erfindung ist daher einfach auf ein Design anwendbar, bei dem ein dicker Abschnitt in einem gro ßen Bereich bei einem geringen Gasdruck festgelegt wird, und es ist möglich, einen Formkörper mit einem dicken Abschnitt, der keine Einsackstellen und ein überlegenes Erscheinungsbild aufweist, zu formen.
Die vorstehende Beschreibung der bevorzugten Ausfüh
rungsformen der Erfindung wurde zur Erläuterung und Beschrei
bung vorgelegt. Sie soll nicht erschöpfend sein oder die Er
findung auf die genaue offenbarte Form beschränken, und Modi
fikationen und Variationen sind im Licht der vorstehenden
Lehre möglich oder ergeben sich bei der Ausführung der Erfin
dung. Die Ausführungsformen wurden gewählt und beschrieben,
um die Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendung
zu erläutern, so daß der Fachmann imstande ist, die Erfindung
in verschiedenen Ausführungsformen und mit verschiedenen Mo
difikationen, wie sie für die spezielle in Betracht gezogene
Anwendung geeignet sind, auszuführen. Der Schutzumfang der
Erfindung soll durch die beigefügten Ansprüche und ihre Äqui
valente festgelegt werden.
Claims (11)
1. Spritzprägeverfahren für einen Formkörper mit einer
dicken Rippe, wobei das Verfahren folgende Stufen umfaßt:
Bereitstellung eines Harzangußkanals in der Nähe eines dicken Rippenabschnitts eines Hohlraums;
Spritzgießen von geschmolzenem Harz aus dem Harzangußka nal in den Hohlraum in einem Zustand, in dem eine Form nicht vollständig geschlossen ist;
Einpressen von Gas aus dem dicken Rippenabschnitt in den Hohlraum, wobei man das Gas zwischen dem dicken Rippenab schnitt und der Form strömen läßt;
anschließendes Rückströmenlassen des Harzes aus dem Harzangußkanal, während das Harz durch vollständiges Schlie ßen der Form gepreßt wird; und
weiteres Strömenlassen von Gas in der Umgebung des Har zes in dem dicken Rippenabschnitt.
Bereitstellung eines Harzangußkanals in der Nähe eines dicken Rippenabschnitts eines Hohlraums;
Spritzgießen von geschmolzenem Harz aus dem Harzangußka nal in den Hohlraum in einem Zustand, in dem eine Form nicht vollständig geschlossen ist;
Einpressen von Gas aus dem dicken Rippenabschnitt in den Hohlraum, wobei man das Gas zwischen dem dicken Rippenab schnitt und der Form strömen läßt;
anschließendes Rückströmenlassen des Harzes aus dem Harzangußkanal, während das Harz durch vollständiges Schlie ßen der Form gepreßt wird; und
weiteres Strömenlassen von Gas in der Umgebung des Har zes in dem dicken Rippenabschnitt.
2. Spritzprägeverfahren nach Anspruch 1, wobei eine Gas
einpreßöffnung der Form ungefähr gegenüber dem Harzangußkanal
angeordnet ist.
3. Spritzprägeverfahren nach Anspruch 1, das ferner fol
gende Stufe umfaßt:
Verringerung des Preßdrucks unmittelbar nach dem Ab schluß des vollständigen Schließens der Form.
Verringerung des Preßdrucks unmittelbar nach dem Ab schluß des vollständigen Schließens der Form.
4. Spritzprägeverfahren nach Anspruch 1, wobei Zeitpunkt
und Dauer des Gaseinpressens unter Verwendung eines Spritz
gieß-Startsignals oder eines Formschließ-Startsignals gesteu
ert werden.
5. Spritzprägeverfahren nach Anspruch 1, wobei eine
Mehrzahl von Gaseinpreßöffnungen entsprechend einer Mehrzahl
von dicken Rippen des Formkörpers bereitgestellt wird.
6. Spritzprägeverfahren für einen Formkörper mit einer
dicken Rippe, wobei das Verfahren folgende Stufen umfaßt:
Bereitstellung eines Harzangußkanals in der Nähe eines dicken Rippenabschnitts eines Hohlraums;
Bereitstellung eines Harzangußkanals in der Nähe eines dicken Rippenabschnitts eines Hohlraums;
Spritzgießen von Harz aus dem Harzangußkanal in den
Hohlraum in einem Zustand, in dem eine Form nicht vollständig
geschlossen ist;
anschließendes Rückströmenlassen des Harzes aus dem Harzangußkanal, während das Harz durch vollständiges Schlie ßen der Form gepreßt wird;
gleichzeitig oder anschließend Einpressen von Gas aus dem dicken Rippenabschnitt in den Hohlraum, wobei man das Gas in der Nähe des dicken Rippenabschnitts strömen läßt.
anschließendes Rückströmenlassen des Harzes aus dem Harzangußkanal, während das Harz durch vollständiges Schlie ßen der Form gepreßt wird;
gleichzeitig oder anschließend Einpressen von Gas aus dem dicken Rippenabschnitt in den Hohlraum, wobei man das Gas in der Nähe des dicken Rippenabschnitts strömen läßt.
7. Spritzprägeverfahren nach Anspruch 6, wobei eine Gas
einpreßöffnung der Form ungefähr gegenüber dem Harzangußkanal
angeordnet ist.
8. Spritzprägeverfahren nach Anspruch 6, das ferner fol
gende Stufe umfaßt:
Verringerung des Preßdrucks unmittelbar nach dem Ab schluß des vollständigen Schließens der Form.
Verringerung des Preßdrucks unmittelbar nach dem Ab schluß des vollständigen Schließens der Form.
9. Spritzprägeverfahren nach Anspruch 6, wobei Zeitpunkt
und Dauer des Gaseinpressens unter Verwendung eines Spritz
gieß-Startsignals oder eines Formschließ-Startsignals gesteu
ert werden.
10. Spritzprägeverfahren nach Anspruch 6, wobei eine
Mehrzahl von Gaseinpreßöffnungen entsprechend einer Mehrzahl
von dicken Rippen des Formkörpers bereitgestellt wird.
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