DE2204830B2

DE2204830B2 - Spritzgießform zum Herstellen von Formkörpern aus Kunststoff

Info

Publication number: DE2204830B2
Application number: DE19722204830
Authority: DE
Inventors: Helmut 3223 Delligsen Fricke
Original assignee: Deutsche Spezialglas AG
Current assignee: Deutsche Spezialglas AG
Priority date: 1972-02-02
Filing date: 1972-02-02
Publication date: 1975-09-18
Also published as: IT990526B; FR2170220B1; FR2170220A1; DE2204830A1

Description

7. Spritzgießform nach Anspruch 6, dadurch tion im Spritzgießverfahren Formkörper aus hochgekennzeichnet, daß die Halteringe (3, 4) aus polymerem Material mit hoher Oberflächengüte hereiner Eisen-Nickel-Legierung mit mehr als 32 % gestellt werden, so müssen an die zum Herstellen Nickel bestehen. 35 der Gießform verwendeten Edelstahle hohe Reinheits-

8. Spritzgießform nach Anspruch 6 oder 7, forderungen gestellt werden. Infolgedessen werden in dadurch gekennzeichnet, daß die aus Glaskera- aller Regel Edelstahle verwendet, die im Vakuummik bestehenden Formteile (1, 2) sowie die Halte- schmelzverfahren hergestellt sind, während Gießforringe (3, 4) einander entsprechend konisch aus- men zur Herstellung von Kameralinsen und Lupen gebildet sind. 40 teilweise sogar aus elektronenstrahlerschmolzenen

9. Spritzgießform nach einem der Ansprüche 6 Stählen gefertigt werden. Dies ist deshalb erforderlich, bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Halte- weil sich aus der möglichen Beanspruchung der Gießringe (3, 4) mit der Stammform (5, 6) verschraubt form sowie aus den Anforderungen an die Maßgesind. nauigkeit und Oberflächengüte des fertigen Gieß-

45 teiles eine Reihe von Forderungen an das Gießformmaterial ableiten lassen: hohe Reinheit und Homogenität, gute Bearbeitbarkeit, Verzugsarmut bei der Wärmebehandlung (geringer thermischer Ausdehnungsgrad), hohe Härte, hoher Verschleißwiderstand, 50 gute Polierbarkeit, hohe Warmfestigkeit, hohe Temperaturwechselbeständigkeit, ausreichende Kernfestig-

Die Erfindung betrifft eine Spritzgießform zum keit, hoher Korrosionswiderstand sowie niedrige Her-Herstellen von Formkörpern aus Kunststoff. Diese Stellungskosten.

Spritzgießform dient insbesondere zum Herstellen von Bisher war es nicht möglich, die letztgenannte For-

Brillenscheiben aus Kunststoff mit optischen Ober- 55 derung, daß nämlich die Herstellung der Gießform flächen, die plan sein können oder eine vorbestimmte nur verhältnismäßig niedrige Kosten verursachen soll, Krümmung aufweisen können. mit den übrigen Anforderungen in Einklang zu brin-

Es ist bereits seit längerem bekannt, als Material gen.

für die Herstellung von Brillenscheiben an Stelle von Auch war es bisher trotz aller Sorgfalt bei der

Silikatglas Kunststoff zu verwenden. Kunststoffseil- 60 Herstellung der Spritzgießformen prinzipiell nicht ben haben gegenüber den üblicherweise verwendeten möglich, große Kunststoffflächen (größer als 10 cm²) Glas-Brillenscheiben den Vorteil, daß sie bruchsicher im Spritzgießverfahren so fehlerfrei herzustellen, daß sind und außerdem auf verschiedenen Anwendungs- sie einen spiegelnden Hochglanz ohne Unregelmäßiggebieten, beispielsweise bei der Herstellung von keiten zeigen. Dabei ist zu bedenken, daß die Ober-Schutzbrillen, den Vorteil größerer Unempfindlich- 65 flächengüte des herzustellenden Kunststoffteiles in keit gegenüber mechanischen und chemischen Ein- erster Linie von der Beschaffenheit der den Füllraum Wirkungen durch umherfliegende Partikeln haben. begrenzenden Flächen der Spritzgießform bestimmt

Grundsätzlich kommen bei der Herstellung von wird, das Polieren von hochwertigen Edelstahlen je-

doch ein hohes Maß an handwerklichem Können und Sorgfalt voraussetzt, wodurch die Herstellungskosten für die Gießform erheblich erhöht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spritzgießform der eingangs genannten Gattung zu schaffen, welche sich insbesondere zum Herstellen optischer Teile mit hochwertiger Oberfläche, wie Brillenscheiben eignet und bei der die Herstellungskosten gegenüber Formen aus hochwertigem Stahl gering sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die mit der Gießmasse in Berührung kommenden, den Formhohlraum begrenzenden Formteile aus Glaskeramik bestehen.

Versuchsweise wurde bereits Silikatglas als Fornienmaterial in die Stammform einer Spritzgießmaschine eingesetzt. Dies hatte den Zweck, sich die hervorragende Polierbarkeit des Glases zunutze zu machen, um so zu Formkörpern mit hoher Oberflächengüte zu kommen.

Diese Versuche waren jedoch bisher, außer bei kleinen Formkörpern (weniger als 44 mm Durchmesser), erfolglos. Vermutlich infolge der mangelnden Temperaturwechselbeständigkeit des verwendeten Glases sowie der über die dünne Klebschicht, mit welcher die Glasteile mit der Stammform verbunden worden sind, auf die Glas-Formteile übertragenen mechanischen Kräfte, durch welche die Glas-Formteile ungleichförmig mit Druck- bzw. Zugspannungen belastet werden, zerbrechen die in die Stahl-Stammform eingeklebten Glaseinsätze bei dem beschriebenen Verfahren bereits nach einigen Abformungen. Außerdem hat die Klebverbindung der Glas-Formteile mit der Stahl-Stammform den Nachteil, daß der aus den Glas-Formteilen bestehende Einsatz weder ausgewechselt noch nachgestellt werden kann. Dabei sind die Auswechselbarkeit und die Nachslellbarkeit des Einsatzes für das Spritzgießverfahren von außerordentlicher Bedeutung.

Die für die mit der Spritzgießmaschine in Berührung stehenden Formteile verwendete Glaskeramik eichnet sich durch eine außergewöhnlich geringe Wärmeausdehnung aus, die noch um den Faktor 10 kleiner sein kann als die Wärmeausdehnung des in dieser Hinsicht als ausgesprochen günstig bekannten Quarzglases.

Der Wärmeausdehnungskoeffizient von Glaskeramik liegt im Bereich von 20 bis 500° C bei 0 ± 1 (10"⁷/° C). Hieraus ergibt sich eine so gute Temperaturwechselbeständigkeit, daß schroffe Temperaturwechsel bei der Kunststoffverarbeitung ohne Bruchgefahr durch die Formteile ertragen werden können. Der Wärmeausdehnungskoeffizient ist im Verarbeitungsbereich thermoplastischer und duroplastischer Kunststoffe praktisch Null.

Weiterhin hat Glaskeramik folgende Vorteile: Das Gefüge ist völlig porenfrei, die aus Glaskeramik hergestellten Formteile sind ausgezeichnet polierbar, wobei die Polierbarkeit der Bearbeitbarkeit herkömmlicher optischer Gläser nicht nachsteht, Glaskeramik zeichnet sich durch eine hohe Vickershärte (HV 50 g Belastung) von 950 ± 80 kp/mm² aus. Außerdem verfügt Glaskeramik übei eine hohe chemische Beständigkeit.

Infolgedessen lassen sich dadurch, daß die mit der Spritzgießmaschine in Berührung stehenden Formteile aus Glaskeramik hergestellt werden, sämtliche a«i das Formenmaterial gestellten Anforderungen nahezu ideal erfüllen. Von besonderem Vorteil ist es, daß jede Wärmebehandlung der aus Glaskeramik bestehenden Formteile entfällt, einem Arbeitsgang, der auch bei Anwendung äußerster Sürgfalt bei Stählen häufig zu Mißerfolgen führen kann.

ίο Durch die Verwendung von Glaskeramik wird somit in überraschender Weise die Voraussetzung dafür geschaffen, Kunststoffteile mit optisch einwandfreien Oberflächen durch Spritzgießen wirtschaftlich herzustellen. Glaskeramik kann in vorteilhafter Weise auch bei folgenden Werkzeugen zur Kunststoff- und Gummiverarbeitung zur Anwendung kommen: Pressenstempel zur Verarbeitung härtbarer Kunstharz-Preßmassen, Formen für das Rotationsgießen von Pasten, Formen für das Vakuum- und Tiefziehverfahren, Walzen für Kalander sowie Einsätze in Preßwerkzeugen zur Vulkanisation von Gummi-Mischungen. In allen diesen Fällen kommen die wesentlichen Eigenschaften der Glaskeramik-Formteile voll zur Wirkung.

Durch die FR-PS 6 39 331 war es zwar schon bekannt, Formkörper unspezifischer Art in Formen aus Glas oder Keramik herzustellen. Auf Grund dieser Druckschrift war es nicht vorauszusehen, daß man mit Spritzgießformen, bei denen die mit Gießmasse in Berührung kommenden Formteile aus Glaskeramik bestehen, Spritzlinge mit fehlerfreier optischer Oberfläche erhalten würde.

Bei einer bevorzugten Ausfiihrungsform der Erfindung ist eine aus Stahl bestehende Stammform vorgesehen, in welche die aus Glaskeramik bestehenden Formteile lösbar eingesetzt sind. Dabei kann es vorgesehen sein, daß die aus Glaskeramik bestehenden Formteile mit der Stammform durch eine Klemmhalterung verbunden sind.

Vorzugsweise sind zwei aus Glaskeramik bestehende Formteile vorgesehen, die zusammenwirkend den Formhohlraum der Gießform begrenzen. Außerdem empfiehlt es sich, daß die Stammform aus zwei Teilen besteht.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Ansprüchen.

Die Erfindung wird durch ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Spritzgießform für die Fertigung optisch einwandfreier, planer Kunststoffplatten. Dabei sind zwei Formteile 1 und 2 aus Glaskeramik, jeweils 15 mm dick, welche auf der dem Formhohlraum der Gießform zugewandten Seite geschliffen und poliert sind, mittels je eines konischen Halteringes 3, 4 auf den Formenplatten 5, 6 der Stahl-Stammform befestigt. Die Halteringe bestehen aus einer Eisen-Nickel-Legierung.

Die Halteringe 3, 4 sind mittels Schrauben 7 mit der Stammform 5, 6 fest, aber lösbar verbunden. Wie die Zeichnung zeigt, ist der Formhohlraum 8 der Spritzgießform, außer am Rande, ausschließlich von den glaskeramischen, den Einsatz bildenden Formteilen 1, 2 begrenzt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Brillenscheiben aus Kunststoff zwei Verfahren in BePatentansprüche: tracht, nämlich einmal das Spritzgießverfahren, bei dem thermoplastische und duroplastische Massen

1. Spritzgießform zum Herstellen von Form- verwendet werden, sowie andererseits das reine Gießkörpern aus Kunststoff, dadurch gekenn- 5 verfahren, bei dem verschiedene warrnehartende 7. e i c h η e t, daß die mit der Gießmasse in Be- Kunststoffe Verwendung finden, insbesondere solche nahrung kommenden, den Formhohlraum (8) be- auf Carbonatbasis.

grenzenden Formteile (1, 2) aus Glaskeramik be- Das reine Gießverfahren, bei dem ein warmehar-

stehen tender Harz in eine Form gegossen wird, bei der die

2. Spritzgießform nach Anspruch 1, gekenn- "> den Füllraum begrenzenden Formteile aus an der zeichnet durch eine aus Stahl bestehende Stamm- Oberfläche geschliffener und polierter Glasmasse beform (5, 6), in welche die aus Glaskeramik be- stehen, woraufhin zur Erzeugung der fertigen Bnllenstehenden Formteile (1, 2) lösbar eingesetzt sind. scheibe eine mehrstündige Polymerisation m der

3. Spritzgießform nach Anspruch 2, dadurch Wärme erforderlich ist, führt zwar zu Scheiben mit gekennzeichnet, daß die aus Glaskeramik beste- 15 guter Oberflächenqualitat, hat jedoch den Nachteil, henden Formteile (1, 2) mit der Stammform (5, daß die Herstellung der erforderlichen Glasformen 6) durch eine Klemmhalterung verbunden sind. sehr kostspielig ist. Außerdem ist dieses Fertigungs-

4. Spritzgießform nach einem der vorangehen- verfahren sehr lohnintensiv.

den Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei aus Beim Spritzgießverfahren erfordert zwar die Her-

Glaskeramik bestehende Formteile (1, 2), die zu- so stellung der einzelnen Brillenscheibe wesentlich wesammenwirkend den Formhohlraum (8) der Gieß- niger Arbeitsaufwand, so daß dieses Verfahren prinform begrenzen. zipiell die Herstellung von Brillenscheiben mit gerin-

5. Spritzgießform nach einem der Ansprüche 2 geren Kosten als das Gießverfahren gestattet, jedoch bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stamm- lassen sich bisher routinemäßig keine spritzgegosseform (5, 6) aus zwei Teilen besteht. as nen Scheiben mit ausreichender Oberflächenqualitat

6. Spritzgießform nach einem der Ansprüche 3, erzielen. Dies ist dadurch bedingt, daß es bisher 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils stets für erforderlich gehalten wurde, als Material für eines der aus Glaskeramik bestehenden Form- die Spritzgießformen hochwertige Edelstahle zu verteile (1, 2) von einem Haltering (3, 4) gehalten ist, wenden, die jedoch nur unzureichende Polierbarkeit der mit je einem Teil der Stammform (5, 6) lös- 30 aufweisen und außerdem während des Gebrauches bar verbunden ist. schnell abnutzen. Sollen im Wege der Massenproduk-