DE2612176A1

DE2612176A1 - Verfahren zum spritzgiessen von duromeren oder elastomeren formmassen

Info

Publication number: DE2612176A1
Application number: DE19762612176
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Ing Geisbuesch; Georg Prof Dr Ing Menges; Klaus Dipl Ing Schramm
Original assignee: Vereinigung zur Foerderung des Instituts fuer Kunststoffverarbeitung in Industrie und Handwerk an Der Rhein
Current assignee: Vereinigung zur Foerderung des Instituts fuer Kunststoffverarbeitung in Industrie und Handwerk an Der Rhein
Priority date: 1976-03-23
Filing date: 1976-03-23
Publication date: 1977-10-06

Description

Verfahren zum Spritzgießen von duromeren oder
elastomeren Formmassen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spritzgießen von duromeren oder elastomeren Formmassen. Duromere und elastomere Formmassen sind im Gegensatz zu Thermoplasten Kunststoffe, deren Moleküle mit Hilfe eines Initiators oder durch Wärmezufuhr ein dreidimensionales Netzwerk bilden; sie sind nach der Reaktion nicht mehr aufschmelz- und lösbar. Bei der Verarbeitung von derartigen vernetzenden Formmassen stellt das Entstehen von Graten und sogenannten Schwirninhäuten an den Trennfugen der Formwerkzeuge ein erhebliches wirtschaftliches Hindernis dar, da es im allgemeinen eines zusätzlichen Arbeitsganges bedarf, um diese Grate und Sch<iiurJiäute zu entfernen.
Man hat bisher die Gratbildung bei aus duromeren oder elastomeren Formmassen hergestellten Formteilen als naturgegeben hingenommen. Diese nachteilige erscheinung ist somit einer der wesentlichen Gründe dafür, daß anstelle von duromeren oder elastomeren Formmassen thermoplastische Formmassen verwendet werden, bei deren Verarbeitung im allgemeinen keine Grate entstehen.
Bei den bisher bekannten Verfahren zum Spritzgießen von duromeren oder elastomeren Formmassen werden diese vernetzenden Formmassen im allgemeinen mit Temperaturen(von z.B. 800C 1300c), die niedriger als die Formnestwandtemperaturen (etwa 180 0C - 2400C) sind, in das Formnest eingefüllt. Durch den dann nach dem Eintritt der Formmasse einsetzenden Aufheizvorgang sinkt zunächst deren Viskosität (vgl. Fig.) und die Fließfähigkeit wird verbessert. Dadurch wird die unter Druck stehende Formmasse (im Formnest in der Nähe des Angusses etwa 500 - 1000 bar) in vorhandene Trennfugen eingepreßt und es entskehea Grate und Schwimmhäute.
Der Brfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Spritzgieß-Verfahren zu schaffen, das die Verwendung von duromeren oder elastomeren Formmassen ermöglicht, ohne daß es dabei zum Entstehen von Graten oder Schwimmhäuten an den Trennfugen der Formwerkzeuge kommt.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß beim Füllen eines Formwerkzeugs der Druck in dessen Formnest abgesenkt wird, sobald das Formnest mit Formmasse volumetrisch weitgehend oder ganz gefüllt ist, und daß ein Nachdruck erst dann ausgeübt wird, wenn die Formmasse an der Werkzeugwand eine dort das Fließen der Formmasse nicht mehr ermöglichende Viskosität erreicht hat.
Die Gratbildung kann also ganz oder in erheblichem Maße unterdrückt werden, wenn der Druck im Formnest während der Füllphase nach einem besonderen Programm sorgfältig gesteuert wird.
Dieses besondere Programm besteht darin, den Druck im Formnest abzusenken, sobald oder kurz bevor dieses mit Formmasse volumetrisch gefüllt ist. Der Leitpunkt einer derartigen Füllung kann durch Variation der zunächst eingespritzten Formmassemenge oder durch einen Druckaufnehmer im Xerkzeugg festgestellt werden.
)enn nun diese volumetrische Füllung des Formnestes erreicht ist, wird der auf die Formmasse im Formnest einwirkende Druck derart abgesenkt, so daß die nach dem Eintritt der Formmasse in das Eormwerkzeug in der bei dem bekannten Verfahren beschriebenen Weise durch den dann einsetzenden Aufheizvorgang niedrigviskos werdende Formmasse im Gegensatz zu den heute üblichen Verfahren nicht in die Trennfugen eingepreßt wird. Vielmehr wird im weiteren Verlauf des erfindungsgemäßen Verfahrens durch den Kontakt der Formmasse mit der heißen Werkzeugwand die Viskosität dieser Formmasse, nachdem sie das Minimum (Fig.) durchlaufen hat, im Laufe der Vernetzung wieder ansteigen. Zu diesem Wiederansteigen der Viskosität kommt es durch die chemische Reaktion der Formmasse, bei der ein dreidimensionales Netzwerk der Moleküle aufgebaut wird. Die Viskosität, die von der Temperatur und der Zeit abhängt, kann in separaten Versuchen auf einem Durocorder ermittelt werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, experimentell zu ermitteln, wann der Nachdruck aufgebracht werden kann, damit sich keine Grate mehr bilden.
Erst wenn die Viskosität der Formmasse an der Werkzeugwand auf ein bestimmtes Maß angestiegen ist, wird der Nachdruck aufgebracht und weitere Masse in das Formnest eingefüllt, um das Formteil zu verdichten. Die für den Zeitpunkt des Einsetzens des Nachdruckes (Nachdruck-Zeitpunkt) notwendige Viskosität sollte in der Größe der Ausgangsviskosität liegen. Der Nachdruck auf die Formmasse im Formnest hat vorteilhafterweise etwa die Höhe des Spritzdruckes (ca. 1000 - 2000 bar) im Schnekkenvorraum. Er wird einmalig aufgebracht oder auch oszillierend, bis die restliche Formmasse (ca. 5 - 10 der zuerst eingespritzten Formmasse) eingefüllt ist. Der jetzt im Formteil vorherrschende Nachdruck vermag wegen der erhöhten Viskosität der Randschichten diese nicht mehr in die Trennfugen hineinzupress en.
Eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann darin bestehen, daß der Werkzeugfüllvorgang - vorzugsweise in seiner Endphase - dadurch erfolgt, daß man einem niedrigen mittleren Fülldruck Druckpulsationen überlagert. Diese müssen so gewählt werden, daß zwar die Formmasse bewegt wird, daß es aber zu einem Fließen der Formmasse in die Trennfugen nicht kommt. Dies wird dadurch erreicht, daß die Aufeinanderfolge der einzelnen Druckstöße so gewählt wird, daß die an eine Trennfuge treffende Masse durch die hohe Ifandtemperatur bis zum nächsten Druckstoß eine solche Viskositätserhöhung erreicht hat, daß diese Masse nicht mehr in den Spalt eingedrückt werden kann. Es bildet sich somit kein Grat mehr, sondern im Extremfall nur noch eine wie bei Thermoplasten übliche Abformung des Fugenverlauf 5. Bei den Druckpulsationen kann der mittlere Druck beispielsweise etwa die Hälfte der Druckspitzen betragen. Frequenz und Amplitude betragen etwa 1 - 10 Hz und 1000 - 2000 bar. Die Vorteile der Anwendung von Pulsationen sind eine bessere Verdichtung der Formmasse und bei niedrigen Frequenzen das Fehlen eines Zeitpunktes zum Umschalten auf achdruck.
L e e r s e i t e

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren von Spritzteilen von duromerch oder elastomeren Form@@@sen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß beim Füllen einer Formwerkzeuges der Druck in dessen Formnest abgesenkt wird, sobald das Formnest mit Formmasse volumtrisch weitgehend oder ganz gefüllt ist, und daß ein Nachdruck erst dann ausgeübt wird, wenn die Formmasse an der Werkzeugwand eine dort das Fließen der Formmasse nicht mehr ermöglichende Viskosität erreicht hat.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, da d u r c h P g e h e ri n z e i c h n e t daß durch Variation der in ein Formwerkzeug zunächst eingespritzten Formmase festgestellt wird, wenn das Formnest volumetrisch geLiillt ist.
Verfahren nach Patentanspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß durch einen im Formwerkzeug angebrachten Druckaufnehmer festgestellt wird, wann das Formnest volumetrisch gefüllt ist.
4. Verfahren nach Patentanspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t daß die von der Temperatur und der Zeit abhängige Viskosität der zum l?iillen des i?ormwerkzeuges verwendeten Formmasse in separaten Versuchen auf einem Durocorder ermittelt wird.
5. Verfahren nach Patentanspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z ei c h n e t, daß durch Variation des Zeitpwriktes des Einsetzens des nachdruckes experimentell erinittelt wird, wann sich keine Grate mehr an Trennfugen des Formwerkzeuges bilden.
6. Verfahren nach Patentanspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die für den Zeitpunkt des einsetzens des Nachdruckes notwendige Viskosität in der Größe der Ausgangsviskosität der Formmasse liegt.
7. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachdruck auf die Formmasse im Formwerkzeug in Höhe des im Schneckenvorraum angewendeten Spritzdruckes (etwa 1000 - 2000 bar) ausgeübt wird.
3. Verfahren nach Patentanspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Machdruck pulsierend ausgeübt wird.
9. Verfahren nach Patentanspruch S, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß bei den Druckpulsationen (von z.B. 1000 - 2000 bar bei einer Frequenz von 1 - 10 z) ei mittlerer Druck etwa in nöhe der Hälfte der Druckspitzen ausgeübt wird.