DE2735611A1

DE2735611A1 - PLASTIC MOLDED BODY WITH RELIEF-LIKE SURFACE AND PROCESS FOR ITS MANUFACTURING

Info

Publication number: DE2735611A1
Application number: DE19772735611
Authority: DE
Inventors: Josef Krueger
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1977-08-06
Filing date: 1977-08-06
Publication date: 1979-02-15
Also published as: IT1097641B; CH632198A5; GB2005178A; FR2399327A1; IT7826536A0; AT364764B; ATA567978A; GB2005178B

Description

Die Oberfläche von Werkstoffen mit feinem Gefüge, z.B. Metallen und Kunststoffen, sind im Normalfall glatt und eben, im Gegensatz zu Holz, welches fast immer von Natur aus porig ist. Falls bei der Herstellung von Formkörpern nicht schon die Herstellforir.e: für glatte Oberflächen sorgen, wie beispielsweise bei Kunststof-The surface of materials with a fine structure, e.g. metals and plastics are normally smooth and even, in contrast to wood, which is almost always naturally porous. If in the manufacture of moldings, the manufacturing process does not already exist: ensure smooth surfaces, such as with plastic

die
fen Blas- und Spritzformen oder Walzwerke, wird durch Schleifen und Polieren die Oberflächenglätte gesteigert. Häufig ist jedoch keine glatte Oberfläche erwünscht, sondern eine gemusterte oder reliefartige. Im Holz kann man durch Verwendung von harten Bürsten die Maserung herausarbeiten. Metalloberflächen können graviert, ziseliert, geätzt oder gehämmert werden oder anderen Verfahren unterworfen werden. Die Oberflächen von Kunststoffteile: werden üblicherweise bereits in der Herstellungsform, z.B. beim Spritzgießen mit der gewünschten Musterung versehen. Tafeln erhalten in Prägekalanderndie vorgesehene Oberfläche.the
If blow molding and injection molds or rolling mills are used, the surface smoothness is increased by grinding and polishing. Often, however, a smooth surface is not desired, but a patterned or relief-like one. The grain can be worked out in the wood by using stiff brushes. Metal surfaces can be engraved, chased, etched, hammered, or subjected to other processes. The surfaces of plastic parts: are usually provided with the desired pattern in the production form, for example during injection molding. Boards are given the intended surface in embossing calenders.

Nicht immer wird bei Kunststoffen eine derartige Menge dekorierte: Formteile benötigt, daß die Anschaffung von Prägekalandern oder speziellen Formen rentabel ist. Insbesondere bereits aus Kunststoff halbzeug, beispielsweise Platten, Rohren, Profilen, zusammengebaute Formkörper lassen sich mittels der vorgenannten Verfahren ohnehin nicht mehr dekorieren.Such a quantity is not always decorated with plastics: Molded parts required that the acquisition of embossing calenders or special forms is profitable. In particular already made of plastic semi-finished products, for example panels, pipes, profiles, assembled Shaped bodies can no longer be decorated by means of the aforementioned processes.

Es wurde nun gefunden, daß man Kunststoff-Formkörper in vorteilhafter Weise dekorieren kann, wenn man die Oberflächen mit einer. rotierenden Schneidwerkzeug in bestimmter Weise bearbeitet.It has now been found that plastic moldings are more advantageous Can decorate the surfaces with a. rotating cutting tool machined in a certain way.

Gegenstand der Erfindung ist somit das in den Ansprüchen genannte Verfahren und der durch dieses Verfahren hergestellte Kunststorf-Formkörper. The subject matter of the invention is thus the method mentioned in the claims and the synthetic peat molding produced by this method.

Als rotierendes Schneidwerkzeug wird ein Fräser verwendet, welcher kunststoffgerecht angeschliffen ist und ein ausreichendes Spanvolumen aufnehmen kann. Derartige Fräser sind im Handel erhältlich. Es können auch mehrere gleiche oder verschiedene Fräser gleichzeitig benutzt werden. Geeignete Fräser sind zylindrisch,A milling cutter is used as the rotating cutting tool, which is sanded to suit the plastic and has a sufficient chip volume can accommodate. Such milling cutters are commercially available. Several identical or different milling cutters can also be used can be used at the same time. Suitable milling cutters are cylindrical,

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kugelig, kegelig oder besitzen Schneiden, die der Kunststoffoberfläche ein Profil zu geben vermögen. Bevorzugt werden Fräser mit geraden oder nach außen gewölbten Schneiden. Die Zahl der Schneiden ist abhängig vom Durchmesser des Fräsers, da die Spannuten ausreichend groß bleiben sollen. Bevorzugt sind Fräser mit 2 bis 4 Schneiden, jedoch kann das erfindungsgemäße Verfahren auch mit einem Vielschneiden-Fräser durchgeführt werden. Der Durchmesser des Fräsers beträgt 15 bis 40 mm, vorzugsweise 20 bis 30 mm, die Breite des Fräsers 5 bis 40 mm,vorzugsweise 10 bis 30 mm.spherical, conical or have cutting edges that match the plastic surface be able to give a profile. Cutters with straight or outwardly curved cutting edges are preferred. The number the cutting edge depends on the diameter of the milling cutter, since the flutes should remain sufficiently large. Milling cutters are preferred with 2 to 4 cutting edges, but the method according to the invention can also be carried out with a multi-cutting edge milling cutter. The diameter of the milling cutter is 15 to 40 mm, preferably 20 to 30 mm, and the width of the milling cutter is 5 to 40 mm, preferably 10 to 30 mm.

Der Fräser arbeitet mit einer Schnittgeschwindigkeit von 1000 bis 2500 m/min, vorzugsweise 1500 bis 2000 m/min, das entspricht einer Drehzahl der Welle von etwa 10000 bis 3OOO(JJ/min. Der Antrieb erfolgt vorzugsweise mit einer handelsüblichen hochtourigen Antriebsmaschine, z.B. Handbohrmaschine, direkt oder über eine biegsame Welle. Indessen ist auch ein Preßluftantrieb möglich.The milling cutter works at a cutting speed of 1000 to 2500 m / min, preferably 1500 to 2000 m / min, which corresponds to a shaft speed of about 10,000 to 3OOO (JJ / min. The drive is preferably done with a commercially available high-speed drive machine, e.g. hand drill, directly or via a flexible shaft. However, a compressed air drive is also possible.

Der rotierende Fräser schwingt auf der zu bearbeitenden Oberfläche hin und her und erzeugt dabei ein unregelmäßiges Muster von Rillen, Riefen, Kerben udgl. Dieses Schwingen wird dadurch bewirkt, daß die Rotationsachse des Fräsers elastisch federnd gelagert ist und fortlaufend in einer radialen Richtung Impulse erhält. Diese Impulse wirken vorzugsweise entgegengesetzt der Tendenz der Rotationsachse, durch den sich drehenden und mit der zu bearbeitenden Oberfläche in Berührung stehenden Fräser aus der Ursprungslage fortzuwandern. Die Zahl der Impulse beträgt 20 bis 80 pro Minute, vorzugsweise 40 bis 60 pro Minute. Die Impulse können erzeugt werden beispielsweise durch eine Exzenterscheibe, einen Hebel, einen Stößel, wobei jedoch zwischen dem Impulserzeuger und der Rotationsachse des Fräsers keine feste Verbindung bestehen soll, damit die Rotationsachse nach dem Empfang des Impulses frei hin und her schwingen kann.The rotating cutter swings on the surface to be machined back and forth, creating an irregular pattern of grooves, grooves, notches and the like. This oscillation becomes through it causes the axis of rotation of the milling cutter to be elastically resiliently mounted and pulses continuously in a radial direction receives. These pulses preferably act in the opposite direction to the tendency of the axis of rotation, through the rotating and with the to be machined surface in contact milling cutter move away from the original position. The number of pulses is 20 to 80 per minute, preferably 40 to 60 per minute. The pulses can be generated, for example, by an eccentric disk, a lever, a ram, but none between the pulse generator and the axis of rotation of the milling cutter There should be a fixed connection so that the axis of rotation can swing freely back and forth after receiving the pulse.

Die Lagerung der Rotationsachse kann auf verschiedene Art erfolgen. Sie kann in ein System von Schrauben- oder Blattfedern eingehängt sein oder zwischen Gummipuffern ruhen. Dabei ist es ausreichend, wenn die Achse an der dem Fräser zugewandten SeiteThe axis of rotation can be mounted in various ways. It can be suspended in a system of coil or leaf springs or rest between rubber buffers. It is there sufficient if the axis is on the side facing the milling cutter

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federnd gelagert ist und an der anderen Seite um einen Festpunkt frei drehbar ist. Es ist jedoch auch möglich, die Rotationsachse an beiden Endpunkten federnd zu lagern, oder über zwei Hebeln an zwei Drehpunkten aufzuhängen. Die federnde Lagerung wird vorzugsweise in der Art ausgeführt, daß die Rotationsachse in der Ebene der Oberfläche des Werkstückes leichter schwingen kann als in der Senkrechten dazu, damit der Fräser nicht zu tief in das Werkstück eindringt. Sind mehrere Fräser auf der gleichen Achse angeordnet, kann es vorteilhaft sein, die federnde Lagerung beiderseits der Fräser anzuordnen und auch die Impulsgeber mehrfach vorzusehen. Dabei ist es möglich, die Impulse gleichzeitig oder nacheinander auf die Rotationsachse wirken zu lassen.is resiliently mounted and is freely rotatable on the other side about a fixed point. However, it is also possible to resiliently mount the axis of rotation at both end points, or to suspend it at two pivot points using two levers. The resilient mounting is preferably carried out in such a way that the axis of rotation can swing more easily in the plane of the surface of the workpiece than in the perpendicular to it, so that the milling cutter does not penetrate too deeply into the workpiece. If several milling cutters are arranged on the same axis, it can be advantageous to arrange the resilient mounting on both sides of the milling cutters and also to provide multiple pulse generators. It is possible to let the pulses act simultaneously or one after the other on the axis of rotation.

Die Steifheit der Federung richtet sich danach, ob nur die Antriebswelle für den Fräser federnd gelagert werden soll oder die ganze Antriebsmaschine, wie weit die Rotationsachse aus der Ruhelage ausschwingen soll, und wie groß die Umfangsgeschwindigkeit des Fräsers ist. Je größer die gelagerte Masse und die Umfangsgeschwindigkeit des Fräsers und je kleiner die vorgesehene Schwingungsweite der Rotationsachse ist, desto steifer darf die Federung sein und umgekehrt. Die Federung ist vorteilhafterweise so steif, daß die Rotationsachse bei laufendem Fräser, ohne daß ein radialer Impuls auf sie einwirkt, nicht mehr als 10 bis 20 mm aus ihrer Ruhelage gebracht wird, wenn der laufende Fräser mit einer zu bearbeitenden Oberfläche in Berührung kommt. Die Schwingungsweite der Rotationsachse beträgt im allgemeinen 10 bis 120 mm, vorzugsweise 40 bis 80 mm. The stiffness of the suspension depends on whether only the drive shaft for the cutter is to be resiliently mounted or the entire drive machine, how far the axis of rotation should swing out of its rest position, and how great the circumferential speed of the cutter is. The greater the stored mass and the circumferential speed of the milling cutter and the smaller the intended oscillation amplitude of the axis of rotation, the more rigid the suspension can be and vice versa. The suspension is advantageously so stiff that the axis of rotation is not moved more than 10 to 20 mm from its rest position when the cutter is running, without a radial impulse acting on it, when the running cutter comes into contact with a surface to be machined. The vibration width of the axis of rotation is generally 10 to 120 mm, preferably 40 mm to 80 wt.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich alle Kunststoffe bearbeiten, die einer spanabhebenden Bearbeitung zugänglich sind, so z.B. Polyolefine, Polyester, Polyacetale, Polyamide, weichmacherfreies Polyvinylchlorid, schlagfestes Polystyrol, schlagfestes Polyvinylchlorid, Polytetrafluoräthylen'. The process according to the invention can be used to process all plastics that are amenable to machining, such as polyolefins, polyesters, polyacetals, polyamides, plasticizer-free polyvinyl chloride, impact-resistant polystyrene, impact-resistant polyvinyl chloride, polytetrafluoroethylene .

In den Figuren sind das Prinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie einige Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt, außerdem die Ansicht einer erfindungsgemäß bearbeiteten Oberfläche. _/t.In the figures, the principle of the method according to the invention and some exemplary embodiments are shown schematically, as well as the view of a surface machined according to the invention. _{/ t} .

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— Γ _- Γ _

Figur 1 zeigt das Prinzip. Auf der Rotationsachse (1) ist der rotierende Fräser (2) befestigt. Er bearbeitet die Oberfläche (3) des zu dekorierenden Formkörpers, der unter dem Fräser durchgeführt wird. Der Impulsgeber (4) versetzt die Rotationsachse in Schwingungen, wobei durch die - nicht gezeigte - Federung eine Dämpfung der Schwingung in senkrechter Richtung zur bearbeitenden Oberfläche (3) eintritt. Die senkrechte Schwingungskomponente wird hervorgerufen durch das Bestreben des Fräsers dem Widerstand der Oberfläche (3) auszuweichen.Figure 1 shows the principle. The rotating milling cutter (2) is attached to the rotation axis (1). He works the surface (3) of the shaped body to be decorated, which is carried out under the milling cutter. The pulse generator (4) moves the axis of rotation in Vibrations, with the suspension - not shown - damping the vibration in a direction perpendicular to the processing Surface (3) occurs. The vertical vibration component is caused by the endeavor of the milling cutter to resist to avoid the surface (3).

In Figur 2 wird eine hochtourige Antriebsmaschine (5) gezeigt, welche an ihrem hinteren Ende in einem Festpunkt (6) nach allen Seiten drehbar gelagert ist und durch die Schraubenfedern (7) in einem - nicht gezeigten Rahmen gehalten wird. Ein Stößel (4 a) versetzt die Antriebsmaschine in waagerechte Schwingungen, so daß der auf der Rotationsachse (1) befestigte Fräser (2) die Oberfläche (3) bearbeiten kann.In Figure 2, a high-speed drive machine (5) is shown, which is mounted at its rear end in a fixed point (6) so that it can be rotated in all directions and is supported by the helical springs (7) is held in a - not shown frame. A ram (4 a) sets the prime mover in horizontal vibrations, see above that the milling cutter (2) attached to the axis of rotation (1) can process the surface (3).

Figur 3 zeigt als Beispiel die Anwendungsmöglichkeit von Blattfedern. Das Endstück (8) einer biegsamen Welle (9) ist an zwei Blattfedern (10) an einem - nicht gezeigten - Rahmen aufgehängt. Der Impulsgeber ist eine Exzenterscheibe (4 b), die die Rotationsachse (1) hin und her schwingen läßt.As an example, FIG. 3 shows the possible application of leaf springs. The end piece (8) of a flexible shaft (9) is suspended from two leaf springs (10) on a frame (not shown). The pulse generator is an eccentric disk (4 b) that causes the axis of rotation (1) to oscillate back and forth.

Figur 4 zeigt als Ausschnitt die Draufsicht auf die Oberfläche (3) eines erfindungsgemäß dekorierten Formkörpers. In Richtung der Bewegung des Fräsers mehr oder weniger parallel verlaufende Rillen liegen neben- und übereinander und kreuzen sich auch. In den Rillen befinden sich feine Querriefen von verschiedener Breite. Durch das derart gebildete Relief erhält die Oberfläche des Werkstückes ein lebhaftes Aussehen.FIG. 4 shows a detail of the top view of the surface (3) a shaped body decorated according to the invention. More or less parallel in the direction of the movement of the milling cutter Grooves lie next to and on top of each other and also cross each other. In the grooves there are fine transverse grooves of various types Broad. The relief formed in this way gives the surface of the workpiece a lively appearance.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich Platten, Rohre, Profile und auch Hohlkörper dekorieren. Bei kleineren Flächen und starken Oberflächenkrümmungen läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren auch manuell durchführen, indem die Antriebsmaschine oder -welle in die Hand genommen wird und so die Rotationsachse die notwendigen Schwingungen erhält.The method according to the invention can be used to decorate panels, tubes, profiles and also hollow bodies. With smaller ones Surfaces and strong surface curvatures can be used according to the invention The procedure can also be carried out manually by taking the drive machine or shaft in hand and thus the axis of rotation receives the necessary vibrations.

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Claims

Patent claims:

1. Plastic moldings produced after molding relief-like surface.

2. Plastic molded body with a relief-like surface according to claim 1, characterized in that the relief by more or less parallel grooves, which next and lie on top of each other, is formed.

Process for the production of a plastic molded body with relief-like surface by processing the surface with a cutting tool, characterized in that one rotating cutting tool used whose axis of rotation can swing in at least four directions and through radial Pulses are set in oscillation.

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