DE3640710A1 - Process for vacuum forming thermoplastic material and mould for carrying out the process and process for further processing mouldings produced by vacuum forming - Google Patents
Process for vacuum forming thermoplastic material and mould for carrying out the process and process for further processing mouldings produced by vacuum formingInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vakuumverformung von plastifiziertem thermoplastischem Material, insbesondere in Form von Kunststoffolien oder Kunststoffrohren zwecks Herstellung kompli zierter, insbesondere hohler Formteile mit mindestens einer Hinter schneidung.The invention relates to a method for vacuum deformation of plasticized thermoplastic material, especially in the form of plastic films or plastic pipes for the purpose of manufacturing compli graced, especially hollow molded parts with at least one rear intersection.
Bekannt sind Tiefziehverfahren der vorstehenden Art, bei denen zur Herstellung von Werkstücken, die Hinterschneidungen aufweisen, ausserordentlich komplizierte, aus mehreren Teilen bestehende Werk zeuge verwendet werden. Den Grund für die Kompliziertheit der Werkzeuge bilden die Hinterschneidungen, wobei unter Hinterschnei dungen auch einfache rückspringende Bereiche des Werkstückes zu verstehen sind, da schon solche Bereiche ein Arbeiten mit einem einteiligen Werkzeug bzw. einer einteiligen Form regelmässig unmöglich machen. Es versteht sich, dass die Kompliziertheit der Werkzeuge mit steigender Formenvielfalt der Werkstücke zunimmt, und dass der Formenvielfalt von durch Tiefziehen unter Vakuum einwirkung herstellbaren Werkstücken bzw. Formteilen überhaupt vergleichsweise enge Grenzen gesetzt sind.Thermoforming processes of the above type are known, in which for Production of workpieces with undercuts, extraordinarily complicated work consisting of several parts can be used. The reason for the complexity of the Tools form the undercuts, being under undercut simple recessed areas of the workpiece are understandable, since such areas already work with one one-piece tool or one-piece shape regularly to make impossible. It is understood that the complexity of the Tools increase with increasing variety of shapes of workpieces, and that the variety of shapes by deep drawing under vacuum action workpieces or molded parts at all comparatively narrow limits.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Vakuumverformung zu schaffen, mit dem Formteile einer mit dieser Technik bisher nicht erreichbaren Formenvielfalt mit einfachen Mitteln preisgünstig herstellbar sind. Diese Aufgabe wird er findungsgemäss dadurch gelöst, dass das plastifizierte Material über einen mit Saugkanälen versehenen, als Werkzeug dienenden, formsteifen elastischen Formkörper gezogen und dieser nach der Abkühlung und Verfestigung des Materials unter Ausnutzung seiner Elastizität vom Formteil getrennt wird. The invention has for its object a method for To create vacuum deformation with the molded parts one with this Technology previously unattainable variety of shapes with simple Means are inexpensive to manufacture. He will do this solved according to the invention in that the plasticized material via a suction channel provided as a tool, dimensionally stable elastic molded body and this after the Cooling and solidification of the material using its Elasticity is separated from the molded part.
Das erfindungsgemässe Verfahren bietet den Voteil, dass der Formkörper einerseits auf Grund seiner Steifigkeit eine ein wandfreie Formgebung ermöglicht und andererseits nach dem Er starren des aus dem thermoplastischen Material hergestellten Formteils auf Grund seiner Elastizität nach Art des Abziehens einer Maske von diesem getrennt werden kann, ohne dass er be schädigt, d.h. seine Wiederverwendbarkeit beeinträchtigt wird.The inventive method has the advantage that the Shaped body on the one hand due to its rigidity wall-free design enables and on the other hand after Er rigid the made of the thermoplastic material Molded part due to its elasticity after peeling a mask can be separated from it without it damages, i.e. its reusability is impaired.
Als geeignete Formkörpermaterialien haben sich insbesondere Gummi und Silikonkautschuk erwiesen.In particular, suitable molded body materials have been found Proven rubber and silicone rubber.
Sollen Formteile grösserer Formenvielfalt und Formentiefe erzeugt werden, so erweist es sich als zweckmässig, wenn das Verfahren mit einem dünnwandigen, hohlen Formkörper durch geführt wird, der während der Formgebung durch einen ebenfalls mit Saugkanälen versehenen Stützkörper abgestützt wird.Shaped parts of greater variety and depth generated, it proves to be useful if the process with a thin-walled, hollow molded body is performed, which also during the shaping is supported with suction channels provided support body.
Auf diese Weise lässt sich die elastische Verformbarkeit des Formkörpers ohne Beeinträchtigung seiner Steifigkeit deutlich steigern.In this way, the elastic deformability of the Shaped body clearly without affecting its rigidity increase.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren lassen sich sowohl Fertig produkte als auch für eine Weiterverarbeitung vorgesehene Halb zeuge und Fertigungshilfsmittel herstellen. So besteht in weiterer verfahrensgemässer Ausgestaltung der Erfindung die Möglichkeit, in die nach dem obengenannten Verfahren herge stellten Formteile ein in einen festen Zustand überführbares fliess- oder schüttfähiges Material einzubringen, das an schliessend durch Abkühlen, Aushärten od. dgl. in einen festen Körper umgewandelt wird. Je nach Art des zu fertigenden Gegen standes kann der Formkörper als Aussenhaut an diesem verbleiben oder aber unter Wärmeeinwirkung plastifiziert und von ihm ab gezogen werden. Der Formkörper stellt im zuletzt genannten Fall mit anderen Worten eine billige verlorene Form dar. The process according to the invention can be used to finish both products as well as half intended for further processing manufacture tools and production aids. So there is in further procedural embodiment of the invention Possibility in the herge according to the above procedure provided molded parts that can be converted into a solid state to bring flowable or pourable material to the finally by cooling, curing or the like in a solid Body is converted. Depending on the type of counter to be manufactured the molded body can remain as an outer skin on it or plasticized under the influence of heat and from it to be pulled. The molded body in the latter case in other words, a cheap lost form.
Die Erfindung betrifft schliesslich ein Tiefziehwerkzeug für die erfindungsgemässe Vakuumverformung. Dieses Werkzeug ist dadurch gekennzeichnet, dass es einen mit mindestens einem zum Aufbau eines Vakuums dienenden Saugkanal versehenen Träger und einen von diesem gehaltenen ebenfalls mit Saugkanälen ver sehenen Formkörper aus einem formsteifen elastischen Material aufweist, dessen Elastizität hinreichend gross ist, um den Formkörper unter elastischer Verformung aus hinterschnittenen Bereichen des fertigen Formteiles entfernen zu können.Finally, the invention relates to a deep-drawing tool for the vacuum deformation according to the invention. This tool is characterized in that it is one with at least one support provided for the construction of a vacuum suction channel and a ver held by this also with suction channels see molded body from a dimensionally stable elastic material has, whose elasticity is sufficiently large to the Shaped body with undercut elastic deformation To be able to remove areas of the finished molded part.
Sollen Formteile grösserer Formenvielfalt und -tiefe herge stellt werden, so empfiehlt es sich, den formsteifen elastischen Formkörper als Mantel auszubilden, der einen mit Saugkanälen versehenen zylindrischen oder sich zu seinem freien Ende konisch verjüngenden formfesten Kern umgibt.Shaped parts should have a greater variety and depth it is advisable to use the dimensionally stable elastic Form molded body as a jacket, one with suction channels provided cylindrical or to its free end surrounds the conical tapered core.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nach folgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnung. Es zeigen:Further details of the invention emerge from the following description and the attached drawing. It demonstrate:
Fig. 1 im Schnitt schematisch die Seitenansicht eines zwei teiligen Tiefziehwerkzeuges zur Vakuumverformung einer Folie aus thermoplastischem Material vor dem Verformungs vorgang; Figure 1 in section schematically the side view of a two-part deep-drawing tool for vacuum forming a film made of thermoplastic material before the deformation process.
Fig. 2 im Schnitt die Seitenansicht des Werkzeuges nach Fig. 1 nach erfolgter Verformung der Folie; FIG. 2 shows a sectional side view of the tool according to FIG. 1 after the film has been deformed;
Fig. 3 im Schnitt die Seitenansicht des Werkzeuges nach Fig. 1 und 2 nach Trennung der Werkzeugteile von einander; Fig. 3 is a sectional side view of the tool of Figures 1 and 2, after separation of the tool parts from each other.
Fig. 4 im Schnitt die Seitenansicht des hergestellten Formteiles nach dessen Trennung vom elastischen Formkörper;4 shows in section the side view of the molded article produced according to its separation from the elastic moldings.
Fig. 5 einen Schnitt durch das völlig vom Werkzeug entfernte Formteil; Figure 5 is a section through the fully removed from the mold part.
Fig. 6 das Füllen des Formteiles gemäss Fig. 5 mit einem erstarrungsfähigen Material, wie z.B. einem aus zwei Komponenten bestehenden Silikonkautschuk und Fig. 6 shows the filling of the mold portion of FIG. 5 with a material capable of solidifying, such as a two-component silicone rubber and
Fig. 7 das Trennen des Formteiles von einem aus dem erstarrten Material gebildeten Fertigprodukt. Fig. 7 shows the separation of the molded part of a carrier formed from the solidified material finished product.
In Fig. 1 ist 1 ein in Richtung des Doppelpfeiles 2 auf- und abbewegbarer Halter für eine Reihe von Infrarotstrahlern 3, die zur Plastifizierung einer thermoplastischen Kunststoffolie 4 dienen.In FIG. 1, 1 is a holder which can be moved up and down in the direction of the double arrow 2 for a series of infrared radiators 3 which are used for plasticizing a thermoplastic film 4 .
5 ist der Träger eines aus einem festen Kern 6 und einem diesen nach Art eines Mantels umgebenden Formkörpers 7. Der Kern 6 und der Formkörper 7 bilden zusammen ein Tiefziehwerkzeug, das in Richtung des Doppelpfeiles 8 hin- und herbewegbar ist. 5 is the carrier of a solid core 6 and a shaped body 7 surrounding it in the manner of a jacket. The core 6 and the molded body 7 together form a deep-drawing tool which can be moved back and forth in the direction of the double arrow 8 .
Der formfeste Kern 6 besteht in bekannter Weise aus einem po rösen Material,während der Formkörper 7 aus Gummi oder Silikon kautschuk hergestellt ist und Saugkanäle 9 zum Aufbau eines Vakuums an seiner Aussenfläche aufweist. An einen das Ende eines Kanales 10 umschliessenden Stutzen 11 des Trägers lässt sich eine Vakuumpumpe anschliessen.The dimensionally stable core 6 consists in a known manner of a po porous material, while the molded body 7 is made of rubber or silicone rubber and has suction channels 9 for building a vacuum on its outer surface. A vacuum pump can be connected to a connection piece 11 of the carrier which surrounds the end of a channel 10 .
Mit Hilfe der Infrarotstrahler 3 wird die Kunststoffolie 4 er wärmt. Nachdem sie hinreichend plastifiziert ist, wird der Träger 5 mit dem Tiefziehwerkzeug nach oben gegen die Kunststoffolie 4 bewegt. Diese legt sich infolge des Vakuums an die Aussenfläche des Formkörpers 7 an, wie dies aus Fig. 2 erkennbar ist. Auf die beschriebene Art und Weise gelangen Teile der Kunststoffolie in den Bereich von Hinterschneidungen, von denen eine besonders typische mit 12 bezeichnet ist.With the help of the infrared heater 3 , the plastic film 4 is warmed. After it has been sufficiently plasticized, the carrier 5 is moved upward against the plastic film 4 using the deep-drawing tool. As a result of the vacuum, this lies against the outer surface of the molded body 7 , as can be seen in FIG. 2. In the manner described, parts of the plastic film reach the area of undercuts, one of which is particularly typical and is designated by 12 .
Nach Abkühlung der Kunststoffolie 4 wird der Formkörper 7 vom Kern 6 und vom Träger 5 getrennt, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. After the plastic film 4 has cooled, the molded body 7 is separated from the core 6 and from the carrier 5 , as shown in FIG. 3.
Der formsteife aber elastische Formkörper 7 liegt nunmehr nach Art einer "Innenmaske" gegen die Innenwand der Kunst stoffolie an, die nunmehr einen starren Formteil 13 bildet. Auf Grund der Elastizität des Formkörpers 7 ist es möglich, diesen aus dem Formteil 13 herauszuziehen, so dass man, wie die in Fig. 4 gezeigt ist, ein schalenförmiges Formteil 13 erhält.The rigid but elastic molded body 7 is now in the manner of an "inner mask" against the inner wall of the plastic film, which now forms a rigid molded part 13 . Due to the elasticity of the molded body 7 , it is possible to pull it out of the molded part 13 , so that, as is shown in FIG. 4, a shell-shaped molded part 13 is obtained.
In den Fig. 5 bis 7 ist eine Möglichkeit zur Nutzung des Formteiles 13 als Form zur Herstellung eines Endproduktes gezeigt. In das Formteil 13 wird ein schütt- oder fliess fähiges Gut eingefüllt, das aus dem nichtfesten Zustand in einen festen Zustand überführbar ist, und zwar entweder durch Aushärten oder aber durch thermische oder andere Einwirkung. Je nach Art des herzustellenden Endproduktes kann das Formteil am das jeweilige Endprodukt bildenden Ge genstand 14 verbleiben oder aber unter erneuter Plastifi zierung z.B. mit Hilfe einer Heissluftpistole 15 von diesem getrennt werden.In Figs. 5 to 7 a possibility to use the mold part 13 as the mold is shown for the production of a final product. A pourable or flowable material is poured into the molded part 13 , which can be converted from the non-solid state into a solid state, either by curing or by thermal or other action. Depending on the type of end product to be produced, the molded part can remain on the object 14 forming the respective end product or can be separated from it with renewed plastification, for example with the aid of a hot air gun 15 .
Die vorstehenden Ausführungen machen deutlich, dass das beschrie bene Verfahren mit ausserordentlich einfachen Mitteln eine wirtschaftliche Fertigung auch komplizierter Formteile und Gegenstände ermöglicht. Die angewandte Technik ermöglicht eine erhebliche Senkung der Werkzeugkosten und eine rationelle Fertigung von Bauteilen komplizierter Form auf dem Wege der Vakuumverformung selbst dann, wenn nur geringe Stückzahlen benötigt werden.The above statements make it clear that this was described bene procedures with extraordinarily simple means economical production of complicated molded parts and Allows objects. The technology used enables a significant reduction in tool costs and a rational one Manufacture of components of complex shape using the Vacuum deformation even if only small quantities are needed.
Claims (6)
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Country Status (1)
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| DE102015119912B4 (en) | 2014-12-02 | 2022-05-25 | GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) | Method of vacuum forming an object using a flexible mold |
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1986
- 1986-11-28 DE DE19863640710 patent/DE3640710A1/en active Granted
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