DE4030964A1 - Verfahren zum herstellen eines kunststofformteils - Google Patents

Verfahren zum herstellen eines kunststofformteils

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Kunststofformteils, bei dem die Kunststoffmasse nach der Plastifizierung einer offenen Formkavität eines aus unterer und oberer Werkzeughälfte bestehenden Formwerkzeuges zuge­ führt und formgeprägt wird.
Es ist bekannt, daß z. B. Automobil -Ausstattungsteile zur optischen Aufwertung mit Textilien oder Folien überzogen werden. Das Überziehen erfolgt dabei im Kaschierverfahren oder auch durch Hinterspritzen der Textilien oder Folien auf Spritzgußmaschinen. In beiden Fällen ist der Verfahrensaufwand relativ groß und die dabei erreichte Oberflächenqualität der Teile dennoch nicht immer zufriedenstellend.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines Kunststofformteils wobei insbesondere an ein Automobil-Ausstattungsteil, wie Türverkleidung, Säulenverkleidung, Hutablage, Handschuhfach, Lenksäulenverkleidung, Fahrzeughimmel Sonnenblende, Kartentasche u. dgl. mehr gedacht ist, aufzuzeigen, mit dem relativ einfach und kostengünstig optisch aufgewertete Oberflächen mit sehr guter Oberflächenqualität erzielbar sind.
Das zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß vorgesehene Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß die plastifizierte Kunststoffmasse gegen zumindest eine zwischen den Werkzeug­ hälften eingespannte Dekormaterialbahn formgeprägt wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird einzig durch den Werkzeugschließvorgang die Kavität ausgefüllt und auch nur dadurch die Verbindung mit dem Dekormaterial erreicht. Durch die Wahl der geeigneten Verfahrensparameter, Massetem­ peratur, Werkzeugwandtemperatur, Werkzeugschließgeschwin­ digkeit, Werkzeugschließkraft, Viskosität der Schmelze (Homogenität) gelangt man, wie hier durchgeführte Versuche gezeigt haben, zu einer guten Verbindung bei guter bis sehr guter Oberflächenqualität.
In besonderen Anwendungsfällen sind neben der optischen Aufwertung eines Kunststofformteils (Außendekoration) auch funktionale Verbesserungen, wie Innenseitenauskleidung z. B. zur Geräuschdämpfung, wünschenswert. Um auch dieser Forderung zu genügen, ist gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß zwischen den Werkzeughälften des offenen Formwerkzeuges zwei Dekormaterial­ bahnen eingespannt werden und zwischen die Dekormaterial­ bahnen eine Charge der plastifizierten Kunststoffmasse einge­ bracht und sodann unter Schließen des Formwerkzeuges gegen die Dekormaterialbahnen formgeprägt wird. Auf diese Weise werden also beide Produktseiten des Kunststofformteils verfahrensbedingt sowohl von der Produktinnenseite als auch von der Produktaußenseite mit Dekormaterial während des Produktformungsprozesses gleichzeitig bezogen. Dabei kann auch vorgesehen werden, daß die eine Dekorationsmaterialbahn beim Formprägen partiell für Befestigungselemente oder zur Bildung von Domen, Verrippungen od. dgl. von der plastifizierten Kunststoffmasse durchdrungen wird.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung besteht in der Maßnahme, daß die zumindest eine bzw. jede Dekorationsmaterial­ bahn während des Formungsprozesses zu schlupfen vermag. Durch die vorgesehene Schlupfmöglichkeit ergibt sich während des Formungsprozesses eine erleichterte Verformung (Recken/ Stauchen) des Dekorationsmaterials.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß ein Spannrahmen verwendet wird, der den Kavitätenrand wie eine Tauchkante zu schließen vermag. Darüber hinaus kann der Spannrahmen auch eine Umfangsauswerferfunktion übernehmen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die plastifizierte Kunststoffmasse von der Plasti­ fizierungseinrichtung einer Kunststoffverarbeitungsmaschine der offenen Formkavität unmittelbar zugeführt wird. Bei­ spielsweise kann die Zuführung durch Einspritzen oder Einextrudieren der plastifizierten Kunststoffmasse, gegebenen­ falls unter Verwendung von Düsenverlängerungen, in die offene Formkavität erfolgen.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die plastifizierte Kunststoffmasse von der Plastifizierungseinrichtung einer Kunststoffver­ arbeitungsmaschine mit einem teilespezifischen Massevolumen einer Vorformkammer zugeführt wird, daß die Vorformkammer in die offene Formkavität eingefahren und daß hier die plasti­ fizierte, für die Prägeverteilung verformungsspezifisch vorgeformte Kunststoffmasse abgelegt wird. Dabei sind natürlich Maßnahmen zu treffen, um die plastifizierte Kunststoffmasse, die in die Vorformkammer eingespritzt oder einextrudiert wird, in der Vorformkammer auf Massetemperatur zu halten. Auch sind für das Einfahren der Vorformkammer in die Formkavität Vorrichtungen, die beispielweise teleskopierbararbeiten, vorzusehen. Ferner sind für das Ablegen des Vorformlings in die Formkavität Mittel an der Vorformkammer vorzusehen, wie Abstreifer, Auswerfer, Wendevorrichtungen od. dgl. Eine innenseitige Antihaftbe­ schichtung der Vorformkammer ist ebenfalls von Vorteil Das Dekormaterial, das beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Anwendung gelangen kann, ist im weitesten Sinne zu verstehen. Insbesondere sollen als Dekormaterialbahnen ein- oder mehrlagige, gegebenenfalls mit Schaumrücken od. dgl kaschierte Kunststoffolien, Gewebe, Gewirke, Gestricke, Filze u. dgl. verwendet werden. Dabei ist natürlich darauf zu achten, daß beim Formprägen ein inniger Verbund zwischen dem Dekormaterial einerseits und der plastifizierten Kunst­ stoffmasse andererseits sichergestellt ist, was durch geeignete Materialauswahl und/oder Beschichtung des Dekor­ materials leicht realisiert werden kann.
Beispiel einer Verfahrensbeschreibung
Beide Produktseiten werden verfahrensbedingt sowohl von der Produktinnenseite als auch von der Produktaußenseite z. B. textil- oder folienbezogen während des Produktfor­ mungsprozesses und zwar gleichzeitig.
Mit Hilfe eines Plastifizergerätes, z. B. Spritzguß- Plastifiziereinheit oder Extruder werden thermoplastische Formmassen aufbereitet, d. h. plastifiziert.
In eine mittelbar oder unmittelbar an die Plastifiziereinheit angegliederte Vertikalschließe wird ein Formungswerkzeug aufgespannt mit zusätzlichen Funktionsträgern:
  • a) Schlupfspannrahmen zur Textil- und/oder Folien- Zuschnittaufnahme, z. B. für Außendekoration,
  • b) Schlupfspannrahmen zur Textil- und/oder Folien- Zuschnittaufnahme, z. B. für Innenauskleidung,
  • c) Teleskoparm oder axial verfahrbare Plastifiziereinheit mit integrierter Formmasse-Vorformungskammer, in das die plastifizierte Formmasse verfahrensbedingt gefüllt und mit zwei Textil- und/oder Folien-Zuschnitten zum Produkt geformt wird.
Verfahrensablauf (Beispiel)
  • 1. Beide Werkzeughälften auf dem Ober- und Unterformträger horizontal aufgespannt, stehen in Offenstellung.
  • 2. Zwischen den Werkzeughälften, aber über die jeweiligen Grundplatten überstehend, sind ein Doppel-Oberspannrahmen und ein Doppel-Unterspannrahmen so installiert, daß beide Rahmen untereinander bewegt, also geöffnet und auf Schlupfspannung geschlossen werden können, die beiden Rahmen aber auch mit dem Werkzeugschließvorgang in gleicher Richtung mitlaufen, so daß der "Unterstoff" auf den "Oberstoff" zubewegt wird und beim Formungsprozeß auf Produktwandstär­ kenabstand gegenüberstehen.
  • 3. Vor dem Formungsprozeß wird durch ein installiertes Hand­ lingsgerät je ein Stoffzuschnitt in den Unterrahmen und Oberrahmen eingelegt, die beiden Rahmen halten die Zuschnitte nur so fest gespannt, (z. B. mit pneumatischer Steuerung) daß beide Stoffe während des Formungsprozesses leicht schlupfen können, um damit die Dekorations-Verformung zu erleichtern (recken/stauchen).
  • 4. Nachdem beide Stoffzuschnitte in die Spannrahmen plaziert sind, fährt ein z. B. Teleskoparm oder eine Düsenverlängerung des z. B. Extruders zwischen die Spannrahmen und plaziert entweder eine Vorformkammer (z . B. ein nach zwei Seiten offener Behälter) oder eine Vorformlingsdüse verformungsspe­ zifisch direkt über dem "Unterstoff", also unmittelbar mittig oder mittels eines Heizkanalsystems gesteuert, über dem Werkzeugkern, der entsprechend diesen Verformungsbesonder­ heiten auf geeignete Temperaturen geheizt ist.
  • 5. Die Vorlage des Massevolumens erfolgt entweder:
    indem die Düse des Plastifiziergerätes vor der Vorformkammer verfahrensbedingt so justiert wird, daß das Massevolumen teilespezifisch in die Vorformkammer eingespritzt oder einextrudiert wird, oder:
    ein quer zur Plastifiziereinheit angeordneter der Verfor­ mungsgeometrie angepaßter Mehrfach-Heißkanal-Verteilerbalken aufgeflanscht ist, der mit der Plastifiziereinheit über das Unterwerkzeug verfahren wird.
    Nach vollendetem Füllvorgang und verfahrensbedingtem Abzug der Formmassen-Auftragsvorrichtungen liegt auf dem Unterstoff ein plastifizierter "Vorformling" verformungsspezifisch vorgeformt für die Prägeverteilung.
    Im besonderen kann ein Masse-Vorformling als Extrudat auch außerhalb der Verformungseinheit hergestellt werden und mittels eines Handlingsgerätes auf den Unterstoff aufgelegt werden.
  • 6. Unmittelbar nachdem der Vorformling plaziert ist, fahren die Werkzeughälften zwangsgesteuert mit den Dekorspannrahmen gegeneinander und formen das Produkt mit beidseitiger Dekoration, wobei weder unliebsame Formmassedrucke noch Dekor-Verformungsüberspannungen auftreten.
  • 7. Durch geeignete Werkzeugauslegung und Plazierung von Dekor-Formzuschnitten in geeigneter Weise ins Werkzeug werden maschinenfallende Fertigteile entformt oder in nachgeschalteter Konfektion ein Rand-Dekorbeschnitt vorgenommen.
Gemäß der Erfindung ist es mit Vorteil auch möglich, daß ein beheizter Kolben, der durch die Plastifizierungseinrichtung gespeist und durch ein freiprogrammiertes Handhabungssystem befördert, die Schmelze in der geöffneten Werkzeugstellung in genau definierten Bahnen ablegt.

Claims (9)

1. Verfahren zum Herstellen eines Kunststofformteils, bei dem die Kunststoffmasse nach der Plastifizierung einer offenen Formkavität eines aus unterer und oberer Werkzeug­ hälfte bestehenden Formwerkzeuges zugeführt und formgeprägt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die plastifizierte Kunst­ stoffmasse gegen zumindest eine zwischen den Werkzeughälf­ ten eingespannte Dekormaterialbahn formgeprägt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Werkzeughälften des offenen Formwerkzeuges zwei Dekormaterialbahnen eingespannt werden und zwischen die Dekormaterialbahnen eine Charge der plastifizierten Kunststoffmasse eingebracht und sodann unter Schließen des Formwerkzeuges gegen die Dekormaterialbahnen form­ geprägt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine bzw. jede Dekorationsmaterialbahn von einem aus Ober- und Unterrahmen bestehenden Spannrahmen zwischen den Werkzeughälften des Formwerkzeuges gehalten wird, derart, daß die Dekorationsmaterialbahn während des Formungsprozesses zu schlupfen vermag.
4. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spannrahmen verwendet wird, der den Kavitätenrand wie eine Tauchkante zu schließen vermag.
5. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spannrahmen verwendet wird, der den Kavitätenrand wie eine Tauchkante zu schließen und gleichzeitig in der Werkzeug-Öffnungsphase als Auswerferrahmen zu arbeiten vermag.
6. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die plastifizierte Kunststoff­ masse von der Plastifizierungseinrichtung einer Kunststoff­ verarbeitungsmaschine der offenen Formkavität unmittelbar zugeführt wird.
7. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die plastifizierte Kunststoff­ masse von der Plastifizierungseinrichtung einer Kunststoff­ verarbeitungsmaschine mit einem teilespezifischen Masse­ volumen einer Vorformkammer zugeführt wird, daß die Vorformkammer in die offene Formkavität eingefahren und daß hier die plastifizierte, für die Prägeverteilung verformungsspezifisch vorgeformte Kunststoffmasse abgelegt wird.
8. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein beheizter Kolben, der durch die Plastifizierungseinrichtung gespeist und durch ein freiprogrammiertes Handhabungssystem befördert, die Schmelze in der geöffneten Werkzeugstellung in genau definierten Bahnen ablegt.
9. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Dekormaterialbahnen ein- oder mehrlagige, gegebenenfalls mit Schaumrücken od. dgl. kaschierte Kunststoffolien, Gewebe, Gewirke, Gestricke, Filze u. dgl. verwendet werden.
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