DE4228282C2 - Hinterspritztes Formteil sowie Verfahren zur Herstellung desselben - Google Patents
Hinterspritztes Formteil sowie Verfahren zur Herstellung desselbenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein hinterspritztes Formteil
für die Innenausstattung, insbesondere im
Automobilbau, mit den Merkmalen, wie sie dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 entnehmbar sind. Die
Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur
Herstellung eines Formteils in der
Hinterspritztechnik gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 9.
Heutzutage gewinnt die Hinterspritztechnik bei der
Fertigung von Formteilen mit textilen
Dekorschichten, Teppich-, Vlies- oder
Folienschichten auf der Sichtseite - beispielsweise
für die Automobilindustrie sowie die Möbel-,
Haushaltsgeräte- und Freizeitindustrie - zunehmend an
Bedeutung, da sie vorteilhaft die Verquickung von
Spritzgieß- und Kaschierschritt in einem einzigen
Arbeitsgang gestattet. Hierdurch können die
aufwendigen und arbeitsintensiven und - sofern
organische Lösungsmittel oder Kleber zum Kaschieren
verwendet werden - auch umweltbelastenden und
gesundheitlich durchaus bedenklichen
Kaschierschritte entfallen.
Die Verfahren, die zum Hinterspritzen eingesetzt
werden, bauen im Prinzip auf herkömmlichen
Standardspritzgießverfahren auf. Bekannt sind in
diesem Zusammenhang u. a. das Fließgießverfahren, das
Intrudierverfahren sowie das Spritzgießverfahren mit
Werkzeugatmung, wobei letzteres sich mehr und mehr
durchsetzt.
Herkömmliche Spritzgießmaschinen verfügen i. A. über
eine Schließeinheit mit einem aus zwei Hälften
bestehenden Formwerkzeug, eine Materialzuführeinheit
für die Zuführung von Dekor- und gegebenenfalls
weiteren Zwischenschichtstoffen zu einer der
Werkzeughälften, und eine Plastifiziereinheit mit
Kolben oder Schnecke zum Aufschmelzen,
Transportieren und Einspritzen von geschmolzenem
Kunststoffmaterial in das Formwerkzeug.
Beim Hinterspritzen wird eine dem Formwerkzeug einer
Spritzgießmaschine zugeführte Dekormaterialbahn aus
einem Kunststoff- oder Naturstoffmaterial mit einem
geschmolzenen weiteren Kunststoffmaterial auf der
Rückseite des Dekormaterials unter Druck
hinterspritzt. Hierbei werden gegebenenfalls eine
oder mehrere Zwischenschichten aus noch weiteren
Kunststoffmaterialien zwischen zu erzeugender Basis
und der Dekorschicht angeordnet. Die als Träger
wirkende Basisschicht, die dem gesamten Formteil
seine Steifigkeit verleiht, und zumindest die
unmittelbar darüber angeordnete Schicht werden dabei
homogen miteinander verbunden.
Das Hinterspritzen von hinterspritz-geeigneten
Textilien mit einer Schaumschicht auf einer
konventionellen Spritzgießmaschine für ein
einfaches, umkompliziert strukturiertes Formteil ist
Stand der Technik.
Aus Kunststoffe 81, S. 199 ff., 1991 ist es des
weiteren bekannt, bei nicht speziell für das
Hinterspritzen ausgerüsteten Textilien sowie bei
velours- und samtartigen Stoffen zwischen die zu
hinterspritzenden Textilien und die
Kunststoffschmelze eine auf beide Komponenten
abgestimmte, spezielle Folie einzulegen. Textilien,
bei denen der gefürchtete Nageleffekt (Durchtreten
von Schmelze) auftritt, können mit dieser Folie auf
herkömmlichen Spritzgießmaschinen verarbeitet
werden, weil die Folie den Durchtritt der Schmelze
verhindert. Diese Maßnahme trägt in gewissem Maße
auch zur Verringerung der Faltenbildung im Textil
bei. Des weiteren gibt die DE-Z: Kunststoffe 1990,
Heft 9, Seiten 997-1002, einen Überblick über die
Technik des Hinterspritzens von Dekormaterialien
durch Niederdruck-Spritzgießen.
Allerdings sind dem Hinterspritzen von Textilien,
Teppichen und Folien nach dem dort beschriebenen
Verfahren bislang Grenzen unter anderem durch die
Geometrie der Formteile gesetzt. Zwar bringt die
oben beschriebene Verfahrenweise gute Erfolge bei
einfachen Konturgeometrien der Formteile, doch bei
einer weniger hinterspritz-gerechten Konstruktion
des Formteils (kleine Radien, starke Umlenkungen,
Oberflächen mit starken Krümmungen in allen drei
Raumrichtungen) treten häufig unerwünschte
Faltenbildungen oder auch verschiedene
Zerstörungsmerkmale auf. Insbesondere kommt es zu
Rissen, wenn das Dekormaterial auf mehr als das
1,1fache seiner ursprünglichen Länge oder Breite
gedehnt werden muß, um sich dem Verlauf der
Formteiloberfläche anzupassen.
Zwar hat man an einer verfahrenmäßigen Verbesserung
des Hinterspritzverfahrens und an einer Ausdehnung
des Verfahrens auf Formteilen mit komplexeren
Geometrien gearbeitet, Erfolge wurden jedoch im
wesentlichen nur bei der Handhabungstechnik der
Dekormaterialien (automatisches Einlegen,
Positionieren und Entnehmen) unter gleichzeitiger
Ausschöpfung des vorhandenen
Rationalisierungspotentials erzielt, während
komplexe Formteile immer noch als nicht
hinterspritz-geeignet gelten. Vielmehr wird noch
heute von den Konstrukteuren ein Umdenkungsprozeß
dahingehend verlangt, daß sie sich auf die
Gestaltung von zum Hinterspritzen geeigneten
Formteilen mit weniger komplexen Geometrien
beschränken sollen.
Man hat nun außerdem versucht, das Dekormaterial
einer Vorverformung zu unterziehen und dann dieses
vorgeformte Dekormaterial zum Hinterspritzen zu
verwenden. Nachteilig bei dieser Verfahrensweise ist
allerdings der hohe Preis der
Vorverformungsaggregate sowie die dadurch insgesamt
sehr aufwendige zusätzliche Bearbeitung des
Dekormaterials.
Aus der DE 36 34 294 A1 sind unter Wärmeeinwirkung
dauerhaft verformbare Tuftingteppiche für die
Innenverkleidung von Kraftfahrzeugen bekannt,
während man aus der DE-OS 21 14 181 stark sphärische
gekrümmte oder kleine Rundungen aufweisende mit
Polster- oder Dekorationsschicht versehene
Kunststoffteile aus Kunststoff kennt, welcher im
Spritz- oder Druckguß verarbeitbar ist, wobei das
Polstermaterial zusammen mit einer gegebenenfalls
aufkaschierten Folie in einem Spannrahmen aufnehmbar
und vor dem Schließen des Werkzeugs erwärmbar ist.
Angesichts der geschilderten Problematik ist es
Aufgabe der Erfindung, ein in einem einzigen
maschinellen Hinterspritzvorgang hergestelltes
Formteil zu schaffen, welches stärkere Krümmungen in
allen drei Raumrichtungen aufweisen kann als nach
dem Stand der Technik bekannt, und dabei über eine
faltenfreie Dekorseite verfügt, die außerdem frei
von allen Zerstörungsmerkmalen, wie Rissen oder
Überdehnungen des Dekormaterials ist. Eine weitere
Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren
zur Herstellung eines hinterspritzten Formteils
anzugeben, das es erlaubt, die Vorteile der
Hinterspritztechnik, insbesondere deren
Wirtschaftlichkeit, auch auf Formteile von komplexer
Geometrie mit starken Umlenkungen, engen Radien und
starken Krümmungen in allen drei Dimensionen zu
übertragen. Darüber hinaus besteht noch eine weitere
Aufgabe der Erfindung darin, eine bekannte
Spritzgießmaschine so weiterzubilden, daß mit ihr
Textilien, Teppiche und Folien zur Herstellung von
Formteilen von komplexer Geometrie falten- und
zerstörungsfrei hinterspritzt werden können.
Gelöst werden die vorstehenden und weiter nicht
direkt angesprochene Aufgaben durch ein
hinterspritztes Formteil mit dem Merkmal des
kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1.
Verfahrensmäßig gelingt die Problemlösung durch ein
Verfahren mit dem kennzeichnenden Merkmal des
Anspruchs 9. Eine Spritzgießmaschine mit dem
kennzeichnenden Merkmal des Anspruchs 13 gestattet
die Problemlösung durch die Herstellung des
erfindungsgemäßen Formteils bzw. die Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens. Vorteilhafte
Ausführungen des hinterspritzten Formteils und der
Spritzgießmaschine sowie zweckmäßige Ausgestaltungen
des Verfahrens werden in den jeweiligen abhängigen
Ansprüchen unter Schutz gestellt.
Mit dem erfindungsgemäßen Formteil gelingt es
erstmals einen in einem einzigen Spritzgießvorgang
hergestellten, qualitativ hochwertigen und
anspruchsvollen Hinterspritzartikel zur Verfügung zu
stellen, wobei die Formteile trotz erheblicher
Wanddickenunterschiede, Verrippungen oder
komplizierter Geometrie (enge Radien, starke
Umlenkungen, stark in den drei Richtungen des Raumes
gekrümmten Teilflächen) eine falten- und
beschädigungsfreie Dekoroberfläche (frei von Rissen
und Materialüberdehnungen) aufweisen. Um dies zu
ermöglichen, zeichnet sich das erfindungsgemäße
hinterspritzte Formteil insbesondere dadurch aus,
daß das Material der Dekorschicht zumindest
teilweise an den in drei Richtungen des Raumes stark
gekrümmten Flächen des Formteils zur Erzeugung eines
faltenfreien Dekors auf mehr als das 1,1fache
seiner ursprünglichen Länge und/oder Breite
verstreckt ist.
Da die beim Spritzgießverfahren zur Erzeugung einer
homogenen Verbindung erforderlichen relativ hohen
Drücke und Temperaturen eine enorme Beanspruchung
des Dekormaterials darstellen (selbst bei sog.
Niederdruckverfahren kommt es zu Belastungen von bis
zu 100 bar), waren bislang selbst als relativ robust
eingeschätzte Materialien, wie diverse Folien,
Vliese oder Gewebe nicht dazu geeignet, in einem
einzigen Spritzgießvorgang hinterspritzt zu werden,
da sie bei der Anpassung an tiefe Kavitäten, starke
Umlenkungen oder Krümmungen, unweigerlich beschädigt
wurden. Aus der erfindungsgemäßen Verstreckung der
Dekormaterialien auf mindestens das 1,1fache ihrer
ursprünglichen Länge und/oder Breite resultiert eine
optimierte Anpassung des Dekormaterials auch an
tiefe Kavitäten komplexer Formteilgeometrien.
Erfindungsgemäße hinterspritzte Formteile weisen
zumindest an einer Stelle ihrer Sichtfläche
Verstreckungen oder Dehnungen des Materials auf, die
mehr als zehn Prozent betragen, bezogen auf die
Dimension des Dekors vor dem Hinterspritzen, sei es
hinsichtlich ihrer Länge und/oder Breite. Es ist
jedoch bevorzugt, daß das Material der Dekorschicht
an allen in drei Richtungen des Raumes stark
gekrümmten Flächen des Formteils zur Erzeugung eines
faltenfreien Dekors auf mehr als das 1,1fache
seiner ursprünglichen Länge und/oder Breite
verstreckt ist.
Im Rahmen der Erfindung wird dabei unter stark
gekrümmter Formteilfläche einerseits eine Fläche
verstanden, die eine Krümmung mit einem Radius
aufweist, der 2 mm nicht unterschreitet.
Andererseits wird unter einer solchen Fläche des
Formteils im erfindungsgemäßen Sinne auch eine
Fläche oder ein Teil der Oberfläche des Formteils
verstanden, bei welcher extreme Umlenkungen
auftreten, d. h. Flächen, die in extremer
Winkelstellung zueinander angeordnet sind, also
beispielsweise Flächen, die einen spitzen Winkel von
45° bis 90° und bis zu 120° aufweisen.
In einer bevorzugten Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Formteils ist das Material der
Dekorschicht an den in drei Richtungen des Raumes
gekrümmten Flächen des Formteils auf mehr als das
1,1fache, nämlich auf das 1,2fache bis 2,0fache
seiner ursprünglichen Länge und/oder Breite,
verstreckt, ohne daß es zum Auftreten von
Beschädigungen der Sichtseite käme.
Das Dekormaterial muß in der Regel eine den
vorgenannten Verstreckungsbereichen entsprechende
Dehnfähigkeit aufweisen. Noch wichtiger als die
absolute Fähigkeit der Materialdehnung ist jedoch
die relative Verstreckung des Dekors. Hierunter ist
im Rahmen der Erfindung zu verstehen, daß das
Dekormaterial im fertigen Formteil erfindungsgemäß
an benachbarten Orten hohe Unterschiede in der
Verstreckung aufweisen kann. Wenig oder gar nicht
gedehnte Bereiche, die einer relativ ebenen
Formteilgeometrie entsprechen, wechseln mit stark
gedehnten bzw. verstreckten Bereichen des
Dekormaterials, beispielsweise an Umlenkungen,
Kanten oder Erhebungen des Formteils. Trotz einer
gegebenenfalls ausreichenden absoluten Dehnfähigkeit
des Dekormaterials ist die Erzeugung von Formteilen
mit in den drei Richtungen des Raumes stark
gekrümmten Flächen aufgrund auftretender Spannungen
bislang nicht möglich gewesen, da zwar eine
ausreichende Dehnung des Materials an den kritischen
Stellen möglich war, aber dies an den weniger
kritischen Stellen zu Faltenbildung führte.
Die erfindungsgemäßen hinterspritzten Formteile
bestehen in der Regel aus mehreren miteinander
verbundenen Schichten. Unerläßlich sind jedoch eine
Basisschicht auf der Rückseite und eine Dekorschicht
auf der Frontseite des Formteils. Um eine genügende
Ablösefestigkeit der Schichten auf der Basisschicht
zu gewährleisten, ist die Basisschicht zumindest mit
der direkt darüber liegenden Schicht, entweder der
Dekorschicht oder auch einer direkt auf der
Basisschicht angeordneten Zwischenschicht homogen
verbunden. Unter der homogenen Verbindung wird im
Sinne der Erfindung die in der Hinterspritztechnik,
bei dem Fachmann geläufigen Temperaturen und
Drücken, erreichbare Verbindung zweier Schichten
verstanden. Je nach Natur der Materialien kann es
sich um eine chemische oder auch um eine
physikalische Verbindung zwischen den Materialien
handeln. Auch Mischverbindungsformen sind möglich.
Homogen bedeutet demnach nicht, daß mit dem Fachmann
geläufigen physikalischen oder chemischen
Untersuchungsmethoden, z. B. Elektronenmikroskopie,
keine Grenzflächen zwischen den Schichten
feststellbar sein dürfen. Vielmehr ist das Auftreten
solcher Grenzflächen in der Regel nachweisbar.
Darüber hinaus ist es außerdem möglich, daß nicht
nur die Basisschicht und die direkt darüber liegende
Schicht, sondern auch, falls eine oder mehrere
Zwischensschicht(en) vorhanden ist (sind), diese
Schichten im erfindungsgemäßen Sinn homogen
miteinander verbunden sind.
Weiterhin kann es bei Vorliegen bestimmter
Materialkombinationen von Dekor- und Basisschicht
von großem Nutzen sein, die zu hinterspritzende
Dekorschicht, beispielsweise eine Dekorfolie mit
schlechter Adhäsion, die eine "Trennwirkung"
gegenüber dem Hinterspritzmaterial besitzt, mit
einem Haftvermittler zu behandeln. Durch
Beschichtung mit einem Haftvermittler (z. B.
Faservlies) kann so ein festerer Zusammenhalt und
guter Verbund der verschiedenen Schichten, die am
Aufbau des hinterspritzen Formteils beteiligt sind,
erreicht werden.
Generell gehören zu den Materialien, die zur
Fertigung des erfindungsgemäßen hinterspritzen
Formteils verwendet werden können, alle dem Fachmann
geläufige Materialien und Materialkombinationen,
die insbesondere in der Spritzgießtechnik und dort
beim Hinterspritzen von Dekormaterialien, Textilien,
Folien oder Stoffen einsetzbar sind.
Für die Basis kommen alle üblichen Kunststoffe in
Frage, zweckmäßig sind alle dem Fachmann bekannten
thermoplastischen oder duroplastischen Formmassen.
Besonders bevorzugt sind aufgrund ihrer günstigen
Verarbeitungseigenschaften thermoplastische Massen,
beispielsweise auf Polyolefinbasis, insbesondere
Polypropylenbasis oder Polyethylenbasis. Des
weiteren kommen in Frage Formmassen auf
Acrylat-Butadien-Styrol-Basis, Polyamid-Basis oder
auch Polycarbonate. Neben den reinen Substanzen, die
eigentlich seltener eingesetzt werden, sind
besonders vorteilhaft auch Blends oder Polyblends
aus den vorgenannten Formmassen einsetzbar. Außerdem
können in den Formmassen alle üblichen Zusätze
enthalten sein, wie beispielsweise Füllstoffe, wie
Ruß, Talkum, Kreide etc., Pigmente, etc.
Zu den bevorzugten Dekorschichtmaterialien gehören
u. a. Kunststoffolien, beispielsweise PVC-Häute,
Polyolefinfolien, insbesondere Polypropylenfolien,
sowie Stoffe, Vliese oder Häute auf Naturstoff- oder
Kunststoffbasis, z. B. Filze, Baumwolltextilien,
Leder, Nadelfilze, Wirkvliese, Polyamid-,
Polypropylen- oder Polyesterfasern, etc. Im Rahmen
der Erfindung wird im allgemeinen unter Dekorschicht
eine einlagige Schicht verstanden, wobei etwaige
weitere zwischen Dekor- und Basisschicht vorhandene
Materialschichten als Zwischenschicht(en) bezeichnet
werden. Das Dekormaterial und das
Zwischenschichtmaterial kann beispielsweise erst
beim Hinterspritzvorgang miteinander verbunden
werden.
Das Dekor kann allerdings auch selbst schon
mehrlagig aus Dekormaterial und damit schon
verbundenen Zwischenschicht(en) bestehen und als
mehrlagige Einheit verarbeitet werden. In diesem
Zusammenhang spricht man dann auch von Oberware und
beispielsweise Mittelschicht bzw. und/oder
Unterschicht. Für einen solchen Fall entspricht die
sichtbare Fläche bzw. Oberware des Dekormaterials
der Dekorschicht im erfindungsgemäßen Sinn.
Falls eine oder mehrere Zwischenschichten angeordnet
sind, so handelt es sich zumindest bei einer davon
vorteilhaft um Kunststoffschichten aus einem
geschäumten Material, insbesondere auf
Polyurethanbasis. Diese Zwischenschicht(en) dienen
insbesondere zur Verbesserung der Dämmung, sowohl
gegenüber Schall als auch bezüglich der Wärme. Sie
können außerdem einen erwünschten "Softeffekt"
erzeugen. Die Zwischenschichten können mit den
angrenzenden Schichten entweder lediglich durch
Temperatureinwirkung verbunden sein, es kann jedoch
auch vorteilhaft eine Klebemittelschicht zur
Fixierung beispielsweise einer Zwischenschicht und
der sichtbaren Dekorstoffschicht zur Verwendung
gelangen. In diesem Fall sind alle üblichen
Klebemittel einsetzbar.
Falls als Dekorschichtmaterialien sogenannte
einfache Gewebe verwendet werden, die
fertigungsgemäß eine relativ "poröse" Gewebestruktur
aufweisen, so ist es im Rahmen der Erfindung ganz
besonders bevorzugt, daß als Zwischenschicht eine
Dichtschicht (z. B. robuste, insbesondere
temperaturbeständige Materialien, wie diverse
Folien, Vliese oder feine Gewebe) als der sichtbaren
Dekorschicht unmittelbar benachbarte Schicht
zwischen Dekorschicht und Basisschicht angeordnet
ist. Diese Zwischenschicht isoliert und schützt die
darüberliegende Schicht vor unerwünschtem
Eindringen der heißen Kunststoffschmelze beim
Hinterspritzen. Gleichzeitig bewirkt dieses
Abschotten, daß sich das Dekormaterial beim
Einspritzen der Schmelze nicht verschiebt.
Sind mehrere Zwischenschichten vorhanden, so muß die
Schicht mit überwiegender Dicht- und Schutzfunktion
der Dekorschicht nicht unmittelbar benachbart sein,
sie kann ihre Funktion auch dann erfüllen, wenn
zwischen Dekorschicht und Basisschicht weitere
Funktionsschichten angeordnet sind.
Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zur
Herstellung eines hinterspritzten Formteils,
insbesondere von komplexer Konturgeometrie mit in
den drei Richtungen des Raumes stark gekrümmten
Flächen. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird in
einem Spritzgießwerkzeug einer Spritzgießmaschine
eine zur Sichtseite hin angeordnete Dekorschicht aus
einem Kunststoff- oder Naturstoffmaterial zur
Erzeugung einer Träger- oder Basisschicht mit einem
geschmolzenen weiteren Kunststoffmaterial
hinterspritzt. Hierbei werden gegebenenfalls eine
oder mehrere Zwischenschicht(en) aus noch weiteren
Kunststoffmaterialien zwischen zu erzeugender Basis
und der Dekorschicht angeordnet und zumindest die
als Träger wirkende Basisschicht und die unmittelbar
darüber angeordnete Schicht werden homogen
miteinander verbunden. Das erfindungsgemäße
Hinterspritzverfahren kennzeichnet sich nun dadurch,
daß das Material der Dekorschicht und die
Materialien der gegebenenfalls vorhandene(n)
Zwischenschicht(en) an den den in den drei
Richtungen des Raumes stark gekrümmten Flächen des
Formteils entsprechenden Stellen punktuell vor dem
Hinterspritzen mit Kunststoffschmelze im geöffneten
Spritzgießwerkzeug von der Rückseite, d.i. die der
Sichtseite abgewandte Seite, mittels positionierter
Heizquellen, bevorzugt IR-Lampen oder Strahlern auf
eine Temperatur erwärmt werden, die eine
beschädigungsfreie, insbesondere zerreißfreie
Verstreckung ohne Überdehnung der diesen Flächen
entsprechenden Anteile der Dekorschicht sowie
gegebenenfalls der Zwischenschicht(en)bereiche beim
anschließenden gleichzeitigen Formen und
Hinterspritzen gestattet.
Als Ergebnis umfangreicher Untersuchungen hat es
sich gezeigt, daß es neben der Beachtung der
bekannten vom Fachmann in Versuchen zu optimierenden
Verfahrensparameter für das Hinterspritzen von
Dekormaterialien im Spritzgießverfahren, wie z. B.
Auswahl und Abstimmung der Materialien für Dekor-
und Zwischenschicht(en), Optimierung der
Materialzufuhr, Optimierung der Schmelzequalität für
die Basis sowie der Anspritztechnik
(Heißkanalsystem) sowie genaueste Anpassung von
Druckpotential (während und nach dem Einspritzen)
und Temperatur des Werkzeugs der Schließeinheit an
das zu lösende Problem sowie weiterer
werkzeugabhängiger Parameter, von entscheidender
Bedeutung für die Fertigung dekorhinterspritzter
Qualitäts-Kunststoffteile ist, daß das Dekormaterial
vor dem Schließen des Werkzeugs temperiert wird.
Dies ist umso überraschender, als das Werkzeug der
Schließeinheit üblicherweise genauestens bezüglich
der Temperatur einstellbar und regelbar ist. Die
Temperatursteuerung des Formwerkzeugs läßt im
allgemeinen jedoch keine punktuelle Erwärmung
sondern nur eine Thermostatisierung des gesamten
Werkzeugs zu. Insbesondere aber die
Temperaturdifferenzen, die dem Dekor an benachbarten
Stellen vermittelt werden, sind - wie es sich
gezeigt hat - bei komplizierter Teilegeometrie mit
langen Fließwegen und dreidimensionalen Flächen
relevant. Durch eine punktuelle Erwärmung der einer
starken Dehnung unterliegenden Stellen des
Dekormaterials wird erfindungsgemäß das Auftreten
von Dekorfehlern vermieden und zwar dadurch, daß das
Dekormaterial dem Werkzeug der Schließeinheit
zugeführt und im geöffneten Werkzeug gezielt und
schonend an den kritischen Stellen temperiert wird.
Falten, Dekorverschiebungen, Rißbildung und
Durchbrechen der Schmelze beim Hinterspritzen können
so ausgeschlossen werden. Selbst Ecken und Kanten
können auf diese Weise ohne Beschädigung der
Dekorschicht an großflächigen, schwierigen
Formteilen hinterspritzt werden. Ebenso werden
Flächen und Ebenen mit schwierigster
Winkelkonstruktion hinterspritzt, wobei es keine
Rolle spielt, ob es sich um stumpfe oder spitze
Winkel handelt. Besonders wesentlich ist darüber
hinaus, daß das Hinterspritzen der komplizierten
Formteile fehlerfrei in einem einzigen
Arbeitsvorgang gelingt.
Prinzipiell kommen für die punktuelle Erwärmung des
Dekormaterials und der Zwischenschichten vor dem
Hinterspritzen alle bekannten technisch verfügbaren
Wärmequellen in Frage, die zur Erzeugung ausreichend
hoher Temperaturen in entsprechend kurzer Zeit
geeignet sind und deren Leistung hinreichend
gebündelt bzw. gesammelt und auf eine vorbestimmte
Fläche konzentriert werden kann. In bevorzugter
Verfahrensmodifikation werden das Material der
Dekorschicht sowie gegebenenfalls die Materialien
der vorhandene(n) Zwischenschicht(en) im offenen
Formwerkzeug von der Rückseite, d.i. die der
Sichtseite abgewandte Seite, mittels
positionierbarer Heizquellen, bevorzugt IR-Lampen
oder entsprechenden Wärmestrahlern, erwärmt.
In einer zweckmäßigen Variante des erfindungsgemäßen
Verfahrens werden die über das 1,1fache der
ursprünglichen Länge oder Breite zu verstreckenden
Bereiche des Dekors bzw. Dekormaterials sowie der
gegebenenfalls vorhandenen Zwischenschicht(en) auf
eine Temperatur erwärmt werden, die mehr als 10°C,
bevorzugt mehr als 25°C, besonders bevorzugt mehr
als 50°C, über der Temperatur derjenigen
benachbarten Dekor- sowie gegebenenfalls
Zwischenschicht(en)bereiche liegt, die auf weniger
als das 1,1fache der ursprünglichen Breite oder
Länge verstreckt werden müssen, um ein Formteil mit
faltenfreiem Dekor zu erzeugen.
Die Materialauswahl für das erfindungsgemäße
Verfahren ist nicht auf die weiter oben genannten
Stoffe und Materialien des erfindungsgemäßen
Formteils beschränkt. Es sind vielmehr alle für das
Hinterspritzen im Spritzgießverfahren oder analogen
Verfahren geeigneten Substanzen verarbeitbar.
Besonders zweckmäßig verwendbar sind jedoch als
Material für die Hinterspritzung des Dekors zur
Erzeugung der Basis eine thermoplastische Formmasse,
bevorzugt auf Polypropylen- oder Polycarbonatbasis,
als Material für das Dekor eine Folie aus
Kunststoff, bevorzugt eine PVC-Folie, oder ein Vlies
auf Naturstoff- oder Kunststoffbasis, als
Kunststoffmaterial der Zwischenschicht(en) ein
geschäumter Kunststoff, bevorzugt auf
Polyurethanbasis, und/oder als Kunststoffmaterial
für die als Dichtschicht wirkende(n)
Zwischenschicht(en) eine Folie auf Polypropylen- oder
Polyethylenbasis.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung die
Fortbildung einer herkömmlichen Spritzgießmaschine,
so daß sie insbesondere auch zur Herstellung eines
hinterspritzten Formteils gemäß der Erfindung
geeignet ist.
Spritzgießmaschinen verfügen im allgemeinen über
eine sogenannte Schließeinheit, die ein aus einer
ersten und einer zweiten Hälfte bestehendes
Formwerkzeug, das wahlweise geöffnet oder
geschlossen werden kann, aufweist, über eine
Materialzuführeinheit für die Zuführung von Dekor- und
gegebenenfalls weiteren
Zwischenschichtmaterialien zu einer ersten
Werkzeughälfte, und über eine Plastifiziereinheit,
zum Aufschmelzen, Transportieren und Einspritzen von
geschmolzenem Kunststoffmaterial in eine der
Werkzeughälften der Schließeinheit.
Es ist auch bekannt (WO 89/00 912), daß zwischen die
beiden geöffneten Hälften des Formwerkzeugs eine
Wärmeeinrichtung hydraulisch oder pneumatisch
positionierbar, d. h. einfahrbar bzw. einschwenkbar
ist.
Die erfindungsgemäße Spritzgießmaschine kennzeichnet
sich nun äußerst vorteilhaft für das Hinterspritzen
von Dekormaterialien dadurch, daß die
Wärmeeinrichtung ein Wärmestrahlerfeld ist, das eine
Matrix von Wärmequellen, bevorzugt
IR-Wärmestrahlern, aufweist, von denen jede einzelne
hinsichtlich ihrer Intensität, insbesondere
Schaltzeit und Strahlerleistung, unabhängig
voneinander regelbar ist. So kann man die zu
hinterspritzenden Dekormaterialien insbesondere an
Stellen, an denen eine besonders hohe Dehnung bzw.
Materialverstreckung erwünscht ist, gezielt
erwärmen, während die nicht so stark zu
verstreckenden Flächen eine geringere Temperatur
haben.
Darüber hinaus kann das Wärmestrahlerfeld modular
angelegt sein, was die Nachrüstung jeder bestehenden
Spritzgießmaschine mit einem erfindungsgemäßen
Temperierspiegel erlaubt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die
Steuerung des Wärmestrahlerfeldes sowohl
hinsichtlich der Positionierung des
Temperierspiegels, insbesondere seines Einschwenkens
zwischen die Werkzeughälften, als auch hinsichtlich
der Ansteuerung seiner einzelnen Wärmequellen in den
Steuerungsablauf der Spritzgießmaschine
vollautomatisch integriert.
Nachfolgend werden das erfindungsgemäße
hinterspritzte Formteil sowie das Verfahren und die
Spritzgießmaschine zur Herstellung eines
hinterspritzten Formteils unter Bezugnahme auf die
beigefügten Zeichnungen und die sich anschließenden
Verfahrensbeispiele weiter erläutert.
In den Figuren zeigen:
Fig. 1 in perspektivischer Darstellung die
Draufsicht auf die Dekorseite eines
erfindungsgemäßen hinterspritzten Formteils
mit in den drei Richtungen des Raumes stark
gekrümmten Flächen;
Fig. 2 einen Schnitt durch das Formteil gemäß
Fig. 1 entlang der Linie A-A;
Fig. 3 einen Schnitt durch das Formteil gemäß
Fig. 1 längs der Linie B-B;
Fig. 4 eine vergrößerte schematische Darstellung
der Einzelheit X aus Fig. 2;
Fig. 5 eine vereinfachte Seitenansicht einer
erfindungsgemäßen Spritzgießmaschine;
Fig. 6 eine Draufsicht auf die Spritzgießmaschine
von Fig. 5; und
Fig. 7 eine Ausschnittvergrößerung des
Temperierspiegels aus Fig. 5 in seitlicher
Ansicht.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten hinterspritzten
Formteil 10 handelt es sich um ein Luftkanal-
Innenverkleidungsteil eines Traktors. Anhand der
perspektivischen Ansicht von oben auf die
Sichtseite, also die Oberware bzw. Dekorschicht 20
des Formteils 10, kann man erstens erkennen, daß das
Verkleidungsteil aufwendige komplizierte Konturen
aufweist und zweitens über stark in den drei
Richtungen des Raumes gekrümmte Flächen verfügt.
Insbesondere direkt an den Punkten 15 und in deren
umgebenden Bereichen ist eine besonders große
Dehnung oder Verstreckung der Dekorschicht in allen
drei Richtungen des Raumes notwendig, um einen
faltenfreien Sitz des Dekormaterials 20 zu erhalten.
Wie am besten an den Schnitten längs der Linie A-A,
bzw. B-B aus Fig. 1, wie sie Fig. 2 und 3 zeigen,
zu sehen ist, ist das Formteil 10 ein
mehrschichtiges Laminatbauteil. Aus
Übersichtlichkeitsgründen sind in den Fig. 2 und
3 jedoch jeweils nur 2 Schichten dargestellt,
während anhand der Einzelheit X aus Fig. 2 in
Fig. 4 alle am Aufbau des mehrschichtigen Laminats
beteiligten Schichten dargestellt sind. Im gezeigten
Beispiel weist das hinterspritzte Formteil eine
Dekorschicht 20, eine darunter liegende erste
Zwischenschicht 30a, eine darunter liegende zweite
Zwischenschicht 30b und eine abschließende auf der
Rückseite des Formteils 10 angeordnete Basisschicht
40 auf. Die Basisschicht 40 ist eine
Hinterspritzschicht aus einer thermoplastischen
Formmasse auf Polypropylenbasis und ist mit der
darüber liegenden Schicht 30b homogen verbunden. Die
Schicht 30b ist eine Polypropylenfolie, während es
sich bei der Zwischenschicht 30a um eine geschäumte
Zwischenschicht, beispielsweise einen
Polyurethanschaum handelt. Die Dekorschicht 20 ist
im gezeigten Beispiel eine PVC-Folie. Aus den
Schnittdarstellungen der Fig. 2 und 3 sind
weiterhin sowohl das Ausmaß der Krümmung des
Formteils als auch die zu überwindenden Radien des
Formteils ersichtlich. Beide Schnitte lassen
Winkelstellungen von ca. 90° (Fig. 3) oder nur
wenig darüber (ca. 120° in Fig. 2) erkennen.
In den Fig. 5 und 6 ist leicht vereinfacht eine
erfindungsgemäße Spritzgießanlage 100 einmal in
Seitenansicht (Fig. 5) und einmal in der Draufsicht
von oben (Fig. 6) dargestellt. Die
Spritzgießmaschine 100 weist in der gezeigten
Ausführungsform als wesentliche Bestandteile eine
zentrale Schließeinheit 110, eine
Materialzuführeinheit 120 sowie eine
Plastifiziereinheit 130 auf.
Die Materialzuführung 120 zeigt eine Dekorabrollung
140, die zusammen mit nicht näher bezeichneten
Transporteinrichtungen die kontinuierliche Zuführung
des bahnenartigen Dekormaterials 150 zur zentralen
Schließeinheit 110 ermöglicht. In die zentrale
Schließeinheit 110 ist u. a. ein Formwerkzeug 160
integriert. Das Formwerkzeug 160 weist zwei Hälften
170 und 180 auf, die hydraulisch geöffnet und
geschlossen werden können und die im geschlossenen
Zustand einen Hohlraum als Form oder Kavität
ausbilden, der mit Druck beaufschlagbar, über
geeignete nicht dargestellte Temperiereinrichtung
thermostatisierbar ist und von einer weiteren
Anlageneinheit nämlich der Plastifiziereinheit 130
mit geschmolzener Kunststoffmasse beaufschlagbar
ist. Die Einheit 130 weist einen Vorratsbehälter 190
für Kunststoffmassen und damit verbunden eine
thermoplastische, heiz- und thermostatisierbare
Schnecke 200 auf, welche wiederum mit mindestens
einer der Werkzeughälften 170, 180 verbunden ist.
Diverse vorhandene Regel- und Steuerkreise sowohl in
der Materialzuführeinheit 120, der Schließeinheit
110 als auch der Plastifiziereinheit 130 sind über
eine SPS-Einheit (speicherprogrammierbare Steuerung)
210 programmgesteuert.
An der Schließeinheit 110 ist des weiteren ein
Heizfeld 300 angeordnet. Das Heizfeld bzw. der
Temperierspiegel 300 ist an einem Grundrahmen 310
gehaltert, der wiederum mit der Schließeinheit 110
verbunden ist.
Wie am besten der Ausschnittvergrößerung in Fig. 7
entnehmbar ist, ist das Heizfeld 300 hydraulisch
oder pneumatisch mittels eines am Grundrahmen 310
angeordneten Pneumatikzylinders 320 und einer
Mehrzahl von Laufrollen 330 längs einer
Führungsschiene 340 für die Laufrollen 330 in
vertikaler Richtung verschieblich. An der dem
Grundrahmen 310 und den Laufrollen 340 abgewendeten
Seite trägt das Heizfeld 300 eine Mehrzahl in Form
einer Matrix horizontal und vertikal angeordnete
Wärmestrahler 350. Im gezeigten Beispiel handelt es
sich um eine 7 × 7 Matrix, also insgesamt 49
Strahlungsquellen.
Die beschriebene Vorrichtung wirkt erfindungsgemäß
nun folgendermaßen:
Eine Bahn von Dekorschichtmaterial 150, welche einlagig oder mehrlagig (bsp. aus Oberware, Mittelschicht und Unterschicht bestehend) sein kann, wird von der Dekorabrollung 140 aus über mehrere Transporteinrichtungen in die erste Werkzeughälfte 170 des Formwerkzeugs 160 so eingezogen, daß sie mit ihrer Sichtseite der ersten Werkzeughälfte 170 zugewandt ist. Das Dekor wird nun mittels nicht dargestellter Greifer außerhalb der Kavität der Werkzeughälfte 170 gehalten und vorbestimmt abgelängt. Nun wird das Heizfeld zwischen die beiden Werkzeughälften 170, 180 und insbesondere zwischen das an der ersten Werkzeughälfte 170 angeordnete Dekormaterial und die zweite Werkzeughälfte 180 pneumatisch eingefahren. Nachdem der Temperierspiegel 300 in geeignetem Abstand wie gewünscht in vertikaler Richtung positioniert wurde, wird das Dekormaterial, das vor der ersten Werkzeughälfte 170 angeordnet ist, von der Rückseite aus an definierten Stellen gezielt erwärmt. Hierzu wird die Intensität der einzelnen Strahler 350 separat voneinander geregelt. Beim Erwärmen paßt sich das Dekormaterial bereits teilweise den Konturen der Kavität an. Nachdem das Dekor an den vorbestimmten Stellen auf die erforderliche Temperatur gebracht wurde, wird das Heizfeld 300 wieder aus dem Schließraum zwischen den beiden Werkzeughälften 170, 180 nach oben herausgefahren und die Werkzeughälften 170, 180 der Schließeinheit 110 werden hydraulisch geschlossen. In das geschlossene Formwerkzeug 160 wird dann die geschmolzene Kunststoffmasse aus der Plastifiziereinheit 130 mittels Spritzaggregat 200 über ein Heißkanalsystem in die Kavität eingespritzt, wobei das Dekormaterial im Formwerkzeug 160 hinterspritzt wird. Nach Vollendung des Hinterspritzens unter Beachtung der üblichen Prozeßparameter und nach Ablauf der notwendigen Kühlzeit wird das Werkzeug 160 geöffnet, das Hinterspritzteil 10 ausgestoßen und entnommen sowie der Weiterverarbeitung (Kantenschneiden etc.) zugeführt.
Eine Bahn von Dekorschichtmaterial 150, welche einlagig oder mehrlagig (bsp. aus Oberware, Mittelschicht und Unterschicht bestehend) sein kann, wird von der Dekorabrollung 140 aus über mehrere Transporteinrichtungen in die erste Werkzeughälfte 170 des Formwerkzeugs 160 so eingezogen, daß sie mit ihrer Sichtseite der ersten Werkzeughälfte 170 zugewandt ist. Das Dekor wird nun mittels nicht dargestellter Greifer außerhalb der Kavität der Werkzeughälfte 170 gehalten und vorbestimmt abgelängt. Nun wird das Heizfeld zwischen die beiden Werkzeughälften 170, 180 und insbesondere zwischen das an der ersten Werkzeughälfte 170 angeordnete Dekormaterial und die zweite Werkzeughälfte 180 pneumatisch eingefahren. Nachdem der Temperierspiegel 300 in geeignetem Abstand wie gewünscht in vertikaler Richtung positioniert wurde, wird das Dekormaterial, das vor der ersten Werkzeughälfte 170 angeordnet ist, von der Rückseite aus an definierten Stellen gezielt erwärmt. Hierzu wird die Intensität der einzelnen Strahler 350 separat voneinander geregelt. Beim Erwärmen paßt sich das Dekormaterial bereits teilweise den Konturen der Kavität an. Nachdem das Dekor an den vorbestimmten Stellen auf die erforderliche Temperatur gebracht wurde, wird das Heizfeld 300 wieder aus dem Schließraum zwischen den beiden Werkzeughälften 170, 180 nach oben herausgefahren und die Werkzeughälften 170, 180 der Schließeinheit 110 werden hydraulisch geschlossen. In das geschlossene Formwerkzeug 160 wird dann die geschmolzene Kunststoffmasse aus der Plastifiziereinheit 130 mittels Spritzaggregat 200 über ein Heißkanalsystem in die Kavität eingespritzt, wobei das Dekormaterial im Formwerkzeug 160 hinterspritzt wird. Nach Vollendung des Hinterspritzens unter Beachtung der üblichen Prozeßparameter und nach Ablauf der notwendigen Kühlzeit wird das Werkzeug 160 geöffnet, das Hinterspritzteil 10 ausgestoßen und entnommen sowie der Weiterverarbeitung (Kantenschneiden etc.) zugeführt.
Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren
mittels der Herstellung eines beispielhaften
Formteils erläutert:
Es wird ein empfindliches, aus drei Schichten bestehendes Dekor hinterspritzt. Hinter einer dünnen PVC-Folie 20 als Sichtseite ist eine aus Polyethylen bestehende hochtemperaturbeständige Vliesschicht 30b angeordnet, die als Schutzschild für das empfindliche PVC dient. Hinter dem Vlies ist eine speziell eingestellte, vorzugsweise 5 mm dicke PET-Schaumschicht 30a vorzugsweise mit einem Liter-Gewicht von 75 g angeordnet. Hierdurch wird der sogenannte Softtouch erreicht. Die Verfahrensparameter werden so eingestellt, daß nach dem Schmelzeinspritzen und Komprimieren der Schmelze, d. h. nach Ende der Nachdruckzeit, die Schaumschicht wieder auf ihre Ausgangsstärke von 5 mm relaxiert.
Es wird ein empfindliches, aus drei Schichten bestehendes Dekor hinterspritzt. Hinter einer dünnen PVC-Folie 20 als Sichtseite ist eine aus Polyethylen bestehende hochtemperaturbeständige Vliesschicht 30b angeordnet, die als Schutzschild für das empfindliche PVC dient. Hinter dem Vlies ist eine speziell eingestellte, vorzugsweise 5 mm dicke PET-Schaumschicht 30a vorzugsweise mit einem Liter-Gewicht von 75 g angeordnet. Hierdurch wird der sogenannte Softtouch erreicht. Die Verfahrensparameter werden so eingestellt, daß nach dem Schmelzeinspritzen und Komprimieren der Schmelze, d. h. nach Ende der Nachdruckzeit, die Schaumschicht wieder auf ihre Ausgangsstärke von 5 mm relaxiert.
Vorbeschriebenes Dekor wird von einer Rolle mit
einem speziellen Spannsystem, welches pneumatisch
arbeitet, auf die Werkzeughälfte gespannt und exakt
positioniert. Das Dekorspannen als erster Schritt
des Zyklus′ für das Formteil dauert 15 Sekunden.
Hierauf wird im 2. Zyklusschritt der
Temperierspiegel eingefahren, was 2 Sekunden
beansprucht. Der Abstand des Heizfelds zum Dekor
beträgt ca. 15 cm. Dann werden die kritischen
Stellen des Dekors ca. 40 Sekunden gezielt
angestrahlt. Nach Ablauf der Heizzeit wird in einem
4. Zyklusschritt das Heizfeld ausgeführt, was ca.
2 Sekunden beansprucht. Der Temperierspiegel fährt
dabei automatisch aus dem Werkzeug in die vorherige
Ausgangsposition. Im fünften Zyklusschritt schließt
das Werkzeug 5 Sekunden und es wird 3 Sekunden lang
der Schließdruck aufgebaut. Im 7. Zyklusschritt
beginnt nun der Einspritzvorgang, welcher 4 Sekunden
dauert.
Im Gegensatz zum standardmäßigen Spritzgießen, bei
dem der Schließdruck bei Plattenberührung des
Werkzeugs zu 100% aufgebaut wird, ist im
geschilderten Verfahrensbeispiel der
Schließdruckaufbau so modifiziert, daß in der ersten
Stufe nur ca. 10% des üblichen Schließdruckes
aufgebaut werden. Bei Erreichen auf etwa 95% des
Füllvolumens (Kunststoffschmelze) der Kavität wird
der maximale Schließdruck und somit gleichzeitig die
erforderliche Zuhaltekraft aufgebaut. Mit dieser
Vorgehensweise ist die Werkzeugatmung möglich, ohne
daß das Vormaterial überspritzt ist.
Die Zeit der Schließkraft-Reduktion liegt zwischen 3
und 4 Sekunden. In einem 8. Zyklusschritt wird ein
Nachdruck von 200 bar für 6 Sekunden lang
angewendet. Bei der hier beschriebenen
Hinterspritz-Methode kann auf jeden Fall mit
Nachdruck gearbeitet werden. Der Nachdruck wird aber
hier gegenüber dem Standardspritzgießverfahren auf
ca. 50% reduziert. In weiteren Zyklusschritten wird
zur Erzeugung des Formteils nun eine Kühlzeit von
ca. 35 Sekunden eingehalten, bevor das Werkzeug
geöffnet wird (ca. 4 Sekunden). Bei einer
Gesamtzykluszeit von 116 Sekunden folgt, daß bei
einem schwierigen Spritzgießteil eine
Kostenreduktion von 35-40% gegenüber der
konventionellen Kaschier-Methode erreicht wird.
Weitere Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung
werden aus den nachstehenden Patentansprüchen
ersichtlich.
Bezugszeichenliste
10 hinterspritztes Formteil
15 Oberflächenstelle mit starker Krümmung in drei Raumrichtungen
20 Dekorschicht
30a Zwischenschicht
30b Zwischenschicht
40 Basisschicht
100 Spritzgießanlage
110 Schließeinheit
120 Materialzuführung
130 Plastifiziereinheit
140 Dekorabrollung
150 Dekormaterialbahn
160 Formwerkzeug oder Schließwerkzeug
170 erste Werkzeughälfte
180 zweite Werkzeughälfte
190 Kunststoffvorratsbehälter
200 Plastifizierschnecke
210 Maschinencomputer
300 Heizfeld
310 Grundrahmen
320 Pneumatikzylinder
330 Laufrollen
340 Führungsschiene
350 IR-Strahler
15 Oberflächenstelle mit starker Krümmung in drei Raumrichtungen
20 Dekorschicht
30a Zwischenschicht
30b Zwischenschicht
40 Basisschicht
100 Spritzgießanlage
110 Schließeinheit
120 Materialzuführung
130 Plastifiziereinheit
140 Dekorabrollung
150 Dekormaterialbahn
160 Formwerkzeug oder Schließwerkzeug
170 erste Werkzeughälfte
180 zweite Werkzeughälfte
190 Kunststoffvorratsbehälter
200 Plastifizierschnecke
210 Maschinencomputer
300 Heizfeld
310 Grundrahmen
320 Pneumatikzylinder
330 Laufrollen
340 Führungsschiene
350 IR-Strahler
Claims (12)
1. Hinterspritztes Formteil von komplexer Konturgeometrie mit in den drei
Richtungen des Raumes stark gekrümmten Flächen für den Innenausbau
insbesondere von Automobilen, aufweisend eine Basisschicht als Träger aus
einem gespritzten Kunststoffmaterial, eine zur Sichtseite hin auf der Basisschicht
angeordnete verschieden verstreckte Dekorschicht aus einem Kunststoff- oder
Naturmaterial und gegebenenfalls einer oder mehrerer zwischen Basisschicht und
Dekorschicht angeordneten Zwischenschicht(en) aus weiteren
Kunststoffmaterialien, wobei die Basisschicht und zumindest die unmittelbar
darüber angeordnete Schicht homogen miteinander verbunden sind, dadurch
gekennzeichnet, daß das Material der Dekorschicht (20) an den in drei Richtungen
des Raumes stark gekrümmten Flächen des Formteils (10) auf mehr als das 1,1fache
seiner ursprünglichen Länge und/oder Breite verstreckt ist.
2. Hinterspritztes Formteil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Material der
Dekorschicht (20) an den in drei Richtungen des
Raumes gekrümmten Flächen des Formteils (10) auf
das 1,2fache bis 2,0fache seiner
ursprünglichen Länge und/oder Breite verstreckt
ist.
3. Hinterspritztes Formteil nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Material der Dekorschicht
(20) an den in drei Richtungen des Raumes
gekrümmten Flächen des Formteils (10) auf das
1,3fache bis 1,5fache seiner ursprünglichen
Länge und/oder Breite verstreckt ist.
4. Hinterspritztes Formteil nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das erste Kunststoffmaterial
der Basisschicht (40) eine thermoplastische
Formmasse, bevorzugt auf Polypropylen- oder
Polycarbonatbasis, ist.
5. Hinterspritztes Formteil nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Material der
Dekorschicht (20) eine Folie aus Kunststoff,
bevorzugt eine PVC-Folie, oder ein Vlies auf
Naturstoff- oder Kunststoffbasis ist.
6. Hinterspritztes Formteil nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das weitere
Kunststoffmaterial der Zwischenschicht(en) (30a)
ein geschäumter Kunststoff, bevorzugt auf
Polyurethanbasis, ist.
7. Hinterspritztes Formteil nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das weitere
Kunststoffmaterial der als Dichtschicht
wirkenden Zwischenschicht(en) (30b) eine Folie
auf Polypropylen- oder Polyethylenbasis ist.
8. Verfahren zur Herstellung eines hinterspritzten
Formteils, insbesondere von komplexer
Konturgeometrie mit in den drei Richtungen des
Raumes stark gekrümmten Flächen, für den
Innenausbau, insbesondere von Automobilen, bei
welchem Verfahren in einem Spritzgießwerkzeug
eine zur Sichtseite hin angeordnete Dekorschicht
aus einem Kunststoff- oder Naturstoffmaterial
zur Erzeugung einer Träger- oder Basisschicht
mit einem geschmolzenen weiteren
Kunststoffmaterial hinterspritzt wird, wobei
gegebenenfalls eine oder mehrere
Zwischenschicht(en) aus noch weiteren
Kunststoffmaterialien zwischen zu erzeugender
Basis und der Dekorschicht angeordnet werden und
wobei zumindest die als Träger wirkende
Basisschicht und die unmittelbar darüber
angeordnete Schicht homogen miteinander
verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß
das Material der Dekorschicht (20) und die
Materialien der gegebenenfalls vorhandene(n)
Zwischenschicht(en) (30a, 30b) an den den in den
drei Richtungen des Raumes stark gekrümmten
Flächen des Formteils (10) entsprechenden
Stellen punktuell vor dem Hinterspritzen mit
Kunststoffschmelze im geöffneten
Spritzgießwerkzeug (160) von der Rückseite, d.i.
die der Sichtseite abgewandte Seite, mittels
positionierter Heizquellen (350), bevorzugt
IR-Lampen oder Strahlern auf eine Temperatur
erwärmt werden, die eine zerreißfreie
Verstreckung der diesen Flächen entsprechenden
Anteile der Dekorschicht (20) sowie
gegebenenfalls der Zwischenschicht(en)bereiche
(30a, 30b) beim anschließenden gleichzeitigen
Formen und Hinterspritzen gestattet.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die über das 1,1fache der
ursprünglichen Länge oder Breite zu
verstreckenden Bereiche des Dekors (20) sowie
der gegebenenfalls vorhandenen
Zwischenschicht(en) (30a, 30b) auf eine
Temperatus erwärmt werden, die mehr als 10°C,
bevorzugt mehr als 25°C, besonders bevorzugt
mehr als 50°C, über der Temperatur derjenigen
benachbarten Dekor- sowie gegebenenfalls
Zwischenschicht(en)bereiche liegt, die auf
weniger als das 1,1fache der ursprünglichen
Breite oder Länge versteckt werden müssen, um
ein Formteil mit faltenfreiem Dekor zu erzeugen.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, daß als
Kunststoffmaterial für die Hinterspritzung des
Dekors zur Erzeugung der Basis (40) eine
thermoplastische Formmasse, bevorzugt auf
Polypropylen oder Polycarbonatbasis, als
Material für das Dekor (20) eine Folie aus
Kunststoff, bevorzugt eine PVC-Folie, oder ein
Vlies aus Naturstoff- oder Kunststoffbasis, als
weiteres Kunststoffmaterial der
Zwischenschicht(en) (30a) ein geschäumter
Kunststoff, bevorzugt auf Polyurethanbasis,
und/oder als weiteres Kunststoffmaterial für die
als Dichtschicht wirkende(n) Zwischenschicht(en)
(30b) eine Folie auf Polypropylen- oder
Polyethylenbasis verwendet wird.
11. Spritzgießmaschine, insbesondere zur Herstellung
eines hinterspritzten Formteils gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 7 sowie zur Durchführung des
Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11,
mit Schließeinheit, die ein aus einer ersten und
einer zweiten Hälfte bestehendes Formwerkzeug,
das wahlweise geöffnet oder geschlossen werden
kann, aufweist, mit Materialzuführeinheit für
die Zuführung von Dekor- und gegebenenfalls
weiteren Zwischenschichtmaterialien zur ersten
Werkzeughälfte, und mit Plastifiziereinheit, zum
Aufschmelzen, Transportieren und Einspritzen von
geschmolzenem Kunststoffmaterial in eine der
Werkzeughälften der Schließeinheit, bei der
zwischen die beiden geöffneten Hälften (170,
180) des Formwerkzeugs (160) ein
Wärmestrahlerfeld (300) hydraulisch oder
pneumatisch einfahrbar ist, dadurch
gekennzeichnet, daß sie eine Matrix von
Wärmequellen (350), bevorzugt IR-Wärmestrahlern,
aufweist, von denen jede einzelne hinsichtlich
ihrer Intensität, insbesondere Schaltzeit und
Strahlerleistung, unabhängig voneinander
regelbar ist.
12. Spritzgießmaschine nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuerung des
Temperierspiegels (300) sowohl hinsichtlich
seiner Positionierung, insbesondere seines
Einschwenkens zwischen die Werkzeughälften (170,
180), als auch hinsichtlich der Steuerung
seiner einzelnen Wärmequellen (350) in den
Steuerungsablauf der Spritzgießmaschine (100)
vollautomatisch integriert ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924228282 DE4228282C2 (de) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | Hinterspritztes Formteil sowie Verfahren zur Herstellung desselben |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924228282 DE4228282C2 (de) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | Hinterspritztes Formteil sowie Verfahren zur Herstellung desselben |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4228282A1 DE4228282A1 (de) | 1994-03-03 |
DE4228282C2 true DE4228282C2 (de) | 1996-03-21 |
Family
ID=6466423
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19924228282 Expired - Fee Related DE4228282C2 (de) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | Hinterspritztes Formteil sowie Verfahren zur Herstellung desselben |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4228282C2 (de) |
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DE102006041638A1 (de) * | 2006-09-05 | 2008-03-20 | Dixi-Comkontec Engineering U. Modellbau Gmbh | Bauteil, insbesondere Platte, Vorformling od.dgl. |
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