DE4305196C2 - Verfahren zur Herstellung einer Spritzgußform - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Spritzgußform gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zur Herstellung von Kunststoffteilen mittels des Spritzguß­ verfahrens werden Spritzgußformen benötigt, welche einer­ seits den Anforderungen an die vom herzustellenden Kunst­ stoffteil abhängigen Fertigungstoleranzen und die Standzeit der Spritzgußform genügen, andererseits jedoch auch einfach und kostengünstig herzustellen sind.

Aus der FR-PS 1 012 469 ist ein gattungsgemäßes Verfahren bekannt, bei dem zunächst ein Positivmodell des zu ferti­ genden Kunststoffteils aus Stahl hergestellt und innerhalb eines Behälters aufgehängt wird, dessen Hohlraum an­ schließend mit einem Metall oder einer Metallegierung aus­ gefüllt wird. Nach dem Erkalten des Metalls oder der Me­ tallegierung wird die Spritzgußform geteilt, beispielsweise zersägt, und das Stahlmodell entnommen.

Dieses bekannte Verfahren weist den Nachteil auf, daß die Anfertigung des benötigten Stahlmodells aufwendig und teuer ist. Weiterhin kann das Zerschneiden des Metallblocks zu Verfälschungen des Originalmaßes und zu einem Verziehen der Spritzgußform führen. Formen mit hinterschnittenen Konturen oder komplizierte Teile können überhaupt nicht oder nur mit Schwierigkeiten hergestellt werden.

Aus der DE-PS 9 01 240 ist ein Verfahren bekannt, bei dem mittels eines Metallspritzverfahrens eine Metallschicht auf ein Modell aus Holz, Gips oder Zement aufgespritzt wird. Die dadurch erhaltene Schale, die noch eine relativ geringe Festigkeit aufweist, wird anschließend über eine Zwischen­ schicht mit einem festen Stützkörper verkittet, der an die Form der Schale angepaßt ist. Dieses Verfahren ist bei kom­ plizierten Formen und Hinterschneidungen nur mit großen Einschränkungen oder überhaupt nicht anwendbar und erfor­ dert zusätzliche Metallspritzmaschinen. Außerdem sind die Standzeiten derartiger Spritzgußformen häufig unbefriedi­ gend.

Es ist bekannt, für Kunststoffteile benötigte Spritzgußfor­ men aus Metall durch Fräsen, Erodieren oder mittels Preß­ verfahren zu fertigen. Diese Art der Formherstellung ist jedoch relativ aufwendig und daher meist nur bei der Mas­ senfertigung von Kunststoffteilen wirtschaftlich einsetz­ bar.

Weiterhin ist es bekannt, Spritzgußformen für Kunststoff­ teile nach dem Alu-Block-Baukastensystem herzustellen, wo­ bei vorgefertigte Aluminium-Bauteile mittels Fräsverfahren auf die endgültige Form gebracht werden. Auch dieses Ver­ fahren ist aufgrund der relativ hohen Herstellungskosten für die Spritzgußform nur bei großen Stückzahlen wirt­ schaftlich einsetzbar. Ferner ist auch bei diesem Verfahren nachteilig, daß der Hersteller in der Formgebung aufgrund der vorzunehmenden Fräsbearbeitung beschränkt ist, da Geo­ metrie und Verfahrwege des jeweiligen Fräswerkzeugs beach­ tet werden müssen.

Spritzgußformen für Kunststoffteile werden weiterhin da­ durch hergestellt, daß beispielsweise aus Holz bestehende Modelle mit Werkzeuggießharzen oder anderen Kunststoffen abgegossen werden. Dieses Verfahren verringert zwar die Herstellkosten, erfüllt jedoch andererseits nicht die An­ forderungen an die gewünschten Standzeiten der Spritzguß­ formen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ver­ fahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, mit dem Spritzgußformen aller Art, insbesondere auch Spritzgußformen mit höherer Komplexität und solche, die für kleinere und mittlere Fertigungsstückzahlen eingesetzt wer­ den, auf einfache, kostengünstige und maßgenaue Weise her­ stellbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zunächst ein Positivmodell der Spritzgußform hergestellt wird und daß anhand dieses Positivmodells die Negativform der Spritzgußform hergestellt wird und die Spritzgußform durch Gießen eines gießfähigen Materials in die Negativform hergestellt wird.

Von einem Positivmodell des gewünschten Kunststoffteils wird zunächst ein Positivmodell der gewünschten Spritz­ gußform angefertigt, dessen Innen- und Außenkontur der Innen- bzw. Außenkontur der späteren Spritzgußform ent­ spricht. Das Positivmodell der Spritzgußform kann bei­ spielsweise aus Kunststoff bestehen. Von diesem Positivmo­ dell der Spritzgußform wird nun eine Negativform der Spritzgußform hergestellt, die beispielsweise aus Gips be­ stehen kann. In den Hohlraum dieser Negativform, der nach dem Entfernen des eingeschlossenen Positivmodells entsteht, wird schließlich ein Metall oder eine Metallegierung einge­ gossen, wodurch die endgültige, aus Metall oder einer Me­ tallegierung bestehende Spritzgußform hergestellt ist.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden somit Spritzgußfor­ men für Kunststoffteile durch ein Gießverfahren herge­ stellt, wobei zunächst ein als Zwischenmodell dienendes Po­ sitivmodell der Spritzgußform gefertigt und anhand dieses Positivmodells eine vorzugsweise aus Gips bestehende Nega­ tivform der Spritzgußform hergestellt wird. Von besonderem Vorteil ist hierbei, daß die Spritzgußformen für die Kunst­ stoffteile auf eine wesentlich kostengünstigere Weise als mit den bisher verwendeten Verfahren hergestellt werden können, da die Kosten für die Werkzeug-Negativform relativ gering sind. Diese verringerten Herstellkosten wirken sich insbesondere bei kleinen und mittleren Fertigungslosen von Kunststoffteilen im niedrigen Preisbereich vorteilhaft aus bzw. ermöglichen dort erst den Einsatz zur Spritzgußtech­ nik. Ferner können mit Hilfe des Gießverfahrens Spritzguß­ formen realisiert werden, die beispielsweise mit einem Fräs­ verfahren aufgrund von geometrischen Besonderheiten nicht herstellbar wären. Es hat sich auch gezeigt, daß mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens die geforderten Krite­ rien bezüglich Oberflächengüte und Maßeinhaltung ohne wei­ teres eingehalten werden können, wobei an der Spritzgußform keine oder eine tolerierbare Gußstruktur zurückbleibt. Ein etwaiges Nacharbeiten kann mit geringem Aufwand durchge­ führt werden, falls dies bei besonders hohen Anforderungen an die Oberfläche oder Maßgenauigkeit erforderlich sein sollte.

In Abhängigkeit der Anforderungen an die Spritzgußform ist es auch möglich, als vergießfähiges Material für die (endgültige) Spritzgußform Mineralguß zu verwenden.

Es ist möglich, als Negativform der Spritzgußform eine sol­ che aus Gips, Mineralguß oder Zement zu verwenden. Die Ver­ wendung von Gips gewährleistet eine einfache und kostengün­ stige Herstellung der Negativform bei guter Maßhaltigkeit und bietet die Möglichkeit, auch geometrisch komplizierte Negativformen herzustellen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn als Negativform der Spritzgußform eine solche aus zum Gießen unter Vakuum ge­ eignetem Gips verwendet wird, d. h. eine solche aus Gips ge­ bildete Form, die das Anlegen eines Vakuums und somit die Durchführung eines Präzisionsgusses ermöglicht.

Die Wahl des geeigneten Materials und Herstellungsverfah­ rens der Negativformen hängt jeweils von der Formgebung und den Qualitätsanforderungen der herzustellenden Spritzguß­ formen und damit indirekt auch von den zu produzierenden Kunststoffteilen ab.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung bei­ spielsweise näher beschrieben. In dieser zeigen:

Fig. 1 ein Positivmodell einer Spritzgußform;

Fig. 2 eine über das Positivmodell abgeformte Negativ­ form;

Fig. 3 die Negativform gemäß Fig. 2 nach dem Eingießen des Spritzgußform-Materials;

Fig. 4 die Spritzgußform nach dem Entfernen der Negativ­ form und

Fig. 5 die Spritzgußform gemäß Fig. 4 mit einem hiermit geformten Kunststoff-Spritzgußteil.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, besteht der erste Schritt bei der Herstellung einer Spritzgußform für Kunst­ stoffteile in der Herstellung eines Positivmodells 1 der gewünschten Spritzgußform (siehe Fig. 1). Das Modell 1 kann aus vielerlei geeigneten Materialien, beispielsweise aus Holz, bestehen.

Über dieses Positivmodell 1 wird, wie aus Fig. 2 ersicht­ lich, anschließend eine Negativform 2 abgeformt, indem das Positivmodell 1 in der gewünschten Weise beispielsweise in Gips eingebettet wird. Nach dem Entfernen des Positivmo­ dells 1 enthält die Negativform 2 somit einen Hohlraum, der eine Negativabbildung des Positivmodells 1 darstellt und nachfolgend zum Einfüllen eines vergießfähigen aushärt­ baren Materials, beispielsweise eines Metalls, einer Me­ tallegierung oder eines Mineralgusses, dient.

Der Zustand nach dem Eingießen dieses vergießfähigen, aus­ härtbaren Materials in die Negativform 2 ist in Fig. 3 dar­ gestellt. Wie ersichtlich, liegt nach dem Aushärten des eingegossenen Materials eine fertig geformte Spritzgußform 3 vor, die nach dem Entfernen der Negativform 2 (Fig. 4) entweder unmittelbar zur Herstellung der gewünschten Kunst­ stoffteile verwendet werden kann bzw. gegebenenfalls noch entgratet oder einer anderen Nachbehandlung unterzogen wird.

Die Verwendung der fertigen Spritzgußform 3 beim Spritz­ gießen von Kunststoffteilen ist schließlich schematisch in Fig. 5 dargestellt. Die Spritzgußform 3 weist hierzu einen Hohlraum für ein herzustellendes Kunststoffteil 4 auf, in den der Kunststoff in bekannter Weise eingespritzt wird. Nach dem Aushärten des Kunststoffs liegt das Kunststoffteil 4 in der gewünschten Form vor.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung einer Spritzgußform (3) für Kunststoffteile (4), wobei die Spritzgußform (3) durch Gießen eines gießfähigen Materials in eine Negativform (2) hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein Positivmodell (1) der Spritzgußform (3) hergestellt wird und daß anhand dieses Positivmodells (1) die Negativform (2) der Spritzgußform (3) hergestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als gießfähiges Material für die Spritzgußform (3) Mineralguß, Metall oder Metallegierung verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Negativform (2) der Spritzgußform (3) eine solche aus Gips, Mineralguß oder Zement verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Negativform (2) der Spritzgußform (3) eine solche aus zum Gießen unter Vakuum geeignetem Gips verwendet wird.