DE602004006668T2 - Formgebungsverfahren eines UV-härtenden Harzes - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von plastischen Harzkomponenten. Spezieller bezieht sich diese Erfindung auf ein Verfahren zum Formen von plastischen Harzen unter Verwendung von Ultraviolett ("UV")-Härtungstechnologie.
  • Traditionelle Formgebungsverfahren umfassen Spritzguss- und Extrusionsverfahren, wobei ein Polymer in einen plastischen Zustand erwärmt wird, dann in einer Form oder einem Werkzeug geformt wird, dann abgekühlt wird, um ein fertiges Produkt zu bilden. Die Form muss als solche aus einem Substrat hergestellt sein, das diesen Druck- und Temperaturänderungen Stand halten kann. Oft sind Formen aus hochfesten Stählen hergestellt und in der Herstellung teuer. Es bleibt ein Bedarf für ein effizientes Formgebungsverfahren mit weniger Produktionsschritten und verringerter Zeit für die Formung des fertigen Produkts. Die Form oder das Werkzeug sollte aus einer breiteren Menge von Substraten hergestellt werden, um die Kosten zu reduzieren und die Vielseitigkeit von Formgestaltungen zu erhöhen.
  • UV-Härtungstechnologie wird sowohl in industriellen als auch dekorativen Anwendungen verwendet. Die Technologie umfasst einen Photopolymerisationsprozess, der Harzmoleküle zusammenschmilzt, um Molekülketten zu bilden. UV-Härten wird verbreitet bei Farben, Tintenfarbstoffen und Lacken verwendet. UV-härtende Überzugsschichten werden oft verwendet, um der Fläche von Produkten Kratzwiderstandsfähigkeit und Haltbarkeit zu geben, wie z.B. DVDs (Digital Versstile Discs), Golfbällen und Gitarrenkörpern, wobei diesen Produkten ein glattes, attraktives Aussehen verliehen wird. UV-härtende Klebstoffe und Dichtungsmassen werden ebenfalls weit verbreitet verwendet. Sie liefern ein schnelles Binden aufgrund ihrer Fähigkeit, schnell zu härten, in Sekunden, mit einem klaren, farblosen Aussehen. Die Viskosität des UV-härtenden Klebstoffs kann in Abhängigkeit von der Anwendung variiert werden. Sie liefern eine starke, haltbare Bindung für eine breite Auswahl von Substraten, einschließlich Glas, Kunststoffen, Holz, Keramik und Papier. Der UV-Härtungsprozess produziert starke, haltbare Bindungen in Sekunden, ohne die Verwendung von Lösungsmitteln, und stellt einen effizienten und umweltfreundlichen Prozess dar. Ferner härten kationische Klebstoffe, die entwickelt worden sind, weiterhin aus, nachdem die Lichtquelle entfernt worden ist, und liefern eine noch größere Festigkeit bei vollendeter Aushärtung.
  • Während UV-härtende Harze verwendet worden sind, um Überzugsschichten und Klebstoffe zu bilden, sind sie nicht allgemein bei Formgebungsanwendungen verwendet worden. Mehrere Beispiele werden nun beschrieben.
  • US 5 916 509 mit dem Titel ACTINIC IRRADIATION AND CURING OF PLASTIC COMPOSITES WITHIN A MATERIAL FORMING DIE (AKTINISCHE BESTRAHLUNG UND HÄRTUNG VON PLASTISCHEN COMPOSITEN INNERHALB EINES MATERIALFORMUNGSWERKZEUGS) von Duhrman sagt, dass ungehärtete, in Wärme aushärtende Composite-Reaktanden, welche ultraviolett-härtbare Reagenzien enthalten, effektiv durch Pultrusion gehärtet werden können, wobei ein einzigartiges Formgebungswerkzeug verwendet werden kann, welches gleichförmig die ungehärteten Compositen, welche in dem Werkzeug enthalten sind, bestrahlt.
  • Die DE 197 05 303 A1 , HERSTELLUNG VON KLEIN- UND MIKROTEILEN, von Jürgen Hauselt et al betrifft die Herstellung von Klein- und Mikroteilen, welche aus einer Formmasse hergestellt sind, und weist auf: (a) Evakuieren der Form mit integriertem Formeinsatz; (b) Einbringen der Formmasse in die Form unter Druck, wobei eine niedrigviskose Formmasse verwendet wird, welche eine durch kurzwelliges Licht härtbare Komponente enthält; (c) Belichten mit kurzwelligem Licht unter Aufrechterhaltung eines Nachdrucks, um die Masse vollständig auszuhärten; und (d) Öffnen der Form und Entnehmen des Formteils.
  • In der US 5 885 514 mit dem Titel AMBIENT UVL-CURABLE ELASTOMER MOLD APPARATUS (UMGEBUNGS-UVL-HÄRTBARES-ELASTOMER-FORMGEBUNGSVORRICHTUNG), von Paul M. Tensor ist ein verbesserter Prozess zum Formen von Teilen, wie z.B. Dichtungen, beschrieben, wobei eine Spritzgussmaschine verwendet wird. Hierbei weist die Formmaschine eine obere und eine untere Formplatte auf, die durchlässig für UV-Licht sind und ein Muster von Vertiefungen unterschiedlicher Größen und voneinander beabstandeter Positionen aufweisen, eine UV-Lichtquelle und ein Niedrigdruck-Einspritzsystem zum Liefern von Elastomeren zu den Formplatten.
  • Bei der FORMMASCHINE, JP 59215838 , von Nishiyama Hideo wird ein ultraviolettstrahl-härtendes Formmaterial in ein Formwerkzeug aus einer Spritzgussmaschine eingespritzt, um den Raum in einem Hohlraumkern zu füllen. Dann bestrahlen Ultraviolettstrahlen den Hohlraum und den Hohlraumkern getrennt mittels eines Lichtleiters von einer Ultraviolettstrahl-Bestrahlungsquelle.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und ein System zur Herstellung von geformten Gegenständen, wobei UV-härtende Systeme verwendet werden, zur Verfügung zu stellen. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, wesentliche Verbesserungen beim Herstellen geformter Gegenstände zur Verfügung zu stellen, einschließlich Eliminierung von Heizen und Kühlen von Formen, wie es typischerweise bei Spritzgussverfahren erforderlich ist; Verringerung des Energieverbrauchs; Reduzierung von Formgebungsdrücken; Ermöglichung der Verwendung von billigeren Formmaterialien; Reduzierung von Materialabfall; und Verschaffung größerer Herstellungsflexibilität.
  • UV-Härtungstechnologie ist ein effizientes Mittel zum Formen von Materialien, da sie mit einem geringen Energieverbrauch verbunden ist. Die Produktivität ist verbessert, da ein Aussetzen gegenüber UV-Licht lediglich über Sekunden Härtung initiiert. Im Gegensatz zu anderen Formgebungsprozessen ist UV-Härtungstechnologie umweltfreundlich, da sie nicht die Verwendung von Lösungsmitteln erfordert. Sie erfordert nicht das Heizen und Kühlen oder die Anwendung von Druck, um das Material zu formen. Dies resultiert in einem minimalen Kavitätsraum und einer vergrößerten Angussstärke. Da die Temperatur kontrolliert wird, können Formen aus einer breiteren Vielfalt von Substraten, einschließlich wärmempfindlicher Materialien, hergestellt werden und es besteht keine Beschränkung auf hochfeste Stähle. Ferner gibt es keinen Schwund, kein Deformieren oder Auftreten von Leerräumen, wie in traditionellen Formgebungsverfahren. Daher ist das Formen von UV-härtbarem Material ideal zum Herstellen von Gegenständen oder Komponenten von einer ästhetischen Natur.
  • Das Verfahren zur Herstellung von geformten Gegenständen gemäß der Erfindung, wie es in Anspruch 1 offenbart ist, weist auf ein Bereitstellen einer Form oder eines Werkzeugs, die bzw. das zumindest im Wesentlichen einen Hohlraum darin einschließt, Füllen der Form oder des Werkzeugs mit einem UV-härtbaren Material und Aussetzen des UV-härtbaren Materials gegenüber einer UV-Lichtquelle einer ausreichenden Intensität und für eine ausreichende Zeit, um das UV-härtbare Material zu einer festen Masse zu härten, die in der Form bzw. dem Werkzeug enthalten ist. In bevorzugten Ausführungsformen ist die Form aus einer Mehrzahl von Formsegmenten gebildet, welche zusammengefügt werden können, um die Form zu bilden, und voneinander getrennt werden können, um ein hergestelltes Produkt aus der Form zu entnehmen. Das UV-härtbare Material wird gegenüber der UV-Lichtquelle entweder durch eine Öffnung in dem Oberteil der Form oder durch UV-lichtdurchlässige Einlässe, Felder oder Abschnitte der Form hindurch ausgesetzt. Bei einer Ausführung kann die gesamte Form UV-lichtdurchlässig sein. Das UV-Licht kann zu dem UV-härtbaren Material durch einen oder mehrere solche Einlässe gerichtet werden.
  • Weitere Aufgaben, Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung in Ergänzung zu jenen oben genannten werden dargelegt in oder verständlich aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gegeben wird.
  • 1 ist eine seitliche Querschnittsansicht einer Ausführungsform einer Form zur Verwendung in dem Verfahren der Erfindung.
  • 2 ist eine seitliche Querschnittsansicht einer zweiten Ausführungsform einer Form zur Verwendung in dem Verfahren der Erfindung.
  • 3 ist eine seitliche Querschnittsansicht einer dritten Ausführungsform einer Form zur Verwendung in dem Verfahren der Erfindung.
  • 4 ist eine Draufsicht eines Systems gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung.
  • 5 ist eine schematische Ansicht eines Extensionssystems gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung.
  • Allgemein weist die Erfindung die Schritte auf: Bereitstellen mindestens einer Form einer gewünschten Gestalt oder eines gewünschten Designs mit einem Hohlraum darin; Füllen des Hohlraums mit einem UV-härtbaren Material; und Aussetzen des UV-härtbaren Materials gegenüber einer UV-Lichtquelle einer ausreichenden Intensität und für eine ausreichende Zeit, um das UV-härtbare Material zu einer festen Masse zu härten, die im Hohlraum enthalten ist.
  • Die Form kann aus jedem für die Anwendung geeigneten Material hergestellt sein. Die Form wird mit UV-härtbarem Material durch ein Präzisionsausgabesystem gefüllt. Die Form kann eine innere Beschichtung haben, um ein Haftenbleiben des UV-Materials nach Aushärtung zu einer festen Masse an der Innenseite der Form zu vermeiden und um ein Lösen der festen Masse von der Form zu erleichtern.
  • Das UV-härtbare Material ist insoweit eingegrenzt, als dass es UV-Licht durchlassen muss und deshalb nicht opak sein kann. Das UV-härtbare Material kann pigmentiert oder gefärbt sein. Das UV-härtbare Material kann aus einer Anzahl von verschiedenen UV-härtbaren Polymersystemen ausgewählt werden. Ein UV-härtbares Polymersystem weist typischerweise 1-3% eines Photoinitiators; 15-60% reaktiver Verdünnungsmittel, 25%-90% eines Oligomerpolymers; und 1-50% von Additiven und Füllmitteln auf. Polymere, die in UV-härtbaren Polymersystemen verwendet werden, können Polyurethane, Epoxidharze, Polyester und Acrylate einschließen. Spezielle, gewöhnlich verwendete Monomere für das Polymer schließen N-Vinylpyrrolidon, Hydroxyethylacrylat, (Poly)Ethylenglykoldiacrylat, Trimethylol-propantriacrylat, Norbornylacrylat und Styrol ein. Ein weiteres geeignetes Polymersystem ist das Thiolen-Polymersystem (englisch: thiol-ene polymer system) (auch bekannt als Mercaptoester). Kommerziell erhältliche UV-härtbare Polymersysteme schließen Produkte von Master Bond, Inc., Nackensack, New Jersey, Tangent Industries, Winsted, Connecticut; Daicel Chemical Industries, Ltd., Sakai Osaka Japan, und Ctech LLC, New Hartford, Connecticut ein. Ein geeignetes Thiolen-Polymersystem ist von Ctech, LLC erhältlich. Die bevorzugte UV-härtbare Flüssigkeit ist ein Produkt, das, wenn es gehärtet ist, gute optische Eigenschaften besitzt, da dies typischerweise einen Hinweis darstellt für die Oberflächenbeschaffenheit und das Aussehen, welche bei dem Verfahren der Erfindung gewünscht sind. Diese Produkte werden typischerweise bei Umgebungstemperaturen gehärtet, oder bei Temperaturen bei oder unterhalb von 100 °C unter Verwendung einer UV-Lichtquelle. Typische Aushärtungszeiten liegen zwischen 5 Sekunden und 5 Minuten in Abhängigkeit von der Wellenlänge und der Intensität des UV-Lichts und der Dicke, die gehärtet wird.
  • Eine bevorzugte UV-härtbare Flüssigkeit ist eine Acrylatmischung nach Formel. Eine kommerziell erhältliche Formel-Mischung, die in der Erfindung verwendet werden könnte, ist die Ctech 8166-4A Formel-Mischung, die zu einer klebrigkeitsfreien Fläche innerhalb von 5 Minuten UV-Belichtung bei 100 °C ausgehärtet werden kann.
  • Eine bevorzugte UV-Lichtquelle ist eine UV-Lampe, die eine UV-Intensität von ungefähr 115 mW/cm2 bei 365 nm liefert. Die UV-Lichtquelle liefert wünschenswerterweise einen breiten Bereich von Wellenlängen.
  • Eine weitere bevorzugte UV-härtbare Flüssigkeit ist ein Thiolen-Polymersystem. Eine kommerziell erhältliche Mischung nach Formel, die bei der Erfindung verwendet werden könnte, ist die Ctech Hard Dome Coat (Hartdeckschicht)-Formel-Mischung, die vorzugsweise bei einer geringeren Intensität von UV-Licht in dem Bereich von 30 mW/cm2 mit 5 Minuten UV-Belichtung bei 100 °C ausgehärtet wird.
  • Zusätzliche Komponenten können optional dem UV-härtbaren Material beigemengt werden. Diese Ingredienzen schließen Teilchen von Stoff, Holz, oder Zeitungspapier, Metallschuppen, oder dergleichen ein, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Diese Ingredienzen können die Ästhetik steigern und/oder physikalische Eigenschaften, wie z.B. die Festigkeit, des resultierenden geformten Gegenstands. Das UV-härtbare Material kann gefärbt oder pigmentiert sein, um einen durchscheinenden gefärbten Gegenstand zu ergeben.
  • Das Design der Form und des Hohlraums muss die direkte Beleuchtung des UV-härtbaren Materials durch die UV-Lichtquelle ermöglichen. Dies kann durch verschiedene Mittel erreicht werden, wie z.B. das Vorsehen einer Öffnung in dem oberen Ende der Form, um UV-Licht in den Formhohlraum zu richten, solange das Licht, welches von der Öffnung eintritt, alles der inneren Flächen der Form belichtet. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in 1 gezeigt ist, weist die Form 10 zwei Formsegmente 12 und 14 mit einer Öffnung 16 an der Oberseite der Form 10 auf. Die Segmente sind schließend zusammengefügt, um einen Hohlraum 20 zu bilden, der mit einem UV-härtbaren Material 22 gefüllt ist. Eine UV-Lichtquelle 24 sendet Licht durch die Öffnung, um das UV-härtbare Material zu härten. Die Formsegmente 12 und 14 werden dann getrennt, um den geformten Artikel oder die geformte Komponente, wie im Folgenden erörtert, freizugeben. Mehrfachformen können gegenüber derselben UV-Lichtquelle zur selben Zeit ausgesetzt sein, wodurch ein Härten von mehreren geformten Komponenten gleichzeitig ermöglicht ist.
  • Bei einer in den 2 und 3 gezeigten alternativen Ausführungsform braucht die Form 40 keine Öffnung zu haben und das UV-Licht kann in den Hohlraum 50 durch die Wände der Segmente 42 und 44 der Form 40 eingeführt werden. Das UV-Licht kann durch eine UV-Lichtquelle 54 geliefert werden, welche positioniert ist, um den gesamten Hohlraum mit UV-Licht zu bestrahlen; oder es können mehrere UV-Lichtquellen 54 positioniert sein, um den Hohlraum mit UV-Licht zu bestrahlen. Ein faseroptisches oder ein anderes lichtübertragendes System 46 kann in der Form selbst angeordnet sein, um Licht in den Hohlraum 50 der Form 40 zu schicken, um den Hohlraum 50 zu beleuchten. Im Fall einer größeren Form kann es wünschenswert sein, UV-Licht zu haben, welches in den Hohlraum gebracht wird durch UV-Lichtübertragung durch eine Mehrzahl von optischen Fasern 46, die positioniert sind, um UV-Licht an eine Mehrzahl von Stellen in der Form zu geben, wie in den 2 und 3 gezeigt ist.
  • Wie in 3 gezeigt ist, kann die Form 40 selbst, zumindest teilweise, aus einem UV-durchlässigen Material hergestellt sein, so dass Licht von einer UV-Lampe 55 außerhalb der Form durch die Form 40 hindurch gesendet wird. Bei einer möglichen Ausführungsform kann die gesamte Form aus einem UV-durchlässigen Material hergestellt sein. Beleuchtung des UV-Materials innerhalb der Form 40 wird bei den hier beschriebenen, verschiedenen Ausführungsformen erreicht. Die Form 40 in 3 weist eine Mehrzahl von Formsegmenten 42 und 44 auf, die positioniert sind und zusammengefügt sind, um die gewünschte Hohlraumgestaltung und/oder -konfiguration zum Einspritzen und Härten des UV-härtbaren Materials zu ergeben, z.B. vertikales oder horizontales Formen. Zumindest eines der Formensegmente 42 ist aus UV-durchlässigem Material hergestellt, um eine Beleuchtung des Hohlraums zu ermöglichen; alternativ hat das Formsegment ein "Fenster" 48, durch welches UV-Licht eingeführt werden kann. Der Hohlraum ist mit UV-härtbarem Material 52 gefüllt, durch geeignete Mittel, wie z.B. Einspritzung und dergleichen, und gegenüber einer UV-Lichtquelle durch das aus UV-durchlässigem Material hergestellte Fenster 48 ausgesetzt. Da bei dieser Ausführungsform eine Öffnung in der Form zur Ermöglichung von UV-Licht-Beleuchtung nicht vorgesehen sein muss, nehmen die Gestaltungs- und Designmöglichkeiten des Gegenstandes oder der Komponente zu und ein/eine mit einem Kern oder Gewinde versehener Artikel oder Komponente kann leicht produziert werden.
  • Bei einer weiteren, in 4 gezeigten Ausführungsform ist ein gleichzeitiges Herstellen von mehreren geformten Gegenständen durch zwei Fördergeräte 70 und 80, welche horizontal und parallel zueinander angeordnet sind und sich in derselben Richtung mit einer gewünschten Geschwindigkeit bewegen, vorgesehen. Formsegmente 72 und 82 werden auf beiden Fördergeräten platziert, so dass sie sich vorwärts auf einer Seite und zurück auf der anderen bewegen, wobei sie als Paare mit Segmenten auf dem gegenüberliegenden Fördergerät angeordnet sind. Da jedes Segment 72 sich auf einem Fördergerät 70 vorwärts bewegt, greift es mit einem Segment 82 auf dem anderen parallelen Fördergerät 80 ineinander, um eine Form 74 mit einem Hohlraum zu bilden. Die Form 74 bewegt sich unterhalb einer Füllstation 76, welche ein UV-härtbares Material in den Formhohlraum ausgibt. Da die Form 74 sich weiter entlang dem Förderband bewegt, wird der Hohlraum dann gegenüber einer UV-Lichtquelle 78 ausgesetzt, um ein Härten zu bewirken. Wenn sich die Form zu dem Ende der Fördergeräte fortbewegt, wird der gehärtete Gegenstand oder die gehärtete Komponente 84 von dem Hohlraum freigegeben, wenn die Segmente 72 und 82 sich voneinander trennen. Der Gegenstand kann in eine größere Menge als fertiges Produkt fallen oder zu dem nächsten Herstellungsschritt geschafft werden.
  • Bei jeder der vorhergehend erörterten Ausführungsformen ist ein Kern 60 in der Form eingeschlossen, um hohle Gegenstände und/oder Gegenstände mit geformten inneren Kammern, wie in 3 gezeigt, zu formen. Der Kern 60 muss aus einem Material hergestellt sein, welches in der Lage ist, UV-Licht durchzulassen, so dass ein Härten des UV-härtbaren Materials innerhalb des Hohlraums ermöglicht ist. Ein Kern 60, der UV übertragen kann, erlaubt, UV-Licht durch den Kern 60 hindurchzuschicken und möglicherweise versperrte oder im Schatten liegende Bereiche der Form zu härten. Bei einer möglichen Ausführungsform besitzt der Kern eine UV-Lichtquelle (einschließend zum Beispiel einen Faseroptikausgang), die in dem Kern eingebettet ist, um ein UV-Härten innerhalb der Form vorzusehen.
  • Der Kern 60 kann auch ein zusammenfallbarer Kern sein, der in der Form in einem expandierten oder aufgeblasenen Zustand vorgesehen sein kann. Solch ein zusammenfallbarer Kern kann aus einem flexiblen polymeren Material oder aus einer Reihe von zusammenpassenden Teilen hergestellt sein. Nachdem der Gegenstand bzw. die Komponente ausgehärtet ist, lässt man den Kern 60 zusammenfallen oder er wird gas-entleert, so dass er kleiner ist als der Eintrittspunkt und aus dem Inneren des geformten Gegenstands entfernt werden kann. Der zusammenfallbare Kern würde gestaltet, um die gewünschte innere Geometrie des resultierenden Gegenstands zu bilden. Ein Gegenstand, wie zum Beispiel eine Flasche, könnte unter Verwendung dieses Verfahrens hergestellt werden, mit dem Vorteil der Möglichkeit, die Flasche vor dem Entfernen des zusammenfallbaren Kerns zu verzieren oder zu kennzeichnen.
  • Nunmehr bezugnehmend auf 5 ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Formen eines extrudierten Produkts unter Verwendung einer UV-härtbaren Flüssigkeit. Das Extrusionsverfahren des vorliegenden Verfahrens schließt ein ein Bereitstellen eines Werkzeugs 90 einer gewünschten Konfiguration mit einer UV-durchlässigen Wand 92 (zum Beispiel einer oberen Platte), eine Eintrittsöffnung 94 und ein Entladungsende 96. Ein UV-härtbares Material wird in das Werkzeug hineingespritzt durch die Eintrittsöffnung unter Verwendung einer Spritzgussmaschine 98. Die UV-durchlässige Wand 92 wird mit einer UV-Lichtquelle 95 ausreichender Intensität und für eine ausreichende Zeitdauer belichtet, um das UV-härtbare Material zu härten. Auf das UV-härtbare Material wird Druck von der Spritzgussmaschine 98 ausgeübt, um zu bewirken, dass es das Werkzeug als eine feste Masse durch das Entladungsende 96 des Werkzeugs verlässt. Optional kann ein Mechanismus vorgesehen sein, um den ausgehärteten Gegenstand von dem Entladungsende zu entfernen.
  • Die vorliegende Erfindung wird dahingehend betrachtet, dass sie ein Verfahren und System zur Verfügung stellt, welche wesentliche Verbesserungen bei der Herstellung von geformten Gegenständen zur Verfügung stellen, einschließlich: (1) verbesserte Energieeffizienz aufgrund der Eliminierung von Erfordernissen für Formheizen und Kühlen der Formen, wie es typischerweise bei Spritzgussverfahren erforderlich ist; (2) verbesserter Kapitalaufwand, da das Verfahren ein Null-Druck-Formen erlaubt, wodurch die Notwendigkeit von Formen aus hochfestem Stahl beseitigt ist und die Verwendung von Formen ermöglicht ist, die aus weniger teuren Materialien hergestellt sind und die weniger kostenaufwändig herzustellen sind; (3) verbesserte Betriebskosten durch Reduzierung des Materialabfalls und Schaffung größerer Herstellungsflexiblität.
  • Während UV-härtende Harze verwendet worden sind, um Überzugsschichten und Klebstoffe zu bilden, sind sie nicht allgemein bei Formgebungsanwendungen verwendet worden. UV-Härtungstechnologie ist ein effizientes Mittel zum Formen von Materialien, da sie mit einem geringen Energieverbrauch verbunden ist. Die Produktivität ist verbessert, da ein Aussetzen gegenüber UV-Licht lediglich über Sekunden Härtung initiiert. Im Gegensatz zu anderen Formgebungsprozessen ist UV-Härtungstechnologie umweltfreundlich, da sie nicht die Verwendung von Lösungsmitteln erfordert. Sie erfordert nicht das Heizen und Kühlen oder die Anwendung von Druck, um das Material zu formen. Dies resultiert in einem minimalen Kavitätsraum und einer vergrößerten Angussstärke. Da die Temperatur kontrolliert wird, können Formen aus einer breiteren Vielfalt von Substraten, einschließlich wärmeempfindlicher Materialien, hergestellt werden und es besteht keine Beschränkung auf hochfeste Stähle. Ferner gibt es keinen Schwund, kein Deformieren oder Auftreten von Leerräumen, wie in traditionellen Formgebungsverfahren. Daher ist das Formen von UV-härtbarem Material ideal zum Herstellen von Gegenständen oder Komponenten von einer ästhetischen Natur.

Claims (6)

  1. Verfahren zur Herstellung eines geformten Gegenstands, das die Schritte aufweist: – Bereitstellen einer Form (10, 40), wobei mindestens ein Teil der Form (10, 40) ein UV-durchlässiges Material aufweist und die zumindest im Wesentlichen einen Hohlraum (20, 50) darin einschließt; – Anordnen mindestens eines Kerns (60) im Hohlraum (20, 50), wobei der Kern (60) aus einem UV-übertragungsfähigen Material gebildet ist. – Füllen des Hohlraums mit einem UV-härtbaren Material (22, 52); und – Belichten des UV-härtbaren Materials (22, 52) mit UV-Licht einer ausreichenden Intensität und für eine ausreichende Zeit, um das UV-härtbare Material zu einer festen Masse zu härten, die im Hohlraum enthalten ist und um den Kern (60) herum gebildet wird, um einen hohlen Gegenstand zu formen, der mindestens eine geformte, innere Kammer aufweist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Form (10, 40) eine Mehrzahl von Formsegmenten (12, 14, 42, 44) aufweist, die zusammenpassen, um einen Hohlraum (20, 50) zu begrenzen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das UV-Licht durch eine oder mehrere UV-Lichtquellen (24) geliefert wird, die positioniert sind, den ganzen Hohlraum (20, 50) mit UV-Licht zu bestrahlen.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das UV-Licht zu dem Hohlraum durch UV-Lichtübertragung durch eine oder mehrere optische Fasern (46) geliefert wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kern (60) zusammenfallbar ist.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Formsegmente (72, 82) an einem Fördersystem montiert sind, das besagte Formsegmente (72, 82) von einer Formfüllstation zu einer UV-härtenden Zone zu einer Formentladestation bewegt.
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