FI80848C - Saett vid tillverkning av ett formset. - Google Patents

Description

1 80848

Menetelmä muottisarjan valmistamiseksi

Tekninen ala

Keksinnön kohteena on menetelmä, jolla valmistetaan 5 sarja muotteja, joka käsittää koirasmuotin ja naarasmuo-tin, jotka on tarkoitettu vietäviksi yhteen, niin että niiden välissä muodostuu muotin ontelo kuorimaisten muo-viesineiden muovaamista varten.

Aikaisempi käytäntö 10 Sellaisia esineitä kuin laivojen runkoja, säiliöi tä, auton korin osia yms. esineitä valmistetaan yhä suuremmassa määrin kuiduilla lujitetuista muoviaineista ja varsinkin lasikuiduilla lujitetusta polyesterihartsista. Normaalissa valmistusmenetelmässä kuitulujite ja muoviai-15 ne asetetaan kerroksina muottiin, minkä jälkeen muoviaine painetaan kuitulujitteeseen valssin avulla tai vastaavan laitteen avulla lujitteen kostuttamiseksi kauttaaltaan ja ilmataskujen poistamiseksi. Vaihtoehtoisessa menetelmässä ruiskutetaan katkottuja lujitekuituja sisältävä muoviaine 20 suurella paineella suoraan muotin onteloon, kunnes on saatu halutunpaksuinen kerros.

Nämä molemmat menetelmät muodostavat vakavia vaaroja terveydelle, varsinkin kun käytetään polyesterihart-seja, jotka sisältävät vaarallisia styreenejä, jotka ir-25 toavat valun aikana ja sekoittuvat työpajan ilmaan. Tämä ongelma on yritetty ratkaista asentamalla tehokkaat tuuletus järjestelmät . Tämä on mm. osoittautunut verraten kalliiksi, koska itse tuuletuslaitteen aiheuttamien kustannusten lisäksi kasvavat myös lämmityskustannukset. Kustan-30 nusten ohella tällaiset järjestelmät kehittävät häiritsevää melua ja lisäävät vedon määrää työpajassa.

Näiden ongelmien ratkaisemiseksi ja tehokkuuden lisäämiseksi on yritetty valmistaa mainitunlaisia tuotteita suljetuissa muoteissa, joista kaasut voi poistaa helposti, 35 niin että verstasilma ei saastu. Vaippavalussa muotit kä- 2 80848 eittävät naarasmuottiosan ja koirasmuottiosan, joka jälkimmäinen viedään naarasmuottiosaan kohtaan, jossa muottien koiras- ja naarasosien keskinäinen välimatka vastaa valmistettavien tuotteiden haluttua paksuutta. Eräässä 5 menetelmässä muoviaine valutetaan naarasmuottiosaan, jossa siihen kohdistetaan paine, samalla kun muotin koirasosa viedään sisälle. Vaihtoehtoisesti voidaan naarasmuottiosaan kehittää alipaine ja muoviaine imeä tämän avulla muotin onteloon, tai muoviaine voidaan pakottaa muotin 10 onteloon käyttämällä ulkopuolista ylipainetta.

Osat on tehtävä teräksestä, jotta saataisiin koiras- ja naarasmuottiosat, jotka ovat tyydyttävän jäykät, joilla on hyvä pinta ja jotka kestävät kulutuksen. Teräs-muotit ovat kuitenkin erittäin kalliita, kun ne on tarkoi-15 tettu pienten sarjojen valmistukseen tai isojen esineiden valmistukseen, kuten kanootti- tai jollarunkojen.

Keksinnön tavoite

Po. keksinnön päätavoitteena on kehittää muottien valmistusmenetelmä, jota voidaan soveltaa lujitemuovitava-20 roiden ja -esineiden järkiperäiseen, suljettuun valmistukseen, myöskin pienten sarjojen ja isojen esineiden valmistukseen, samalla kun edellä mainitut haitat vältetään.

Keksinnön lyhyt tiivistelmä

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, 25 että siinä valmistetaan muovattavan esineen malli, jossa on yksi ainakin osittain kupera pinta, jonka muoto vastaa muovattavan esineen ulkopinnan muotoa tai vaihtoehtoisesti sen sisäpinnan muotoa, tätä mallia käytetään naarasmuotin valmistamiseksi muodostamalla ainakin yksi suhteellisen 30 ohut muoviainekerros mallin päälle, jos mallin muoto vastaa muovattavan esineen ulkopinnan muotoa, joka muovikerros toimii muotin irrotettavana vaippana naarasmuotissa, tai vaihtoehtoisesti, jos mallin muoto vastaa muovattavan esineen sisäpinnan muotoa, muovaamalla ensin ainekerros 35 mallin päälle, jonka kerroksen paksuus vastaa muovattavan

II

3 80848 esineen haluttua paksuutta ja joka kerros sitten pinnoitetaan ainakin yhdellä suhteellisen ohuella muoviainekerrok-sella, joka muodostaa muotin vaipan naarasmuotissa, minkä jälkeen aine, joka on muovattavassa tilassa ja joka kovet-5 tumisen jälkeen voi muodostaa tukiosan muotin vaippaa varten, syötetään muotin vaippaa ympäröivään muottiin, ja naarasmuottia käytetään koirasmuotin valmistusta varten, jolloin siinä tapauksessa, että naarasmuotti ei sisällä ainekerrosta, jonka paksuus vastaa muovattavan esineen 10 paksuutta, tällainen kerros asetetaan ensin naarasmuottiin ja koirasmuotin valmistus tapahtuu peittämällä naarasmuotissa oleva, muovattavaa esinettä vastaava kerros ainakin yhdellä suhteellisen ohuella muoviainekerroksella, joka toimii irrotettavana muotin vaippana koirasmuotissa, minkä 15 jälkeen aine, joka on muovattavassa tilassa ja joka kovettumisen jälkeen voi muodostaa tukiosan muotin vaippaa varten, syötetään muotin vaippaa ympäröivään muottiin. Keksinnön mukaisesti käytetään yhdistelmämuotteja, joissa on jäykkä tukiosa, joka on tehty halvasta aineesta ja jonka 20 pinta on muotoiltu vastaamaan muovattavien esineiden muotoa, ja sijoittamalla irrotettavasti tälle pinnalle muotin vaippa, jolla on erittäin sileä pinta, joka toimii muotoi-lupintana.

Muotin vaippa voidaan joko sitoa tukiosaan muovi-25 sideaineella siten, että se voidaan helposti erottaa tuki-osasta, tai se voidaan pitää kiinni tukiosassa esim. imulla tai yhdessä toimivien säppivälineiden avulla.

Muotin vaippa ja tukiosa voidaan valmistaa muovattavan esineen mallin avulla, jolloin tämä malli, kun val-30 mistetaan muotin vaippa muoviaineesta, peitetään ensin geelipinnoitteella. Keksinnön mukaisesti on todettu, että vahattu geelipinnoite soveltuu hyvin muovauspinnaksi, kun muovataan lujitemuovituotteita. Vaihtoehtoisesti voidaan metallivaippa ruiskuttaa mallin päälle tai mallin avulla 35 voidaan muovata metallipeltivaippa. Huono puoli sekä muo- 4 80848 vi- että metallivaipoissa on kuitenkin se, että saadun pinnan avulla voidaan vain valmistaa rajoitettu määrä esineitä tämän pinnan kulumisen takia. Po. keksinnössä tämä ongelma ratkaistaan sijoittamalla muotin vaippa siten, 5 että se voidaan helposti erottaa tukiosasta, kuten edellä mainittiin, niin että tämä muotin vaippa voidaan korvata uudella, verraten halvalla vaipalla tarvittaessa.

Tukiosa voidaan valmistaa sopivasta, halvasta täyteaineesta, johon sekoitetaan hartsia ja jonka annetaan 10 kovettua erittäin jäykkään tilaan.

Seuraavissa patenttivaatimuksissa on määritelty po. keksinnön eri näkökohtien erikoiset, tunnusomaiset ominaisuudet .

Keksintöä kuvataan nyt lähemmin viitaten oheisiin, 15 kaaviomaisiin piirustuksiin.

Piirustusten lyhyt kuvaus

Kuvio 1 esittää läpileikkauskuvantoa mallista ja sen päälle rakennetusta naarasmuottiosasta.

Kuvio 2 esittää läpileikkauskuvantoa saadusta naa-20 rasmuottiosasta ja vaihdettavasta muotin vaipasta, käännettynä 180° kulmassa.

Kuvio 3 esittää läpileikkauskuvantoa naarasmuottiosasta ja koirasmuottiosasta, joka on rakennettu naaras-osaan.

25 Kuvio 4 esittää läpileikkauskuvantoa saadusta koi rasmuottiosasta ja vaihdettavasta muotin vaipasta.

Keksinnön parhaana pidetyn toteutusmuodon kuvaus

Kuvioihin viitaten oletetaan, että pitkänomainen, olennaisesti U-muotoinen vaippa on muovattava lujitemuo-30 viaineesta. Tässä mielessä esitetään kuviossa 1 jäykkä malli 1, jonka pinnan muoto vastaa muovattavan esineen muotoa. Keksinnön mukaisesti valmistetaan seuraavalla tavalla naarasmuottiosa, joka on sovitettu mallin mukaan. Ensin malli 1 pinnoitetaan geelikerroksella, joko harjalla 35 tai ruiskulla. Tämä kerros muodostaa naarasmuottiosan var-

II

5 80848 sinaisen muovauspinnan. Geelikerrokselle asetetaan sitten kuiduilla lujitettua polyesteriä tunnetulla tavalla. Esitetyssä tapauksessa asetetaan kaksi kerrosta 2, 3, joista kummankin paksuus on noin 2 mm, jotta saadaan lopulliselle 5 muotin vaipalle haluttu paksuus ja jäykkyys. Polyesterin pitäisi olla lämmönkestävää ja ainakin 100°C lämpötilan kestävää. Esitetyssä toteutusmuodossa asetetaan ohut poly-esterikerros 4, jonka paksuus on noin 0,5 mm, kerrosten 2, 3 uloimmalle kerrokselle syystä, joka ilmenee seuraa-10 vassa. Ulkokerros hiotaan ja mahdollisesti jäljellä olevat halkeamat täytetään, minkä jälkeen pinta vahataan ja kiillotetaan ja malli asetetaan yhdessä saamiensa kerrosten kanssa levylle 5, joka muodostaa jakavan tason ja jolla on seinämät 6.

15 Sitten valmistetaan hartsin ja täyteaineen seos ja geelikerros asetetaan vahatun kerroksen 4 päälle joko ruiskun tai harjan avulla. Hienon täyteaineen muodostama, yhdistävä kerros voidaan haluttaessa harjata geelikerrok-sen päälle. Kerroksen 4, levyn 5 ja seinien 6 muodostama 20 ontelo täytetään sitten muoviseoksella, joka pakataan tiiviisti ja jonka annetaan kovettua ja muodostaa erittäin jäykän tukikappaleen 10. Levy 5 yhdessä seinien 6 ja mallin 1 kanssa poistetaan sitten ja tuloksena on kuvion 2 mukainen naarasmuottiosa, jossa on erittäin hieno sisäinen 25 muovauspinta ja joka käsittää vaihdettavan muotin vaipan.

Kuten kuvio 3 esittää kaaviomaisesti, voidaan kerrotulla tavalla tehtyä naarasmuottiosaa käyttää naaras-muottia vastaavan koirasmuottiosan valmistamiseen, joka vastaa naarasmuottiosaa. Tässä mielessä toimenpiteet ovat 30 olennaisesti samat kuin ne, joita on kuvattu edellä kuvioon 1 viitaten. Tässä tapauksessa asetetaan kuitenkin ensin naarasmuotin vahatulle muovauspinnalle yksi tai useampi muovikerros 11, jonka paksuus vastaa muovattavan esineen haluttua paksuutta. Kerros 11 hiotaan ja mahdol-35 liset halkeamat täytetään, minkä jälkeen pinta vahataan 6 80848 ja kiillotetaan. Sitten levitetään geelikerros koirasmuo-tin muovauspinnan muodostamiseksi ja tälle pinnalle asetetaan esim. kaksi muovikerrosta 12, 13, joista kummankin paksuus on noin 2 mm, muotin vaipan halutun paksuuden saa-5 miseksi. Tälle kerrokselle asetetaan lisäksi ohut muovi-kerros 14, jonka paksuus on noin 0,5 mm. Tämä kerros hiotaan sitten ja mahdolliset halkeamat täytetään, minkä jälkeen pinta vahataan ja kiillotetaan ja sen päälle asetetaan geelikerros. Seinät 15 sijoitetaan lähelle naarasmuo-10 tin tukiosaa ja naarasmuotti sekä seinien välinen tila täytetään täyteaineella, joka sisältää kovetusaineen. Haluttaessa voidaan hienon täyteaineen muodostama, yhdistävä kerros ensin harjata geelikerroksen päälle.

Muottiosat erotetaan sitten, jolloin saadaan koi-15 rasmuotti, kuvion 4 mukaisesti, joka käsittää jäykän tuki-kappaleen 16 ja ohjaimet 17 sekä koirasulkoneman 18, jolla on erittäin hieno muovauspinta muotin vaihdettavan vaipan muodossa. Kerros 11, joka vastaa muovattavan esineen haluttua paksuutta, on myös poistettu muotin ontelon aikaan-20 saamiseksi, kun koirasmuotti asetetaan naarasmuotin sisään.

Kun käytetään kahta muottipuoliskoa, jotka ovat kuvioiden 2 ja 4 mukaisia, voidaan muovattava muoviaine joko puristaa muotin onteloon ylipaineen avulla tai se 25 voidaan imeä muotin onteloon alipaineen avulla. Vaihtoehtoisesti voidaan naarasmuotti täyttää määrätyllä muoviai-nemäärällä ja koirasmuotti sitten painaa naarasmuotin sisään. Tällöin vastaavat tukikappaleet ottavat vastaan kohdistetun paineen.

30 Joten edellä kuvattua menetelmää sovellettaessa voidaan sekä koiras- että naarasmuotit valmistaa verraten halvasta aineesta, joka on verrattavissa teräsmuotteihin mitä tulee jäykkyyteen ja muovauspinnan hienouteen. Kuten edellä on mainittu, kuluvat muovauspinnat kuitenkin ja ne 35 on siksi vaihdettava, kun on valmistettu määrätty esine-

II

7 80848 määrä. Tämä voidaan helposti saada aikaan keksinnön mukaisilla muottiosilla, koska muotin vaippa, joka sisältää naarasmuottiosan kerrokset 2, 3 ja 4 sekä muotin koiras-osan kerrokset 12, 13 ja 14, voidaan vivuta pois, jolloin 5 tätä vipuamista helpottaa sisällä oleva, vahattu geeliker-ros. Nämä kerrokset korvataan sitten muotin vaipalla, jonka paksuus vastaa kerroksia 2 ja 3 ja vastaavasti kerroksia 12 ja 13 ja joka on valmistettu tällä välin vastaavalla tavalla. Tällöin voidaan onteloa, noin 0,5 mm, joka 10 vastaa kerrosten 4 ja vastaavasti 14 paksuutta, käyttää muoviseoksen, jolla kiinnitetään muotin uusi vaippa vastaaviin tukikappaleisiin, syöttämiseen. Vaihtoehtoisesti uudella muotin vaipalla voi olla paksuus, joka vastaa kaikkien kolmen poistetun kerroksen paksuutta, minkä jäl-15 keen muotin vaippa voidaan pitää paikallaan vastaavissa tukiosissa esim. osatyhjön avulla, joka vaikuttaa muotin vaippaan. Tätä varten on sopivat tiivistysrenkaat sijoitettu uriin, joita kappaleet 8 muodostavat ja jotka ovat avoimet kohti vaippaa. Kun vaipan kiinnitys suoritetaan 20 tyhjön avulla, voidaan kerrokset 4 ja vastaavasti 14 jättää pois alusta lähtien. Muotin vaippa voidaan myös pitää paikallaan yhdessä toimivien säppikiinnittimien, ruuvien tms. avulla.

Sen sijaan, että valmistetaan uusi muotin vaippa 25 erillään muottityökalusta, voidaan muotin vaippa valmistaa suoraan tässä työkalussa. Tällöin vivutaan ensin pois vaihdettava muotin vaippa, minkä jälkeen työkalu suljetaan valmista esinettä vastaavan vaipan ympärille. Muoviseos ruiskutetaan sitten muottityökalussa aikaansaatuun onte-30 loon tukikappaleeseen sijoitettujen kanavien kautta ja muoviseoksen annetaan sitten kovettua ja muodostaa uuden muotin vaipan. Toinen muotin vaippa voidaan sitten vaihtaa vastaavalla tavalla.

Kuten käy ilmi edellä kerrotusta, voidaan po. kek-35 sinnön toteutuksessa helposti vaihtaa muottiosien muovaus- 8 80848 pinnat alhaisin kustannuksin niin, että saadaan jatkuvasti esineitä, joilla on haluttu pintaviimeistely. Kuvattu menetelmä, jolla valmistetaan muottiosat toisissaan, takaa sen, että niiden muoto suhteessa toisiinsa on tarkasti ha-5 luttu muoto.

Edullisesti keksinnön mukaista menetelmää sovellettaessa geelikerros levitetään jokaisen muotin vaipan ja vastaavan tukiosan väliin.

Kuten on selvää, voidaan muottiosien edellä kuva-10 tut valmistusvaiheet suorittaa toisin päin niin, että ensin valmistetaan koirasmuottiosa ja tätä käytetään sitten naarasmuottiosan valmistamiseksi. Samoin muovikerros, joka määrää myöhemmin valmistettavan esineen paksuuden, voidaan vaihtoehtoisesti asettaa naarasmuottiosan päälle.

15 Edellä on oletettu, että muotin vaippa on tehty muoviaineesta. Muotin vaippa voidaan kuitenkin myös valmistaa ruiskuttamalla tai sähkösaostamalla metallia mallin päälle. Esim. ohut kerros sulaa nikkeliä voidaan ensin ruiskuttaa mallin päälle. Paksumpi kerros, joka on esim. 20 alumiini-sinkki-seos, voidaan sitten asettaa nikkeliker-roksen päälle. Vaihtoehtoisesti voidaan muotin vaippa muovata imemällä metallilevy haluttuun muotoon.

Täten on po. keksinnössä kehitetty menetelmä, jolla valmistetaan kuiduilla lujitettuja muovituotteita ja jonka 25 avulla tällaisten tuotteiden valmistus voidaan suorittaa järkiperäisesti suljetussa muotin ontelossa käyttäen muotteja, jotka voidaan valmistaa alhaisin kustannuksin silloinkin, kun ne on tarkoitettu isojen esineiden valmistukseen. Keksintöä voidaan esim. soveltaa, kun valmistetaan 30 runkoja jollia ja kanootteja varten, joiden pituus on esim. 5,5 m, jollaisia tuotteita varten olisi täysin epärealistista tai ehkä mahdotonta valmistaa teräsmuotti. Näin voidaan keksinnön avulla suuresti nopeuttaa sellaisten esineiden valmistusta, joiden valmistus ei ole ollut 35 mahdollista yhdessä toimivien muottipuoliskojen avulla, 9 80848 vaan jotka ovat edellyttäneet muoviaineiden työstämistä käsin.

Keksintö ei rajoitu edellä kuvattuun ja kuvioissa esitettyyn toteutusmuotoon, vaan se on muunneltavissa mo-5 nessa suhteessa. Sitä voidaan soveltaa minkä tahansa muodon omaavien tuotteiden valmistukseen, jolloin muottipuo-liskot voidaan haluttaessa jakaa yhdessä toimiviksi osiksi. Muottipuoliskojen ulkomuotoja voidaan myös muuttaa halutulla tavalla ja varustaa ohjaimilla ja/tai tiivistys-10 osilla, joita tarvitaan ko. esineen valmistuksessa. Muotin lämmityksen tai jäähdytyksen aikaansaamiseksi voidaan tu-kikappaleisiin sisällyttää halutun muodon omaavat putki-kierukat. Vaikka niitä ei näytetä piirustuksissa, voivat myös tyhjöputket, ruiskutuskanavat yms., joita tarvitaan 15 määrätyn esineen valmistuksessa, ulottua näiden tukikappa-leiden läpi.

Claims (3)

1. Menetelmä, jolla valmistetaan sarja muotteja, joka käsittää koirasmuotin ja naarasmuotin, jotka on tar-5 koitettu vietäviksi yhteen, niin että niiden välissä muodostuu muotin ontelo kuorimaisten muoviesineiden muovaamista varten, tunnettu siitä, että siinä valmistetaan muovattavan esineen malli (1), jossa on yksi ainakin osittain kupera pinta, jonka muoto vastaa muovattavan esi-10 neen ulkopinnan muotoa tai vaihtoehtoisesti sen sisäpinnan muotoa, tätä mallia (1) käytetään naarasmuotin valmistamiseksi muodostamalla ainakin yksi suhteellisen ohut muovi-ainekerros (2;3) mallin päälle, jos mallin (1) muoto vastaa muovattavan esineen ulkopinnan muotoa, joka muoviker-15 ros (2;3) toimii muotin irrotettavana vaippana naarasmuo-tissa, tai vaihtoehtoisesti, jos mallin (1) muoto vastaa muovattavan esineen sisäpinnan muotoa, muovaamalla ensin ainekerros mallin päälle, jonka kerroksen paksuus vastaa muovattavan esineen haluttua paksuutta ja joka kerros sit-20 ten pinnoitetaan ainakin yhdellä suhteellisen ohuella muo-viainekerroksella (2;3), joka muodostaa muotin vaipan naa-rasmuotissa, minkä jälkeen aine, joka on muovattavassa tilassa ja joka kovettumisen jälkeen voi muodostaa tukiosan (10) muotin vaippaa varten, syötetään muotin vaippaa ympä-25 röivään muottiin (5,6), ja naarasmuottia käytetään koiras- muotin (18) valmistusta varten, jolloin siinä tapauksessa, että naarasmuotti ei sisällä ainekerrosta, jonka paksuus vastaa muovattavan esineen paksuutta, tällainen kerros (11) asetetaan ensin naarasmuottiin ja koirasmuotin (18) 30 valmistus tapahtuu peittämällä naarasmuotissa oleva, muovattavaa esinettä vastaava kerros (11) ainakin yhdellä suhteellisen ohuella muoviainekerroksella (12;13), joka toimii irrotettavana muotin vaippana koirasmuotissa (18), minkä jälkeen aine, joka on muovattavassa tilassa ja joka 35 kovettumisen jälkeen voi muodostaa tukiosan (16) muotin II 11 80848 vaippaa varten, syötetään muotin vaippaa ympäröivään muottiin (15).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että malli (1) ensin peitetään 5 geelikerroksella.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että geelikerros levitetään jokaisen muotin vaipan ja vastaavan tukiosan (10;16) väliin. 12 80848