LU500899B1 - Verfahren zur Herstellung eines Kombinationsbauteils und Kombinationsbauteil - Google Patents

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Helge Schröder
Cüneyt Karaoglu
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Syntech Plastics Gmbh
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Spritzgießverfahren zur Herstellung eines Kombinationsbauteils mit einer Spritzgießvorrichtung (1), die ein Formwerkzeug (2) mit einer dekorschichtseitigen Formwerkzeughälfte (3) und einer funktionsschichtseitigen Formwerkzeughälfte (4) umfasst. In einem ersten Positionierungsschritt wird ein mit einer Dekorlage versehener Dekorfolienabschnitt (6) zwischen der dekorschichtseitigen Formwerkzeughälfte (3) und der funktionsschichtseitigen Formwerkzeughälfte (4) eingebracht und relativ zu den Formwerkzeughälften fixiert. In einem Tiefziehschritt wird der Dekorfolienabschnitt (6) tiefgezogen, sodass der Dekorfolienabschnitt (6) an einer Formfläche (12) der dekorschichtseitigen Formwerkzeughälfte (3) anliegt. In einem Fixierschritt wird ein Funktionsfolienabschnitt (11) relativ zu den Formwerkzeughälften fixiert. In einem Einspritzschritt wird Kunststoffschmelze (16) unter Druck durch einen in der funktionsschichtseitigen Formwerkzeughälfte (4) angeordneten Einspritzkanal (5) hindurch in eine Kavität (15) des Formwerkzeugs (2) eingebracht. Der Funktionsfolienabschnitt (11) weist einen Klemmabschnitt (14) auf, mit dem der Funktionsfolienabschnitt (11) in dem 5 Fixierschritt in einem außerhalb der Kavität (15) angeordneten Klemmbereich an der funktionsschichtseitigen Formwerkzeughälfte (4) festgelegt wird. Die Erfindung betrifft auch eine Spritzgießvorrichtung (1) und ein Kombinationsbauteil.

Description

- 1 - SYP 2750 P LU
LU500899
Syntech Plastics GmbH
Verfahren zur Herstellung eines Kombinationsbauteils und
Kombinationsbauteil
Die Erfindung betrifft ein SpritzgieBverfahren zur
Herstellung eines Kombinationsbauteils mit einer
SpritzgieRvorrichtung, die ein Formwerkzeug mit einer dekorschichtseitigen Formwerkzeughälfte und einer funktionsschichtseitigen Formwerkzeughälfte umfasst, wobei das Kombinationsbauteil aus einem SpritzgieBteil gebildet wird, auf dessen Oberfläche zumindest abschnittsweise eine
Dekorschicht und eine Funktionsschicht stoffschlüssig verbunden werden. Bei dem erfindungsgemäBen
SpritzgieBverfahren wird in einem ersten
Positionierungsschritt ein mit einer Dekorlage versehener
Dekorfolienabschnitt zwischen der dekorschichtseitigen
Formwerkzeughälfte und der funktionsschichtseitigen
Formwerkzeughälfte eingebracht und relativ zu den
Formwerkzeughälften fixiert. In einem Tiefziehschritt wird der Dekorfolienabschnitt tiefgezogen, sodass der
Dekorfolienabschnitt an einer Formfläche der dekorschichtseitigen Formwerkzeughälfte anliegt. In einem zweiten Positionierungsschritt wird ein
Funktionsfolienabschnitt zwischen einer dekorschichtseitigen
Formwerkzeughälfte und einer funktionsschichtseitigen
Formwerkzeughälfte eingebracht und in einem Fixierschritt relativ zu den Formwerkzeughälften fixiert. In einem
FormwerkzeugschlieBschritt wird das Formwerkzeug durch
Zusammenfahren der dekorschichtseitigen Formwerkzeughälfte
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LU500899 und der funktionsschichtseitigen Formwerkzeughälfte geschlossen und sodass durch die Formwerkzeughälften eine
Kavität ausgebildet wird. In einem Einspritzschritt wird
Kunststoffschmelze unter Druck durch einen in der funktionsschichtseitigen Formwerkzeughälfte angeordneten
Einspritzkanal hindurch in die Kavität eingebracht, sodass sich der Dekorfolienabschnitt als Dekorschicht und der
Funktionsfolienabschnitt als Funktionsschicht stoffschlüssig mit dem Spritzgießteil verbindet. In einem
Formwerkzeugöffnungsschritt wird das Formwerkzeug wieder geöffnet und in einem Entnahmeschritt das Kombinationsbauteil entnommen. Die Erfindung betrifft auch eine
Spritzgießvorrichtung zur Herstellung eines
Kombinationsbauteils durch das erfindungsgemäße
Spritzgießverfahren.
Ein bekanntes Verfahren zur Herstellung von Spritzgießteilen ist das sogenannte SpritzgieBverfahren, bei denen eine aufgeschmolzene Kunststoffmasse in eine Kavität einer
Spritzgießform eingespritzt und so das Spritzgießteil, oder auch Spritzling genannt, hergestellt wird.
Spritzgießverfahren sind urformende Fertigungsverfahren und zeichnen sich dadurch aus, dass auch komplexe Kunststoffteile herstellbar sind, die beispielsweise mehrere unterschiedlich farbige Abschnitte oder Abschnitte mit unterschiedlichen
Stoffeigenschaften aufweisen können. Bei dem
Spritzgießverfahren werden spezielle Spritzgießvorrichtungen bzw. -maschinen verwendet, mit denen aus in Granulatform oder
Pulverform vorliegenden Kunststoffen Spritzgießteile herstellbar sind. Dazu wird in einer Plastifiziereinheit der granulatförmige oder pulverförmige Kunststoff aufgeschmolzen und die Kunststoffschmelze unter Druckaufschlag in eine durch
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LU500899 zwei Fornwerkzeughälften ausgebildeten Kavitat, welche die
Negativform des herzustellenden Kunststoffteils darstellt, eingespritzt. Nach dem Einspritzen der Kunststoffschmelze in die Kavität und nach Abkühlen der Kunststoffschmelze werden die zwei Fornwerkzeughälften auseinandergefahren und das
SpritzgieRteil entnommen.
Als SpritzgieBmaterial kommen Kunststoffe, wie Acrylnitril-
Butadien-Styrol-Copolymerisat (kurz: ABS) oder Polycarbonat (kurz: PC) oder Polypropylen (kurz: PP) oder
Polymethylmethacrylat (kurz: PPMA) oder eine
Kunststoffmischung aus mindestens zwei der vorgenannten
Kunststoffen in Frage.
Es ist auch bekannt, durch SpritzgieBen hergestellte
SpritzgieBteile während des SpritzgieBvorgangs mit einer
Dekorlage zu dekorieren. Dazu wird eine sogenannte mit einer
Dekorlage versehenen In-Mold-Decoration-Folie in das
SpritzgieBwerkzeug eingelegt und die Dekorlage der In-Mold-
Decoration-Folie vollflächig unter zeitlicher Einwirkung von
Temperatur und Druck auf die Oberfläche des
Kunststoffspritzteils übertragen.
Weiter ist es bekannt, sogenannte In-Mold-Labeling-Formteile durch SpritzgieBen herzustellen, wobei die SpritzgieRteile während des SpritzgieBvorgangs bedruckt werden. Das In-Mold-
Labeling-Formteil ist ein Einlegeteil, bei dem eine
Finlegeteildekorlage auf einer Trägerfolie aufgedruckt ist.
Die Finlegeteildekorlage wird unter zeitlicher Finwirkung von
Temperatur und Druck auf die Oberfläche des
Kunststoffspritzteils übertragen. Das In-Mold-Labeling-
Formteil kann als flaches, zweidimensionales Einlegeteil
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LU500899 vorliegen oder in einem vorgelagerten Tiefziehverfahren dreidimensional vorgeformtes Einlegeteil vorliegen.
In der Druckschrift DE 10 2011 102 722 Al ist ein Verfahren zur Herstellung eines mittels In-Mold-Decoration (kurz: IMD) und In-Mold-Labeling (kurz: IML) dekorierten Formteils mit einer SpritzgieRvorrichtung beschrieben, die eine dekorseitige und eine kernseitige Werkzeughälfte aufweist.
Die IMD-Folie wird in eine durch eine dekorseitige
Formausnehmung ausgebildete Formfläche der dekorseitigen
Werkzeughälfte eingelegt und fixiert. Anschließend wird ein
IML-Formteil in eine durch eine kernseitige Formausnehmung ausgebildete Formfläche der kernseitigen Werkzeughälfte eingelegt und fixiert. Nach dem Schließen der
Spritzgießvorrichtung wird die Kunststoffschmelze in die
Formausnehmung der kernseitigen Werkzeughälfte eingespritzt, wobei das flüssige Spritzgießmaterial das IML-Formteil gegen die IMD-Folie in der Formausnehmung der dekorseitigen
Werkzeughälfte drückt. Nach Abkühlung des Formteils kann dieses anschließend aus der Spritzgießvorrichtung entnommen werden.
Das in dieser Druckschrift beschriebene IML-Formteil wird durch Positionsstifte und/oder elektrostatische Kraftwirkung und/oder Vakuumkraft auf der kernseitigen Formfläche fixiert.
Dabei ist bei dem beschriebenen Verfahren die
Austrittsöffnung des Einspritzkanals unter dem IML-Formteil angeordnet, sodass das IML-Formteil beim Einspritzen des
Kunststoffs gegen die Dekorlage der IMD-Folie gepresst und das IML-Formteil hinterspritzt wird. Für die Anordnung des
IML-Formteils an der Austrittsöffnung ist eine besonders aufwändige Konstruktion des Formwerkzeugs insbesondere im
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Bereich der Austrittsöffnung des Einspritzkanals notwendig.
Außerdem muss das IML-Formteil eine entsprechend ausgestaltete Formgebung aufweisen, sodass dieses beispielsweise mit einer stiftförmigen Halterungsvorrichtung in den Einspritzkanal eingeführt und darin gehalten werden kann. Dadurch reduziert sich zum einen die
Gestaltungsfreiheit für die Ausgestaltung des IML-Formteils aber auch für das Spritzgießteil, zum anderen erfordert eine derartige Ausgestaltung eine nachträgliche Nacharbeit des
Spritzgießteils, was den finanziellen und zeitlichen Aufwand zur Herstellung eines Spritzgießteils vergrößert. Des
Weiteren ist das IML-Formteil aufgrund der Ausgestaltung der
Spritzgießvorrichtung in dem fertig gestellten Spritzgießteil vollflächig von der Dekorlage umgeben. Dies stellt ebenfalls eine Einschränkung der Gestaltungsfreiheit des herzustellenden Spritzgießteils dar.
Als Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird es daher angesehen, ein verbessertes Spritzgießverfahren und eine verbesserte Spritzgießvorrichtung zur Verfügung zu stellen, womit ein Kombinationsbauteil herstellbar ist, welches aus einem Spritzgießteil mit auf dessen Oberfläche applizierte
Dekorschicht und Funktionsschicht gebildet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der
Funktionsfolienabschnitt einen Klemmabschnitt aufweist, mit dem der Funktionsfolienabschnitt in dem Fixierschritt in einem außerhalb der Kavität angeordneten Klemmbereich an der funktionsschichtseitigen Formwerkzeughälfte festgelegt wird.
Durch die Fixierung des Funktionsfolienabschnitts an der funktionsschichtseitigen Formwerkzeughälfte ist der
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Funktionsfolienabschnitt während des Einspritzvorgangs besonders gut gegen ein Verrutschen gesichert. Somit kann eine in dem zweiten Positionierungsschritt vorgenommene
Positionierung des Funktionsfolienabschnitts beibehalten werden. Die Fixierung kann beispielsweise mittels einer
Vakuumkraft oder mittels einer formschliissigen Verbindung entstehen, in dem der Funktionsfolienabschnitt in für die
Fixierung vorgesehenen Ausnehmungen oder Hinterschneidungen eingelegt oder eingeschoben wird. Die Klemmeinrichtung kann außerdem vorteilhafterweise unabhängig von der Ausgestaltung der Formfläche innerhalb der Formausnehmung der funktionsschichtseitigen Formwerkzeughälfte ausgestaltet werden.
Die Handhabung des Funktionsfolienabschnitts in dem zweiten
Positionierungsschritt erfolgt beispielsweise mittels eines robotergefithrten Greifersystems. Damit sind eine genaue
Positionierung und Ausrichtung des Funktionsfolienabschnitts relativ zu der funktionsschichtseitigen Formwerkzeughälfte möglich. Des Weiteren sind die in dem zweiten
Positionierungsschritt durchgeführten Handhabungsvorgänge automatisierbar und somit reproduzierbar und schnell durchführbar.
Dadurch, dass der Einspritzkanal innerhalb der funktionsschichtseitigen Formwerkzeughälfte angeordnet ist, kommt die Kunststoffschmelze zunächst mit dem
Funktionsfolienabschnitt in Kontakt. Im Falle der Verwendung eines flächig ausgestalteten Funktionsfolienabschnitts wird dieses durch den durch die Kunststoffschmelze aufgebrachten
Druck in Richtung des Dekorfolienabschnitts bewegt und legt sich an den innerhalb der Formfläche der dekorschichtseitigen
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Formwerkzeughälfte tiefgezogenen Dekorfolienabschnitt an. Die
Dekorlage wird somit auf der der dekorschichtseitigen
Formwerkzeughälfte zugewandten Seite des
Funktionsfolienabschnitts verbunden. Dadurch, dass der
Funktionsfolienabschnitt während des Einspritzvorgangs zwischen dem Dekorfolienabschnitt und der Kunststoffschmelze angeordnet ist, kann die durch die Kunststoffschmelze auf die
Dekorlage des Dekorfolienabschnittes ausgelibte
Temperaturbelastung reduziert werden, sodass eine durch die hohe Temperatur der Kunststoffschmelze thermisch bedingte
Beschädigung der Dekorlage verhindert werden kann.
Der Funktionsfolienabschnitt kann beispielsweise als ein aus den oben genannten Kunststoffen, wie beispielsweise
Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat (kurz: ABS) oder
Polycarbonat (kurz: PC) oder Polypropylen (kurz: PP) hergestelltes Formteil ausgebildet sein, wobei dieses sowohl als flächiges Bauteil als auch als dreidimensionales Formteil innerhalb des Formwerkzeugs eingelegt werden kann.
Da das Tiefziehen des Dekorfolienabschnitts innerhalb des
Formwerkzeugs erfolgt und die Positionierung des
Dekorfolienabschnitts innerhalb des Werkzeugs daher nur einmal durchgeführt werden muss, ist ein besonders zeitsparendes Verfahren zur Herstellung des
Kombinationsbauteils durchführbar. Des Weiteren kann durch den innerhalb des Formwerkzeugs durchgeführten
Tiefziehvorgang ein zusätzliches Tiefziehwerkzeug oder eine weitere Handhabungsvorrichtung zur Überführung des tiefgezogenen Dekorfolienabschnitts von einer
Tiefzieheinrichtung in das Formwerkzeug eingespart werden.
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Somit ist ein besonders kostengünstiges Verfahren zur
Herstellung des Kombinationsbauteils durchführbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemalen
Verfahrens ist vorgesehen, dass der Funktionsfolienabschnitt klemmend an der funktionsschichtseitigen Formwerkzeughalfte festgelegt wird. In SpritzgieBformen kann eine Klemmkraft beispielsweise mittels einer Schiebereinrichtungen hergestellt werden. Schiebereinrichtungen werden durch die
Offnungs- oder SchlieBbewegung einer Formwerkzeughäl£fte betätigt. Der Aufwand zur Installation von einer Vielzahl von komplexen und kostenintensiven Systemen, wie beispielsweise
Vakuumpumpen oder eine aufwendige Einbringung von
Vakuumkanälen in die Formwerkzeughalfte und die Abdichtung der Vakuumkanäle kann reduziert werden.
Vorteilhafterweise ist optional vorgesehen, dass der
Funktionsfolienabschnitt einen laschenartigen Klemmabschnitt aufweist, mit dem der Funktionsfolienabschnitt klemmend an der funktionsschichtseitigen Formwerkzeughalfte festgelegt wird. Vorteilhafterweise kann es vorgesehen sein, dass die
SpritzgieBvorrichtung eine Klemmeinrichtung im Bereich der
Formflache der funktionsschichtseitigen Formwerkzeughälfte aufweist, mit welcher der Funktionsfolienabschnitt nach dem zweiten Positionierungsschritt an dem laschenartigen
Klemmabschnitt klemmend festlegbar ist. Dadurch kommt der innerhalb der Klemmeinrichtung geklemmte Klemmabschnitt während des Einspritzschrittes nicht mit der
Kunststoffschmelze in Kontakt. Beispielsweise könnten innerhalb des Klemmabschnitts vorhandene Leiterbahnenden der auf dem Funktionsfolienabschnitts angeordneten Leiterbahnen nach der Herstellung und nach der Entnahme des
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Funktionsbauteils als elektrische Kontaktierelemente genutzt werden. Die innerhalb des Klemmabschnitts vorhandenen
Leiterbahnen sind nach dem SpritzgieBverfahren des
Kombinationsbauteils direkt kontaktierbar. Somit kann das
Kombinationsbauteil mit einem geringen
Nachbearbeitungsaufwand zur weiteren Montage verwendet werden.
Für einen besonders festen und sicheren Halt des
Funktionsfolienabschnitts in der in dem zweiten
Positionierungsschritt festgelegten Position, ist in einer vorteilhaften Umsetzung des Erfindungsgedankens vorgesehen, dass in dem Fixierschritt und in dem Einspritzschritt der
Funktionsfolienabschnitt mittels Vakuumkraft kraftschlüssig an der funktionsschichtseitigen Formwerkzeughälfte festgelegt wird. Dafür kann der Funktionsfolienabschnitt analog zum
Dekorfolienabschnitt mittels Vakuumkraft an der funktionsschichtseitigen Formwerkzeughälfte festgelegt werden. Dabei kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass
Vakuumkanäle so innerhalb der Formfläche der funktionsschichtseitigen Formwerkzeughälfte angeordnet sind, dass dessen Offnungen in den umlaufenden Randabschnitten des eingelegten Funktionsfolienabschnittes angeordnet sind. Somit ist eine besonders starke Fixierung des
Funktionsfolienabschnittes an der funktionsschichtseitigen
Formwerkzeughälfte möglich. Bei Verwendung von biegesteifen
Funktionsfolienabschnitten ist es optional vorgesehen, dass innerhalb der Formfläche der funktionsschichtseitigen
Formwerkzeughälfte Hinterschnitte und Ausnehmungen vorgesehen sind, die für eine formschlüssige Festlegung des
Funktionsfolienabschnitts genutzt werden können. Die
Hinterschnitte innerhalb der funktionsschichtseitigen
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Formwerkzeughälfte können beispielsweise umlaufend oder zumindest abschnittsweise umlaufend zu dem
Funktionsfolienabschnitt ausgestaltet sein, sodass der
Funktionsfolienabschnitt in die durch die Hinterschnitte ausgebildeten Ausnehmungen, beispielsweise robotergefiihrt, eingeführt werden können.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Funktionsfolienabschnitt im zweiten
Positionierungsschritt vollflächig über der Formfläche der funktionsschichtseitigen Formwerkzeughälfte positioniert wird, sodass in dem Einspritzschritt die Kunststoffschmelze ausschließlich mit dem Funktionsfolienabschnitt und der
Formflache der funktionsschichtseitigen Formwerkzeughälfte in
Kontakt tritt. Somit kann die Funktionsschicht auch in den
Randbereichen des Spritzgießteils aufgetragen werden.
Um eine besonders große Fläche des Spritzgießteils mit einer
Funktionsschicht versehen zu können, ist in einer vorteilhaften Umsetzung des Erfindungsgedankens vorgesehen, dass der Dekorfolienabschnitt im ersten
Positionierungsschritt vollflächig über der Formfläche der dekorschichtseitigen Formwerkzeughälfte positioniert wird.
Somit kann auch in den Randbereichen der in Richtung des dekorschichtseitigen Formwerkzeughälfte orientierten
Oberfläche des Spritzgießteils eine Dekorlage beziehungsweise eine Dekorschicht aufgebracht werden.
Für eine besonders einfache und zeitsparende Handhabung der
Dekorfolienabschnitte zu ermöglichen, ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Spritzgießverfahrens vorgesehen, dass der
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Dekorfolienabschnitt Teil eines als Endlosfolie ausgestaltete
Dekorfolie ausgestaltet ist. Dabei kann die Dekorfolie beispielsweise als Endlosbahn ausgestaltet sein, auf der eine
Vielzahl von sich wiederholenden Dekorfolienabschnitten angeordnet sind. Die als Endlosfolie ausgestaltete Dekorfolie kann auf einer Vorratsrolle bevorratet sein und mittels einer
Positioniereinrichtung durch das Formwerkzeug geführt werden.
Die Dekorfolie, dessen Dekorfolienabschnitte durch das
Formwerkzeug hindurchgeführt wurden, und dessen Dekorlage nach dem SpritzgieBbvorgang auf dem SpritzgieRteil appliziert wurde, kann anschließend auf einer Aufwickelrolle aufgewickelt werden. Somit ergibt sich eine besonders platzsparende und einfache Handhabung der
Dekorfolienabschnitte.
Bei einer vollflächig und kontinuierlich auf der als
Endlosfolie ausgestalteten Dekorfolie kann die Dekorlage unabhängig von der exakten Positionierung relativ zu der dekorschichtseitigen Formwerkzeughälfte positioniert werden.
Die Dekorlage kann somit vollflächig auf dem SpritzgieRteil und/oder vollflachig auf dem Funktionsfolienabschnitt aufgebracht werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in dem Tiefziehschritt der
Dekorfolienabschnitt durch elektrostatische Kraft und/oder durch Vakuumkraft an der dekorschichtseitigen
Formwerkzeughälfte fixiert wird. Die Vakuumeinleitung zwischen dem Dekorfolienabschnitt und der dekorschichtseitigen Formwerkzeughälfte kann durch einen oder mehrere Vakuumkanäle erfolgen, deren Offnungen umlaufend um die Formfläche der dekorschichtseitigen Formwerkzeughälfte
- 12 = SYP 2750 P LU
LU500899 angeordnet sind. Die Dekorfolien wird somit in die Formfläche umlaufende Bereiche fixiert, sodass die Position und die
Ausrichtung des Dekorfolienabschnitts vor dem
Finspritzschritt festgelegt sind. Da der Dekorfolienabschnitt somit während des Einspritzschritts innerhalb der Formfläche fixiert ist, kann die Position und Ausrichtung der Dekorlage während des Einspritzens der Kunststoffschmelze in die
Kavität gehalten werden. Damit ist eine reproduzierbare
Herstellung der Dekorschicht und des Kombinationsbauteils möglich.
Um den zeitlichen Aufwand zur Herstellung des
Funktionsbauteils zu reduzieren, ist in einer vorteilhaften
Umsetzung des Erfindungsgedankens vorgesehen, dass der erste
Positionierungsschritt und der zweite Positionierungsschritt zeitlich parallel durchgeführt werden. Bei voneinander verschiedenen Zeitdauern des ersten Positionierschrittes und des zweiten Positionierschrittes können die Startzeitpunkte der jeweiligen Positionierschritte gleichzeitig oder zeitlich versetzt gewählt werden, sodass die Endzeitpunkte der
Positionierschritte ebenfalls gleichzeitig oder zeitlich versetzt erfolgen. Somit kann ein zeitlich angepasstes und verbessertes Spritzgießverfahren durchgeführt werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass der Funktionsfolienabschnitt im Bereich des Einspritzkanals eine Aussparung aufweist durch die hindurch die aus dem Einspritzkanal austretende
Kunststoffschmelze in einen durch den
Funktionsfolienabschnitt und durch den Dekorfolienabschnitt ausgebildeten Zwischenraum eingespritzt wird, sodass die
Funktionsschicht auf einer der funktionsschichtseitigen
- 13 - SYP 2750 P LU
LU500899
Formwerkzeughälfte zugewandten Rückseite des SpritzgieRteils und die Dekorschicht auf einer der dekorschichtseitigen
Formwerkzeughälfte zugewandten Vorderseite des
SpritzgieRteils aufgebracht wird. Die auf der Dekorlage vorhandene Dekorlage des Dekorfolienabschnittes wird somit auf der in Richtung des dekorschichtseitigen
Formwerkzeughälfte weisende Oberfläche des SpritzgieBbteils stoffschlüssig verbunden.
Um das hergestellte Kombinationsbauteil von beispielsweise
Anhaftungen von Folienresten zu reinigen, ist in einer vorteilhaften Umsetzung des Erfindungsgedankens vorgesehen, dass das Kombinationsbauteil in einem dem Entnahmeschritt nachgelagerten Reinigungsschritt gereinigt wird. Die
Reinigung kann beispielsweise mechanisch mittels Bürsten und mittels Druckluftstößen erfolgen, sodass die Folienreste von dem Kombinationsbauteil losgelöst werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass die Kunststoffschmelze aus einem transparenten Kunststoffmaterial hergestellt wird, sodass ein
Funktionsbauteil herstellbar ist, bei dem es ermöglicht wird, das Funktionsbauteil in nicht dekorierten Bereichen und durch den transparenten Körper hindurch bis zur Funktionsschicht durchblicken zu können. Beispielsweise ist es dadurch möglich, Lichtstrahlen, die von auf dem
Funktionsfolienabschnitt angeordneten LEDs ausgesendet werden, durch die Dekorschicht hindurchtreten zu lassen.
Die eingangs gestellte Aufgabe wird auch durch eine
Spritzgießvorrichtung mit einer dekorschichtseitigen
Formwerkzeughälfte und einer funktionsschichtseitigen
- 14 - SYP 2750 P LU
LU500899
Formwerkzeughälfte gelöst, wobei ein Dekorfolienabschnitt durch eine erste Positioniereinrichtung und ein
Funktionsfolienabschnitt durch eine zweite
Positioniervorrichtung zwischen der dekorschichtseitigen
Formwerkzeughalfte und der funktionsschichtseitigen
Formwerkzeughälfte positionierbar sind, wobei der
Dekorfolienabschnitt und/oder der Funktionsfolienabschnitt durch mittels einer Vakuumerzeugungseinrichtung erzeugten
Vakuumkraft an der ersten Formwerkzeughälfte und/oder der zweiten Formwerkzeughälfte fixierbar sind, wobei die
SpritzgieBvorrichtung mindestens einen in der funktionsschichtseitigen Formwerkzeughälfte angeordneten
Finspritzkanal aufweist.
Die Positioniereinrichtung kann als Rollentransportsystem mit einer Vorratsrolle und einer Aufwickelrolle ausgestaltet sein. Die als Endlosfolie ausgestaltete Dekorfolie ist dabei auf einer Vorratsrolle bevorratet durch das Formwerkzeug hindurch zu der Aufwickelrolle geführt. Auf der
Aufwickelrolle wird die Dekorfolie, dessen
Dekorfolienabschnitte durch das Formwerkzeug hindurchgeführt wurden, und dessen Dekorlage nach dem Spritzgiebvorgang auf dem SpritzgieRteil appliziert wurde, anschließend auf einer
Aufwickelrolle wieder aufgewickelt.
In einer vorteilhaften Umsetzung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass das Formwerkzeug eine Klemmeinrichtung im
Bereich der Formfläche der funktionsschichtseitigen
Formwerkzeughälfte aufweist, mit welcher der
Funktionsfolienabschnitt klemmend an der funktionsschichtseitigen Formwerkzeughälfte festlegbar ist.
- 15 - SYP 2750 P LU
LU500899
Die Klemmeinrichtung kann beispielweise als
Schiebereinrichtung ausgestaltet sein.
In einer vorteilhaften Umsetzung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass mehrere Einspritzkanäle vorgesehen sind.
Durch mehrere Finspritzkanäle kann die Kunststoffschmelze an unterschiedlichen Positionen innerhalb der Formfl&che der funktionsschichtseitigen Formwerkzeughälfte eingespritzt werden. Somit kann die Kunststoffschmelze besonders zielgerichtet und in zeitlich verbesserter Weise in die
Kavität eingebracht werden, sodass ein zeitlich optimiertes
SpritzgieBverfahren durchführbar ist.
Die eingangs gestellte Aufgabe wird auch durch ein
Kombinationsbauteil gelöst, welches aus einem SpritzgieRteil gebildet ist, auf dessen Oberfläche in einem
Anspritzflächenbereich zumindest abschnittsweise eine
Dekorschicht und eine Funktionsschicht stoffschliissig verbunden sind, wobei die Funktionsschicht einen
Klemmabschnitt aufweist, der außerhalb des
Anspritzflächenbereichs des SpritzgieBteils angeordnet ist.
Vorteilhafterweise ist der Klemmabschnitt laschenartig ausgestaltet, der wahrend des SpritzgieBschrittes innerhalb der außerhalb der Kavität angeordneten Klemmeinrichtung festgelegt ist. Somit kommt der innerhalb der
Klemmeinrichtung geklemmte Klemmabschnitt während des
Finspritzschrittes nicht mit der Kunststoffschmelze in
Kontakt und liegt nach Entnahme des Kombinationsbauteils aus dem Formwerkzeug frei. Dadurch ist der Klemmabschnitt für die weitere Verarbeitung und Montage des Kombinationsbauteils als mechanisches oder elektrisches Kontaktelement nutzbar. Bei
Vorhandensein von Leiterbahnen innerhalb des Klemmabschnitts
- 16 - SYP 2750 P LU
LU500899 der Funktionsschicht können diese nach dem
SpritzgieBverfahren direkt und ohne Nachbearbeitungsaufwand kontaktiert werden. Somit ist ein hinsichtlich des
Montageaufwands und des Kostenaufwands verbessertes
Kombinationsbauteil herstellbar.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden anhand von in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäBen
SpritzgieBvorrichtung mit einem geöffneten Formwerkzeug in einer Schnittansicht,
Fig. 2 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäBen
SpritzgieBvorrichtung mit einem geöffneten Formwerkzeug in einer Schnittansicht und
Fig. 3 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäBen
SpritzgieBvorrichtung während des Einspritzschrittes in einer
Schnittansicht.
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Spritzgiebvorrichtung 1 mit einem geöffneten Formwerkzeug 2 gezeigt. Die
SpritzgieBvorrichtung 1 weist eine dekorschichtseitige
Formwerkzeughälfte 3 und eine funktionsschichtseitige
Formwerkzeughälfte 4 auf. Die SpritzgieBvorrichtung 1 ist in einem geöffneten Zustand gezeigt. Fin Finspritzkanal 5 ist in der funktionsschichtseitigen Formwerkzeughalfte 4 angeordnet.
Ein Dekorfolienabschnitt 6 ist mittels einer ersten
Positioniereinrichtung 7 zwischen der dekorschichtseitigen
Formwerkzeughälfte 3 und der funktionsschichtseitigen
- 17 - SYP 2750 P LU
LU500899
Formwerkzeughälfte 4 positioniert. Die
Dekorfolienabschnitte 6 werden über eine als Endlosfolie ausgestaltete Dekorfolie 8 bereitgestellt, wobei die aus einer Vielzahl von Dekorfolienabschnitten 6 bestehende
Dekorfolie 8 auf einer Vorratsrolle 9 abgewickelt wird durch das geöffnete Formwerkzeug 2 geführt wird. Die fiir den
SpritzgieBvorgang genutzten Dekorfolienabschnitte 6 werden auf einer Aufwickelrolle 10 wieder aufgerollt. Ein
Funktionsfolienabschnitt 11 wird mit einer in Fig. 1 nicht dargestellten zweiten Positioniervorrichtung zwischen der dekorschichtseitigen Formwerkzeughälfte 3 und der funktionsschichtseitigen Formwerkzeughälfte 4 positioniert.
Das Formwerkzeug 2 weist im Bereich der Formfläche 12 der funktionsschichtseitigen Formwerkzeughälfte 4 eine als
Schiebereinheit ausgestaltete Klemmeinrichtung 13 auf, mit dem ein laschenartiger Klemmabschnitt 14 des
Funktionsfolienabschnitts 11 klemmend an der funktionsschichtseitigen Formwerkzeughälfte 4 festlegbar ist.
In Fig. 2 ist das Formwerkzeug 2 der erfindungsgemäBen
SpritzgieBvorrichtung 1 in einem geschlossenen Zustand gezeigt. Die Formfläche 12 der dekorseitigen
Formwerkzeughälfte 3 und die Formfläche 12 der funktionsschichtseitigen Formwerkzeughälfte 4 bilden eine
Kavitat 15 aus. Der Dekorfolienabschnitt 6 ist durch mittels einer in Fig. 2 nicht dargestellten
Vakuumerzeugungseinrichtung erzeugten Vakuumkraft an der
Formflache 12 der dekorschichtseitigen Formwerkzeughalfte 3 tiefziehbar und fixierbar, sodass sich der
Dekorfolienabschnitt 6 an die Formfläche 12 anlegt. Der
Funktionsfolienabschnitt 11 ist durch mittels einer in Fig. 2 nicht dargestellten Vakuumerzeugungseinrichtung erzeugten
- 18 - SYP 2750 P LU
LU500899
Vakuumkraft an einer Formfläche 12 der funktionsschichtseitigen Formwerkzeughälfte 4 fixierbar. Der innerhalb der Klemmeinrichtung 13 geklemmte Klemmabschnitt 14 liegt auBerhalb der Kavitat 15, sodass dieser wahrend des
Einspritzens nicht mit der in Fig. 2 nicht dargestellten
Kunststoffschmelze in Kontakt gelangt.
In Fig. 3 ist die erfindungsgemäße SpritzgieBvorrichtung 1 während des SpritzgieBvorgangs gezeigt. Durch den
Einspritzkanal 5 wird Kunststoffschmelze 16 in die Kavitat 15 eingespritzt. Dabei kommt die Kunststoffschmelze 16 zunächst mit einer der funktionsschichtseitigen Formwerkzeughälfte 4 zugewandten Oberfläche des Funktionsfolienabschnitts 11 in
Kontakt und übt auf diese eine Kraft aus. Durch diese Kraft wird der Funktionsfolienabschnitt 11 in Richtung des
Dekorfolienabschnitts 6 ausgelenkt und legt sich an diesen an. Nach Abkühlung und Erstarrung der Kunststoffschmelze 16 und nach Offnen des Formwerkzeugs 2 ist das mit der
Dekorschicht und der Funktionsschicht versehene
SpritzgieBteil als Kombinationsbauteil aus der
SpritzgieBvorrichtung 1 entnehmbar.
In den Darstellungen der Fig. 1 bis 3 sind lediglich jeweils einzelne mehrerer gleichartiger Elemente exemplarisch mit einem Bezugszeichen gekennzeichnet.

Claims (15)

- 19 - SYP 2750 P LU LU500899 PATENTANSPRÜCHE
1. Spritzgießverfahren zur Herstellung eines Kombinationsbauteils mit einer Spritzgießvorrichtung (1), die ein Formwerkzeug (2) mit einer dekorschichtseitigen Formwerkzeughälfte (3) und einer funktionsschichtseitigen Formwerkzeughälfte (4) umfasst, wobei das Kombinationsbauteil aus einem SpritzgieRteil gebildet wird, auf dessen Oberfläche zumindest abschnittsweise eine Dekorschicht und eine Funktionsschicht stoffschlüssig verbunden werden, wobei in einem ersten Positionierungsschritt ein mit einer Dekorlage versehener Dekorfolienabschnitt (6) zwischen der dekorschichtseitigen Formwerkzeughälfte (3) und der funktionsschichtseitigen Formwerkzeughälfte (4) eingebracht und relativ zu den Formwerkzeughälften fixiert wird, wobei in einem Tiefziehschritt der Dekorfolienabschnitt (6) tiefgezogen wird, sodass der Dekorfolienabschnitt (6) an einer Formfläche (12) der dekorschichtseitigen Formwerkzeughälfte (3) anliegt, wobei in einem zweiten Positionierungsschritt ein Funktionsfolienabschnitt (11) zwischen einer dekorschichtseitigen Formwerkzeughälfte (3) und einer funktionsschichtseitigen Formwerkzeughälfte (4) eingebracht und in einem Fixierschritt relativ zu den Formwerkzeughälften fixiert wird, wobei in einem Formwerkzeugschließschritt das Formwerkzeug (2) durch Zusammenfahren der dekorschichtseitigen Formwerkzeughälfte (3) und der funktionsschichtseitigen Formwerkzeughälfte (4) geschlossen wird, sodass durch die Formwerkzeughälften eine Kavität (15) ausgebildet wird, wobei in einem Einspritzschritt Kunststoffschmelze (16) unter Druck durch einen in der funktionsschichtseitigen
- 20 - SYP 2750 P LU LU500899 Formwerkzeughälfte (4) angeordneten Einspritzkanal (5) hindurch in die Kavitat (15) eingebracht wird, sodass sich der Dekorfolienabschnitt (6) als Dekorschicht und der Funktionsfolienabschnitt (11) als Funktionsschicht stoffschliissig mit dem SpritzgieBteil verbindet, wobei in einem Formwerkzeugoffnungsschritt das Formwerkzeug (2) wieder geöffnet wird und in einem Entnahmeschritt das Kombinationsbauteil entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Funktionsfolienabschnitt (11) einen Klemmabschnitt (14) aufweist, mit dem der Funktionsfolienabschnitt (11) in dem Fixierschritt in einem außerhalb der Kavitat (15) angeordneten Klemmbereich an der funktionsschichtseitigen Formwerkzeughälfte (4) festgelegt wird.
2. SpritzgieBverfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Funktionsfolienabschnitt (11) klemmend an der funktionsschichtseitigen Formwerkzeughälfte (4) festgelegt wird.
3. SpritzgieBverfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fixierschritt und in dem Finspritzschritt der Funktionsfolienabschnitt (11) mittels Vakuumkraft kraftschlüssig an der funktionsschichtseitigen Formwerkzeughälfte (4) festgelegt wird.
4. SpritzgieBverfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Funktionsfolienabschnitt (11) im zweiten Positionierungsschritt vollflächig über der Formfläche (12) der funktionsschichtseitigen Formwerkzeughälfte (4) positioniert wird, sodass in dem Einspritzschritt die
- 21 = SYP 2750 P LU LU500899 Kunststoffschmelze (16) ausschließlich mit dem Funktionsfolienabschnitt (11) und der Formfläche (12) der funktionsschichtseitigen Formwerkzeughälfte (4) in Kontakt tritt.
5. SpritzgieBverfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dekorfolienabschnitt (6) im ersten Positionierungsschritt vollflächig über der Formfläche (12) der dekorschichtseitigen Formwerkzeughälfte (3) positioniert wird.
6. Spritzgießverfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dekorfolienabschnitt (6) Teil eines als Endlosfolie ausgestaltete Dekorfolie (8) ausgestaltet ist.
7. Spritzgießverfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Tiefziehschritt der Dekorfolienabschnitt (6) durch elektrostatische Kraft und/oder durch Vakuumkraft an der dekorschichtseitigen Formwerkzeughälfte (3) fixiert wird.
8. Spritzgießverfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Positionierungsschritt und der zweite Positionierungsschritt zeitlich parallel durchgeführt werden.
9. Spritzgießverfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Funktionsfolienabschnitt (11) im Bereich des Einspritzkanals (5) eine Aussparung aufweist durch die hindurch die aus dem Einspritzkanal (5) austretende
- 22 = SYP 2750 P LU LU500899 Kunststoffschmelze (16) in einen durch den Funktionsfolienabschnitt (11) und durch den Dekorfolienabschnitt (6) ausgebildeten Zwischenraum eingespritzt wird, sodass die Funktionsschicht auf einer der funktionsschichtseitigen Formwerkzeughalfte (4) zugewandten Riickseite des SpritzgieBteils und die Dekorschicht auf einer der dekorschichtseitigen Formwerkzeughälfte (3) zugewandten Vorderseite des SpritzgieRteils aufgebracht wird.
10. SpritzgieBverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem dem Entnahmeschritt nachgelagerten Reinigungsschritt das Kombinationsbauteil gereinigt wird.
11. SpritzgieBbverfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffschmelze (16) aus einem transparenten Kunststoffmaterial hergestellt wird.
12. Spritzgießvorrichtung (1) zur Herstellung eines Kombinationsbauteils durch das Spritzgießverfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 11 mit einer dekorschichtseitigen Formwerkzeughälfte (3) und einer funktionsschichtseitigen Formwerkzeughälfte (4), wobei ein Dekorfolienabschnitt (6) durch eine erste Positioniereinrichtung (7) und ein Funktionsfolienabschnitt (11) durch eine zweite Positioniervorrichtung zwischen der dekorschichtseitigen Formwerkzeughälfte (3) und der funktionsschichtseitigen Formwerkzeughälfte (4) positionierbar sind, wobei der Dekorfolienabschnitt (6) und/oder der Funktionsfolienabschnitt (11) durch mittels einer Vakuumerzeugungseinrichtung erzeugten Vakuumkraft an der
- 23 - SYP 2750 P LU LU500899 ersten Formwerkzeughälfte und/oder der zweiten Formwerkzeughälfte fixierbar sind, wobei die SpritzgieBvorrichtung (1) mindestens einen in der funktionsschichtseitigen Formwerkzeughälfte (4) angeordneten Einspritzkanal (5) aufweist.
13. Spritzgiebvorrichtung (1) gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Formwerkzeug (2) eine Schiebereinrichtung im Bereich der Formfläche (12) der funktionsschichtseitigen Formwerkzeughalfte (4) aufweist, mit welcher der Funktionsfolienabschnitt (11) klemmend an der funktionsschichtseitigen Formwerkzeughalfte (4) festlegbar ist.
14. SpritzgieBvorrichtung (1) gemäß Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Einspritzkanäle vorgesehen sind.
15. Kombinationsbauteil hergestellt mit dem Spritzgießverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 und mit einer Spritzgießvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei das Kombinationsbauteil aus einem Spritzgießteil gebildet ist, auf dessen Oberfläche in einem Anspritzflächenbereich zumindest abschnittsweise eine Dekorschicht und eine Funktionsschicht stoffschlüssig verbunden sind, wobei die Funktionsschicht einen Klemmabschnitt (14) aufweist, der außerhalb des Anspritzflächenbereichs des Spritzgießteils angeordnet ist.
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