SE463548B - Foerfarande foer framstaellning av styva produkter med hoegklassig ytfinish, saerskilt formgods av plast - Google Patents

Description

46 7 J 10 15 20 25 30 35 548 2 ning uppvärms till ca 200°C och sedan formpressas i en hydraulpress med cykeltider för pressningen på ca 20-60 s alltefter önskad tjocklek på produkten. På grund av fiberarmeringen i dessa bärarmaterial uppstår det emel- lertid synliga ojämnheter på den formade produktens yta, som helt enkelt får alltför dålig ytfinish. Det erfordras därför olika efterarbeten, såsom applicering av en primer, spackling, slipning och lackering. Det förekommer även att man på bärarmaterialet applicerar en s k aktiveringsprimer, på vilken i sin tur en mjuk folie appliceras för erhållande av önskad slutlig yt- finish. I det senare fallet måste bärarmaterialet alltid förformas.

Ett annat populärt bärarmaterial, som är användbart för framställning av ifrågavarande produkter, är det s k SMC-materialet (Sheet Moulding Compound), vilket vanligt- vis har formen av polyesterpressmattor med glasfiberarme- ring. Även SMC-produkter formpressas och måste bearbetas efter formning för erhållande av god ytfinish. Använd- ningen av SMC-material för framställning av produkter av ifrågavarande typ beskrivs t ex i patentskriften US-A-4 612 149.

Gemensamt för dessa båda bärarmaterial och de förfa- randen som används vid framställning av produkter basera- de på nämnda material är dels att flera olika operationer måste utföras i olika steg, inbegripande t ex förformning, mellanlagring, svalning, pressning, spackling, slipning, lackering, etc, dels att lösningsmedel måste användas vid efterarbetningen, dvs appliceringen av primer och lack.

Det inses att detta innebär klara nackdelar i form av långa totala cykeltider och kostsamma efterarbeten.

Såsom diskuterats i det föregående formas dessa båda bärarmaterial genom formpressning i en press med två verktygshalvor. Efter förvärmning placeras materia- let i honverktygets formrum, i vilket hanverktyget där- efter slår ned under pressning. Slutligen återgår han- verktyget varpå den formade produkten tas ur honverk- 10 15 20 25 30 35 548 /'7 3 4oo tyget, eventuellt medelst en utstötare. På grund av bärarmaterialets glasfiberinnehàll får produkten dock en osnygg yta, som måste efterarbetas för uppnående av god ytfinish.

En annan teknik som används vid framställning av plastprodukter är vakuumformning, som innebär att en termoplastfolie eller -platta efter uppvärmning sugs in i ett formrum i ett honverktyg medelst i detta upp- tagna vakuumkanaler, vilka är anslutna till en vakuum- källa. Under förutsättning att själva verktyget har god finish får även den formade produkten högklassig yt- finish, som på fackspråk benämns klass A. På grund av sin uppbyggnad och sitt fiberinnehåll kan de i det före- gående diskuterade bärarmaterialen, GMT, SMC, etc, dock svårligen vakuumformas. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstad- komma ett förfarande för framställning av sådana styva produkter som angetts i det föregående och som har fi- berarmerat bärarmaterial men ändock uppvisar högklas- sig ytfinish, typ klass A.

Ett annat ändamål är att denna framställning skall ske i väsentligen ett arbetssteg med mycket kortare totala cykeltider än vad som hittills varit möjligt.

Ett ytterligare ändamål är att framställningen skall ske helt utan användning av lösningsmedel.

Fördenskull har enligt uppfinningen àstadkommits ett förfarande, där nämnda pressformning och vakuum- formning kombineras under framställning av produkter med ett fiberarmerat bärarmaterial och ett därpå app- licerat foliematerial med högklassig ytfinish.

Förfarandet är av det inledningsvis beskrivna slaget och kännetecknas enligt uppfinningen av att foliemate- rialet matas in i ett honverktyg med ett formrum, mot vars formväggar foliematerialet sugs fast och formas med sin ytfinishsida mot formväggarna; att bärarmaterialet samtidigt eller kort därefter matas in i honverktyget och placeras ovanpå foliemateria_et; att ett hanverktyg 465 548 10 15 20 25 30 35 4 sedan bringas in i honverktygets formrum så att bärar- materialet och foliematerialet hoppressas och slutformas; och att hanverktyget slutligen bringas ut ur honverktyget och den färdiga produkten tas ut ur detta för avsvalning.

Ytterligare särdrag hos föreliggande uppfinning anges i efterföljande underordnade patentkrav.

Q Uppfinningen kommer att beskrivas närmare i det följande under hänvisning till bifogade ritning, som schematiskt åskådliggör förfarandet enligt uppfinningen.

I figuren visas en anordning för utövande av för- farandet enligt uppfinningen. Ett form- och pressorgan har den generella hänvisningsbeteckningen l och består av dels ett fast honverktyg 2 med ett formrum 3, dels ett hanverktyg i form av en vertikalt rörlig stämpel 4. Stämpelns 4 form motsvarar formrummets 3 form, och båda dessa delar har god ytjämnhet.

Till vänster i figuren visas en på en rulle 5 upp- rullad folie 6 av ett böjligt, varmformbart plastmate- rial, i detta exempel ABS. Folien 6, som företrädesvis är ca 0,15-0,40 mm tjock, matas medelst ett rullverk 7 in i form- och pressorganet l via en förvärmningsugn 8 med en temperatur av ca l90°C.

I den högra delen av figuren visas en annan förvärm- ningsugn 9 med en temperatur av ca 240°C, i vilken bärar- material i form av plattor 10 värms och mjukgörs innan de matas in i form- och pressorganet 1 medelst en plock- robot ll. Denna inmatning kan även ske manuellt eller medelst annan maskinell utrustning. Plattorna 10 är före värmningen relativt styva och är företrädesvis ca 3-4 mm tjocka. De består av ett varmformbart, glasfiberarmerat material, i detta exempel GMT, som diskuterats i beskriv- ningsinledningen.

Förfarandet är avsett för framställning av sådana styva plastprodukter som fordonskarossdelar, formdelar för invändig beklädnad av fordonskupéer, och liknande artiklar. Slutprodukten skall enligt detta exempel be- stå av ett skikt av bärarmaterial, dvs pressade GMT-plat- 10 15 20 25 30 35 5 465 548 tor 10, och ett därpå applicerat och vidfäst folieskikt 6, som efter formning och pressning uppvisar en ytfinish av klass A på sin från bärarmaterialet vända yta.

Den enligt uppfinningen föreslagna framställningen av plastprodukter tillgår på följande sätt.

Plastfolien 6 värms i förvärmningsugnen 8 och matas in i form- och pressorganet 1 medelst rullverket 7 och eventuellt med hjälp av ytterligare inmatningsorgan (icke visade). Inmatningen är sådan att folien 6 placeras över och täcker formrummet 3 (prickstreckad linje). Därefter ansätts en spännram 12 mot honverktygets 2 ovansida så att folien 6 kläms fast och fixeras kring formrummet 3.

Spännramen 12 förlöper således i omkretsled kring och något utanför formrummet 3.

När folien 6 klämts fast på detta sätt, verksamgörs en vakuumpump 13, som via i honverk*'get 2 uppta" 1 och i formrummet 3 mynnande vakuumkanaler 14 börjar lva en sugverkan. Plastfolien 6 dras således nedåt och gs fast och formas med sin ytfinishsida vänd mot formrum- mets 3 formväggar 15. Av åskådliggöiande skäl visas en- dast två vakuumkanaler 14, me* fackmannen inser att det måste finnas flera sådana kanr_er för att en tillräcklig fastsugning av folien 6 skall kunna åstadkommas.

Samtidigt eller kort därefter, företrädesvis någon sekund därefter, matas det i förvärmningsugnen 9 uppvärm- da bärarmaterialet, dvs GMT-plattorna 10, in i form- och pressorganets 1 formrum 3 och placeras ovanpå den däri fastsugna plastfolien 6. Sedan slår stämpeln 4 ned i form- rummet 3 så att de varma GMT-plattorna 10 hoppressas med den likaså varma plastfolien 6, så att produkten ges den form som bestäms av formrummets 3 och stämpelns 4 utseen- de. Det bör påpekas att stämpeln 4 har avluftningsk na- ler 16, medelst vilka den i formrummet 3 befintliga luften evakueras då stämpeln 4 slår ned i detta.

Efter fullbordad formning och pressning i form- och pressorganet l dras stämpeln 4 upp ur formrummet 3, var- på även spännramen 12 dras upp från honverktyget 2. Va- 463 548 6 10 15 20 25 30 35 kuumpumpen 13 slås av och den färdiga produkten tas ut ur formrummet 3 manuellt eller medelst en plockrobot eller liknande (icke visad). Slutligen förs produkten till ett lämpligt ställe för avsvalning. För pàbörjande av ny arbetscykel matas sedan ny folie 6 in över form- rummet 3 och förloppet upprepas på nytt.

Företrädesvis är såväl stämpeln 4 som honverktyget 2 försett med kylkanaler 17 resp 18, i vilka ett kylme- dium cirkuleras så att dessa båda huvudkomponenter i form- och pressorganet 1 håller en temperatur, som klart understiger de förutnämnda förvärmningstemperaturerna och som företrädesvis är ca 20-40°C. Vidare har stäm- peln 4 med fördel speciella organ 19, medelst vilka önskat parti av plastfolien 6 stansas ut då stämpeln 4 slår ned i formrummet 3.

Kort uttryck kan uppfinningen sägas utgöra en kombi- nation av formpressning och vakuumformning i väsentligen ett arbetssteg och i en och samma maskin. Därigenom kan mycket korta totala cykeltider erhållas med bibehållen god kvalitet på slutprodukten samt högklassig ytfinish.

Vid praktiska försök med GMT som bärarmaterial har man kunnat komma ned i så korta totala cykeltider som 40-60 s.

Detta skall jämföras med tidigare kända förfaranden, som omfattar flera arbetssteg, t ex förformning, mellan- lagring, pressning, primerapplicering, spackling, slip- ning, etc, med totala cykeltider på upp till några minu- ter. Det inses således vilka tidsvinster och därmed kost- nadsbesparingar som uppnås genom föreliggande uppfinning.

Avslutningsvis bör det påpekas att uppfinningen ingalunda är begränsad till det häri beskrivna utfö- ringsexemplet, utan att flera modifieringar av densam- ma är tänkbara inom ramen för uppfinningstanken, såsom ~ den definieras i efterföljande patentkrav.

Givetvis är uppfinningen tillämpbar på andra mate- f rial än de som i exemplifierande syfte angetts i denna beskrivning. Många andra plastmaterial kan användas så- som bärarmaterial resp foliematerial, och folie kan om 10 15 7 463 543 så önskas appliceras på båda sidor av bärarmaterialet.

Under vissa förutsättningar kan man i ekvivalens med sig att ett tri- vad som beskrivits i det föregående även tänka såsom folie applicera icke plastmaterial, t ex kåmaterial, som dock nödvändigtvis måste kunna sugas fast i formrummet och vidfästa bärarmaterialet under pressningen. Syftet är i sådant fall inte i första hand att uppnå god ytfinish, utan att tillverka en styv pro- dukt i väsentligen ett arbetssteg och utan behov av lösningsmedel.

Det bör till sist också påpekas att den använda kringutrustningen, nämligen förvärmningsugnarna, inmat- ningsorganen, etc, kan vara av annan typ. Inmatningen av GMT-plattorna kan i vissa fall ske manuellt, och vidare kan borttagningen av slutprodukten från form- rummet ske medelst en ytterligare plockrobot (icke vi- sad).

Claims (5)

463 548 8 10 15 20 25 30 35 PATENTKRAV

1. l. Förfarande för framställning av sådana styva produkter som fordonskarossdelar, formdelar för invändig beklädnad av fordonskupéer, särskilt formgods av plast, och liknande artiklar, vilka består av ett skikt av varmformat, fiberarmerat bärarmaterial (10) och åtminsto- ne på dettas ena sida ett yttre skikt av ett varmformat, böjligt foliematerial (6) med god ytfinish på sin från bärarmaterialet (10) vända yta, varvid de båda materialen (6, 10) vid framställningen förvärms och därefter sam- manförs och placeras ovanpå samt vidfästes varandra för bildande av nämnda produkt, k ä n n e t e c k - n a t av att foliematerialet (6) matas in i ett hon- verktyg (2) med ett formrum (3), mot vars formväggar (15) foliematerialet (6) sugs fast och formas med sin yt- finishsida mot formväggarna (l5); att bärarmaterialet (10) samtidigt eller kort därefter matas in i honverkty- get (2) och placeras ovanpå foliematerialet (6); att ett hanverktyg (4) sedan bringas in i honverktygets (2) form- rum (3) så att bärarmaterialet (10) och foliematerialet (6) hoppressas och slutformas; och att hanverktyget (4) slutligen bringas ut ur honverktyget (2) och den färdiga produkten tas ut ur detta för avsvalning.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k - n a t av att foliematerialet (6) sugs fast i formrum- met (3) genom att däri mynnande kanaler (14) ansluts till en undertryckskälla (13).

3. Förfarande enligt krav l eller 2, t e c k till en rialens k ä n n e - n a t av att hon- och hanverktygen (2, 4) kyls temperatur, som klart understiger de båda mate- (6, 10) förvärmningstemperatur.

4. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t av att i formrummet (3) befint- lig luft evakueras via avluftningskanaler (16) i hanverk- tyget (4), när detta bringas in i honverktygets (2) form- rum (3). 9 465 548

5. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t av att en spännram (12) an- sätts mot honverktyget (2) så att foliematerialet (6) fixeras vid detta före nämnda fastsugning i formrummet (3), och att önskat parti av foliematerialet (6) stansas ut vid pressningen medelst därför avsedda organ (19) på hanverktyget (4).