SE517483C2 - Förfarande samt anordning vid framtällning av en formsprutad detalj - Google Patents

Förfarande samt anordning vid framtällning av en formsprutad detalj

Info

Publication number
SE517483C2
SE517483C2 SE9904062A SE9904062A SE517483C2 SE 517483 C2 SE517483 C2 SE 517483C2 SE 9904062 A SE9904062 A SE 9904062A SE 9904062 A SE9904062 A SE 9904062A SE 517483 C2 SE517483 C2 SE 517483C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
pressurized fluid
polymer
mold space
amount
supplied
Prior art date
Application number
SE9904062A
Other languages
English (en)
Other versions
SE9904062D0 (sv
SE9904062L (sv
Inventor
Mikael Orsen
Original Assignee
Aga Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aga Ab filed Critical Aga Ab
Priority to SE9904062A priority Critical patent/SE517483C2/sv
Publication of SE9904062D0 publication Critical patent/SE9904062D0/sv
Priority to PCT/SE2000/002152 priority patent/WO2001034363A1/en
Priority to AU14266/01A priority patent/AU1426601A/en
Priority to EP00976502A priority patent/EP1259368B1/en
Priority to US10/129,603 priority patent/US6666999B1/en
Priority to ES00976502T priority patent/ES2215081T3/es
Priority to AT00976502T priority patent/ATE258109T1/de
Priority to DE2000607903 priority patent/DE60007903T2/de
Publication of SE9904062L publication Critical patent/SE9904062L/sv
Publication of SE517483C2 publication Critical patent/SE517483C2/sv

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/1703Introducing an auxiliary fluid into the mould
    • B29C45/1704Introducing an auxiliary fluid into the mould the fluid being introduced into the interior of the injected material which is still in a molten state, e.g. for producing hollow articles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/1703Introducing an auxiliary fluid into the mould
    • B29C45/1704Introducing an auxiliary fluid into the mould the fluid being introduced into the interior of the injected material which is still in a molten state, e.g. for producing hollow articles
    • B29C45/1706Introducing an auxiliary fluid into the mould the fluid being introduced into the interior of the injected material which is still in a molten state, e.g. for producing hollow articles using particular fluids or fluid generating substances
    • B29C2045/1709Introducing an auxiliary fluid into the mould the fluid being introduced into the interior of the injected material which is still in a molten state, e.g. for producing hollow articles using particular fluids or fluid generating substances using a cooling fluid
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/1703Introducing an auxiliary fluid into the mould
    • B29C45/1704Introducing an auxiliary fluid into the mould the fluid being introduced into the interior of the injected material which is still in a molten state, e.g. for producing hollow articles
    • B29C2045/1726Introducing an auxiliary fluid into the mould the fluid being introduced into the interior of the injected material which is still in a molten state, e.g. for producing hollow articles moving the fluid through the hollow using a fluid inlet and a fluid outlet
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/1703Introducing an auxiliary fluid into the mould
    • B29C45/1704Introducing an auxiliary fluid into the mould the fluid being introduced into the interior of the injected material which is still in a molten state, e.g. for producing hollow articles
    • B29C2045/173Introducing an auxiliary fluid into the mould the fluid being introduced into the interior of the injected material which is still in a molten state, e.g. for producing hollow articles using a plurality of fluid injection nozzles

Description

ß 10 15 20 51 7 483 Gasassisterad eller gasunderstödd formsprutning (även kallad GAM, gas assisted injection moulding, eller GID, Gasinnendruck), som är en förbättring av formsprutningstekniken och förhållandevis nyligen har kommersialiserats, tillåter att sektioner av det inre av en produkt avlägsnas, eller helt enkelt att ihåliga produkter kan framställas. Tekniken, i det följande benämnd gasassisterad formsprutning, är lämplig för tillverkning av såväl tjockare produkter såsom handtag som produkter med tunnare väggar.
Tekniken innefattar att en formsprutad detalj trycksätts med gas, via ett nätverk av flödeskanaler, eller direkt i den formsprutade detaljen, före det att sprutmaterialet tillåts stelna. Den trycksatta gasen tillhandahåller den nödvändiga packningskraften för att en ihålig formsprutad kvalitetsdetalj skall kunna framställas.
En översikt av gasassisterad formsprutning innefattande genomgångar' av tekniken såväl som tillämpningar finns i ”Gas Assisted Moulding", T.C. Pearson, Rapra Review Report, nr 103, 1998. I översikten diskuteras val av utrustning, inkluderande t.ex. positionering och tidsinställning av gasinjicering, samt dimensioner och positionering av gaskanaler.
Fördelar med gasassisterad formsprutning innefattar att mindre material åtgår för att framställa detaljen (upp till 45% mindre åtgàng), att bättre dimensionsstabilitet kan erhållas, att krympmärken, dvs. insjunkningar, kan elimineras, att detaljer med större styrka och styvhet kan framställas, att cykeltider kan reduceras, att formsprutningsinducerade spänningar i detaljens material kraftigt reduceras, samt att en lägre låskraft erfordras. 10 15 20 51 7 433 3 ÜÉ? . - Queen- n u u .noauø n .anv » u Användning av trycksatt gas för assistering vid konventionell formsprutning av polymer torde ha gjorts kommersiellt tillämpbar genom en uppfinning av Friederich, som patenterades 1978, se US 4,l01,617. Uppfinningen avser formsprutning av ihåliga artiklar i ett enda steg, i vilket en komprimerad gas införs tillsammans med, eller strax efter, inprutningen. av' smält polymer' i den artikel-definierande formen.
Vidare har olika, särskilda aspekter av gasassisterad formsprutning patentsökts på senare tid, se t.ex. patenten US 5,728,329, US 5,662,84l, US 5,558,824, US 5,705,20l, US 5,4ll,685, US 5,llO,553, US 5,069,858, OCh US 5,204,05O Samt referenser däri.
De tre första patenten av dessa avser trycksättning av en gas i sprutformen före injicering av den smälta polymeren däri, samt generering av ett statiskt tryck i den smälta polymeren. Det tredje beskriver särskilt en teknik för att styra utströmningen av den initiala gasen, varvid strömningsfronten och expansionshastigheten hos den insprutade smälta polymeren moduleras för att erhålla en jämn materialström i formen för att minimera märken från ojämn strömning, för att tillförsäkra att inga gasblåsor uppkommer i materialströmmen, samt för att erhålla artiklar med jämnare väggtjocklek.
Vidare, visar det fjärde patentet en vibrations-baserad process för att modifiera själva sprutformningen och/eller egenskaperna ~hos formningsmaterialet.
Det femte patentet beskriver en gasstyrenhet för att gasassisterat sprutformningssystem, vari en mängd gas införs i verktygsformen i kombination med en mängd polymermaterial under formsprutningen. anno 10 15 20 517 483 Det sjätte och det sjunde patentet visar processmetoder för att förbättra de framställda artiklarnas ytkvalitet.
Det förstnämnda av dessa innefattar att först injicera en ansenlig mängd polymer i formen och därefter samtidigt injicera trycksatt gas och ytterligare en mängd polymer. Införande av den trycksatta gasen förhindrar först att det första polymerflödet avstannar och därefter, efter införande av den ytterligare mängden polymer, fördelar gasen den totala mängden smält polymer i den artikel-definierande formen. Särskilda intervall för gasens tryck samt för det inbördes förhållandet mellan de två polymermängderna anges.
Det senare av dessa beskriver en formsprutningsprocess vari en första mängd trycksatt gas assisterar vid formningen, men som inte tränger in i den artikel-definierande formen, utan tränger in. i en 'volynx huvudsakligen angränsande till formen för att assistera vid utfyllnad av formen.
Slutligen beskriver det åttonde patentet ett förfarande respektive en anordning, vari en artikel framställs genom att spruta in smält polymer i en form, och injicera en mängd trycksatt gas i polymeren för att fylla ut formen och bilda en hålighet i polymeren. Därefter injiceras gas i polymeren i formen vid ett andra läge, som antingen bildar en separat hålighet i polymeren eller som bildar en passage genom polymeren in till den förra háligheteten. Den första gasen injiceras företrädesvis vid samma plats som polymeren sprutas in och den senare gasen kan injiceras vid en plats som har direktkommunikation med formen. Gasen släpps ut när artikeln stelnat tillräckligt för att förekommande ventiler, utlopp eller liknande inte skall igensättas. Denna ventilering kan ske från endera av injektionspunkterna eller från båda, samtidigt eller i lO 15 20 51 1 482» 5 någon sekventiell ordning. Denna teknik uppvisar fördelar som bl.a. innefattar~ korta cykeltider, minimering' av driftsstopp, liten materialåtgång, samt framställning av artiklar av hög kvalitet.
Föreliggande uppfinning avser en ytterligare förbättrad teknik vid tillverkning medelst gasassisterad formsprutning, som uppvisar fördelarna med ovannämnda teknik, men som dessutom samtidigt erbjuder ytterligare sänkta cykeltider.
REDoGöRELsE FÖR UPPFINNINGEN Det är således ett huvusakligt ändamål med föreliggande uppfinning att tillhandahålla ett förfarande för effektiv, snabb och. tillförlitlig gasassisterad formsprutning, med 'väsentligt förkortade cykeltider.
Ett annat ändamål med uppfinningen är att tillhandahålla ett förfarande som möjliggör framställning av högkvalitativa produkter med hög styrka och styvhet, samt utan krympmärken och formsprutningsinducerade spänningar.
Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att tillhandahålla ett förfarande för formsprutning av produkter där förbrukning av råmaterial är låg.
Ett vidare ändamål med uppfinningen är att tillhandahålla ett förfarande där kylningen av den formsprutade produkten kan regleras.
Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att tillhandahålla en anordning, vari nämnda förfarande för formsprutning kan implementeras. 10 15 20 51 7 483 zi: ° Dessa och andra ändamål uppnås enligt uppfinningen av ett förfarande och en anordning enligt bifogade patentkrav.
En fördel med uppfinningen är att cykeltiderna kan reduceras högst väsentligt jämfört med känd teknik, troligen med åtminstone upp till 30%.
Fler fördelar med uppfinningen, och kännetecken därav, framkommer i nedanstående beskrivning.
FIGURBESKRIVNING Uppfinningen beskrivs närmare nedan under hänvisning till fig. 1-9, vilka enbart visas för att illustrera uppfinningen och ska därför ej på något sätt begränsa densamma.
Fig. l är ett flödesschema, som visar ett schematiskt förfarande vid gasassisterad formsprutning enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning.
Fig. 2-8 visar schematiskt, i tvärsnitt, en anordning för gasassisterad formsprutning under olika skeden av det i fig. 1 visade, uppfinningsenliga förfarandet.
Fig. 9 visar ett uppfinningsenligt exempel för reglering av kylningen av den formsprutade produkten.
FÖREDRAGNA UTFöRINGsFoRMER I följande beskrivning, i syfte att förklara och ej begränsa uppfinningen, är specifika detaljer angivna såsom speciella tillämpningar, tekniker etc. för att ge en klar förståelse av uppfinningen. Det skall emellertid vara uppenbart för fackmannen att uppfinningen kan utföras i andra former än dessa. lO 15 20 Uppfinningen kommer att närmare beskrivas med parallell hänvisning till å ena sidan fig. 1, som visar ett flödesschema för ett förfarande vid gasassisterad formsprutning, och å andra sidan fig. 2-8, som visar en anordning för gasassisterad formsprutning under olika skeden av det i fig. 1 visade, uppfinningsenliga förfarandet.
Med 21 i fig. 2 betecknas ett formrum hos ett formsprutningsverktyg avsett för gasassisterad formsprutning. I det illustrerade fallet visas ett formrum avsett för formsprutning av ihåliga handtag, men föreliggande uppfinning är tillämpbar för formsprutning av ett brett urval produkter, som innefattar både bredare och tunnare delar. Det skall inses att varje typ av formsprutningsverktyg känt inom teknikomràdet kan modifieras för att inhysa föreliggande uppfinning. Exempelvis kan ett formsprutningsverktyg såsom beskrivs i nämnda US 5,204,05O användas.
Formverktyget innefattar en öppning i den ena änden av formrummet, i vilken ett munstycke 22 är anordnat. Munstycket är vidare i kommunikation med ett styrbart matningssystem av standardtyp (ej visat) för insprutning av ràmaterialet.
I ett steg 11 (fig. 1) sprutas en mängd smält polymer, med en typisk temperatur av ca 200°C, in i formrummet 21 genom ovan nämnda munstycke 22. I fig. 2 indikeras polymeren med 23, vars front här hunnit ungefär halvvägs in i formrummet 21. Att insprutning pågår indikeras med pil POLY. Vidare innefattar formsprutningsverktyget en andra öppning i vilken en andra ventil 24 är monterad, som har en viktig funktion i föreliggande uppfinning, vilken i detalj kommer beskrivas längre fram i beskrivningen. 10 15 20 517 483 Därefter, företrädesvis efter det att insprutningen av den smälta polymeren är fullständigt slutförd, injiceras, i ett steg 12, en förutbestämd mängd trycksatt gas, företrädesvis en inert gas såson1 kvävgas eller en kväveinnehållande gasblandning, i smältan i formrummet genom samma munstycke 23. Munstycket skall då vara anslutet till ett styrbart gassystem för kontrollerad tillförsel av gas. Alternativt förses formsprutningsverktyget med ett separat munstycke vid en separat öppning för tillförsel av den trycksatta gasen. Tidsinställning, tryck, temperatur och hastighet hos den tillförda gasen är kritiska parametrar som noggrant måste styras.
I fig. 3 indikeras den trycksatta, injicerade gasen med 25. En pil betecknad GAS indikerar att gasen är under pågående injicering. Eftersonx polymeren kyls mot formrummets innervägg uppstår en temperaturgradient vinkelrätt mot flödesriktningen, med. högst temperatur och därmed lägst viskositet i centrum.
Därför väljer gasen den naturliga vägen genom de làgviskösa och varmare partierna av polymeren mot områden med lågt tryck.
På detta sätt skapar gasen en hålighet som sträcker sig längs en central axel från munstycket 22 och mot plastens framkant och tvingar därmed den smälta polymeren mot formrummets innervägg.
Detta steg indikeras med 13 i fig. 1.
I fig. 4 visas ett tillstånd där insprutning av polymeren fullbordats och där den dessutom nått formrummets ände vid 24.
Gasen injiceras dock fortfarande, vilket åter indikeras med en pil betecknad GAS, och har nått en substantiell sträcka i formrummet. Genom att styra mängden gas som injiceras i håligheten styrs trycket som belastar den avsvalnande polymeren.
Företrädesvis stoppas vidare tillförsel av gas genom munstycke 10 15 20 u a o 4 u n a | n u: 517 483 22 då gasen nått en förutbestämd, uppskattad sträcka, t.ex. såsom den illustrerad i fig. 4.
Vidare, i ett steg 14, injiceras en förutbestämd mängd trycksatt gas genom munstycket 24 beläget på motsatt sida av formrummet jämfört med munstycke 22 och in i den avsvalnande polymeren. I fig. 5 illustreras detta steg med en pil betecknad GAS indikerande pågående gasinjicering genom munstycket 24 samt med en gasmängd 26 som sträcker sig längs ovannämnda centrala axel från munstycket 24 och i riktning mot håligheten definierad av den förra mängden trycksatt gas. Härvidlag erhålles ett ytterligare tryck mot polymeren som leder till att mer högkvalitativa detaljer kan framställas med mera noggrant definierad form och jämnare ytor.
Genom att här styra tillförseln vid 24 så att trycket i gas 26 är högre än trycket i gas 25 erhålls en tryckgradient längs med axeln. Härigenom kan, i ett steg 15, en passage till hålighet 25, åstadkommas. I fig. 6 illustreras detta tydligt, vari nämnda passage betecknas med 27.
Under fortsatt stelnings- och avkylningsprocess är det viktigt att ett jämnt tryck åstadkommes i formrummet 21 för att en högkvalitativ detalj skall skapas. Tiden för denna avkylningsprocess är normalt i_ storleksordningen 75% av total cykeltid. Cykeltiden är som ovan nämnts en mycket kritisk parameter för ett verktygs produktivitet och den kan variera väldigt i beroende av bl.a. verktyg, formrum, detaljform, råmaterial och kylning. Typiska värden på cykeltider är 90-120 sekunder. Vid försök har sökanden konstaterat att det är möjligt att sänka avsvalningstiden med upp till 50%, vilket ger en förkortad cykeltid av upp till ca 35%. Ãven om mycket lägre siffror är erhållbara i produktion är varje möjlig minskning av 10 15 20 51 7 4 s s *EÉE- Iš. ä? cykeltiden önskvärd. Även en minskning' på 5-10% betraktas i dessa sammanhang som ansenlig.
För att reducera dessa avkylningstider, och därmed cykeltider, tillförs ytterligare en kontrollerad mängd trycksatt gas genom munstycke 24 samtidigt som en lika stor mängd tillåts strömma ut ur formrummet genom munstycke 22. Den tillförda gasens temperatur skall vara lägre än den bortförda gasens temperatur, för att värme från formrummet skall ledas bort från formrummet via det uppkomna gasflödet. Detta steg betecknas med 16 i fig. l.
På detta sätt utnyttjas gas vid gasassisterad formsprutning för två olika huvudsyften; dels som ett organ för att leverera erforderlig packningskraft av polymeren enligt konventionell gasassisterad formsprutning, dels som ett organ för att leda bort värme från formrummet genom konvektion i avsikt att påskynda avsvalningen. I det senare fallet arbetar den trycksatta gasen såsom en värmeväxlare.
För att få detta att fungera i praktiken krävs noggrann styrning för att hålla trycket i formrummet inom acceptabla toleranser under ett sådant flöde genom formrummet. Parametrar som kan styras innefattar genomströmmad mängd gas, dess hastighet samt den tillförda gasens temperatur. I fig. 7 indikeras strömningen genom formrummet med pilar betecknade GAS vid respektive munstycke 22, 24, den bortförda värmen indikeras med en pil betecknad Q, samt det av den trycksatta gasen bildade, genomgående hålrummet betecknas med 28.
Därefter, i ett steg betecknat 17 i fig. l, ventileras den trycksatta gasen ut från formrummet. Detta illustreras även i fig. 8, igen med en pil betecknad GAS vid munstycket 22. 10 15 20 n.. o 517 483 Ventileringen kan självfallet även ske genom munstycke 24, men polymeren torde vara kallast i änden vid 22, varvid det torde vara en fördel att ventilera ut gasen där, eftersom risk för igensättning av munstycket är minst där. Denna problemställning med eventuell igensättning av munstycken berörs längre fram i beskrivningen.
Slutligen, i ett steg 18, öppnas formrummet och. den färdiga formsprutade detaljen tas ur.
Föreliggande uppfinning kan alternativt innefatta att i steg 16 tillförs gas vid 24 och bortförs vid 22 så att istället ett flöde i motsatt riktning' uppstår. Normalt emellertid är det fördelaktigast att gasen bortförs vid 24 eftersom polymeren är kallast och. har kommit längst i att anta fast form. Ju. mer flytande polymeren är ju större sannolikhet är det att utloppsventilen sätts igen, eller att polymerpartiklar följer med ut genom utloppet. Det är självfallet inte önskvärt. För att förhindra att så sker måste formrummet och munstyckena utformas därefter, samt dessutom måste hela processen styras noggrant.
En annan kritisk punkt gäller håltagningen, dvs. bildandet av passagen, in till hàlrummet 25 från munstycke 24 vilket visas i fig. 5 och 6. I praktiken kan polymermaterial begränsa passagens storlek så att ett genomgående hålrum med en form mer liknande den i fig. 6 (25, 26, 27) än den i fig. 7 (28) erhålles. Om nu passagen har en mindre tvärsnittsyta än tvärsnittsytan hos munstyckets 24 öppning' kan _problen1 uppkomma. Man. känner* helt enkelt inte till flödesmotståndet i formrummet.
Således för att undvika detta får man i möjligaste mån se till att nämnda passage bildas med en minsta tvärsnittsyta som är större, företrädesvis väsentligen större, än tvärsnittsytorna 10 15 20 u.. u.. . o nu o. »o 51 7 4 s 3 - hos munstyckenas 24, 22 öppningar. I andra hand får man försöka bilda nämnda passage med en minsta tvärsnittsyta som är upprepningsbart erhållbar, så att man i varje cykel uppnår samma flödesmotstånd. Syftet med detta förfarande är att erhålla en från cykel till cykel repeterbar kylning av polymer i formrummet, vilket uppnås genom ett repeterbart gasflöde genom formrummet, vilket i sin tur uppnås genom ett repeterbart flödesmotstånd i formrummet.
Vidare är det möjligt att först strömma den trycksatta gasen i en riktning och sedan i nwtsatt riktning. Eftersom den kalla tillförda gasen kyler mest vid inloppet erhålles härigenom en jämnare kylning som ytterligare minskar avsvalningstiden och förbättrar kvaliteten hos den färdiga produkten. Det är t.o.m. möjligt att gasströmmen bringas att upprepat och växelvis gå i motsatta riktningar, t.ex. 2-6 gånger.
Gasströmningssystemet för tillförsel och bortförsel av trycksatt gas kan styras medelst flödesreglering.
Mängden trycksatt gas som strömmar genom formrummet 21, hastigheten hos denna ström, samt den tillförda gasens temperatur väljes i en utföringsform så att åtminstone huvudsakligen lika mycket värme Q leds bort från formrummet via den trycksatta gasen som leds bort via värmeledning i formsprutningsverktyget.
Den tillförda gasens temperatur kan ligga i intervallet 10-30°C, mera föredraget i intervallet 20~25°C, och mest föredraget vid rumstemperatur.
I en annan utföringsform där kylningen ej får gå för snabbt ligger den tillförda gasens temperatur i. intervallet 30-80°C, lO 15 20 25 nu u- 517 *1383 mera föredraget i intervallet 40-70°C, och mest föredraget i intervallet 50-60°C. Inom dessa temperaturintervall hälles normalt själva formverktyget vid konventionell gasassisterad formsprutning för att polymeren skall hinna ”flyta ut” ordentligt så att detaljer med jämna ytor utan vågor eller dylikt erhålles. Vidare, kan riskerna för igensättning av munstyckena reduceras.
I ytterligare en utföringsform där flödeshastigheten måste vara låg (t ex. för undvikande av igensättningsproblem) kan den tillförda gasen kylas till en temperatur understigande rumstemperatur, t.ex. till en mycket låg temperatur medelst flytande kväve. Härvidlag kan samma värmetransport erhållas med en mycket lägre flödeshastighet. Man kan även välja en annan gas, t.ex. helium, som har andra värmeledningsegenskaper.
Den trycksatta fluidens tryck mäste styras noggrant under formsprutningen. Typiska tryck ligger i intervallet 50-200 bar.
Vidare kan formverktyget innefatta ytterligare öppningar till formverktyget för ytterligare tillförsel och/eller bortförsel av trycksatt gas. Man kan faktiskt tänka sig ett godtyckligt antal öppningar som tjänstgör som inlopp och/eller utlopp för den genomströmmande gasen, särskilt för framställning av mer komplicerade produkter.
Fig. 9 visar schematiskt ett uppfinningsenligt exempel för reglering av kylningen av den formsprutade produkten. Ett ventilbaserat ledningssystem innefattande ventiler 29-32, samt ledningar 33-36 är inkopplingsbart till ett styrbart gasflödessystem (ej visat) via kopplingar 37, 38. Trycksatt gas tillförs vid 37 och bortförs vid 38 på ett kontrollerat sätt, så 10 15 20 - ; ovann- n 517 483 att ett jämnt flöde av trycksatt gas erhålls i ledningssystemet och ett huvudsakligen konstant tryck erhålls i formrummet 21.
Tidigare nämnda omkastningar av flödesriktningen genom formrummet 21 erhålls genom öppning och stängning av ventiler 29-32 på följande sätt. Först hålles ventiler 29 och 30 stängda medan ventiler 31 och 32 hålls öppna. Den trycksatta gasen som strömmar in vid 37 tvingas genom ledning 33, genom munstycke 22, genom hålighet 28 i formrum 21 och ut genom munstycke 24, genom ledning 34 och slutligen ut vid 38. Genom att samtidigt öppna ventiler 29 och 30 och stänga ventiler 31 och 32 kastas flödesriktningen om i formrum 21. Gasen strömmar här in vid 37 genom ledning 35 och in genom munstycke 24, genom hålighet 28 i formrum 21 och ut genom munstycke 22, genom ledning 36 och ut vid 38. Genom att öppna ventiler 31 och 32 synkront med att stänga ventiler 29 och 30 kastas flödesriktningen om ånyo.
Förfarandet kan upprepas ett lämpligt antal gånger.
Genom föreliggande uppfinning erhålls en teknik som ökar utfyllnad av polymeren i formrummet för att öka kvaliteten hos den formsprutade detaljen, samtidigt som cykeltiden kan förkortas högst avsevärt.
Tekniken innefattar i sammandrag att utnyttja trycksatt gas vid gasassisterad formsprutning för konventionell inre trycksättning av i ett formrum insprutad polymer, samt dessutom som transporteringsmedium för att konvektivt avlägsna betydande mängder värme från formrummet.
Föreliggande uppfinning såsom härvid beskriven löser de problem som är associerade med. känd teknik. Den är självfallet inte begränsad till de ovan beskrivna och på ritningarna visade de utan kan modifieras inom ramen för utföringsformerna, bifogade patentkraven.

Claims (24)

10 15 20 25 517 483 16 u u n . co PATENTKRÄV
1. Förfarande vid framställning av en formsprutad detalj i en gasassisterad formsprutningsprocess innefattande stegen av att: - smält polymer (23) (11) i ett formsprutningsverktygs formrum (21), sprutas in - trycksatt fluid (25) tillförs (12) formrummet genom åtminstone (22) för att bilda (13) (26) i polymeren och tvinga (13) polymeren mot formrummets innervägg, en första öppning en hålighet - trycksatt fluid (27) tillförs (14) åtminstone en andra öppning (24), för att bilda därefter formrummet genom med avstånd placerad från nämnda första öppning, (15) (28) en passage genom polymeren till nämnda hålighet, - polymeren avkyls (16) och tillåts stelna, - trycksatt fluid avlägsnas (17) från formrummet, och - formrummet öppnas (18) för att avlägsna den formsprutade detaljen, kär1ne1:e<:kr1at av att steget då polymeren avkyls innefattar: - att trycksatt fluid bringas att strömma genom den med åtminstone två öppningar försedda håligheten genom att huvudsakligen lika stora mängder trycksatt fluid tillförs (16) formrummet genom åtminstone en av nämnda öppningar (22, 24) och samtidigt avlägsnas (16) från formrummet genom åtminstone någon övrig av nämnda öppningar (24, 22), varvid - trycket hålles huvudsakligen konstant i nämnda formrum, och den tillförda mängden har en lägre temperatur än den avlägsnade mängden, så att värme (Q) leds bort från formrummet via den strömmande fluiden och nämnda avkylning och därmed stelning påskyndas. 10 15 20 25 30 n | ø o c o o Q o | oo 517 483
2. Förfarande enligt kravet 1, kär1ne1:e<:kr1at air att steget då polymeren avkyls innefattar: - att trycksatt fluid bringas att strömma genom den med att huvudsakligen lika stora mängder trycksatt fluid tillförs (16) åtminstone två öppningar försedda håligheten genom formrummet genom den åtminstone någon övriga av nämnda öppningar (22, 24) och samtidigt avlägsnas (16) från formrummet genom den (24, 22) under det att åtminstone ena av nämnda öppningar polymeren avkyls (16), varvid - trycket hålles huvudsakligen konstant i nämnda formrum, och den tillförda mängden har en lägre temperatur än den avlägsnade (Q) strömmande mängden, så att värme leds bort från formrummet via den i motsatt riktning fluiden, varigenom en jämnare påskyndad avkylning och därmed stelning erhålls.
3. Förfarande enligt kravet l eller 2, k ä n n e t e c k n a t a v att den tillförda och avlägsnade mängden väljes att tillföras och avlägsnas genom nämnda öppningar så att det uppkomna fluidflödet bringas att upprepat och växelvis gå i motsatta riktningar.
4. Förfarande enligt kravet 3, kännetecknat av att den strömmande fluidens riktning ändras 2-6 gånger.
5. Förfarande enligt något av kraven l-4, kä11net:ec:kr1at av att den till formrummet tillförda och från formrummet avlägsnade mängden trycksatt fluid styrs medelst flödesreglering.
6. Förfarande enligt krav 5, kä11ne1:ec:kr1at awf att den till formrummet tillförda och avlägsnade mängden trycksatt fluid bringas att strömma i ett ventilbaserat ledningssystem.
7. Förfarande enligt något av kraven 1-6, kä11ne1:ec:kr1at av att den till formrummet tillförda och från formrummet avlägsnade fluid, tillförandet avlägsnandet, samt den tillförda mängdens temperatur väljes så mängden trycksatt hastigheten för och 10 15 20 25 son 517 483 18 att åtminstone huvudsakligen lika mycket värme leds bort (Q) från formrummet via den trycksatta fluiden som leds bort via värmeledning i formsprutningsverktyget.
8. Förfarande enligt något av kraven 1-7, kä11net:e<:kr1at att tillförda att aV fluidmängdens temperatur väljes ligga i intervallet 10-30°C, mera föredraget i intervallet 20-25°C, och mest föredraget vid rumstemperatur.
9. Förfarande enligt något av kraven 1-7, kär1ne1:e<:kr1at att tillförda att aV fluidmängdens temperatur väljes ligga i intervallet 30-80°C, mera föredraget i intervallet 40-70°C, och mest föredraget i intervallet 50-60°C.
10. Förfarande enligt något av kraven 1-7, k ä n n e t e c k n a t av att tillförda fluidmängdens temperatur väljes att ligga under rumstemperatur, och mera föredraget väsentligen under rumstemperatur.
11. Förfarande enligt något av kraven 1-10, käm1net:ec:kr1at av att formsprutningsverktygets temperatur väljes att ligga i intervallet 30-80°C, mera föredraget i intervallet 40-70°C, och mest föredraget i intervallet 50-60°C.
12. Förfarande enligt något av kraven 1-11, kär1net:ec} awr att den trycksatta fluidens intervallet 50-200 bar. tryck väljes att ligga i
13. av' att den trycksatta fluiden väljes att vara kvävgas eller en Förfarande enligt något av kraven 1-12, kär1ne1:e<:kr1at kväveinnehållande gasblandning.
14. kär1net:e<:kr1at a\r att nämnda passage bildas med en minsta tvärsnittsyta som är Förfarande enligt något av kraven 1-13, större än åtminstone den första och den andra öppningens tvärsnittsytor. 10 15 20 25 u o ø Q n o n u v n u: 517 483 19
15. Förfarande enligt något av kraven 1-13, kär1net:ec:kr1at av' att nämnda passage bildas med en minsta tvärsnittsyta som är upprepningsbart erhållbar.
16. av att den smälta polymeren kännetecknat (ll) Förfarande enligt något av kraven 1-15, (23) (21) genom nämnda första öppning (22). sprutas in i formrummet
17. Förfarande enligt något av kraven 1-15, kä11ne1:ec:kr1at (23) (11) separat polymerinsprutningsöppning med avstånd av att den smälta polymeren i formrummet (21) placerad från nämnda första och andra öppningar (22, 24). sprutas in genom en
18. Förfarande enligt något av kraven 1-17, kä11ne1:ec:kr1at av' att den första och den andra öppningen väljes att vara lokaliserade till huvudsakligen olika ändar av formrummet.
19. kär1ne1:e<:kr1at tillförande Förfarande enligt något av kraven 1-18, air att åtminstone en tredje öppning för och avlägsnande av trycksatt fluid tillhandahålles.
20. kär1nei:ec:kr1at aV Förfarande enligt något av kraven 1-19, att den trycksatta fluiden avlägsnas (17) genom någon av nämnda öppningar.
21. Anordning vid framställning av en formsprutad detalj i en gasassisterad formsprutningsprocess, vilken process innefattar (23) formsprutningsverktygs formrum (21), - att smält polymer sprutas in (11) i ett -' att trycksatt fluid (25) tillförs (12) åtminstone en första öppning (22) för att bilda (13) en hålighet formrummet genom (26) i polymeren och tvinga (13) polymeren mot formrummets innervägg, - att trycksatt fluid (27) tillförs (14) därefter formrummet genom åtminstone en andra öppning (24), med avstånd placerad 10 15 20 25 30 517 483 20 -non coca o »ou- . . 0 c nova - o 1- u från nämnda första öppning, för att bilda (15) en passage (28) genom polymeren till nämnda hålighet, - att polymeren avkyls (16) och tillåts stelna, - att trycksatt fluid avlägsnas (17), och - att formrummet öppnas (18) för att avlägsna den formsprutade detaljen, kär1ne1:ec:kr1ad air att nämnda anordning innefattar - ett ventilbaserat ledningssystem anslutet mellan en källa för trycksatt fluid och nämnda öppningar (22, 24), och - medel för att, under det att polymeren avkyls och tillåts fluid att åtminstone två öppningar försedda håligheten genom att tillföra stelna, bringa trycksatt strömma genom den med (16) formrummet genom åtminstone en av nämnda öppningar (22, 24) en mängd trycksatt fluid via nämnda ledningssystem och samtidigt avlägsna (16) från formrummet genom åtminstone någon övrig av (24, 22) varvid den tillförda mängden är huvudsakligen nämnda öppningar en mängd trycksatt fluid via nämnda ledningsystem, lika stor som den avlägsnade mängden så att trycket hàlles huvudsakligen konstant i nämnda formrum, och den tillförda mängden har en lägre temperatur än den avlägsnade mängden så att värme (Q) leds bort från formrummet via det uppkomna fluidflödet och avkylningen och därmed stelningen påskyndas.
22. Anordning enligt krav 21, kär1ne1:ec:kr1ad air att den är anordnad att bringa trycksatt fluid att strömma genom den med åtminstone två öppningar försedda håligheten genom att tillföra (16) formrummet genom den åtminstone någon övriga av nämnda öppningar (22, 24) en mängd trycksatt fluid via nämnda ledningssystem och samtidigt avlägsna (16) från formrummet genom den åtminstone någon övriga av nämnda öppningar (24, 22) en mängd trycksatt fluid via nämnda ledningssystem, varvid den tillförda mängden är huvudsakligen lika stor som den avlägsnade 10 15 20 51 7 4 s s 21 mängden så att trycket hålles huvudsakligen konstant i nämnda formrum, och den tillförda mängden har en lägre temperatur än att (Q) leds bort formrummet via det uppkomna fluidflödet och en jämnare påskyndad den avlägsnade mängden så värme från avkylning och stelning erhålls.
23. att den är anordnad att tillföra och avlägsna trycksatt fluid Anordning enligt kravet 21 eller 22, kär1net:e<:kr1ad av genom nämnda öppningar så att det uppkomna fluidflödet bringas att upprepat och växelvis gå i motsatta riktningar.
24. Förfarande vid framställning av en formsprutad detalj i en formsprutningsprocess vari trycksatt fluid (25) tillförs (12) ett formrum (21), kär1ne1:ecl formsprutade detaljen avkyls och tillåts stelna, bringas trycksatt fluid att strömma genom formrummet, bibehålls varvid trycket i formrummet huvudsakligen konstant, och den in i formrummet strömmande fluiden har en temperatur som är lägre än (Q) leds formrummet via fluidströmmen och avkylning och därmed stelning formrummets temperatur, varigenom värme bort från pàskyndas.
SE9904062A 1999-11-10 1999-11-10 Förfarande samt anordning vid framtällning av en formsprutad detalj SE517483C2 (sv)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9904062A SE517483C2 (sv) 1999-11-10 1999-11-10 Förfarande samt anordning vid framtällning av en formsprutad detalj
PCT/SE2000/002152 WO2001034363A1 (en) 1999-11-10 2000-11-02 Gas assisted moulding
AU14266/01A AU1426601A (en) 1999-11-10 2000-11-02 Gas assisted moulding
EP00976502A EP1259368B1 (en) 1999-11-10 2000-11-02 Gas assisted moulding
US10/129,603 US6666999B1 (en) 1999-11-10 2000-11-02 Gas assisted moulding
ES00976502T ES2215081T3 (es) 1999-11-10 2000-11-02 Moldeo asistido por gas.
AT00976502T ATE258109T1 (de) 1999-11-10 2000-11-02 Gas-unterstütztes spritzgiessen
DE2000607903 DE60007903T2 (de) 1999-11-10 2000-11-02 Gas-unterstütztes spritzgiessen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9904062A SE517483C2 (sv) 1999-11-10 1999-11-10 Förfarande samt anordning vid framtällning av en formsprutad detalj

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9904062D0 SE9904062D0 (sv) 1999-11-10
SE9904062L SE9904062L (sv) 2001-05-11
SE517483C2 true SE517483C2 (sv) 2002-06-11

Family

ID=20417666

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9904062A SE517483C2 (sv) 1999-11-10 1999-11-10 Förfarande samt anordning vid framtällning av en formsprutad detalj

Country Status (8)

Country Link
US (1) US6666999B1 (sv)
EP (1) EP1259368B1 (sv)
AT (1) ATE258109T1 (sv)
AU (1) AU1426601A (sv)
DE (1) DE60007903T2 (sv)
ES (1) ES2215081T3 (sv)
SE (1) SE517483C2 (sv)
WO (1) WO2001034363A1 (sv)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2389069B (en) * 1999-07-17 2004-05-12 Univ Warwick Gas injection moulding method and apparatus
GB0110263D0 (en) * 2001-04-26 2001-06-20 Cinpres Ltd Method and apparatus for injection moulding
FR2838670B1 (fr) * 2002-04-22 2005-04-29 Renault Sa Procede et dispositif de moulage par injection d'une piece creuse en matiere plastique
US20090273126A1 (en) * 2008-05-01 2009-11-05 Krueger International, Inc. Method and Apparatus of Gas-Assisted Injection Molding of Thick Parts
CN101746012B (zh) * 2010-01-26 2012-10-10 华尔达(厦门)塑胶有限公司 出水装置水道的制作工艺
DE102011008260A1 (de) 2011-01-11 2012-07-12 Linde Aktiengesellschaft Gasinnendruckverfahren zur Herstellung von Kunststoffteilen
US9713890B2 (en) * 2014-11-25 2017-07-25 Faurecia Interior Systems, Inc. Methods of making interior panels having integrated airbag deployment doors for motor vehicles
CN106182572A (zh) * 2015-08-10 2016-12-07 青岛海尔特种电冰柜有限公司 塑料把手玻璃门的制造方法及塑料把手玻璃门
CN106166831A (zh) * 2015-08-10 2016-11-30 青岛海尔特种电冰柜有限公司 玻璃门的制造方法及玻璃门
CN107791471A (zh) * 2017-12-12 2018-03-13 柳州市鑫裕塑胶有限责任公司 一种便于气体注入的气辅注塑装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3913109C5 (de) 1989-04-21 2010-03-18 Ferromatik Milacron Maschinenbau Gmbh Verfahren zum Spritzgießen fluidgefüllter Kunststoffkörper und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE3925909A1 (de) 1989-08-04 1991-02-07 Befa Kunststoffverfahrenstechn Verfahren zur herstellung eines mehrkomponentenspritzgussteils und spritzgusswerkzeug
US5049056A (en) * 1990-03-14 1991-09-17 Nitrojection Corporation Gas supply sprue bushing for injection molding machines
DE4024549C2 (de) * 1990-08-02 1994-12-08 Helphos Gmbh Verfahren zur Herstellung von Spritzgußteilen
US5204050A (en) 1991-10-09 1993-04-20 Loren Norman S Gas assisted injection molding
CA2146557C (en) * 1992-10-08 2004-05-04 Helmut Eckardt Method of and a mold for injection molding of articles made of a thermoplastic material and the walls of which enclose a hollow space

Also Published As

Publication number Publication date
US6666999B1 (en) 2003-12-23
SE9904062D0 (sv) 1999-11-10
AU1426601A (en) 2001-06-06
ES2215081T3 (es) 2004-10-01
SE9904062L (sv) 2001-05-11
EP1259368B1 (en) 2004-01-21
DE60007903D1 (de) 2004-02-26
EP1259368A1 (en) 2002-11-27
DE60007903T2 (de) 2004-11-18
WO2001034363A1 (en) 2001-05-17
ATE258109T1 (de) 2004-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5855933A (en) Temperature-controllable tool or mold for producing plastic moldings and process for making such tools or molds
US8678802B2 (en) Hot-runner system having manifold assembly manufactured in accordance with free-form-fabrication
CA2780872C (en) Hot-runner system including melt-flow control structure machined integral to manifold body
EP0640456A1 (en) Gas-assisted injection molding
JP5242519B2 (ja) 分岐部付パイプの製造方法
SE517483C2 (sv) Förfarande samt anordning vid framtällning av en formsprutad detalj
CN109605645A (zh) 发泡成型系统、模具、材料供给机以及发泡成型方法
US20020117783A1 (en) Process for pressure assisted molding of hollow articles
US11548232B2 (en) Method of manufacturing isotropic parts utilizing additive manufacturing methods
JP2009255464A (ja) 積層品の成形装置及び成形方法
WO2012172669A1 (ja) 射出成形用型装置および射出成形機
WO2017110007A1 (ja) 金型および金型の製造方法
JPH08118435A (ja) 射出成形金型
US20210283680A1 (en) Method for casting metals with melting points greater than 200° celsius using a plastic mold which mold conforms to the shape of the object to be cast used in conjunction with rapid cooling
JP6624574B2 (ja) 金型および金型の製造方法
CN207841959U (zh) 一种方便脱模的推环组件
JPH031123B2 (sv)
JPH071079A (ja) 成形用特殊中子
JP6153762B2 (ja) 成形装置及び成形方法
CN202144103U (zh) 一种车用零部件模具
JP2005178069A (ja) 微細形状の転写加工方法及びその装置
Kumara et al. Improvement in productionrate for 3 phase energy meter terminal block by choosing an optimum gate location and reducing the defects of the tool
CN102267220A (zh) 一种用于橡胶管注塑成型的流道结构
JPH0489221A (ja) 中空型物の製造法
Gosden Injection mould design

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed