SE528458C2 - Metod för formsprutning av produkter i termoplast med stegvis öppning av olika delar av formrummet, och verktyg för metodens genomförande - Google Patents

Description

25 30 35 40 528 458 2 Vid formsprutning av flerskiktsprodukter enligt någon av de kända "co-injection"- metoderna önskar man vanligtvis att alla delar av produkten skall få ett tvärsnitt med ett relativt tunt ytskikt av ett ytmaterial och ett tjockare inre skikt av ett kärnmaterial.

I Fig. 1 visas hur "monosandwich-metoden" tillämpas, varvid i insprutningsenheten 1 har doserats en smältavolym 2 avsedd att bilda ett tunt ytskikt, och belägen närmast mynningen av insprutnings-enheten, och med en där bakom doserad andra smältavolym 3 avsedd att bilda kärnmaterialet. Då skruvkolven 4 i insprutningsenheten startar sitt slag kommer enligt Fig. 2 ytmaterialet först att sprutas in i formen 5, varvid ett relativt tunt skikt av ytmaterialet stelnar mot formrummets relativt kalla väggar. När ytmaterialet 2 helt eller delvis har sprutats in i formrummet 5 och skruvkolven 4 fortsätter sitt slag kommer kärnmaterialet 3 att tränga in i ytmaterialet 2 och pressa detta mot väggarna i formrummet S, samtidigt som kärnmaterialet enligt Fig. 3 fyller ut formrummet innanför ytmaterialskiktet. På så vis fås en tvåskiktad formsprutad produkt med ett tunt ytskikt och ett däri inkapslat sammanhängande kärnskikt vars tjocklek är väsentligt större än ytskiktets tjocklek.

Optimal fördelning ytmaterial/kärnmaterial är ca 25/75 %. Vid användning av konventionella formverktyg vid formsprutning av flerskiktsprodukter enligt "co- injection"-metoden uppnås denna fördelning endast om produkterna har relativt enkla och symmetriska former, såsom produkten i formrummet enligt Fig. 1 - 3.

Hos produkter med komplex utformning, såsom i exemplet enligt Fig. 4 och 5, där det förekommer väsentliga skillnader i flytvägar i olika riktningar från smältaintaget 6 till formrummets ytterkontur, exempelvis enligt det i Fig. 4 visade exemplet, och/eller olika godstjocklekar, och/eller hinder i flytvägarna i form av t ex verktygskärnor i formrummet, får man olika flytmotstånd för flerskiktssmältan i olika flytvägar i formrummet, vilket resulterar i svårigheter vid flerskiktsformsprutning med konventionella verktyg. I de delar av produktens formrum där smältans flytvägar är väsentligt längre än flytvägarna hos andra partier av formrummet, får man, vid optimal dosering 25/75 % av yt- resp. kärnmaterialsmältorna, i regel endast kärnmaterial 7 i tvärsnittet i slutet av flytvägarna, vilket framgår av den högra delen av produkten enligt Fig. 4, som överst visar produkten i tvärsnitt längs linjen A-A i den undre delen av figuren. Kärnmaterialsmältan 7 har då brutit igenom ytmaterialet 8 I flytfronten.

Genom att överdosera ytmaterialsmältan kan en flerskiktsstruktur fås även i de delar av produktens formrum som har de längsta flytvägarna, men som framgår av Fig. 5 får man i detta fall en för stor mängd av ytmaterialet 8 i slutet av de kortare flytväg- arna, vilket gör att kärnmaterialet 7 här inte når fram till formrummets yttre kontur.

Det uppkommer dessutom ”störningar” i fyllningsförloppet för flerskiktssmältans flyt- front när denna skall passera öppningarna till anslutningar, såsom förstyvningar 9, fästanordningar 10 etc hos en komplex produkt, vilket gör att den optimala fördel- 10 15 20 25 30 35 40 3 ningen 25/75 % mellan yt- och kärnmaterialen i regel inte kan upprätthållas varvid genombrott av kärnmaterialet respektive överskott av ytmaterialet fås på oönskade ställen hos anslutningarna, som framgår av Fig. 4, vilken som exempel visar en normal andel kärnmaterial i förstyvningarna och enbart kärnmaterial i snäppfästet 10.

I Fig. 5 har förstyvningarna 9 en för stor andel ytmaterial och snäppet 10 en mera normal fördelning.

De tekniska begränsningarna enligt ovan är en av orsakerna till att flerskiktsform- sprutning enligt de tidigare kända "co-injection"-metoderna ej har fått den marknadsandel som förväntades vid dess introduktion på marknaden för flera decennier sedan.

Flermaterialformsprutning enligt översprutningsmetoden, i dagligt tal kallad "dubbel- sprutning" eller "overmoulding", används i stället i många fall för att formspruta flerskiktsprodukter med komplex utformning. Fig. 6 visar produktexemplet enligt Fig. 4 och 5 formsprutat med översprutningsmetoden. Med denna metod sprutas först ett material 7, som bildar bakre delen, inklusive anslutningarna, av produktens ovan- dei 11 varpå översprutning med ett ytskiktsmaterial 8 sker. Ytskiktet kommeri detta fall enbart att täcka yttre sidan av produktens ovandel 11. Denna metod innebär dock väsentligt högre investeringar i maskiner och verktyg samt ofta också en längre cykeltid. Fig.6 visar produktexemplet i Fig 4 och 5 formsprutat med översprutnings- metoden.

För formsprutade produkter såsom paneler, lock, kåpor, vred, handtag etc, ställs i regel höga egenskapskrav på den yttre ytan och på ytskiktet, såsom hög finish, speciella egenskaper (t ex UV- och värmebeständighet), god formriktighet, frihet från sjunkningar etc. Detta innebär att ovandelen i regel måste formsprutas av kvalificerade, dyrare material. Den bakre, vanligen inte synliga undersidan av ovandelen, har i regel inga speciella krav med avseende på ytans finish, t ex är markeringar efter kärnor och utstötare ofta tillåtna. Anslutningar, såsom förstyvningar, fästanordningar, etc till ovandelen har ofta enbart krav på goda mekaniska egenskaper såsom t ex seghet och styvhet, vilket gör att de i många fall skulle kunna formsprutas i ett väsentligt billigare material än materialet för ovandelen.

Denna typ av produkter formsprutas dock vanligen som 1-materialsprodukter i konventionella formverktyg med ett dyrare plastmaterial, som valts för att uppfylla ovandelens krav, och som ofta är överkvalificerat för anslutningarna. Materialkostnad- en för produkten blir därmed hög. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att erbjuda en metod, som innefattar en process och ett verktyg för flerskiktsformsprutning genom vilken de ovan angivna begränsningarna för de tidigare kända "co-injection"-metoderna vid formsprutning 10 15 20 25 30 35 40 4 med konventionella metoder och verktyg har eliminerats eller avsevärt minskats, samtidigt som produktkvaliteten kunnat förbättras och materialkostnaden minskats, och detta har uppnåtts genom de i patentkraven 1 och 14 angivna särdragen.

Formsprutning av flerskiktsprodukter i två steg enligt "co-injection"-metoden och med processen/ verktygstekniken enligt uppfinningen är det grundkoncept som även övriga delkoncept baseras på, varför tekniken för detta koncept först kommer att beskrivas i det följande under hänvisning till en produkt och en verktygsutrustning som visas på bifogade ritningars Fig. 7 till 23.

GRUNDKONCEPTET. PRODUKTER.

Fig. 7 visar i tvärsnitt och vy från ovandelens yttre yta en produkt motsvarande den som illustrerats i Fig. 4 - 6, men formsprutad med process och formverktygsteknik enligt uppfinningen. Produkten är typisk för metoden och kännetecknas av att den har en ovandel, ofta med en synlig yta med höga tekniska krav, och anslutningar till ovandelen, såsom förstyvningar och fästanordningar, vilket har närmare beskrivits i det förgående. Hos dessa typiska produkter formsprutade med formverktygsteknik och process enligt uppfinningens grundkoncept, kommer ovandelen att formsprutas i flera skikt och härigenom att bestå av dels ett tunt skikt av ytmaterial runt om hela ovandelen, vilket utgör ca 25 % av dess totala volym, och dels ett inre tjockare skikt av kärnmaterialet, som fyller ut resterande volym utan att det brutit igenom ytskiktet, samt att anslutningarna kommer att bestå enbart av kärnmaterialet.

Fig. 7 visar produktexemplet i ett utförande som formsprutats med metoden enligt uppfinningen. I detta fall är det dyrare och beträffande tekniska egenskaper mera kvalificerade ytskiktsmaterialet 8 beläget utefter hela ovandelens 11 yttre och bakre yta. Resten av produkten utgöres av det billigare kärnmaterialet 7. Ovandelen respektive anslutningarna kan vid formsprutning av denna produkt med metoden enligt uppfinningen ges egenskaper som är väsentligt skilda från varandra.

Formsprutning med verktyg enligt uppfinningen kan därigenom användas för ett större antal olika produkttyper än vad som är möjligt med flerskiktsformsprutning i konventionella formverktyg med de tidigare kända alternativen av "co-injection"- metoden.

GRUNDKONCEPTET. FORMVERKTYGET.

Fig. 8 och 9 visar tvärsnitt i olika vinklar av ett formverktyg. Fig. 10 är en vy av formverktygets delningsyta hos den så kallade rörliga halvan av verktyget.

Fig. 11 är en vy i större skala av en del av det i Fig. 8 - 10 visade formverktyget. 10 15 20 25 30 35 40 (fi 'x i *ä vd p.. in CS Ett formverktyg enligt uppfinningen är avsett för flerskiktsformsprutning av en produkt som är något enklare än produkten som visats i Fig. 7, och detta verktyg illustreras schematiskt i Fig. 8 ~ 10. Verktyget innefattar en fast verktygshalva 13, en rörlig verktygshalva 14, ett smältaintag 15, som leder in till ovandelens formrum 16.

Anslutningarnas formhåligheter 17 är utförda i rörliga kärnor, i fortsättningen kallade anslutningskärnor 30. Formhåligheterna 17 står i förbindelse med ovandelens form- rum 16 via öppningarna/ flytkanalerna 18 som under processen kan ställas in mellan kraftigt strypta och helt öppna lägen genom att anslutningskärnorna 30 befinner sig i sina bakre respektive främre ändlägen, 33 och 34.

Så kallade formtryckskärnor 19, med en formgivande yta av viss storlek och ytter- kontur, är rörliga inåt i formrummet 16 med hjälp av stänger 20, vilka påverkas med hjälp av en platta/gaffel 23 som är rörlig i verktygets tvärled med hjälp av en icke visad drivanordning. I plattan/gaffeln är monterade insatser 21 försedda med ett sluttande plan som glider mot motsvarande sluttande plan i änden på fötter 22, som är monterade på stängerna 20. Plattan/gaffeln 23 visas i ett utgångsläge 24 som motsvarar formtryckskärnornas utgångslägen 26 i formrummet. Formtryckskärnornas utgångslägen 26 är individuellt och steglöst ställbara med hjälp av utbytbara brickor 28 med valbara tjocklekar placerade mellan fötterna 22 och stängerna 20.

Inställningen av utgångslägena 26 bestäms av vilket avstånd mellan formväggarna, och därigenom vilket flytmotstånd för smältan, man vill ha vid dess strömning utmed formtryckskärnornas formgivande ytor. När plattan/gaffeln 23 med hjälp av drivanordningen skjuts i riktning mot sitt ändläge 25 rör sig stängerna 20 och formtryckskärnorna 19 inåt i ovandelens formrum 16. När plattan/gaffeln nått sitt ändläge 25 har formtryckskärnorna samtidigt nått sina ändlägen 27, vilka i regel motsvarar de lägen som ger produktens ovandel dess ritningsenliga godstjocklek(ar).

Under fyllningsförloppet för fyllning av ovandelens formrum finns således ett överskott av smälta motsvarande avståndsskillnaderna i utgångslägena 26 och ändlägena 27.

Verktyget innefattar vidare ett utstötarplattpaket 29, vilket bär upp anslutnings- kärnorna 30, vilket innebär att vid utstötning av produkten ur verktyget rör de sig parallellt och samtidigt med utstötarna. Härigenom fås en för produktens avformning nödvändig friläggning av den underskärning som produkten har vid öppningarna/ flytkanalerna 18.

Som framgår av Fig. 9 står anslutningskärnorna 30 i förbindelse med en i verktygets tvärled skjutbar platta/gaffel 36 som är monterad på bakre sidan av utstötarplatt- paketet 29, vilket i sin tur är kopplat till en icke visad drivanordning. Överföringen av drivanordningens rörelse och kraft till anslutningskärnorna utföres på samma sätt som för formtryckskärnorna, d.v.s. via i plattan/gaffeln 36 monterade insatser 37 med sluttande plan 39, som glider mot motsvarande sluttande plan hos fötterna 38 vilka är monterade på anslutningskärnorna 30. Anslutningskärnorna utför under processen 10 15 20 25 30 35 40 6 enligt uppfinningen en kort rörelse, från utgångsläget 33 till ändläget 34, inåt i ovandelens formrum 16.

Fig. 10 visar en vy från delningsytan hos verktygshalvan 14 med formgivande ytor hos formtryckskärnorna 19 respektive anslutningskärnor 30, samt övriga formytor 40.

Produktens yttre kontur avseende de formgivande ytorna i delningsytan av denna verktygshalva betecknas 41. Schematiska konturer av smältans flytfront i olika skeden av formfyllnadsförloppet för ovandelens formrum betecknas 42 respektive 43.

I Fig. 11 visas i större skala ett parti av verktyget enligt uppfinningen med en form- hålighet 17, utförd i främre delen av en anslutningskärna 30, i vilken det vid form- sprutningen formas en anslutning. Anslutningskärnan 30 står här i sitt bakre läge 33, varför flytkanalen 18 mellan formhåligheten 17 och ovandelens formrum 16 är kraftigt strypt 45. Det öppnade läget hos flytkanalen 18 har i figuren ritats med tunna linjer. I ovandelens formrum 16 med dess ytterkontur 41 visas en flytfront 46 bestående av ytmaterialsmältan 8, medan längre bak i flerskiktssmältan finns ett skikt av kärnmaterialsmälta 7. Den främre delen av anslutningskärnan 30 är försedd med en fasning 47 och den motstående fasta ytan 51 har en motsvarande fasning 48, vilket gör att det största tvärsnittet hos öppningen/flytkanalen 18 erhålles när anslutnings- kärnan 30 har förflyttat sig sträckan 50 från det läge som visas i figuren.

Fig. 12 och 13 visari mindre skala samma parti som Fig. 11, varvid först i Fig. 12, anslutningskärnan 30 befinner sig i samma läge som l Fig. 11, medan flytfronten 46 har fyllt ut hela formrummet 16 för ovandelen. I detta läge för anslutningskärnan 30 flyter dock inte smältan in i formhåligheten 17, eftersom kärnan tillsammans med fasta motytan 51 bildar den kraftiga strypningen 45.

I nästa steg, enligt Fig. 13, har drivningen för anslutningskärnan 30 förskjutit denna till dess främre ändläge där öppningen/flytkanalen 18 till formhåligheten 17 fått sitt största tvärsnitt, varvid plastsmälta kan flyta in i formhåligheten.

Tidpunkterna för formtrycks- och anslutningskärnornas start och stopp av deras rörelser samt deras hastighet och tryck mot smältan kan differentieras för helt separata kärnor eller grupper av kärnor, genom att flera separata plattor/gafflar 23 respektive 36, med var sin drivanordnlng används i verktyget. Utrymmet i verktyget där plattorna/gafflarna skall placeras avgör hur många sådana som får plats.

Formsprutningsmaskinens styrutrustning och drivning används för att styra/ driva rörelserna/krafterna hos plattorna/gafflarna 23 respektive 36, vilka i sin tur ger rörelser/krafter hos formtrycks- och anslutningskärnorna. Maskinens olika operationer samordnas med erforderliga operationer hos processen/verktyget enligt uppfinningen 10 15 20 25 30 35 40 5\} fif-x n- »v f'\ .g .N f efï r~ fa iv. v, 7 såsom start- och stopptidpunkter, hastigheter/krafter hos plattorna/gafflarna 23 respektive 36, på ett sådant sätt att önskad process/verktygsfunktion fås hos form- trycks- och anslutningskärnorna. Typiska operationer/processförlopp hos maskinen vilka kan ge signaler för start och stopp av operationer i processen/ verktyget är "stängning/låsning av verktyg", "start av insprutning", ”olika positioner för skruv- kolvens framåtgående rörelse” och "omkoppllng till eftertryck". Dessutom kan man förse maskinens styrningar med tidsfördröjningsfunktioner, vilket innebär att start och stopp för de olika operationerna i verktyget kan fördröjas i förhållande till tid- punkterna då signaler fås från maskinens styrsystem, vilket i sin tur innebär att funktionerna i verktyget kan startas/stoppas när som helst under processcykeln. De rörelser som via drivanordningarna hos plattorna/gafflarna, överförs till formtrycks- och anslutningskärnorna, fås från maskinens så kallade kärndragningsfunktioner, vilkas styrning programmerats särskilt för processen/verktygsfunktionen enligt uppfinningen.

GRUNDKONCEPTET. PROCESSFÖRLOPPET.

Processförloppet enligt uppfinningens grundkoncept kännetecknas av att det innefattar två huvudsteg som utförs i processcykeln i direkt följd på varandra. Steg 1 innefattar fyllning av ovandelens formrum, medan steg 2 innefattar fyllning av anslutningarnas formhåligheter samt eftertrycksförloppet.

Sfleg 1 Processkrav: - Fyllningen av flerskiktssmälta i ovandelens formrum skall vara ”jämn” och ”störningsfri”: * ”Jämn” innebär att smältans flytfront når yttre konturen för ovandelens formrum samtidigt runt om i hela formrummet, varigenom en optimal fördelning, ca 25/75 %, av yt- respektive kärnmaterialen fås.

”Störningsfri” innebär att eftersom endast ovandelens formrum fylls under detta steg (öppningarna till anslutningarnas formhåligheter är kraftigt strypta) fås ett enklare fyllningsförlopp vilket gynnar ovandelens kvalitet i olika avseenden.

* - Ett visst smältatryck skall upprätthållas i slutskedet av fyllning, vilket skall vara tillräckligt högt och få verka under den tid som behövs för att ovandelen skall få en hög kvalitet avseende: * Avbildning av formytans struktur (t ex mönster eller högglansyta) * Frihet från sjunkningar samt * Jämn ytglans Verktygs- maskinfunktion: - Doseringen av ytmaterialsmälta i maskinens insprutningsenhet skall vara så inställd att mängden smälta precis räcker till det tunna ytsklktet runt om ovandelen. Kärn- 10 materialsmältan doseras för att räcka till ovandelens kärnskikt och till hela material- mängden hos anslutningarna.

Formtryckskärnorna skall ställas in i olika individuella utgångslägen så att ...avstånden mellan formväggarna vid kärnornas formgivande ytor ger de olika 15 ...flytmotstånd och i sin tur de olika flytfrontshastigheter som, på grund av de väsentligt olika långa flytvägarna, är nödvändiga för att få en ”jämn” fyllning av ovandelens formrum.

- Anslutningskärnorna, som kan förflyttas inåt respektive bakåt i förhållande till ovan- delens formrum, skall befinna sig i sina bakre lägen vilket innebär att öppningarna 20 till formhållgheterna är kraftigt strypta. Härigenom hindras flerskiktssmältan att flyta in i formhåligheterna, varigenom en "störningsfri" fyllning fås.

- Formtryckskärnorna kan under slutskedet av fyllningen i steg 1, men även under fyllningen av anslutningarna formhåligheter i steg 2, ges en rörelse, som med viss 25 hastighet och kraft verkar inåt i ovandelens formrum. Denna rörelse åstadkommer följande under steg 1: * Överskottet av smälta vid formtryckskärnorna vilkas inställda utgångslägen ger godstjocklekar som i regel är väsentligt större än de ritningsenliga tjocklekarna, 30 trycks bort av formtryckskärnorna. I annat fall skulle materialåtgången bli onödigt stor, kyltiden längre och produktens kvalitet sämre. Den mängd smälta som trycks bort ger i detta skede av fyllningen ett tillskott/ komplement till smältaflödet från maskinens insprutningsenhet.

Kraften från formtryckskärnorna ger dessutom ett högre och jämnare fördelat 35 smältatryck i ovandelens formrum, jämfört med att det hade fyllts enbart med maskinens sprutenhet, vilket i sin tur ger en bättre kvalitet hos produkten.

Steg 2 40 Processkrav: - Fyllning av anslutningarnas formhåligheter med enbart kärnmaterialsmälta. 10 15 20 25 30 35 40 528 ii-šâš 9 - Omkoppling till eftertrycksförloppet som är en kombination av eftertrycksförloppen från maskinens insprutningsenhet och formtryckskärnorna, vilket innebär att ett högre och jämnare eftertryck fås i hela formrummet jämfört med att endast eftertrycket från insprutningsenheten skulle utnyttjas.

Verktygs- och maskinfunktion: Anslutningskärnorna förflyttas bakåt så att flytkanalerna mellan ovandelens form- rum och anslutningarnas formhåligheter öppnas.

- Eftersom all ytmaterialsmälta förbrukats vid fyllningen av ovandelens formrum, bryter kärnmaterialsmältan igenom ovandelens ytskikt vid öppningarna till anslut- ningarnas formhåligheter och börjar fylla dessa - Formtryckskärnornas rörelser mot överskottssmältan i ovandelens formrum kan utföras även under steg 2, alternativt enbart under steg 2, vilket på samma sätt som i steg 1 ger ett tillskott/ komplement till smältaflödet från maskinens insprut- ningsenhet vid fyllningen av anslutningarnas formhåligheter.

- Anslutningarnas formhåligheter slutfylls med enbart kärnmaterialsmälta - Omkoppling till eftertrycksförloppet som beskrivits i det föregående. Formtrycks- kärnorna har under eftertrycksförloppet endast den lilla rörelse som motsvarar den andel av kompressionen av smältan, som utövas av kärnornas kraft på smältan.

- Efter avslutade eftertrycks- och kylningsförlopp stöts produkten ut ur verktyget varvid underskärningarna hos produkten vid Övergångarna från ovandel till anslut- ningar friläggs. ÖVRIGA DELkoNcEPT Fgrmsprutnlng i två steg av flerskiktsprgdukter med skåror som rivningsanvisningar I Fig. 14 - 19 illustreras i vyer motsvarande Fig. 11 - 13 två alternativa modifikationer av verktyget enligt uppfinningen.

I Fig. 14 - 16 har anslutningskärnan 30 utmed hela sin utbredning i ovandelens formrum 16 försetts med en framåtriktad egg, visad som en spets 52. Eggen är avsedd att vid anslutningskärnornas rörelse inåt i formrummet forma materialet i ovandelen så att en skåra bildas i dess bakre sida. I Fig. 14 visas situationen när anslutnings-kärnan 30 befinner sig i sitt bakre läge 33 där den stryper öppningen ln till form-håligheten 17. I detta läge har eggen 52 avståndet 50 fram till sitt främre 10 15 20 25 30 35 40 528 458 10 läge i formrummet. I Fig. 15 visas hur anslutnlngskärnan 30 har förflyttats en viss sträcka inåt i formrummet 16, varvid spetsen 52 har frilagt en spalt 53, som tillåter smältans flytfront att flyta förbi eggen. Även flytkanaien 18 har öppnats i motsvarande grad men eftersom fiytmotståndet i flytkanaien fortfarande är större än i formrummet 16 kommer flytfronten väsentligen att fylla formrummet 16 innan kärnmaterialsmälta flyter in i formhåligheten 17.

När även formhåligheten 17 har fyllts med kärnmaterial 7, eller under tiden denna slutfyllning sker, skjuts anslutningskärnan 30 ytterligare en sträcka framåt, varvid den når fram till sitt ändläge nära formrumsytan vid den motstående sidan av formrummet 16, och därvid tränger undan det fortfarande inte fullständigt stelnade, d.v.s. varma och mjuka plastmaterialet, så att det häri bildas en fördjupning, som kan tjäna som rivlinje 55, som efter avformning av produkten från verktyget tillåter en enkel avskilj- ning av de på ömse sidor om rivlinjen 55 liggande delarna av ovandelen. I detta läge har anslutningskärnans spets 52 förflyttats den maximala sträckan 50, och samtidigt har kanten 54 på den del av anslutningskärnan 30, som är belägen under spetsen nått fram till och ligger i plan med den angränsande ytan i formrummet 16.

Fig. 17 - 19 visar hur man med visad utformning av anslutningskärnornas 30 främre del och med tre delröreiser hos kärnorna kan forma en skåra 31 i anslutningarna nära ovandelens bakre yta. I motsats till det första alternativet har anslutningskärnan ett utgångsläge 32, som är något längre bakåt än i det första alternativet, samt utföres det tredje rörelsesteget en viss sträcka bakåt.

Formsprutning av l-materialsprodulgtgr i två steg De två i det föregående beskrivna delkoncepten kan också användas för att formspruta 1-materialsprodukter antingen enligt ”co-injection”-metoden eller i konventionell formsprutning, i båda fallen med komplettering av maskinernas styrnings- och drivningsfunktioner för processen/verktygsfunktionen enligt uppfinningen. Produktens ytskikt och kärnskikt kommer i båda fallen att utgöras av samma material varför ingen materialkostnadsmlnskning fås men däremot bättre möjligheter till uppnående av en högre produktkvalitet avseende till exempel ytor, mekaniska egenskaper och formriktighet jämfört med formsprutning i konventionella formverktyg.

Vid formsprutning av 1-materialsprodukter i "co-injection”-maskiner och verktyg enligt uppfinningen, kan till exempel ytmaterialsmältan värmas upp till en högre temperatur och därigenom få en lägre viskositet varigenom ett lägre insprutningstryck kan användas. Den minskade viskositeten hos ytmaterialsmältan kan alternativt utnyttjas för att formspruta produkter som har längre flytvägar.

Formsprgtning av çellulära produkter i två steg med expanderande material 10 15 20 25 30 35 40 CYI ä \ Éfäl \4 \/ .ßs (fl QS 11 I Fig. 20 - 23 visas i vyer liknande dem i Fig. 14 - 16 ett utförande lämpat för formsprutning av expanderande cellulära termoplaster genom skumning. Vid formsprutning av expanderade cellulära termoplaster kommer man att få en viss efterexpansion efter det att produkten avformats ur verktyget, vilket beror på att drivgasen för expansionen i smältan orsakar ett inre tryck, som strävar efter att fortsätta expansionen av materialet. Storleken av denna efterexpansion beror bl a på styvheten och styrkan hos plastmaterialet vid den temperatur, som produkten har vid avformningen, samt på storleken av det inre trycket från drivgasen. Vid formsprutning av expanderande mjuka termoplaster, till exempel termoelaster, är efterexpansionen ofta så stor att produktens form- och måttriktighet hamnar utanför väsentligen angivna toleranser, medan den vid formsprutning av styva termoplaster ofta inte har någon sådan effekt.

Cellulära produkter av expanderande plaster kan formsprutas med flerskikts-, över- sprutnings- och 1-materialsmetoder. Den lösning på minskning av efterexpansionen som metoden enligt uppfinningen erbjuder kan användas i vilken som helst av dessa metoder.

Verktygstekniken enligt uppfinningen för denna typ av formsprutning är i huvudsak identisk med tekniken för det tidigare beskrivna grundkonceptet. Processförloppet sker i 2 huvudsteg på ett sätt som är analogt med grundkonceptet. Den väsentliga skillnaden är att de kärnor, i det följande benämnda expansionskärnor, som motsvarar formtryckskärnorna 19, används för att minska formrumsvolymen 16 under fyllningen och därefter öka den när formrummet färdigfyllts. Vid volymökningen sänks det inre gastrycket i den cellulära smältan och därigenom minskar efterexpansionen hos densamma.

För detta ändamål är, såsom illustreras i Fig. 20, expansionskärnorna 19 rörliga från position 54 och till en position 55 inåt formrummet, där formrummets volym är minskad. Ju mer volymen har minskats under fyllningsförloppet, d.v.s. ju djupare in i formrummet positionen 55 har ställts in, desto lägre inre gastryck får det cellulära materialet när kärnan 19 återgår till sitt utgångsläge 54. Under fyllningen befinner sig anslutningskärnan 30 i sitt tillbakadragna läge 56, där den hindrar smälta att komma in i expansionsutgöten 57. Den ej visade strömningskanalen från maskinens insprutningsenhet stängs av när formrummet färdigfyllts och därefter får smältan genom sitt inre gastryck under viss tid pressas mot formytorna, varvid en god avbildning av formytorna fås på produkten. 10 15 20 12 I Fig. 21 visas hur drivanordningarna för expansions- och ansiutningskärnorna har startat rörelserna för respektive kärnor, varigenom smältan kan nå in i expansions- utgöten 57, där den expanderar varigenom det inre gastrycket sänks. Starttid- punkterna kan vara olika för de olika kärnorna.

I Fig 22 visas hur drivanordningen för ansiutningskärnorna 30 har dragit tillbaka dem till läget 45 varigenom plastsmältan mellan formrummet och expansionsutgötet 57 trycks ihop till en tunn hinna, vilken gör det möjligt att utgötet enkelt kan skiljas av från produkten.

Produkten och expansionsutgötet kyls därefter under viss tid, varefter avformningen utförs genom att ansiutningskärnorna tillsammans med utstötarna eller andra avformningsanordningar skjuts fram så långt att expansionsutgöten 57 friläggs, såsom visas i Fig. 23, och kan avlägsnas från kärnorna. Produkten plockas av från avformningsanordningarna med en lämplig robotgripanordning.

Genom att det inre gastrycket sänkts och produkten därefter kylts under viss tid med hög kyleffekt, får produkten en acceptabelt liten form- och måttawikelse efter avformningen.

Processen kan för vissa produkter köras även utan expansionskärnor. Den erforderliga expansionen av smältan sker då enbart i expansionsutgöten.

Claims (9)

10 15 20 25 30 35 40 528 453 13 PÅTENTKRAV

1. Metod för formsprutning av produkt omfattande en ovandel (11) och minst en därmed integrerad anslutning, och där ovandelens och/eller anslutningarnas formrum (16; 17) har olika långa flytvägar i olika riktningar från ett smältaintag (15), kännetecknad därav, att inställbara kärnor (19; 20) i sagda formrum (16; 17) inställes individuellt för att i olika delar av formrummen ge olika flytmotstànd i syfte att säkerställa att smältan når alla delar av ovandelens formrum i huvudsak samtidigt.

2. Metod enligt patentkravet 1, kännetecknad därav, att formsprutnlngen uppdelas i två steg, varvid rörliga kärnor (20) i det första steget inställes för att strypa öppningar/flytkanaler (18) till anslutningarnas forrnhàligheter (17), sà att endast ovandelens formrum (16) fylles under detta första steg, medan de rörliga kärnorna (20) i det andra steget förflyttas för att frilägga öppningarna/flyt-kanalerna (18) till anslutningarnas formhàligheter.

3. Metod enligt något av föregående patentkrav för tillverkning av en tväskikts-produkt, kännetecknad därav, att man doserar smälta av ett material, som skall bilda ovandelens ytskikt, så att mängden smälta är noga avpassad att täcka ovandelens hela yta med ett tunt materialskikt.

4. Metod enligt patentkravet 3, kännetecknad därav, att man för det andra steget doserar en mängd smälta av ett kärnmaterial, av en sådan volym att denna kärnmaterialsmälta bildar ovandelens kärna och hela volymen av anslutningarna.

5. Metod enligt något av patentkraven 3 till 4, kännetecknad därav, att man vid det andra steget förskjuter de rörliga kärnor som under det första steget stryper öppningarna/flytkanalerna till anslutningarna, till alternativa lägen där öppningarna/flytkanalerna är frilagda, och därmed tillåter kärnmaterialsmältan att fylla även anslutningarna, och att man efter fyllning av allt kärnmaterial i det inre av ovandelens formrum och i anslutningarna kopplar om till ett eftertrycksförlopp.

6. Metod enligt något av patentkraven 1 till 2 för tillverkning av 1-materialprodukt, kännetecknad därav, att man doserar smälta av ett enda material, som skall bilda hela ovandelen, och hela 10 15 20 25 14 anslutningarna, varvid man inleder det andra steget efter det att ovandelen är helt fylld med materialsmälta.

7. Metod enligt något av föregående patentkrav för tillverkning av produkt med rivningsanvisning, kännetecknad därav, att man har försett de rörliga kärnorna (30), som tjänar till att strypa anslutningarnas öppningar/flytkanaler under det första steget, med en främre egg (52), och att dessa rörliga kärnor först förflyttas inàt i formrummet för att frilägga anslutningarnas öppningar/flytkanaler och att därefter under eller efter slutfyllning av anslutningarnas formhåligheter förflyttas ytterligare inàt formrummet, och därvid tränger undan det ännu inte fullständigt stelnade materialet, och därmed åstadkommer sagda rivnings-anvisning.

8. Verktyg för genomförande av metoden enligt något av patentkraven 1 till 7, kännetecknad av, en kombination av en fast verktygshalva (13), en rörlig verktygshalva (14) innefattande forrntryckskärnor (19), vilka är anordnade rörliga i riktning in mot ett formrum (16), med vilket ett smältaintag (15) stàri kontakt, fomthåligheter (17) för anslutningar anordnade i rörliga anslutningskärnor (30), vilka formhåligheter (17) står i kontakt med formrummet (16) via strypbara öppningar/flytkanaler (18).

9. Verktyg enligt patentkravet 8, kännetecknat därav, att vardera av de rörliga anslutningskärnorna (30), är försedda med en lutande främre ände (47) inrättad att vid anslutningskärnans förflyttning mellan ett utgångsläge (33) och ett ändläge (34) genom samverkan med en till den lutande änden (47) motsvarande avfasning pà formtryckskärnan åstadkomma strypnlng resp. öppnande av öppningarna/flytkanalerna (18) mellan formrum (16) och formhåligheter (17).