WO2004103680A1 - Herstellung von hybridbauteilen durch einlegeteil-spritzgiessen mit plasmabehandelten einlegeteilen - Google Patents

Herstellung von hybridbauteilen durch einlegeteil-spritzgiessen mit plasmabehandelten einlegeteilen Download PDF

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WO2004103680A1
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Marco Gruber
Jochen Mitzler
Deitrich Hunold
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Krauss-Maffei Kunststofftechnik Gmbh
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    • B29K2709/08—Glass

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a hybrid component, which consists of at least one insert part and at least one plastic component at least partially molded onto the insert part in an injection molding process, the insert part being inserted into an injection mold, the at least one plastic component being injected into the injection mold equipped with the insert part and, after a predeterminable cooling time, the insert (hybrid component) provided with the at least one plastic component is removed from the injection mold.
  • Typical hybrid components are inserts made of glass, ceramic, metal or also from a suitable plastic, such as front ends and door module supports for motor vehicles, refrigerator shelves, ball bearing housings, fan wheels for vehicles, and many others.
  • a disadvantage of this method is that the corona treatment can only be carried out outside the injection mold, since the “flashes” of the corona discharge search for their own way and could therefore also strike the injection mold if the corona treatment is within the injection mold It is also questionable whether a corona treatment can also be used if it is not - as in DE 195 40 333 C2 - about the production of molded plastic parts from a hard and a soft plastic component.
  • the invention is based on the object of specifying a method for producing hybrid components which can be implemented with comparatively little technical outlay. and that there is no restriction with regard to the later field of application of the products produced by the process.
  • Treating the inserts with a plasma jet offers several advantages at the same time.
  • the inserts are cleaned, preheated and, if necessary, mechanically roughened in the area in which the plastic will later be molded.
  • a plasma jet for pretreatment, such inserts can also be processed and overmolded with a plastic material, which are intended for applications, for example in medical technology or in food technology.
  • the plasma treatment also offers a significantly more homogeneous surface treatment and, if necessary, it can be carried out both inside and outside the injection mold. If the inserts are loaded outside the injection molding machine, a previously treated inserts can be overmolded at the same time, which leads to a reduction in the cycle time. In addition - with the same cycle time - the treatment can be carried out over a longer period and / or more intensively, which further improves the bond strength of the hybrid component.
  • an insert 1 is positioned on a work table 5 and a plasma jet 6 is applied to it over a predefinable period.
  • a plasma nozzle 2 known per se can be used for this purpose.
  • the insert 1 is gripped from the work table 5 by means of a handling device 4 and into a mold half 3 of one consisting of this and another mold half
  • Injection molding tool inserted an injection molding machine known per se.
  • an injection molding machine known per se.
  • both mold halves are closed and the insert is overmolded with a plastic material.
  • the overmoulding can extend over the entire insert or only for part of the surface.
  • the overmolding can also take place on several sides of the insert, e.g. to create a peripheral edge.
  • the mold halves are moved apart and the finished hybrid component can be removed.
  • the insert 1 can also first be inserted into the mold half 3 and then subjected to the plasma jet 6 in the inserted state. This variant is suitable for small inserts, since then the pretreatment of the insert 1 only takes a short time.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren zur Herstellung eines Hybridbauteils, das aus mindestens einem Einlegeteil (1) und mindestens einer wenigstens teilweise an das Einlegeteil im Spritzgiessverfahren angespritzten Kunststoffkomponente besteht. Das Einlegeteil wird in ein Spritzgiesswerkzeug (3) eingelegt, die mindestens eine Kunststoffkomponente in das mit dem Einlegeteil bestückte Spritzgiesswerkzeug eingespritzt und nach einer vorgebbaren Abkühlzeit das mit der mindestens einen Kunststoffkomponente versehene Einlegeteil (Hybridbauteil) aus dem Spritzgiesswerkzeug entnommen. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Einlegeteil vor dem Einlegen Anspritzen der Kunststoffkomponente mindestens in dem Bereich mit einem Plasmastrahl (6) beaufschlagt wird, in dem die Kunststoffkomponente angespritzt werden soll. Die Beaufschlagung mit dem Plasmastrahl erfolgt vorzugsweise ausserhalb des Spritzgiesswerkzeugs, kann aber auch im eingelegten Zustand vorgenommen werden.

Description

HERSTELLUNG VON HYBRIDBAUTEILEN DURCH EINLEGETEIL-SPRITZGIESSEN MIT PLASMABEHANDELTEN EINLEGETEILEN
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Hybridbauteils, das aus mindestens einem Einlegeteil und mindestens einer wenigstens teilweise an das Einlegeteil im Spritzgießverfahren angespritzten Kunststoffkomponente besteht, wobei das Einlegeteil in ein Spritzgießwerkzeug eingelegt, wobei die mindestens eine Kunststoffkomponente in das mit dem Einlegeteil bestückte Spritzgießwerkzeug eingespritzt wird und wobei nach einer vorgebbaren Abkühlzeit das mit der mindestens einen Kunststoffkomponente versehene Einlegeteil (Hybridbauteil) aus dem Spritzgießwerkzeug entnommen wird.
Typische Hybridbauteile sind mit einem Kunststoff überspritzte Einlegeteile aus Glas, Keramik, Metall oder auch aus einem geeigneten Kunststoff, wie beispielsweise Frontends und Türmodulträger für Kraftfahrzeuge, Kühlschrankeinlegeböden, Kugellagergehäuse, Lüfterräder für Fahrzeuge, und viele andere mehr.
Bei der Herstellung solcher Hybridbauteile im Spritzgießverfahren stellt sich häufig das Problem der ungenügenden oder mangelhaften Haftung des angespritzten Kunststoffes auf der Oberfläche des Einlegeteils. Zur Verbesserung des Haftverhaltens ist es bekannt, die Einlegeteile durch Primern, Ätzen, Beschichten oder Beflammen vorzubehandeln. Derartige Vorbehandlungsverfahren bieten häufig nur eine geringe Prozesssicherheit. Ausserdem sind sie aufwendig und teuer. Im Bereich der Nahrungsmittel- oder Medizintechnik sind die hierbei verwendeten Substanzen problematisch.
Aus der DE 19540 333 C2 ist ein Verfahren zur Herstellung eines mehrkomponentigen Kunststoffformteils aus einer ersten harten und einer zweiten weichen Kunststoffkomponente bekannt, wobei nach dem Spritzgießen der harten Komponente das harte Teil aus dem Spritzgießwerkzeug entnommen, mittels eines Korona- Verfahrens mit einem Korona-Lichtbogen im Haftungsbereich behandelt, anschließend das so vorbehandelte harte Teil wieder in ein Spritzgießwerkzeug eingelegt und schließlich die weiche Komponente angespritzt wird. Mit der Korona-Behandlung des Haftungsbereichs soll eine dauerhafte Verbindung der beiden Kunststoffkomponenten erzielt werden. Nachteilig an diesem Verfahren ist, dass die Korona-Behandlung nur außerhalb des Spritzgießwerkzeugs durchgeführt werden kann, da sich die „Blitze" der Corona-Entladung ihren Weg selbst suchen und damit auch in das Spritzgießwerkzeug einschlagen könnten, wenn die Corona-Behandlung innerhalb des Spritzgießwerkzeugs erfolgt. Zudem ist fraglich, ob eine Corona-Behandlung auch dann anwendbar ist, wenn es nicht - wie in DE 195 40 333 C2 - um die Herstellung von Kunststoffformteilen aus einer harten und einer weichen Kunststoffkomponente geht.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Hybridbauteilen anzugeben, das mit vergleichsweise geringem technischen Aufwand zu realisieren ist. und das keiner Einschränkung im Hinblick auf das spätere Anwendungsgebiet der mit dem Verfahren hergestellten Produkte unterliegt.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der nebengeordneten Patentansprüche 1 und 2. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen finden sich in den Unteransprüchen.
Die Behandlung der Einlegeteile mit einem Plasmastrahl bietet mehrere Vorteile gleichzeitig. Die Einlegeteile werden in dem Bereich, in dem später der Kunststoff anspritzt werden soll, gereinigt, vorgewärmt und gegebenenfalls mechanisch aufgerauht. Bei Verwendung eines Plasmastrahls zur Vorbehandlung können auch solche Einlegeteile verarbeitet und mit einem Kunststoffmaterial überspritzt werden, die für Anwendungen beispielsweiese in der Medizintechnik oder in der Nahrungsmitteltechnik vorgesehen sind. Die Plasmabehandlung bietet zudem im Vergleich zu einer Corona-Behandlung eine deutlich homogenere Oberflächenbehandlung und sie kann bedarfsweise sowohl innerhalb als auch außerhalb der Spritzgießwerkzeugs durchgeführt werden. Wenn die Beaufschlagung der Einlegeteile ausserhalb der Spritzgießmaschine erfolgt, kann zeitgleich ein bereits zuvor behandeltes Einlegeteile überspritzt werden, was zu einer Reduzierung der Zykluszeit führt. Ausserdem kann - bei gleicher Zykluszeit - die Behandlung über einen größeren Zeitraum und/oder intensiver erfolgen, was die Verbundfestigtkeit des Hybridbauteils weiter verbessert.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert werden.
Es zeigen:
Fig.1 Erstes Ausführungsbeispiel mit Behandlung ausserhalb der Form, Fig.2 Zweites Ausführungbeispeil mit Behandlung innerhalb der Form.
Gemäß Figur 1 wird ein Einlegeteil 1 auf einem Arbeitstisch 5 positioniert und über einen vorgebbaren Zeitraum mit einem Plasmastrahl 6 beaufschlagt. Hierzu kann eine an sich bekannte Plasmadüse 2 verwendet werden. Nach Beendigung dieses Vorgangs wird das Einlegeteil 1 mittels eines Handlingsgerätes 4 von dem Arbeitstisch 5 ergriffen und in eine Formhälfte 3 eines aus dieser und einer weiteren Formhälfte bestehenden
Spritzgießwerkzeugs einer an sich bekannten Spritzgießmaschine eingelegt. In der Figur 1 ist der besseren Übersicht halber nur die eine Hälfte des Spritzgießwerkzeuges dargestellt. Nachdem das Einlegeteil 1 in die Formhälfte 3 eingelegt worden ist, werden beide Formhälften zugefahren und das Einlegeteil mit einem Kunststoffmaterial überspritzt. Das Überspritzen kann sich über das ganze Einlegeteil erstrecken oder nur für einen Teil der Oberfläche erfolgen. Das Überspritzen kann auch auf mehreren Seiten des Einlegeteils erfolgen, z.B. zur Erzeugung eines umlaufenden Randes. Nach einer vom Produkt abhängigen , Abkühlzeit werden die Formhälften auseinandergefahren und das fertige Hybridbauteil kann entnommen werden.
Liegt das Einlegeteil während der Plasmabehandlung auf einem Arbeitstisch oder wird es während der Plasmabehandiung von einem Handlingsgerät gehalten, können Teile des Einlegeteils nicht mit dem Plasmastrahl beaufschlagt werden. In diesem Fall kann eine Nachbehandlung dieser Stellen vorgenommen werden. Gemäß Figur 2 kann das Einlegeteil 1 auch zunächst in die Formhälfte 3 eingelegt werden und dann im eingelegten Zustand mit dem Plasmastrahl 6 beaufschlägt werden. Diese Variante bietet sich bei kleinen Einlegeteilen an, da dann die Vorbehandlung des Einlegeteils 1 nur eine kurze Zeit in Anspruch nimmt.
Bezugszeicheniiste
Einlegeteil
Plasmadüse
Formhälfte
Handlingsgerät
Arbeitstisch
Plasmastrahl

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Hybridbauteils, das aus mindestens einem Einlegeteil und mindestens einer wenigstens teilweise an das Einlegeteil im Spritzgießverfahren angespritzten Kunststoffkomponente besteht, wobei das Einlegeteil in ein Spritzgießwerkzeug eingelegt, wobei die mindestens eine Kunststoffkomponente in das mit dem Einlegeteil bestückte Spritzgießwerkzeug eingespritzt wird und wobei nach einer vorgebbaren Abkühlzeit das mit der mindestens einen Kunststoffkomponente versehene Einlegeteil aus dem Spritzgießwerkzeug entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeteil vor dem Einlegen in das Spritzgießwerkzeug mindestens in dem Bereich mit einem Plasmastrahl beaufschlagt wird, in dem die Kunststoffkomponente angespritzt werden soll.
2. Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeteil nach dem Einlegen in das Spritzgießwerkzeug mindestens in dem Bereich mit einem Plasmastrahl beaufschlagt wird, in dem die Kunststoff komponente angespritzt werden soll.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einlegeteil aus Glas, Keramik, Metall oder Kunststoff verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeteil während der Beaufschlagung mit dem Plasmastrahl von einem Handiingsgerät gehalten und nach Beendigung der Plasmabehandlung von dem Handlingsgerät in das Spritzgießwerkzeug eingelegt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeteil sowohl vor dem Einlegen in das Spritzgießwerkzeug als auch nach dem Einlegen in das Spritzgießwerkzeug mit einem Plasmastrahl beaufschlagt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeteil auf mehreren Seiten mit einem Plasmastrahl beaufschlagt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeteil vor dem Anspritzen des Kunststoffs mindestens an denjenigen Stellen mit einem weiteren Plasmastrahl beaufschlagt wird, die während der ersten Behandlung bedeckt gewesen sind, beispielsweise die Auflagefläche bei der Behandlung auf einem Arbeitstisch oder die von Haltelementen eines Handlingsgeräts bedeckten Flächen.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeteil auf mehreren Seiten mit einem Plasmastrahl beaufschlagt wird.
PCT/EP2004/005259 2003-05-23 2004-05-15 Herstellung von hybridbauteilen durch einlegeteil-spritzgiessen mit plasmabehandelten einlegeteilen WO2004103680A1 (de)

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