CH632198A5

CH632198A5 - METHOD FOR PRODUCING A PLASTIC MOLDED BODY WITH A RELIEF-LIKE SURFACE.

Info

Publication number: CH632198A5
Application number: CH824478A
Authority: CH
Inventors: Josef Krueger
Original assignee: Hoechst Ag
Priority date: 1977-08-06
Filing date: 1978-08-02
Publication date: 1982-09-30
Also published as: DE2735611A1; GB2005178B; FR2399327A1; AT364764B; ATA567978A; GB2005178A; IT7826536A0; IT1097641B

Description

Gegenstand der Erfindung ist somit das im Anspruch 1 genannte und beschriebene Verfahren und der durch dieses Verfahren hergestellte Kunststoff-Formkörper nach Anspruch 3. The invention thus relates to the method mentioned and described in claim 1 and the plastic molded body produced by this method according to claim 3.

Als rotierendes Schneidwerkzeug wird z.B. ein Fräser verwendet, welcher vorzugsweise kunststoffgerecht angeschliffen ist und ein ausreichendes Spanvolumen aufnehmen kann. Derartige Fräser sind im Handel erhältlich. Es können auch mehrere gleiche oder verschiedene Fräser gleichzeitig benutzt werden. Geeignete Fräser sind vorzugsweise zylindrisch, kugelig, kegelig oder besitzen z.B. Schneiden, die der Kunststoffoberfläche ein Profil zu geben vermögen. Bevorzugt werden Fräser mit geraden oder nach aussen gewölbten Schneiden. Die Zahl der Schneiden ist z.B. abhängig vom Durchmesser des Fräsers, da die Spannuten ausreichend gross bleiben sollen. Bevorzugt sind Fräser mit 2 bis 4 Schneiden, jedoch kann das erfindungsgemässe Verfahren auch mit einem Vielschneiden-Fräser durchgeführt werden. Der Durchmesser des Fräsers beträgt z.B. 15 bis As a rotating cutting tool e.g. a milling cutter is used, which is preferably ground to suit plastics and can accommodate a sufficient chip volume. Such milling cutters are commercially available. Several identical or different cutters can also be used at the same time. Suitable milling cutters are preferably cylindrical, spherical, conical or have e.g. Cutting that can give the plastic surface a profile. Milling cutters with straight or curved edges are preferred. The number of cutting edges is e.g. depending on the diameter of the milling cutter, as the flutes should remain sufficiently large. Milling cutters with 2 to 4 cutting edges are preferred, but the method according to the invention can also be carried out with a multi-cutting edge milling cutter. The diameter of the milling cutter is e.g. 15 to

40 mm, vorzugsweise 20 bis 30 mm, die Breite des Fräsers 5 bis 40 mm, vorzugsweise 10 bis 30 mm. 40 mm, preferably 20 to 30 mm, the width of the milling cutter 5 to 40 mm, preferably 10 to 30 mm.

Bei Verwendung z.B. eines Fräsers kann derselbe mit einer Schnittgeschwindigkeit von 1000 bis 2500 m/min, vorzugsweise 1500 bis 2000 m//min, arbeiten, was z.B. einer Drehzahl der Welle des Fräsers von etwa 10 000 bis 30 000 U/min entspricht. Der Antrieb erfolgt vorzugsweise mit einer handelsüblichen hochtourigen Antriebsmaschine, z.B. Handbohrmaschine, direkt oder über eine biegsame Welle. Indessen ist z.B. auch ein Pressluftantrieb möglich. When using e.g. of a milling cutter can work at a cutting speed of 1000 to 2500 m / min, preferably 1500 to 2000 m / min, which e.g. corresponds to a speed of the shaft of the milling cutter of approximately 10,000 to 30,000 rpm. The drive is preferably carried out with a commercially available high-speed drive machine, e.g. Hand drill, directly or via a flexible shaft. Meanwhile, e.g. a compressed air drive is also possible.

Durch die Schwingungen der Rotationsachse kann der rotierende Fräser auf der zu bearbeitenden Oberfläche hin und her schwingen und dabei ein unregelmässiges Muster von Rillen, Riefen, Kerben oder dgl. erzeugen. Dieses Schwingen kann dadurch bewirkt werden, dass z.B. die Rotationsachse des Fräsers elastisch federnd gelagert ist und fortlaufend in einer radialen Richtung Impulse erhält. Diese Impulse wirken vorzugsweise entgegengesetzt der Tendenz der Rotationsachse, durch z.B. den sich drehenden und mit der zu bearbeitenden Oberfläche in Berührung stehenden Fräser aus der Ursprungslage fortzuwandern. Die Zahl der Impulse beträgt z.B. 20 bis 80 pro Minute, vorzugsweise 40 bis 60 pro Minute. Die Impulse können durch eine Exzenterscheibe, einen Hebel, einen Stössel erzeugt werden, wobei jedoch z.B. zwischen dem Impulserzeuger und der Rotationsachse des Fräsers keine feste Verbindung bestehen soll, damit die Rotationsachse nach dem Empfang des Impulses frei hin und her schwingen kann. Due to the vibrations of the axis of rotation, the rotating milling cutter can oscillate back and forth on the surface to be machined, thereby producing an irregular pattern of grooves, grooves, notches or the like. This swinging can be caused by e.g. the axis of rotation of the milling cutter is elastically resilient and receives impulses continuously in a radial direction. These pulses preferably act counter to the tendency of the axis of rotation, e.g. to move the rotating milling cutter in contact with the surface to be machined from the original position. The number of pulses is e.g. 20 to 80 per minute, preferably 40 to 60 per minute. The impulses can be generated by an eccentric disc, a lever, a tappet, but e.g. there should be no fixed connection between the pulse generator and the axis of rotation of the milling cutter, so that the axis of rotation can oscillate freely after receiving the pulse.

Die Lagerung der Rotationsachse kann auf verschiedene Art erfolgen. Sie kann in ein System von Schrauben- oder Blattfedern eingehängt sein oder zwischen Gummipuffern ruhen. Dabei ist es ausreichend, wenn z.B. die Achse an der Fräser zugewandten Seite federnd gelagert ist und an der anderen Seite um einen Festpunkt frei drehbar ist. Es ist jedoch auch möglich, die Rotationsachse z.B. an beiden Endpunkten federnd zu lagern, oder über zwei Hebeln an zwei Drehpunkten aufzuhängen. Die federnde Lagerung wird vorzugsweise in der Art ausgeführt, dass die Rotationsachse in der Ebene der Oberfläche des Werkstückes leichter schwingen kann als in der Senkrechten dazu, damit z.B. der Fräser nicht zu tief in das Werkstück eindringt. Sind z.B. mehrere Fräser auf der gleichen Achse angeordnet, kann es vorteilhaft sein, die federnde Lagerung beiderseits der Fräser anzuordnen und auch die Impulsgeber mehrfach vorzusehen. Dabei ist es möglich, die Impulse beispielsweise gleichzeitig oder nacheinander auf die Rotationsachse wirken zu lassen. The rotation axis can be stored in different ways. It can be suspended in a system of coil or leaf springs or rest between rubber buffers. It is sufficient if e.g. the axis is spring-mounted on the side facing the milling cutter and is freely rotatable about a fixed point on the other side. However, it is also possible to change the axis of rotation e.g. to be spring-loaded at both end points, or to be suspended at two pivot points using two levers. The resilient mounting is preferably carried out in such a way that the axis of rotation can oscillate more easily in the plane of the surface of the workpiece than in the perpendicular thereto, so that e.g. the milling cutter does not penetrate too deep into the workpiece. Are e.g. If several cutters are arranged on the same axis, it may be advantageous to arrange the resilient mounting on both sides of the cutters and also to provide the pulse generators several times. It is possible to have the pulses act on the axis of rotation simultaneously or in succession, for example.

Bei z.B. federnder Lagerung der Rotationsachse kann die Steifheit der Federung sich danach richten, ob z.B. nur die Antriebswelle z.B. für den Fräser federnd gelagert werden soll oder die ganze Antriebsmaschine, wie weit die Rotationsachse aus der Ruhelage ausschwingen soll, und wie gross die Umfangsgeschwindigkeit z.B. des Fräsers ist. Je grösser z.B. die gelagerte Masse und die Umfangsgeschwindigkeit des Fräsers und je kleiner die vorgesehene Schwingungsweite der Rotationsachse ist, desto steifer darf die Federung sein und umgekehrt. Die Federung ist vorteilhafterweise z.B. so steif, dass die Rotationsachse z.B. bei laufendem Fräser, ohne dass ein radialer Impuls auf sie einwirkt, nicht mehr als 10 bis 20 mm aus ihrer Ruhelage gebracht wird, wenn der laufende Fräser mit einer zu bearbeitenden Oberfläche in Berührung kommt. Die Schwingungsweite der Rotationsachse beträgt z.B. im allgemeinen 10 bis 120 mm, vorzugsweise 40 bis 80 mm. With e.g. spring bearing of the axis of rotation, the stiffness of the suspension can depend on whether e.g. only the drive shaft e.g. for the milling cutter or the entire drive machine, how far the axis of rotation should swing out of the rest position and how great the peripheral speed e.g. of the router. The bigger e.g. the stored mass and the peripheral speed of the milling cutter and the smaller the intended vibration range of the axis of rotation, the stiffer the suspension may be and vice versa. The suspension is advantageously e.g. so stiff that the axis of rotation e.g. when the milling cutter is running, without being subjected to a radial impulse, it is not moved more than 10 to 20 mm from its rest position when the milling cutter is coming into contact with a surface to be machined. The vibration width of the axis of rotation is e.g. generally 10 to 120 mm, preferably 40 to 80 mm.

Mittels des erfindungsgemässen Verfahrens lassen sich alle Kunststoffe bearbeiten, die einer spanabhebenden Bearbeitung zugänglich sind, so z.B. Polyolefine, Polyester, Poly-acetale, Polyamide, weichmacherfreies Polyvinylchlorid, By means of the method according to the invention, all plastics can be processed which are accessible for machining, e.g. Polyolefins, polyesters, poly-acetals, polyamides, plasticizer-free polyvinyl chloride,

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10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

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3 3rd

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schlagfestes Polystyrol, schlagfestes Polyvinylchlorid, Poly-tetrafluoräthylen. impact-resistant polystyrene, impact-resistant polyvinyl chloride, poly-tetrafluoroethylene.

Weitere Ausführungsformen des Verfahrens nach der Erfindung sowie des damit hergestellten Kunststoff-Form-körpers sind nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen: Further embodiments of the method according to the invention and the plastic molded body produced therewith are described in more detail below with reference to the drawings. Show it:

Fig. 1 ein Schneidwerkzeug in schaubildlicher schema-tischer Darstellung; 1 shows a cutting tool in a diagrammatic schematic representation;

Fig. 2 ein Schneidwerkzeug mit Antriebsmaschine in schaubildlicher schematischer Darstellung; 2 shows a cutting tool with a drive machine in a diagrammatic schematic illustration;

Fig. 3 eine Lagerung der Rotationsachse eines Schneidwerkzeuges; und 3 shows a bearing of the axis of rotation of a cutting tool; and

Fig. 4 einen Teil eines Kunststoff-Formkörpers in Draufsicht. Fig. 4 shows a part of a molded plastic body in plan view.

Fig. 1 zeigt im Prinzip einen auf einer Rotationsachse 1 befestigten rotierenden Fräser 2 als Schneidwerkzeug. Er bearbeitet eine Oberfläche 3 eines zu dekorierenden Formkörpers, der unter dem Fräser durchgeführt wird. Ein Impulsgeber versetzt die Rotationsachse 1 in Schwingungen, wobei durch eine — nicht gezeigte — Federung eine Dämpfung der Schwingung in senkrechter Richtung zur bearbeitenden Oberfläche 3 eintritt. Die senkrechte Schwingungskomponente wird hervorgerufen durch das Bestreben des Fräsers dem Widerstand der Oberfläche 3 auszuweichen. 1 shows in principle a rotating milling cutter 2 fastened on an axis of rotation 1 as a cutting tool. He processes a surface 3 of a shaped body to be decorated, which is carried out under the milling cutter. A pulse generator sets the axis of rotation 1 in oscillation, with a damping of the oscillation occurring in a direction perpendicular to the machining surface 3 by means of a suspension (not shown). The vertical vibration component is caused by the endeavor of the milling cutter to avoid the resistance of the surface 3.

In Fig. 2 wird eine hochtourige Antriebsmaschine 5 gezeigt, welche an ihrem hinteren Ende in einem Festpunkt In Fig. 2, a high-speed engine 5 is shown, which at its rear end in a fixed point

6 nach allen Seiten drehbar gelagert ist und durch die Schraubenfedern 7 in einem — nicht gezeigten — Rahmen gehalten wird. Ein Stössel 4a versetzt die Antriebsmaschine in waagerechte Schwingungen, so dass der auf der Rota-5 tionsachse 1 befestigte Fräser 2 die Oberfläche 3 bearbeiten kann. 6 is rotatably supported on all sides and is held by the coil springs 7 in a frame (not shown). A plunger 4a causes the drive machine to vibrate horizontally, so that the milling cutter 2 fastened on the rotation axis 1 can machine the surface 3.

Fig. 3 zeigt als Beispiel die Anwendungsmöglichkeit von Blattfedern. Das Endstück 8 einer biegsamen Welle 9 ist an zwei Blattfedern 10 an einem — nicht gezeigten — Rahmen io aufgehängt. Der Impulsgeber ist eine Exzenterscheibe 4b, die die Rotationsachse 1 hin und her schwingen lässt. Fig. 3 shows an example of the application of leaf springs. The end piece 8 of a flexible shaft 9 is suspended from two leaf springs 10 on a frame (not shown) io. The pulse generator is an eccentric disc 4b, which allows the axis of rotation 1 to oscillate back and forth.

Fig. 4 zeigt als Ausschnitt die Draufsicht auf die Oberfläche 3 des mit dem Verfahren nach der Erfindung dekorierten Formkörpers. In Richtung der Bewegung z.B. des 15 Fräsers 2 mehr oder weniger parallel verlaufende Rillen liegen neben- und übereinander und kreuzen sich auch. In den Rillen befinden sich feine Querriefen von verschiedener Breite. Durch das derart gebildete Relief erhält die Oberfläche des Werkstückes ein lebhaftes Aussehen. 20 Mittels des erfindungsgemässen Verfahrens lassen sich Platten, Rohre, Profile und auch Hohlkörper dekorieren. Bei kleineren Flächen und starken Oberflächenkrümmungen lässt sich das erfindungsgemässe Verfahren auch manuell durchführen, indem die Antriebsmaschine oder -welle in die 25 Hand genommen wird und so die Rotationsachse die notwendigen Schwingungen erhält. Fig. 4 shows a detail of the top view of the surface 3 of the shaped body decorated with the method according to the invention. In the direction of movement e.g. of the 15 milling cutter 2 more or less parallel grooves lie next to and on top of each other and also cross. There are fine transverse grooves of various widths in the grooves. The relief formed in this way gives the surface of the workpiece a lively appearance. By means of the method according to the invention, plates, pipes, profiles and also hollow bodies can be decorated. In the case of smaller surfaces and strong surface curvatures, the method according to the invention can also be carried out manually by taking the drive machine or shaft in one hand and thus the axis of rotation receiving the necessary vibrations.

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2 Blätter Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

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1. A method for producing a plastic molded body with a relief-like surface by processing the surface with a cutting tool, characterized in that a rotating cutting tool is used, the axis of rotation of which can vibrate in at least four directions and is set into vibration by radial impulses.

2. The method according to claim 1, characterized in that at least one milling cutter is used as the rotating cutting tool.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Plastic molded body with a relief-like surface, produced by the method according to claim 1.

4. Plastic molded body according spoke 3, characterized in that the relief is formed by more or less parallel grooves, which are next to and on top of each other.

The surfaces of materials with a fine structure, e.g. Metals and plastics are normally smooth and flat, in contrast to wood, which is almost always porous by nature. If the production molds do not already provide smooth surfaces during the production of shaped bodies, such as blow molding and injection molds or rolling mills in the case of plastics, the surface smoothness is increased by grinding and polishing. Often, however, a smooth surface is not desired, but a patterned or relief-like one. The grain can be worked out in wood by using hard brushes. Metal surfaces can be engraved, chased, etched or hammered, or subjected to other processes. The surfaces of plastic parts are usually already in the manufacturing mold, e.g. Provide the desired pattern during injection molding. Sheets are given the intended surface in embossed calenders.

With plastics, it is not always necessary to have such a large number of decorated molded parts that the purchase of embossed calenders or special shapes is profitable. In particular, molded bodies already assembled from plastic semi-finished products, for example plates, tubes, profiles, can no longer be decorated using the aforementioned methods.

It has now been found that plastic moldings can be decorated in an advantageous manner if the surfaces are machined in a certain way with a rotating cutting tool.