DE10029822A1

DE10029822A1 - Folienverformung

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Publication number: DE10029822A1
Application number: DE2000129822
Authority: DE
Original assignee: Heyco Werk Heynen GmbH and Co KG
Current assignee: Heyco Werk Heynen GmbH and Co KG
Priority date: 2000-06-16
Filing date: 2000-06-16
Publication date: 2001-12-20

Abstract

Die Erfindung beetrifft ein Verfahren zur Herstellung eines auf einer Außenseite eine Struktur aufweisenden Kunststoffspritzteils, wobei die Struktur durch Hinterspritzen einer entsprechend verformten, die Außenseite bildenden Folienlage gegeben ist, wobei weiter zunächst eine Verformung der Folienlage durchgeführt wird und die verformte Folienlage sodann, eingelegt in ein Kunststoffspritzwerkzeug, hinterspritzt wird. Um ein rationelleres Verfahren zur Herstellung eines eine Struktur aufweisenden Kunststoffspritzteils anzugeben, schlägt die Erfindung vor, dass die Folienlage unverformt in das Kunststoffspritzwerkzeug eingelegt wird und vor der Hinterspritzung mittels eines unter Druck stehenden Fluids in dem Kunststoffspritzwerkzeug verformt wird. Gegenstand der Erfindung ist darüber hinaus auch eine Kunststoffspritzmaschine mit einem einen Formraum (8, 9) aufweisenden Spritzwerkzeug (1), wobei das Spritzwerkzeug (1) zwei Formhälften (2, 3) aufweist und zur rationelleren Verarbeitung einer Folienlage vorgesehen ist, dass jedenfalls in einer Formhälfte (3) außerhalb des Formraumes (8, 9) ein Vorsprung (13) zur formschlüssigen Halterung einer Folienlage (4) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines auf einer Außenseite eine Struktur aufweisenden Kunststoffspritzteils, wobei die Struktur durch Hinter spritzen einer entsprechend verformten, die Außenseite bildenden Folienlage gegeben ist, wobei weiter zunächst eine Verformung der Folienlage durchgeführt wird und die verformte Folienlage sodann, eingelegt in ein Kunst stoffspritzwerkzeug, hinterspritzt wird.

Es ist bekannt, beispielsweise zur Herstellung der Tasten eines Mobiltelefons, eine bedruckte Folienlage zunächst in einem Verformwerkzeug zu verformen, die bedruckte und verformte Folienlage sodann in ein Kunst stoffspritzwerkzeug einzulegen und zu hinterspritzen. Dieses bekannte Verfahren ist entsprechend aufwendig.

Die Erfindung beschäftigt sich mit der Aufgabe, ein rationelleres Verfahren zur Herstellung eines eine Struktur aufweisenden Kunststoffspritzteils anzugeben sowie auch eine diesbezügliche Kunststoffspritzmaschine anzugeben.

Diese Aufgabe ist zunächst, hinsichtlich des Verfah rens, beim Gegenstand des Anspruches 1 gelöst, wobei darauf abgestellt ist, dass die Folienlage unverformt in das Kunststoffspritzwerkzeug eingelegt wird und vor der Hinterspritzung mittels eines unter Druck stehenden Fluids in dem Kunststoffspritzwerkzeug verformt wird.

Erfindungsgemäß wird sowohl die Verformung der Folienla ge wie auch die Hinterspritzung der Folienlage in ein und demselben Werkzeug, dem Kunststoffspritzwerkzeug, vorgenommen. Das Werkzeug zur Verformung der Folienlage kann ersatzlos entfallen. Zudem fallen Handlingszeiten weg, da es nicht mehr erforderlich ist, die Folienlage zunächst in ein erstes Werkzeug einzulegen, dann aus dem ersten Werkzeug zu entnehmen und sodann in ein zweites Werkzeug einzulegen. Vielmehr muss die Folien lage nur noch in ein Werkzeug eingelegt werden und wird ohne dass sie zwischendurch entnommen wird verformt und sodann hinterspritzt.

In Ausgestaltung der Erfindung ist zunächst vorgeschla gen, dass die Folienlage mittels eines erwärmten Fluids verformt wird. Das Fluid kann beispielsweise Luft sein. Dadurch, dass, wie an sich auch bekannt, ein erwärmtes Fluid, wie etwa erwärmte Luft, verwendet wird, wird die optische Qualität der Folienlage praktisch nicht beein trächtigt. Auch ist es sinnvoll die Folie, will man nicht besondere Abdichtmaßnahmen ergreifen, in ihrem einem Formraum des Kunststoffspritzwerkzeuges zugeordne ten Bereich durchgehend, also lochfrei, auszubilden.

Bei dem im Stand der Technik bekannten Verfahren ist es erforderlich, das Werkzeug zur Verformung der Folienla ge so auszulegen, dass sowohl ein Schwundmaß der ver formten Folienlage wie auch ein Schwundmaß des später einzuspritzenden Kunststoffes berücksichtigt ist. Denn die in dem Verformwerkzeug zunächst erwärmt verformte Folienlage kühlt dann bei Durchführung des Kunststoff spritzvorganges wieder ab, was mit einer entsprechenden Maßänderung verbunden ist. Das Verformungswerkzeug muss also mit einem gleichsam doppelten Übermaß ausgelegt werden. Dagegen wird das Kunststoffspritzwerkzeug in der Regel nur mit einem dem Schwund des Kunststoffes entsprechenden Übermaß ausgebildet. Durch das sofort nach dem Verformen der Folienlage erfolgende Einspritzen des Kunststoffes wird eine Rückverformung der er wärmt verformten Folie, die eben in dem bekannten Ver fahren dazu führt, dass entsprechendes Übermaß bei der Formauslegung zu berücksichtigen ist, gehindert. Dies bedeutet aber auch, dass in einem so hergestellten Kunststoffspritzteil entsprechende Eigenspannungen der Folienlage festzustellen sind.

Die hier in Betracht kommenden Folien haben in der Regel eine Dicke von etwa 125 bis 1000 mm. Sie werden bereits bedruckt in das Kunststoffspritzwerkzeug einge legt. Vorzugsweise sind die Folien auch vorgewärmt, wenn sie in das Kunststoffspritzwerkzeug eingelegt werden.

Ein entsprechendes Kunststoffspritzwerkzeug besteht in bekannter Weise aus zwei Formhälften, die einen Form raum begrenzen. In diesem Zusammenhang ist aber auch bevorzugt, dass die unverformte Folienlage außerhalb des Formraums gehaltert ist, bevorzugt formschlüssig gehaltert ist. Weiter ist bevorzugt, dass die Folienla ge unter Streckung verformt wird. Es wird also nicht etwa ein bestimmtes Übermaß der Folienlage vorgesehen. Das Kunststoffspritzwerkzeug ist mit einem lediglichen Übermaß ausgelegt, das dem Schwund des verspritzten Kunststoffs entspricht.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine Kunststoff spritzmaschine, die insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens, wie es zuvor erläutert worden ist, geeignet ist. Eine solche Kunststoffspritzmaschine weist ein Spritzwerkzeug mit einem Formraum auf, wobei das Spritz werkzeug einen Fluidanschluss aufweist zur Beaufschla gung des Formraums mit Fluid und natürlich in üblicher weise ein oder mehrere Anspritzöffnungen.

Derartige Kunststoffspritzwerkzeuge sind bereits be kannt, wenn auch für einen vollkommen anderen Zweck, nämlich zur Durchführung des sogenannten Gasinnendruck verfahrens. Hierbei wird die Einspritzung von Kunst stoff und die Beaufschlagung von Fluid, beispielsweise Luft oder CO₂, jedenfalls zum Teil, gleichzeitig vorge nommen.

Im Hinblick auf das vorgeschriebene Verfahren schlägt die Erfindung aber vor, dass jedenfalls in einer Form hälfte des Spitzwerkzeuges, außerhalb des Formraums, ein Vorsprung zur formschlüssigen Halterung einer Folienlage ausgebildet ist. Bevorzugt sind, gegenüberliegend bezüglich des Formraums, zwei derartige Vorsprünge ausgebildet. Weiter ist auch vorgeschlagen, dass das Kunststoffspritzwerkzeug einen Fluidanschluss aufweist, zur Einbringung von vorgewärmtem Fluid. Hierzu kann eine Erhitzungsstation, zugeordnet zu dem Kunststoff spritzwerkzeug, etwa vorgesehen sein.

Nachstehend ist die Erfindung des Weiteren anhand der beigefügten Zeichnung, die doch lediglich schematisch ein Ausführungsbeispiel darstellt, erläutert. Hierbei zeigt:

Fig. 1 in perspektivischer Ansicht ein Tastenfeld eines Mobiltelefons,

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Gegenstand gemäß Fig. 1, geschnitten entlang der Linie II-II;

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Gegenstand gemäß Fig. 1, geschnitten entlang der Linie III-III;

Fig. 4a eine schematische Querschnittsansicht des Spritzwerkzeugs, bei eingelegter, noch nicht verformter Folie;

Fig. 4b das Spritzwerkzeug gemäß Fig. 1 nach Verfor men der Folie, aber vor Durchführung des Spritzvorgangs;

Fig. 4c das Werkzeug gemäß Fig. 4a nach Verformung der Folienlage und nach Durchführung des Spritzvorgangs.

Dargestellt und beschrieben ist, zunächst mit Bezug zu den Fig. 4a bis 4c, ein Verfahren zur Herstellung eines auf einer Außenseite eine Struktur aufweisenden Kunststoffspritzteils 7. Das Kunststoffspritzteil 7 ist in Fig. 1 dargestellt und betrifft hier konkret das Tastenfeld eines Mobiltelefons. Zur Herstellung dieses Kunststoffspritzteils wird in das Spritzwerkzeug 1, das in bekannter Weise aus zwei Formhälften 2, 3 besteht, die Folienlage 4 unverformt eingelegt. Das Spritzwerk zeug 1 ist nur schematisch dargestellt, die Folienlage 4 zudem übertrieben dick gezeichnet.

Sodann wird über einen Anschluss 5 erwärmte Luft, aus einem Luftreservoir 6, die erwärmte Luft unter hohem Druck, etwa im Bereich von 200 bis 250 Bar, in das Spritzwerkzeug 1 eingedüst. Die Temperatur der Luft beträgt ca. 80°. Es kann eine, im Einzelnen nicht dargestellte, besondere Erwärmungseinrichtung vorgese hen sein.

Die Folie 4, die eine Dicke von ca. 500 µm aufweist, besteht aus einem thermoplastischem Werkstoff. Beim Ausführungsbeispiel handelt es sich um Polycarbonad. Es kann sich aber auch um ABS, PMNA oder ein Gemisch aus Polycarbonad und Polyester handeln. Darüber hinaus sind auch andere geeignete Werkstoffe denkbar. Es kommt nur darauf an, dass die Folienlage 4 die äußeren Anforderun gen, die an die Sichtseite des Kunststoffspritzteiles 7 gestellt werden, erfüllt. Zudem muss die Folienlage in der Regel gut bedruckbar sein und die Bedruckung die Temperaturen, denen sie bei dem hier beschriebenen Verfahren ausgesetzt ist, unbeeinflusst überstehen können.

In einem dritten Schritt, entsprechend Fig. 4c, wird sodann in üblicherweise eine Hinterspritzung der ver formten Folienlage 4 vorgenommen.

Schließlich kann das Kunststoffspritzteil 7 gemäß Fig. 1 aus der geöffneten Form entnommen werden.

Wesentlich ist auch, das die Folienlage 4 den Formhohl raum 8 bzw. 9 vollständig abdeckt. Jedenfalls solange keine besonderen Abdichtungsmaßnahmen vorzusehen sind.

Gleichwohl ist es möglich, auch Kunststoffspritzteile mit einer äußeren Folienlage herzustellen, in denen Teilbereiche nicht mit der Folienlage ausgefüllt sind. Ein solcher Teilbereich ist auch bei dem Kunststoff spritzteil 7 gemäß Fig. 1 dargestellt. Und zwar der Bereich, der in Fig. 3 geschnitten dargestellt ist. Hier ist nach erfolgter Hinterspritzung, welche in dem Bereich 12 aber nicht vorgenommen wurde, sondern dort nur die Folienlage als solche vorhanden war, eine ent sprechende Ausstanzung, allein der Folienlage, vorgenom men worden.

Im übrigen ist in Fig. 2 ein Querschnitt des hinter spritzten Bereiches dargestellt. Es ist die verformte Folienlage 4 zu erkennen und die Hinterspritzung 11. Da es sich im vorliegenden Fall um das Tastenfeld eines Mobiltelefons handelt, weist die Hinterspritzung 11 einen Stößel 10 auf, mit dem ein entsprechender Kontakt zu betätigen ist.

Hinsichtlich des Spritzwerkzeuges 1 ist noch von Bedeu tung, dass außerhalb des Formhohlraumes 8, 9 die Folien lage 4 gehaltert ist. Die Halterung ist im einzelnen durch einen Formschluss gegeben. Hierzu ist in der Formhälfte 3 ein Vorsprung 13 ausgeformt, der ein ent sprechendes Loch 14 in der Folienlage 4 durchsetzt. Wie ersichtlich, sind zwei derartige Vorsprünge 13 vorgesehen. Bei Bedarf können natürlich auch noch mehr derartige Vorsprünge vorgesehen sein.

Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswe sentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) voll inhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit auf zunehmen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines auf einer Außenseite eine Struktur aufweisenden Kunststoffspritzteils, wobei die Struktur durch Hinterspritzen einer entsprechend verformten, die Außenseite bildenden Folienlage gegeben ist, wobei weiter zunächst eine Verformung der Folienla ge durchgeführt wird und die verformte Folienlage so dann, eingelegt in ein Kunststoffspritzwerkzeug, hinter spritzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Folienla ge unverformt in das Kunststoffspritzwerkzeug eingelegt wird und vor der Hinterspritzung mittels eines unter Druck stehenden Fluids in dem Kunststoffspritzwerkzeug verformt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Folienlage mittels eines erwärmten Fluids verformt wird.

3. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekenn zeichnet, dass das Fluid Luft ist.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekenn zeichnet, dass die Folienlage in ihrem einem Formraum des Kunststoffspritzwerkzeugs zugeordneten Bereich durchgehend ausgebildet ist.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekenn zeichnet, dass die Folienlage eine Dicke von 125 bis 1000 µm aufweist.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekenn zeichnet, dass die Folienlage vorgewärmt in das Spritz werkzeug eingelegt wird.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekenn zeichnet, dass das Spritzwerkzeug mit einem lediglich einem Schwund des verspritzten Kunststoffes berücksich tigenden Übermaß ausgelegt wird.

8. Kunststoffspritzmaschine mit einem einen Formraum (8, 9) aufweisenden Spritzwerkzeug (1), wobei das Spritz werkzeug (1) zwei Formhälften (2, 3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass jedenfalls in einer Formhälfte(3), außerhalb des Formraumes (8, 9) ein Vorsprung (13) zur formschlüssigen Halterung einer Folienlage (4) ausgebil det ist.

9. Kunststoffspritzmaschine nach Anspruch 8, oder insbe sondere danach, wobei das Spritzwerkzeug einen Fluidan schluss aufweist zur Beaufschlagung des Formraums (8, 9) mit Fluid, gekennzeichnet durch eine Vorwärmeeinrich tung für das Fluid.

10. Kunststoffspritzmaschine nach Anspruch 8, oder insbesondere danach, wobei das Spritzwerkzeug einen Fluidanschluss aufweist zur Beaufschlagung des Form raums (8, 9) mit Fluid, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidanschluss ein Luftanschluss ist.