DE102004020579A1 - Verfahren zum Herstellen von Spritzgussformteilen, insbesondere von Teilen von Kraftfahrzeugspiegeln - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Herstellen von Spritzgußformteilen mit ganz oder teilweise geschlossenen Hohlräumen nach dem Fluidinnendruckverfahren aus Kunststoffschmelze angegeben, das kürzere Zykluszeiten und einen gleichmäßigeren Wandaufbau der Spritzgußteile ermöglicht. Das Verfahren umfaßt die Verfahrensschritte: DOLLAR A Einspritzen von Gas oder Dampf in die in die Spritzgußform einströmende oder eingeströmte Kunststoffschmelze unter Überdruck über wenigstens eine Injektionsöffnung zum Bilden wenigstens eines Hohlraumes in dem Spritzgußteil, der von Kunststoffschmelze umgeben ist, wobei die Kunststoffschmelze zu erstarren beginnt, aber noch plastisch verformbar bleibt; und DOLLAR A anschließendes Einspritzen von Flüssigkeit, insbesondere von Wasser, unter Überdruck in den wenigstens einen Hohlraum, der von der noch plastischen Kunststoffschmelze umgeben ist, um den Hohlraum weiter zu vergrößern und die Wandstärke des Spritzgußteils weiter zu verringern.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Spritzgussformteilen mit ganz oder teilweise geschlossenen Hohlräumen nach dem Fluidinnendruckverfahren aus Kunststoffschmelze, die in eine Spritzgussform eingebracht wird, insbesondere zur Herstellung von Teilen von Kraftfahrzeugspiegeln nach dem Anspruch 1.
• Bei Kunststoff-Spitzgießverfahren mit Dampf- oder Gasinnendruck wird eine Kunststoffschmelze in ein Spritzgussform eingebracht. Durch Einbringung von Gas unter Druck über eine Injektionsöffnungen wird die thermoplastische Schmelze an der Innenwand der Spritzgusform verteilt und ggfs. wird überschüssiges Material über ein Auslaßöffnung in einen dafür vorgesehen Behälter gepreßt. Ein derartiges Verfahren ist z. B. aus der DE 199 22 204 A1 bekannt.
• Der Hauptvorteil des Verfahrens mit Gasinnendruck besteht darin, dass eine gleichmäßige Verteilung der Kunststoffschmelze auf der Innenseite der Spritzgussform ermöglicht wird, wobei sich sowohl unmittelbar an der Innenseite der Spritzgussform als auch an dem Übergang zu dem Hohlraum bzw. den Gasfüllungen eine Haut auf der Kunststoffschmelze bildet. Der wesentliche Nachteil des Gasinnendruckverfahrens besteht darin, dass die Zykluszeiten vergleichsweise hoch sind, da es sehr lange dauert, bis das Spritzgussteil ausreichend abgekühlt und erstarrt ist, so dass es aus der Spitzgußform entfernt werden kann.
• Weiter ist es beispielsweise aus der DE 101 06 317 A1 bekannt, an Stelle von Gas Flüssigkeit in die plastische Kunststoffschmelze einzuspritzen, die dann in der Spritzgußform verdampft und die plastische Kunststoffschmelze gleichmäßig an der Innenwand des Spritzgußform verteilt und den gewünschten Hohlraum bildet. Aufgrund der höheren spezifischen Wärmekapazität von Flüssigkeit im Vergleich zu Gasen und insbesondere aufgrund des Phasenübergangs flüssig-gasförmig werden durch dieses Spritzgußverfahren die Zykluszeiten verringert.
• Bei Herstellung von Spritzgußteilen aus Kunststoffen, die eine Hohe mechanische Stabilität aufweisen müssen, wie dies z. B. für Komponenten von Kraftfahrzeugspiegeln der Fall ist, werden Materialien verwendet werden, die hohe Prozeßtemperaturen und -drücke erforderlich machen. Es hat sich herausgestellt, daß bei diesem Spritzgußverfahren zum Teil schwammartige Strukturen aus der Kunststoffschmelze entstehen, die zudem mit Flüssigkeit gefüllt sind. Diese Spritzgußteile weisen nicht die gewünschte mechanische Stabilität auf. Darüber hinaus ist in diesen schwammartigen Strukturen noch flüssigkeit enthalten, das in einem extra Arbeitsgang wieder aus dem Spritzgussteil entfernt werden muß.
• Schließlich ist aus der EP-A 0 745 468 ein Verfahren zur Herstellung von Kunststoff-Spritzgussformteilen bekannt, bei denen mittels einem modifizierten Gasinnendruckverfahren Spritzgußteile mit wenigstens einem Hohlraum hergestellt werden. Zur Verringerung der Zykluszeiten wird anschließend das fertige Spritzgußteil mit einer Flüssigkeit durchspült und dadurch gekühlt, wodurch die Zykluszeiten verringert werden können. Für den industriellen Einsatz sind noch kürzere Zykluszeiten wünschenswert.
• Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Spritzgußteilen aus Kunststoff mit ganz oder teilweise geschlossenen Hohlräumen nach dem Fluidinnendruckverfahren bereitzustellen, das sich durch kürzere Zykluszeiten und einem gleichmäßigerem Wandaufbau der so hergestellten Spritzgussformteile auszeichnet.
• Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.
• Durch das erfindungsgemäße Verfahren erfolgt die Bildung des Hohlraums in der plastischen Kunststoffschmelze in zwei Stufen. In einer ersten Stufe durch ein herkömmliches Gasinnendruckverfahren, wodurch eine glatte Innnenhaut in dem Hohlraum auf der Kunststoffschmelze gebildet wird. In einem zweiten Schritt wird durch die unter Druck eingeführte Flüssigkeit, die ja im wesentlich inkompressibel ist, die Wandstärke des Spritzgussteiles weiter verringert bzw. der Hohlraum oder die Hohlräume werden weiter vergrößert. Hierbei werden die Prozeßparameter wie Druck, Dauer des ersten Schrittes, Temperatur etc. so gewählt, dass im zweiten Schritt bei der Einführung der Flüssigkeit diese Flüssigkeit nicht mehr oder kaum noch verdampft. Auf diese Weise wird erreicht, dass die glatte Innenoberfläche des Spritzgussteils erhalten bleibt. Da Flüssigkeiten inkompressibel sind, erfolgt im Vergleich zu Gas eine gleichmäßigere Druckbeaufschlagung des Kunststoffes und dadurch eine gleichmäßigere Wandstärke des Spritzgußteiles. Darüber hinaus wird durch das Einbringen von Flüssigkeit das Spritzgussteil in einem Arbeitsgang weiter ausgebildet und gleichzeitig gekühlt. Effektive Kühlung des Spritzgussteils und gewünschte Ausformung erfolgen daher in einem gemeinsamen Verfahresnschritt.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nach Anspruch 2 wird sowohl während des Einbringens von Gas als während des Einbringens von Flüssigkeit überschüssige Kunststoffschmelze über eine Auslaßöffnung mit Ventil in ein dafür vorgesehenes Reservoir geführt und damit aus dem Hohlraum bzw. aus dem Spritzgusssteil ausgepresst. Dieses Auspressen von überschüssiger Kunststoffschmelze erfolgt insbesondere in dem ersten Verfahrensschritt während der Zuführung von Gas.
• Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nach Anspruch 3 wird die Auslaßöffnung während des Zuführens von Gas bzw. von Flüssigkeit wenigstens zeitweise geschlossen. Hierdurch kann die gleichmäßige Ausbildung der Wandstärke gezielt beeinflusst werden.
• Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 4 kann sowohl das Einleiten von Gas als auch das Einleiten von Flüssigkeit wiederholt werden.
• Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 5 bzw. 6 kann das Einbringen des Gases und/oder der Flüssigkeit mit unterschiedlichen Temperaturen oder Drücken erfolgen. Die Prozessparameter werden hierbei den jeweilig verwendeten Materialien und der zu erzeugenden Spritzgussformteil angepasst.

Claims (6)

1. Verfahren zum Herstellen von Spritzgußformteilen mit ganz oder teilweise geschlossenen Hohlräumen nach dem Fluidinnendruckverfahren aus Kunststoffschmelze, die in eine Spritzgußform eingebracht wird, insbesondere zur Herstellung von Teilen von Kraftfahrzeugspiegeln, mit den Verfahrensschritten: Einspritzen von Gas oder Dampf in die in die Spritzgußform einströmende oder eingeströmte Kunststoffschmelze unter Überdruck über wenigstens eine Injektionsöffnung zum Bilden wenigstens eines Hohlraumes in dem Spritzgußteil, der von Kunststoffschmelze umgeben ist, wobei die Kunststoffschmelze zu Erstarren beginnt aber noch plastisch verformbar bleibt; und anschließendes Einspritzen von Flüssigkeit, insbesondere von Wasser unter Überdruck in den wenigstens einen Hohlraum, der von der noch plastischen Kunststoffschmelze umgeben ist, um den Hohlraum weiter zu vergrößern und die Wandstärke des Spritzgußteils weiter zu verringern.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß überschüssige Kunststoffschmelze über wenigstens eine Auslaßöffnung durch das Einbringen von dem Gas und/oder der Flüssigkeit in den wenigstens einen Hohlraum aus dem Spritzgußteil entweicht.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Auslaßöffnung während des Einbringens von dem Gas und/oder Flüssigkeit wenigstens zeitweise geschlossen wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Einbringen von dem Gas und/oder der Flüssigkeit wiederholt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Einbringen von dem Gas und/oder der Flüssigkeit mit unterschiedlichen Drücken erfolgt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas und/oder die Flüssigkeit beim Einbringen in das Spritzgußteil unterschiedliche Temperaturen aufweisen.