DE19944349C2

DE19944349C2 - Werkzeugplatte und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE19944349C2
Application number: DE19944349A
Authority: DE
Inventors: Bernd Hommel; Lutz Mueller
Original assignee: EGT ERODIER und GALVANOTECH GM
Current assignee: EGT ERODIER und GALVANOTECH GM
Priority date: 1999-09-16
Filing date: 1999-09-16
Publication date: 2002-05-23
Anticipated expiration: 2019-09-17
Also published as: DE19944349A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Werkzeugplatte mit galvanisiertem Bereich und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.

Für die Herstellung von Spritzgussteilen werden entsprechend der zu erzielenden Teilform oft Werkzeuge mit komplizierten geometrischen Konturen bzw. Strukturen benötigt, die in Teilbereichen galvanisiert sind. In die bekannten Werkzeugeinsätze werden fertige Galvanoformen eingepaßt und mechanisch bearbeitet. Durch das Einpassen ergeben sich aber viele Nachteile. Es ist zeitaufwendig, das Werkzeug besitzt keine hohe Reproduzierbarkeit und Fertigungssicherheit, zur Herstellung der verschiedenartigen Formen kann kein Standardwerkzeug verwendet werden. Die abgeschiedenen Schichten der Galvanoformen sind nicht von hoher Qualität und nicht immer reproduzierbar. Häufig bilden sich beim Einsetzen der Galvanik in die Werkzeugplatte kleine Spalte und Undichtigkeitsstellen, die beim Spritzgießen Grade o. ä. begünstigen.

Es bestand daher die Aufgabe, Werkzeugplatten zur Verfügung zu stellen, die einen galvanisierten Bereich von hoher Qualität haben. Der Einbau der Werkzeugplatte in das Werkzeug sollte bestimmt werden durch eine hohe Lagegenauigkeit, einfache Austauschbarkeit wegen guter Reproduzierbarkeit sowie durch Vermeidung von Gradbildung.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 6 gelöst.

Die erfindungsgemäße Werkzeugplatte besitzt einen galvanisierten Bereich, wobei die Werkzeugplatte aus einem Werkzeugrahmen (1) gebildet wird, der einen Durchbruch (2) aufweist, in welchen der galvanisierte Bereich (13) eingalvanisiert ist, wobei im galvanisierten Bereich (13) die Form eines Modells abgebildet ist. Vor dem Galvanisieren wurde dabei an den Werkzeugrahmen eine Modellplatte montiert. Die Modellplatte besteht aus einem Modellrahmen mit einem Modell, welches bevorzugt vor dem Galvanisieren entweder vor oder nach dem Einbau in den Modellrahmen mit einer leitfähigen Schicht (Startschicht) versehen ist. Das Modell durchbricht die montierten Platten, die insbesondere verschraubt und/oder verstiftet, zentriert und mit Aufhängungen und Kontaktierungsmöglichkeiten versehen sind, sowohl auf der Vorderseite des Werkzeugrahmens als auch auf der des Modellrahmens. Der eingesetzte Werkzeugrahmen und Modellrahmen ist vorzugsweise planparallel geschliffen und in einer bevorzugten Ausführungsform im zu galvanisierenden Bereich mit Hinterschnitten (18) oder Rillen versehen und ggf. angerauht (19), um eine bessere Haltbarkeit der Galvanoform zu gewährleisten. Erfindungsgemäß ist die zu galvanisierende Werkzeugplatte gehärtet.

Bevorzugt werden die montierte Werkzeug- und Modellplatte mit Ausnahme des zu galvanisierenden Bereichs versiegelt, wobei die Versiegelung nach dem Galvanisieren wieder entfernt wurde. Insbesondere hat die zu galvanisierende Werkzeugplatte entsprechend der Aufnahme der Werkzeugplatte im Spritzguß- oder Prägewerkzeug erforderliche Gewinde und/oder Stiftlöcher.

Die galvanisierte Werkzeugplatte hat die gewünschte Schichtdicke und ist für den Einbau in ein Spritzguß- oder Prägewerkzeug gereinigt worden.

Im erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Bereich der Werkzeugplatte galvanisiert. Dies geschieht in mehreren Stufen. Zunächst werden zwei vorzugsweise planparallel geschliffene Rahmen benötigt.

Es wird ein Werkzeugrahmen konstruiert, wobei der Rahmen entsprechend der zu galvanisierenden Fläche auf der Vorderseite durchbrochen wird. In einer besonderen Ausführungsform ist der Werkzeugrahmen mit Hinterschnitten oder Rillen versehen und eventuell angerauht. Anschließend wird ein Modellrahmen konstruiert, wobei entsprechend dem Durchbruch des Werkzeugrahmens der Modellrahmen zur Aufnahme eines Modells ebenfalls auf der Vorderseite durchbrochen wird. Vorzugsweise werden nun entsprechend der Aufnahme der Werkzeugplatte im Spritzguß- oder Prägewerkzeug erforderliche Gewinde oder Stiftlöcher oder beides in den Werkzeugrahmen eingebracht, die Rückseite zur besseren Galvanisierbarkeit mit einem Hinterschnitt versehen und die Werkzeugplatte gehärtet.

Anschließend wird das abzuformende Modell, das bevorzugt vor dem Galvanisieren vor oder nach dem Einbau in den Modellrahmen mit einer leitfähigen Schicht (Startschicht) versehen wird, in den Modellrahmen eingebaut. Die zu galvanisierende Werkzeugplatte und die Modellplatte werden miteinander verstiftet oder verschraubt oder beides und die Durchbrüche zentriert. Danach werden Aufhängungen und Kontaktierungsmöglichkeiten angebracht. Im nächsten Schritt werden die Platten derart versiegelt, daß nur der zu galvanisierende Bereich frei bleibt. Die so vorbereiteten Platten werden in ein Galvanobad eingebracht und nach der gewünschten Schichtdicke aus dem Bad wieder entfernt. Nach dem Galvanisieren wird die Versiegelung wieder entfernt und anschließend eventuelle Galvanorückstände in Form von überflüssigem galvanischem Material durch mechanisches Nacharbeiten entfernt. Die beiden Platten werden dann demontiert und die Werkzeugplatte gereinigt.

Die so hergestellte Werkzeugplatte wird dann als Einsatz im Spritzguß- oder im Prägewerkzeug verwendet.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Werkzeugplatten besitzen eine hohe Fertigungssicherheit und Reproduzierbarkeit. Bedingt durch das direkte Galvanisieren wird bei der Fertigung überdies Zeit gespart und die abgeschiedenen Schichten haben eine gute Qualität. Da Standardwerkzeuge für die unterschiedlichsten Formen verwendet werden können, spart dieses Verfahren hohe Kosten ein.

Die Figuren zeigen:

Fig. 1 Aus Werkzeugrahmen mit Durchbruch bestehende Werkzeugplatte im Querschnitt

Fig. 2 Modellrahmen mit Durchbruch im Querschnitt

Fig. 3 Modellplatte mit Modell im Querschnitt

Fig. 4 Zusammengebaute Werkzeug- und Modellplatte im Querschnitt

Fig. 5 Montierte Werkzeug- und Modellplatte mit galvanisiertem Bereich im Querschnitt

Fig. 6 Montierte Werkzeug- und Modellplatte mit galvanisiertem Bereich unter Verwendung von Hinterschnitten im Querschnitt

Fig. 7 Werkzeugplatte mit galvanisiertem Bereich im Querschnitt

Fig. 1 zeigt eine Werkzeugplatte 12, die aus dem Werkzeugrahmen 1 im Querschnitt mit dem Durchbruch 2 besteht. Der Durchbruch 2 auf der Vorderseite 4 der Werkzeugplatte entspricht der zu galvanisierenden Fläche des Modells 15. Auf der Rückseite 5 ist der Werkzeugrahmen zur besseren Galvanisierbarkeit und Haltbarkeit des eingalvanisierten Materials mit einem sich vergrößernden Durchbruch 3 in der Art eines Hinterschnitts versehen. Dieser Durchbruch 3 ist daher größer als der Durchbruch 2 auf der Vorderseite.

Fig. 2 zeigt einen Modellrahmen 6 im Querschnitt.

Im Modellrahmen 6 befindet sich der Durchbruch 7 entsprechend der zu galvanisierenden Fläche des einzubringenden Modells 15. Der Durchbruch 7 ist genauso groß wie derjenige auf der Vorderseite 4 des Werkzeugrahmens 1. In dieser Ausführungsform ist der Durchbruch 7 des Modellrahmen 6 auf Vorder- und Rückseite gleich groß.

In Fig. 3 wird eine Modellplatte 10 im Querschnitt gezeigt, die aus einem Modellrahmen 6 mit eingebautem Modell 15 besteht. Dabei ist das Modell 15 zu sehen, das auf der Vorderseite 7 des Modellrahmens 6 mit einer Startschicht 11 versehen ist.

Fig. 4 zeigt die zusammengebaute Werkzeug- und Modellplatte 16 im Querschnitt.

Dabei ist die Modellplatte mit der Vorderseite 9 an die Werkzeugplatte mit der Vorderseite 4 montiert worden ist. Das mit der Startschicht 11 versehene Modell reicht durch den Durchbruch 2 der Werkzeugplatte 12 in den freigemachten Bereich 3 der Werkzeugplatte hinein.

Fig. 5 zeigt die montierte Werkzeug- und Modellplatte mit dem galvanisierten Bereich 13 der Werkzeugplatte 12 im Querschnitt.

Fig. 6 zeigt eine weitere montierte Werkzeug- und Modellplatte mit galvanisiertem Bereich 13 der Werkzeugplatte 12 im Querschnitt. Bei dieser besonderen Ausführungsform wurden zur besseren Haltbarkeit des galvanisierten Bereichs 17 Hinterschnitte 18 eingesetzt und der Teil des Bereiches 19 angerauht.

In Fig. 7 wird die galvanisierte Werkzeugplatte 14 nach der Demontage der beiden Platten gezeigt.

Mit der Erfindung wird insgesamt eine einfache elegante Möglichkeit zur Herstellung einer Werkzeugplatte hoher Qualität für den Einsatz z. B. in einem Spritzgieß- oder Prägewerkzeug geschaffen.

Claims

1. Werkzeugplatte mit galvanisiertem Bereich (13), wobei die Werkzeugplatte aus einem Werkzeugrahmen (1) gebildet wird, der einen Durchbruch (2) aufweist, in welchem der galvanisierte Bereich (13) eingalvanisiert ist, wobei im galvanisierten Bereich (13) die Form eines Modells abgebildet ist.

2. Werkzeugplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchbruch des Werkzeugrahmens (1) einen Hinterschnitt aufweist, der durch den galvanisierten Bereich ausgefüllt ist.

3. Werkzeugplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchbruch (2) Rillen enthält und/oder angerauht (19) ist.

4. Werkzeugplatte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einer Modellplatte (10) verschraubbar und/oder verstiftbar ist.

5. Werkzeugplatte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Aufnahme in einem Spritzgusswerkzeug Gewinde und/oder Stiftlöcher enthält.

6. Verfahren zur Herstellung einer Werkzeugplatte, dadurch gekennzeichnet, dass nacheinander
ein Werkzeugrahmen (1) konstruiert wird, wobei der Rahmen entsprechend der zu galvanisierenden Fläche auf der Vorderseite (4) durchbrochen wird,
die Rückseite (5) des Werkzeugrahmens (1) mit einem Hinterschnitt versehen wird,
ein Modellrahmen (6) konstruiert wird, wobei der Modellrahmen entsprechend des Durchbruchs des Werkzeugrahmens zur Aufnahme eines Modells (15) auf der Vorderseite (9) durchbrochen wird,
das abzuformende Modell in den Modellrahmen eingebaut wird,
die zu galvanisierende Werkzeugplatte und die Modell platte miteinander verstiftet und/oder verschraubt und die Durchbrüche zentriert werden,
Aufhängungen und Kontaktierungsmöglichkeiten angebracht werden,
die montierten Platten derart versiegelt werden, dass nur der zu galvanisierende Bereich frei bleibt,
die montierten Platten in ein Galvanobad eingebracht werden,
die montierten Platten nach der gewünschten Schichtdicke aus dem Bad genommen werden,
die Versiegelung entfernt wird,
überflüssiges galvanisches Material durch mechanisches Nacharbeiten entfernt wird,
die galvanisierte Werkzeugplatte und die Modellplatte demontiert werden und
die galvanisierte Werkzeugplatte gereinigt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Werkzeug- und Modellrahmen planparallel geschliffen werden.

8. Verfahren nach Anspruch 6 und/oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass an die zu galvanisierende Werkzeugplatte Hinterschnitte oder Rillen angebracht werden und/oder dass die Werkzeugplatte angerauht wird.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass entsprechend der Aufnahme der Werkzeugplatte im Spritzgusswerkzeug oder Prägewerkzeug Gewinde und/oder Stiftlöcher in den Werkzeugrahmen vor dem Galvanisieren eingebracht werden.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugrahmen (1) vor dem Galvanisieren gehärtet wird.

11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Modell (15) vor dem Galvanisieren vor oder nach dem Einbau in den Modellrahmen (6) mit einer leitfähigen Schicht (11) versehen wird.