DE2162080A1

DE2162080A1 - Formgießverfahren für Formstücke aus plastischem Material

Info

Publication number: DE2162080A1
Application number: DE19712162080
Authority: DE
Inventors: Rene Henri Bordeaux-Cauderan Cournut (Frankreich). P
Original assignee: BORDELAISE MATIERES PLASTIQUES
Current assignee: BORDELAISE MATIERES PLASTIQUES
Priority date: 1970-12-15
Filing date: 1971-12-14
Publication date: 1972-06-29
Also published as: US3796784A; GB1363088A; ES398320A1; IT952000B; FI52437B; FI52437C; FR2117756B1; BE776685A; FR2117756A1; DE2162080B2

Description

Patentanwälte

Dipl.-Ing. E. Eder

Dlpl.-Ing. K. Schieschke

München 13, Elisabethstraße34

SOCIETE BOHDELAISE=MA-OJIEREs PLASTIQUES 156, Rue des Orangers
33'BORDEA-UZ-CAUDERaN

Frankreich

Formgießverfahren für Formstücke aus plastischem

Material

Di.e vorliegende Erfindung betrifft ein Formgießverfahren für-Formstücke aus plastischem Material, und insbesondere für Formstücke mit äußerst komplizierten Konturen und großen Flächen.

Zu den üblichsten Formgießverfahren gehört das Spritzgußverfahren, bei dem ein plastisches Material unter Druck in den Hohlraum einer aus zwei Formhälften bestehenden Gußform eingespritzt wird, in welcher die Abdrücke der Profile der gegenüberliegenden Flächen des herzustellenden Formsbückes in den entsprechenden Formhälften ausgebildet sind.

Obwohl sich mit diesen unter Druck durchgeführten Formgießverfahren ausgezeichnete Ergebnisse erzielen lassen, weisen sie doch erhebliche Kachteile auf.

20 9 82 7/0937 ^/2

Man muß hierbei Pressen mit einer im Vergleich zur Fläche des gewünschten Formstückes sehr hohen Leistung verwenden,, so daß sich die Rentabilität bei der Herstellung von Stükken mit großer Oberfläche sehr vermindert. .-,-..

Die Höhe der aufgewandten Druckkärfte erfordert die "Verwendung von Gußformen aus sehr widerstandsfähigem Material dicker Wandstärke.

Das Abbinden des Formstückes, sei es durch Abkühlung bei Thermoplasten oder durch Polymerisation bei Duroplasten, P erfolgt bei geschlossener Gußform. Damit .^müssen genau so viele komplette Gußformen zur Verfügung stehen wie Formstücke auf einmal hergestellt werden sollen.

Das unter hohem Druck erfolgende Spritzgußverfahren gestattet lediglich den Zusatz von Verstärkungsfasern geringer Länge zu dem plastischen Material, denn vor seinem Einspritzen in die Form wird das piatische Material einer intensiven Durchmischung in einer Preßvorrichtung unterzogen, und zwar unter starkem Druck, so daß die Fasea?5a während des Mischvorganges zerbrechen. ""- - ;

* Außerdem weisen die mit den üblichen Formverfahren unter Druck hergestellten Formstücke hohe Innenspannüngen auf, die auf die in den verschiedenen Abschnitten des Hohlraums der Form herrschenden Druckunregelmäßigkeiten zurückzuführen sind, die durch Verschiebungen des Materials während des Einfüllens in die Form entstehen. ^J

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu beheben durch ein Formgießverfahren von Formstücken aus plastischem Material, bei welchem unter Aufbringen nur geringer Energie Formstücke herstellbar sind, die beliebige Konturen und beliebig große Flächen aufweisen und außerdem aus mehreren Materialien bestehen können.

/3 209827/0937

Zur Lösung dieser Aufgabe 1st erfindungsgemäß ein Formgießverfahren für die^ Herstellung von Formstüeken aus tnersaoplastischem Material in einer aus einer oberen und einer unteren Formhälfte bestehenden Gußform, wobei die einander gegenüberliegenden Flächen der beiden Formhälften einen Hohlraum der Konturen des herzustellenden Formstückes begrenzen. Das Verfahren erfordert folgende Arbeitsschritte: Einbringung einer für die Herstellung des Formstückes erforderlichen Menge mindestens eines in einem spezifischen Zustand befindlichen plastischen Materials, durch Erhitzen der unteren Formhälfte, um das plastische Material zum Schmelzen zu bringen, bis sie in einen pastenförmigen oder halbflüssigen Zustand übergeht, durch Aufsetzen der bisher auf Umgebungstemperatur gehaltenen oberen Formhälfte während eines kurzen Moments und unter schwachem Druck auf die erhaltene Schmelze, wobei der Andruck des durch die beiden Formhälften erhaltenen Formstückes vervollständigt wird, unter Bildung einer Kruste entsprechend dem Profil der oberen Formhälfte durch örtliche Erstarrung des mit der kühlen Innenfläche der oberen Formhälfte in Berührung kommenden Materials, durch Abheben der oberen Formhälfte und Abkühlung des erhaltenen Formstückes in der unteren Formhälfte, wobei die Kruste die Funktion der oberen Formhälfte während der Phase der Endabkühlung erfüllt.

Die Erfindung wird anhand des in der beiliegenden Zeichnung dargestellten -ausführungsbeispiels näher erläutert.

In der Zeichnung zeigt:

Fig, i einen Schnitt in Sprengansicht durch eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendete Gußform sowie durch das erfindungsgemäße hergestellte Formstück.

Fig.2,3 und A -

jeweils eine Phase des erfindungsgemäßen Verfahrens,

209327/0937 /4-

Die in Fig. 1 gezeigte Gußform ist zur Herstellung eines Formstückes 1 aus thermoplastischem Material wie z.B. Polypropylen, AcryTbutylstyrol oder dergleichen bestimmt.

Diese Gußform besteht aus einer unteren Formhälfte 1 aus Metall geringer Wandstärke, wie z.B. aus einem getriebenen oder geprägten Aluminiumblech, dessen Innenprofil das Profil der Unterfläche des herzustellenden Formstückes 2 wiedergibt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist die Gestalt des Formstückes 2 bewußt kompliziert gewählt worden, um die Möglichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens zu veranschauliehen.

Die obere Formhälfte 3 besteht ebenfalls aus einem Metall dünner Wandstärke, wobei als Auflageflächen gedachte Verstärkungsrippen -4 und 5 an die Formhälften angesetzt oder während der Herstellung dieser Formhälften mit ausgebildet werden.

Während der in Fig. 2 dargestellten Phase des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine für die Herstellung des Formstückes 2 nach Fig. 1 erforderliche Masse thermoplastischen Materials 6 in die untere Formhälfte 1 eingebracht.

Dieses plastische Material kann hierbei in einem besonderen Zustand, d.h. z.B. in Form von Pulver, Granulat oder dergleichen vorliegen, und eventuell auch z.B. mit sehr langen Fasern zur Erhöhung der Festigkeit des Fertigprodukts versetzt sein.

Die untere Formhälfte 1 mit dem darin befindlichen plastischen Material 6 wird dann z,B. in einen üblichen Härtetunnel eingebracht und erhitzt, bis das plastische Material 6 in einen pastenartigen oder halb-flüssigen Zustand übergegangen ist.

209827/093 7

nVährend dieser Zeit wird die obere Formhälfte 3 auf Umgebungstemperatur gehalten.

Während der in Fig. 3 dargestellten Phase wird die gegen- ^: über der äa.s geschmolzene plastische Material 6 enthaltenden unteren Formhälfte 1 kühle obere Formhälfte 3 während eines kurzen Moments und unter schwachem Druck, z.B. mittels einer nicht dargestellten Presse geringer Leistung, auf die untere Formhälfte aufgesetzt, so daß das geschmolzene Material 6 in die Profilhöhlungen der oberen Formhälfte 3 eindringt .

Das mit der Innenfläche der gegenüber der unteren Formhälfte 1 wesentlich kühleren, oberen Formhälfte 3 in Berührung kommende plastische Material erfährt eine lokale Verfestigung, unter Bildung einer Kruste 7, deren Festigkeit ausreicht, um das Profil der Oberfläche des Formstücks 2 abzugrenzen. Die obere Formhälfte 3 wird dann abgehoben, und die untere Formhälfte 1 enthält dann ein Formstück> dessen Konturen einerseits durch den Abdruck der unteren Formhälfte 2 und andererseits durch eine durch Ko-ntakt des plastischen Materials mit der oberen Formhälfte (Fig. 4) gebildete Kruste 7 begrenzt wird.

Anschließend läßt man die untere ,Formhälfte 1 mit dem darin befindlichen Formstück 2 abkühlen, bis auch seine Mittelpartie 8 erstarrt ist.

Die nachstehenden beiden Beispiele geben die bei der Herstellung eines Formstückes gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zu beachtenden Bedingungen wieder:

Beispiel 1;

Formstück aus Polypropylen

Schmelztemperatur ·

Temperatur der oberen Formhälfte Temperatur für die Krustenbildung

2 09827/0937 /⁶

180	- 220	⁰C
10	- 40	⁰C
	100	⁰O

21S2080

Aufsatzdauer der oberen Formhälfte

auf die untere Formhälfte . ca. 10 Sekunden

2 Druck 8 kg/cm..... - .

Beispiel 2

Formstück aus Akrylbutylstyrol

Schmelztemperatur . 250 ⁰C

Temperatur der oberen Formhälfte 10 - 40 ⁰C Temperatur für die Krustenbildung 100 C

Aufsatzdauer der oberen Formhälfte
^ auf die untere Formhälfte ca. 1O Sekunden

Druck 8 *— '— ²

Gemäß dem im vorstehenden beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren wird in die untere Formhälfte vor dem Erhitzen eine Menge eines einzigen Thermoplastes eingeführt, welches mit Verstärkungsfasern versetzt wird.

Bei diesen Fasern kann es sich um Fasern aus Glas, Asbest oder dergleichen Material handeln, welche dem plastischen Material während seines spezifischen Zustandes vor Einbringung in die untere Formhälfte 1 zugesetzt werden oder aber dem bereits in die untere Formhälfte 1 eingebrachten Ma- Ψ terial.

Es ist also möglich, verhältnismäßig lange Fasern zu verwenden, die den erhältlichen Formstücken eine hohe Festigkeit verleihen, wie sich z.B. auf dem Wege des Spritzgußverfahrens nicht erreichen läßt.

Außerdem gestattet das erfindungsgemäße Verfahren, in die untere Formhälfte mehrere Lagen verschiedener Thermoplaste übereinander einzubringen, vorausgesetzt, diese Materialien haben sehr nahe aneinander gelegene Schmelzpunkte, sind untereinander verschweißbar und besitzen ähnliche Kaltfließ-

eigenschaften.

20 9 8 27/0937 /7

Pie weitere Behandlung gemäß dem erfindungsgemäßen Ver·^ fahren ermöglicht es, !Formstücke unter Übereinanderlagerung von verschiedenen Materiallagen herzustellen.

Dies ist besonders vorteilhaft, wenn ein Formstück hergestellt werden soll, das aufbindestens einer Fläche eine andere Farbe haben soll als das für Zusammensetzung des Stückes in Frage kommende Grundmaterial»

Auf diese «feise läßt sich ein Formstück herstellen, dessen äußere Beschaffenheit identisch ist mit der eines gefärbten Formstüekes, dessen Herstellung aber sehr viel schwieriger ist.

Wenn außerdem örtlich begrenzt die mechanischen Eigenschaften des Formstückes geändert werden sollen, wird die Schicht, die der Zone iptsprieht, d. z.B. größere-Biegefestigkeit aufweisen soll, mit Verstärkungsfasern versetzt.

Darüber hinaus ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren das Einsetzen von Bewehrungen oder anderen in das Formstück zu versenkenden Vorrichtungen.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, daß die obere Formhälfte, die nach kurzem Aufsetzen auf die untere Formhälfte abgehoben wird, sofort wieder für weitere identische untere Formhälften mit darin enthaltenem geschmolzenem Material verwendet werden kann, so daß eine für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmte Eormgießanlage nur eine geringe Anzahl oberer Formhälften für eine sehr große Anzahl unterer Formhälften benötigt.

Die Phase der Sadabkühlung des in der unteren Formhälfte enthaltenen Formstüekes erfolgt außerhalb der Formgießanlage, während nach üblichen Spritzgußverfahren hergestellte Formstücke bei geschlossener Form in der Formgießmaschine abkühlen.

209827/0937 /8

BAD

Die für das erfindungsgemäße Verfahren zu verwendenden Formen sind sehr leichtgewichtig, wenig kostenaufwendig und weisen nur schwache thermische Trägheit auf, so' daß sich der Erhärtungsprozeß der Formstücke beschleunigt.

Da außerdem zur Aufsetzung der oberen Formhälfte auf. die untere Formhälfte nur geringer Druck aufgewandt wird, ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren die Herstellung von Formstücken wesentlich größerer Flächen als dies mit den bisher üblichen Formgießmaschinen möglich war und öffnet damit interessante Perspektiven für die Herstellung von ψ Erzeugnissen wie vielleicht Schalttafeln oder dergleichen, deren Herstellung durch Gießformverfahren unter Druck bisher gar nicht in Betracht gezogen werden konnte".

Der Umstand, daß während der Herstellung der Formstücke nur schwacher Druck aufgebracht wird, bewirkt auch, daß die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Formstücke nur sehr schwache Innenspannungen aufweisen, so daß die Gefahr der Verformung im Laufe ihrer Lebensdauer auf ein Minimum beschränkt ist.

Patentanwälte

Dipl.-Ing. E. Eder

DIpl.-Ing. K. Schieschke

k - 8 München 13, E!ioabethstraße34

2:3 C ',/.. 1 /0 9 37

Claims

Patentanwälte Dip!.-Ing. E. Eder DTpT.-Ing. K. Schieschke München 13, ElisabethotraBe34 Patent ansp r ü c h e

1.ι Formgießverfahren zur Herstellung von Formstücken aus thermoplastischem Material in einer aus einer oberen und einer unteren Formhälfte bestehenden Gießform, wobei die einander gegenüberliegenden Flächen der beiden Formhälften einen Hohlraum der Kontur des herzustellenden Formstückes begrenzen, gekennzeichnet durch Einbringung einer für die Herstellung des Formstückes erforderlichen Menge mindestens eines in einem spezifischen Zustand befindlichen plastischen Materials, durch Erhitzen der unteren Formhälfte, um das plastische Material zum Schmelzen zu bringen, bis sie in einen pastenförmigen oder halbflüssigen Zustand übergeht, durch Aufsetzen der bisher auf Umgebungstemperatur gehaltenen oberen Formhälfte während eines kurzen Moments und unter schwachem Druck auf die erhaltene Schmelze, wobei der Andruck des durch die beiden Formhälften erhaltenen Formstückes vervollständigt wird unter Bildung einer Kruste entsprechend dem Profil der oberen Formhälfte durch örtliche Erstarrung des mit der kühlen Innenfläche der oberen Formhälfte in Berührung kommenden Materials', durch Abheben der oberen Formhälfte und Abkühlung des erhaltenen Formstückes in der unteren, Formhälfte, wobei die Kruste die Funktion der oberen Formhälfte während der Phase der Endabkühlung erfüllt.

20 Z ■: 2 7/0937

* 2152080

2. Verfahren zur Herstellung einer Reihe von Formstücken aus thermoplastischem. Material, gekennzeichnet durch Einbringung von gleichen, für die Herstellung des Formstückes erforderlichen Mengen mindestens einer in einem spezifischen Zustand befindlichen plastischen Masse ineine Reihe von identischen unteren Formhälften, welche jeweils einen Teil eines die Kontur des herzustellenden Formstückes begrenzenden Hohlraums bilden durch Erhitzen der unteren Formhälften zum Schmelzen des plastischen Materials bis dieses in einen pastenförmige!! oder halbflüssigen Zustand übergeht, durch Aufsetzen der auf Um-

|} gebungstemperatur gehaltenen, den die Kontur des herzustellenden Formstückes begrenzenden Hohlraum schleißenden oberen Formhälfte während eines kurzen Moments und unter schwachem Druck auf die erhaltene Schmelze, wobei der Abdruck des hergestellten Formstückes durch die beiden Formhälften vervollständigt wird und sich eine Kruste entsprechend dem Profil der oberen Formhälfte bildet durch lokale Erstarrung des mit der kühlen Innenseite der oberen Formhälfte in Berührung kommenden Materials, durch Abheben der oberen Formhälfte, durch Abkühlen des erhaltenen Formstückes in der unteren Formhälfte, wobei der die erhaltene Kruste die Funktion der oberen Formhälfte während der Phase der Endabkühlung erfüllt, und

" durch weiteres nacheinander erfolgendes Aufsetzen der oberen Formhälfte auf die nachfolgenden unteren Formhälften.

5. "Verfahren nach einem der -Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch Verwendung von Formhälften mit sehr schwacher Wandstärke und geringer thermischer (Trägheit.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Material mit Verstärkungsfasern der jeweils für die gewünschte Festigkeit des herzustellenden Formstückes erforderlichen Länge versetzt wird.

209 8 27/0937 /^

5· Verfahren nach, einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse des herzustellenden Formstücke s durch Übereinanderschichten mindestens einer Lage thermoplastischen Materials, welches den Körper des Formstückes ergeben soll und mindestens einer Lage eines Materials, das einen Oberflächenbelag des Formstückes ergeben soll, zusammengesetzt wird, wobei die Materialien untereinander verschweißbar sind und ähnliche Schmelzpunkte und verwandte Kaltfließeigenschaften aufweisen.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur örtlichen Änderung der mechanischen Eigenschaften des Formstückes mindestens eine der Materiallagen mit Fasern versetzt wird.

7· Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die Oberflächenschicht eine Lage färbendes Material verwendet wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Schmelzphase in die untere oder unteren Formhälfte/n eine als Verstärkungseinlage dienende und in das Formstück zu versenkende Vorrichtung eingesetzt wird.

9· Verfahren nach einem der vorhergehenden .Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, da^ die Schmelzphase in einem üblichen Härte_tunnel durchgeführt wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, da3 das Aufsetzen der oberen Formhälfte auf die untere oder unteren Formhälfte/n unter schwachem Druck von ca 10 kg/cm erfolgt.

- -■ ■ · Patenten wäflie

DIpI..-Ing. £ Eder DIpI.-Ing. K.ySch'ieschke

20 9 827/0 937 »München 13, (J«ffieth.:!,*iip 34

L e e r s e i t e