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Dokumentenidentifikation DE19739522A1 30.04.1998
Titel Spritzprägeverfahren
Anmelder Asahi Kasei Kogyo K.K., Osaka, JP
Erfinder Tanaka, Yuji, Yokohama, Kanagawa, JP;
Kuramitsu, Masahito, Yokohama, Kanagawa, JP;
Umeniwa, Nobuyoshi, Kawasaki, Kanagawa, JP;
Matsuura, Yoshimasa, Kawasaki, Kanagawa, JP
Vertreter Strehl, Schübel-Hopf & Partner, 80538 München
DE-Anmeldedatum 09.09.1997
DE-Aktenzeichen 19739522
Offenlegungstag 30.04.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.04.1998
IPC-Hauptklasse B29C 45/03
Zusammenfassung Ein Spritzprägeverfahren ist dadurch charakterisiert, daß ein Harz aus einem Harzangußkanal, der in der Nähe eines Vertiefungsabschnitts einer Form bereitgestellt wird, der einem dicken Rippenabschnitt entspricht, spritzgegossen wird, Gas aus dem dicken Rippenabschnitt eingepreßt wird, bevor die Form geschlossen und zusammengedrückt wird, und man anschließend Harz aus dem Harzangußkanal zu einer Spritzdüse zurückströmen läßt, während die Form geschlossen und zusammengedrückt wird.

Beschreibung[de]
Hintergrund der Erfindung 1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spritzprägeverfahren für einen Formkörper mit einem dicken Rippenabschnitt und insbesondere ein Spritzprägeverfahren, bei dem sowohl Zuhaltedruck als auch Gasdruck genutzt werden.

2. Stand der Technik

Herkömmlicherweise ist ein Gasspritzgießverfahren allgemein bekannt, bei dem Gas in einen dicken Abschnitt eines Formkörpers eingepreßt wird, um diesen hohl zu machen und den Formkörper hinsichtlich Einsackstellen zu verbessern.

Bei einem derartigen Gasspritzgießverfahren ist es erforderlich, geschmolzenes Harz in einen Formhohlraum bei einem überaus geringen Druck einzuführen, um Gas in das geschmolzene Harz einzupressen. Dementsprechend werden die Transfereigenschaften der Form verschlechtert, und es besteht die Gefahr, daß das Erscheinungsbild des Formkörpers beeinträchtigt wird, so daß gegebenenfalls eine Verarbeitung, wie ein Anstreichen oder dergleichen, erforderlich ist. Außerdem wurde festgestellt, daß technische Untersuchungen, bei denen viele Dinge berücksichtigt werden, wie die Anordnung des dicken Abschnitts, die Größe, die Anordnung des Angußkanals und dergleichen, erforderlich sind, um einen gewünschten dicken Abschnitt hohl zu machen. Außerdem ist der anzuwendende Gasdruck im allgemeinen hoch, und der Verbrauch an Gas ist ebenfalls hoch, was zu einem Anstieg der Herstellungskosten führt. Wenn ferner eine Behandlung, wie Plattieren und dergleichen, erforderlich ist, dann besteht die Gefahr, daß eine Plattierlösung in den hohlen Abschnitt durch das Loch der Gaseinpreßöffnung eindringt, wobei ein fehlerhaftes Produkt gebildet wird. Daher ist ein problematisches Vorbehandlungsverfahren zum Abdichten des Lochs der Gaseinpreßöffnung erforderlich.

Als ein Spritzgießverfahren zur Lösung der bei dem vorstehend genannten Gasspritzgießverfahren bestehenden Probleme gibt es ein Spritzprägeverfahren, bei dem sowohl Zuhaltedruck als auch Gasdruck genutzt werden, zum Beispiel ein Verfahren, bei dem geschmolzenes Harz in einem Zustand, in dem die Form noch nicht vollständig geschlossen ist, spritzgegossen wird und Gas zwischen das Harz eines dicken Abschnitts und die Form eingepreßt wird, nachdem das geschmolzene Harz den dicken Abschnitt durch das Zupressen der Form erreicht.

Ein derartiges Spritzprägeverfahren, bei dem sowohl Zuhaltedruck als auch Gasdruck genutzt werden, wird als wirksam beim Formen eines Formkörpers angesehen, der lokal einen dicken Abschnitt, wie einen Wulst und dergleichen, aufweist. Es besteht die Gefahr, daß Einsackstellen in dem dicken Abschnitt gebildet werden und dessen Erscheinungsbild beeinträchtigen, wenn ein derartiger Formkörper nach einem üblichen Spritzgießverfahren hergestellt wird. Bei dem vorstehend erwähnten Spritzprägeverfahren, bei dem sowohl der Zuhaltedruck als auch der Gasdruck genutzt werden, besteht ein derartiges Problem nicht, und die Bildung von Einsackstellen wird verhindert, und es kann leicht ein Formkörper mit überlegenem Erscheinungsbild erhalten werden.

Bei dem vorstehend erwähnten herkömmlichen Spritzprägeverfahren, bei dem sowohl der Zuhaltedruck als auch der Gasdruck genutzt werden, bestehen jedoch folgende Probleme.

Wenn Gas eingepreßt wird, während der Zuhaltedruck nach Abschluß des Schließens der Form aufrechterhalten wird, dann ist es in der Tat einfach möglich, zu erreichen, daß der Gasdruck direkt auf einen lokal dicken Abschnitt, wie einen Wulst und dergleichen, einwirkt; es ist jedoch schwierig, zu erreichen, daß der Gasdruck in ausreichender Weise über einen gesamten kontinuierlich dicken Abschnitt, wie eine Rippe und dergleichen, einwirkt, da ein Anstieg des Drucks des geschmolzenen Harzes in der Form, der durch den Zuhaltedruck hervorgerufen wird, aufrechterhalten wird. Wenn also ein kontinuierlich dicker Abschnitt, wie eine Rippe und dergleichen, gebildet wird, dann ist es erforderlich, den Gasdruck zu erhöhen oder eine Anzahl von Gaseinpreßöffnungen bereit zustellen. Dementsprechend ist das Design des dicken Abschnitts unweigerlich aufgrund des Gaseinpressens beschränkt, und das Ausmaß der Einsackstellen bei dem erhaltenen Formkörper ist nicht zufriedenstellend.

Zusammenfassende Darstellung der Erfindung

Mit der vorliegenden Erfindung werden die vorstehenden Probleme bei herkömmlichen Spritzprägeverfahren, bei denen sowohl Zuhaltedruck als auch Gasdruck genutzt werden, gelöst. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Spritzprägeverfahren bereitzustellen, das leicht auch auf ein Design anwendbar ist, bei dem ein dicker Abschnitt in einem großen Bereich bei einem geringen Gasdruck eingestellt wird, und mit dem ein Formkörper stabil mit einem dicken Abschnitt ohne Einsackstellen und mit überlegenem Erscheinungsbild geformt werden kann.

Um die vorstehende Aufgabe zu lösen, wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Spritzprägeverfahren bereitgestellt, bei dem geschmolzenes Harz in einen Hohlraum in einem Zustand spritzgegossen wird, in dem eine Form nicht vollständig geschlossen ist, die Form geschlossen und zusammengedrückt wird und das geschmolzene Harz entwickelt wird, so daß ein Formkörper mit einer dicken Rippe gebildet wird, wobei das Verfahren folgende Stufen umfaßt: Bereitstellung eines Harzangußkanals nahe einem dicken Rippenabschnitt und Spritzgießen von Harz aus dem Harzangußkanal; Einpressen von Gas aus dem dicken Rippenabschnitt, so daß das Gas zwischen das Harz des dicken Rippenabschnitts und die Form strömt, bevor die Form geschlossen und zusammengedrückt wird; anschließendes Rückströmenlassen des Harzes aus dem Harzangußkanal, während die Form geschlossen und zusammengedrückt wird; und weiteres Strömenlassen des Gases in die Nähe des dicken Rippenabschnitts.

Entsprechend einem zweiten erfindungsgemäßen Spritzprägeverfahren wird ein Spritzprägeverfahren bereitgestellt, bei dem geschmolzenes Harz in einen Hohlraum in einem Zustand spritzgegossen wird, in dem eine Form nicht vollständig geschlossen ist, die Form geschlossen und zusammengedrückt wird und das geschmolzene Harz entwickelt wird, so daß ein Formkörper mit einer dicken Rippe gebildet wird, wobei das Verfahren folgende Stufen umfaßt: Bereitstellung eines Harzangußkanals nahe einem dicken Rippenabschnitt und Spritzgießen von Harz aus dem Harzangußkanal; anschließendes Rückströmenlassen des Harzes aus dem Harzangußkanal, während die Form geschlossen und zusammengedrückt wird; und gleichzeitig oder anschließend Einpressen von Gas aus dem dicken Rippenabschnitt, so daß Gas in die Nähe des dicken Rippenabschnitts strömt.

Das erfindungsgemäße Spritzprägeverfahren, bei dem Gasdruck zusammen mit dem Zuhaltedruck genutzt wird, umfaßt ferner folgende Stufen: Verwendung einer Form, in der eine Gaseinpreßöffnung ungefähr gegenüber dem Harzangußkanal angeordnet ist; und Verringerung des Zuhaltedrucks unmittelbar nach dem Abschluß von Schließen und Zusammendrücken der Form.

Die vorstehenden und weiteren Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Querschnitt, der ein Beispiel einer Form, die für die vorliegende Erfindung verwendet wird, veranschaulicht;

Fig. 2A ist eine Draufsicht, die ein Beispiel eines Formkörpers erläutert, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren geformt werden soll, und Fig. 2B ist ein Querschnitt entlang der Linie IIB-IIB von Fig. 2A;

Fig. 3A bis 3C sind Diagramme zur Erläuterung eines Spritzprägeverfahrens entsprechend einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4A und 4B sind Diagramme zur Erläuterung eines Spritzprägeverfahrens entsprechend einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5A und 5B sind Querschnitte, die ein Beispiel einer Form eines dicken Abschnitts eines Formkörpers veranschaulichen, der erfindungsgemäß geformt werden soll;

Fig. 6A und 6B sind Diagramme, die ein weiteres Beispiel eines Formkörpers, der erfindungsgemäß geformt werden soll, veranschaulichen;

Fig. 7 ist ein Querschnitt, der eine Form veranschaulicht, die in Beispiel 4 verwendet wurde; und

Fig. 8A ist eine Rückansicht eines Formkörpers, der in Beispiel 4 geformt wurde, und Fig. 8B ist ein Querschnitt entlang der Linie VIIIB-VIIIB von Fig. 8A.

Ausführliche Darstellung der bevorzugten Ausführungsformen

Es wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen eine ausführlichere Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorgelegt.

Fig. 1 ist eine Modellansicht, die ein Beispiel einer Form veranschaulicht, die bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Form, bei der ein Hohlraum 1 nicht geöffnet ist, selbst wenn die Form geringfügig oder halb geöffnet ist, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, verwendet, um geschmolzenes Harz in einem Zustand spritzzugießen, in dem die Form nicht vollständig geschlossen ist (oder geringfügig oder halb geöffnet ist).

Der Hohlraum 1 ist so ausgelegt, daß ein Formkörper 10 mit einer Form, wie sie in den Fig. 2A und 2B gezeigt ist, geformt wird, wobei ein Ende in der offen/geschlossen-Richtung der Form 2 geöffnet ist, während das andere Ende in der offen/geschlossen-Richtung der Form 2 und der Umfang geschlossen sind, wie ein Verpackungskasten, ein Gehäuse für eine elektrische Ausrüstung, eine Tür eines Schranks oder dergleichen, eine Frisierkommode, ferner ein Außenteil für ein Auto unter Einschluß einer Radkappe, einer Stoßstange, eines Spoilers und dergleichen, sowie ein Innenteil für ein Auto unter Einschluß eines Armaturenbretts, einer Türverkleidung, einer Stütze und dergleichen.

Die Form 2 wird ausführlicher beschrieben. Der Hohlraum 1 wird zwischen einer bewegbaren Form 2a und einer festen Form 2b gebildet, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. In der Zeichnung ist zwar die bewegbare Form 2a ein Stempel und die feste Form 2b ein Gesenk; es gibt jedoch kein Problem, selbst wenn die feste Form 2b ein Stempel ist und die bewegbare Form 2a ein Gesenk ist.

Ein Vertiefungsabschnitt 4, der einem dicken Rippenabschnitt 11 des Formkörpers entspricht, ist auf der Seite der bewegbaren Form 2a ausgebildet. Auf der Seite der festen Form 2b wird ein Harzangußkanal 9 nahe dem Vertiefungsabschnitt 4 bereitgestellt. Außerdem wird ein Ausdrückstift 6, der die bewegbare Form 2a durchdringt, auf der Seite der bewegbaren Form 2a bereitgestellt, so daß die vordere Endfläche des Ausdrückstifts 6 dem Hohlraum 1 in einer Position zugewandt ist, in der der Ausdrückstift 6 den Vertiefungsabschnitt 4 schneidet. Der Ausdrückstift 6 besteht aus einer Hülse 6a und einem Schaft 6b, der in diese Hülse 6a eingeführt ist. Ein Spalt als ein Pfad für unter Druck stehendes Gas, das nachstehend beschrieben wird, ist zwischen der Hülse 6a und dem Schaft 6b gelassen. Das rückwärtige Ende des Ausdrückstifts 6 steht in Kontakt mit einem Pfad für unter Druck stehendes Gas 7. Die Position des Ausdrückstifts 6 kann in zweckmäßiger Weise eingestellt werden, solange seine vordere Endfläche sich gegenüber dem Vertiefungsabschnitt 4 befindet.

Unter Druck stehendes Gas, das durch den Pfad für unter Druck stehendes Gas 7 zugeführt wird, tritt durch den Spalt zwischen der Hülse 6a und dem Schaft 6b vom rückwärtigen Ende des Ausdrückstifts 6 und wird in den Hohlraum 1 aus der Gaseinpreßöffnung 5 im vorderen Endabschnitt des Ausdrückstifts 6 eingeführt. Die Bezugszeichen 8a bis 8d bezeichnen Dichtungsmaterialien.

Ein Beispiel, bei dem der Formkörper 10, der in den Fig. 2A und 2B gezeigt ist, unter Verwendung der Form 2 mit der in Fig. 1 gezeigten Struktur geformt wird, wird speziell mit Bezug auf die Fig. 3A bis 3C als ein Spritzprägeverfahren entsprechend einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Der Ausdrückstift 6 wird kurz in den Fig. 3A bis 3C veranschaulicht.

Zuerst wird geschmolzenes Harz 3 in den Hohlraum 1 aus dem Harzangußkanal 9 durch eine Spritzdüse 20 in dem Zustand spritzgegossen, in dem die Form 2 geringfügig geöffnet ist, wie es in Fig. 3A gezeigt ist. Als Harz kann allgemein ein thermoplastisches Harz, das bei einem üblichen Spritzgießverfahren oder einem üblichen Extrusionsverfahren verwendet wird, eingesetzt werden. Außerdem kann auch ein wärmehärtendes Harz verwendet werden, wenn daran ein Bedarf besteht. Ferner können diesen Harzen Füllmittel, wie Füllstoffe, verstärkende Fasern und dergleichen, oder verschiedene Additive (wie Weichmacher, Gleitmittel, Ultraviolettabsorber, Farbstoffe, Pigmente, Antibeschlagmittel, antistatische Additive, flammhemmende Mittel und dergleichen) zugesetzt werden.

Sodann wird unter Druck stehendes Gas in den Hohlraum 1 aus einer Gaseinpreßöffnung 5 eingepreßt, wie es in Fig. 3B gezeigt ist. Als Gas können ein Inertgas, wie Stickstoffgas oder dergleichen, Luft usw. verwendet werden. Ein Inertgas, wie Stickstoff oder dergleichen, ist bevorzugt, um eine Vergilbung durch Gas oder dergleichen zu verhindern. Da ferner ein zufriedenstellender Formkörper bei einem geringen Gasdruck (zum Beispiel 60 kg/cm2 oder weniger) bei dem erfindungsgemäßen Formverfahren geformt werden kann, gibt es kein Problem, selbst wenn Luft verwendet wird. In diesem Fall ist es leicht, das komprimierte Gas und eine Zufuhrvorrichtung herzustellen, so daß das Formen zu geringeren Kosten als im Fall der Verwendung von Stickstoffgas oder dergleichen erfolgen kann.

Eine spezielle Steuerung zur Einführung des Gases ist nicht erforderlich, und das Gas kann ständig eingepreßt werden. Wenn der Zeitpunkt und die Dauer des Gaseinpressens unter Verwendung eines Spritzgieß-Startsignals, eines Formschließ-Startsignals und dergleichen von einer Spritzgießvorrichtung gesteuert werden, dann ist dies effektiver im Hinblick auf den Gasverbrauch.

Das Einpressen des komprimierten Gases ist nicht auf die Weise beschränkt, die durch den Ausdrückstift 6 erfolgt, und es kann durchgeführt werden, indem ein Pfad für das komprimierte Gas in der Form 2 getrennt davon ausgebildet wird. Zum Beispiel kann das Gas unter Verwendung einer Gaszufuhrausrüstung zugeführt werden, die bei einem Gasspritzgießverfahren verwendet wird.

Sodann läßt man das Harz im Hohlraum 1 zurück aus dem Harzangußkanal 9 strömen, während die Form 2 geschlossen und zusammengedrückt ist, wie es in Fig. 3C gezeigt ist. Genauer gesagt wird die Form 2 geschlossen und zusammengedrückt, während eine Düsenöffnung 21 der Spritzdüse 20 offengelassen wird, mit der Folge, daß das Harz zurück in die Spritzdüse 20 aus dem Harzangußkanal 9 strömen kann. Daneben kann, nach Abschluß des Spritzgießens des geschmolzenen Harzes, die Düsenöffnung 21 einmal geschlossen werden, und die Form 2 kann geschlossen und zusammengedrückt werden, um das Harz im Hohlraum 1 zu entwickeln. In diesem Fall kann, wenn die Düsenöffnung 21 anschließend erneut geöffnet wird, während die Form 2 geschlossen und zusammengedrückt gehalten wird, das Harz ebenfalls zurück in die Spritzdüse 20 strömen. In jedem Fall wird ein Spritzkolben 22 zurückgezogen, wenn das Harz zurückströmt.

Ein derartiges Zurückziehen des Spritzkolbens 22 kann auch zwangsweise zeitlich synchronisiert mit dem Schließen und Zusammendrücken der Form 2 erfolgen. Genauer gesagt kann, wenn die Form 2 geschlossen und zusammengedrückt wird oder der Formzuhaltedruck erhöht wird, der Spritzkolben 22 so gesteuert werden, daß er in einem festgelegten Ausmaß zurückgezogen wird, zum Beispiel indem ein Startsignal, das das Schließen und Zusammendrücken der Form 2 angibt, herangezogen wird, oder indem der Formzuhaltedruck oder der Formöffnungsgrad festgestellt wird, so daß der Spritzkolben 22 so gesteuert werden kann, daß er unter Verwendung dieses Signals zurückgezogen wird.

Nach Abschluß des Schließens und Zusammendrückens der Form 2 wird die Form 2 für eine festgelegte Zeitspanne gehalten, wie sie ist. Nachdem der Formkörper 10 abgekühlt ist, wird die Form 2 geöffnet, und der Formkörper 10 wird entnommen.

Als nächstes wird ein Beispiel, bei dem der Formkörper 10, der in Fig. 2 gezeigt ist, unter Verwendung der Form 2 mit der in Fig. 1 gezeigten Struktur in der gleichen Weise wie in der vorstehenden Ausführungsform geformt wird, speziell mit Bezug auf die Fig. 4A und 4B als ein Spritzprägeverfahren entsprechend einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Der Ausdrückstift 6 ist kurz auch in den Fig. 4A und 4B veranschaulicht.

Zunächst wird das vorstehend erwähnte geschmolzene Harz 3 in den Hohlraum 1 aus dem Harzangußkanal 9 durch die Spritzdüse 20 in einem Zustand spritzgegossen, in dem die Form 2 geringfügig geöffnet ist, wie es in Fig. 4A gezeigt ist.

Sodann läßt man das Harz im Hohlraum 1 zurück aus dem Harzangußkanal 9 strömen, während die Form 2 geschlossen und zusammengedrückt wird, wie es in Fig. 4B gezeigt ist. Außerdem wird das vorstehend erwähnte komprimierte Gas in den Hohlraum 1 aus der Gaseinpreßöffnung 5 zum Zeitpunkt des Schließens und Zusammendrückens der Form 2 oder anschließend eingepreßt. Der Spritzkolben 22 zieht sich zurück, wenn das Harz zurückströmt, und zwar in der gleichen Weise wie bei dem Spritzprägeverfahren entsprechend der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Entsprechend dem erfindungsgemäßen Spritzprägeverfahren strömt das Harz zurück aus dem Harzangußkanal 9, der nahe dem dicken Rippenabschnitt 11 bereitgestellt wird, wenn die Form 2 geschlossen und zusammengedrückt wird, mit dem Ergebnis, daß eine Kraft entsteht, die den Harzdruck des dicken Rippenabschnitts 11 in sehr wirksamer Weise verringert. Dementsprechend ist es möglich, Gas am Umfang des dicken Rippenabschnitts 11 in sicherer Weise einzuführen, ohne den Gasdruck sehr stark zu erhöhen.

Bei dem Spritzprägeverfahren entsprechend der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung läßt man Gas, das eingepreßt wurde, bevor die Form 2 geschlossen und zusammengedrückt wird, zwischen dem Stempel 2a und dem geschmolzenen Harz 3 in einem gewissen Ausmaß strömen, und anschließend wird es vorzugsweise am Umfang des dicken Rippenabschnitts 11 eingeführt, der später abkühlt als ein Abschnitt normaler Dicke (dünner Abschnitt) und ein hohes Fließvermögen aufweist, wenn die Form 2 geschlossen und zusammengedrückt wird. Außerdem wird bei dem Spritzprägeverfahren entsprechend der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Gas, das eingepreßt wird, nachdem die Form 2 geschlossen und zusammengedrückt ist, anschließend vorzugsweise am Umfang des dicken Rippenabschnitts 11 eingeführt, wenn die Form 2 geschlossen und zusammengedrückt ist, und zwar in der gleichen Weise, wie es vorstehend angegeben wurde. Dementsprechend ist es möglich, den dicken Rippenabschnitt 11 selektiv zu pressen, so daß es möglich ist, die Preßwirkung des Gases zu erhöhen. Der Gasdruck variiert abhängig vom Gasstrom, dem geringfügigen Öffnen der Form 2 und dem Harzdruck an der Gaseinpreßöffnung 5 auf der Basis der Menge des eingeführten Harzes unter diesen Bedingungen; der Gasdruck kann jedoch 60 kg/cm2 oder weniger betragen, und normalerweise sind die Ergebnisse zufriedenstellend, wenn der Gasdruck etwa 5 bis 40 kg/cm2 beträgt.

Außerdem kann entsprechend dem erfindungsgemäßen Spritzprägeverfahren der Preßbereich mit dem Rückströmen des Harzes vergrößert werden, wenn die Form 2 geschlossen und zusammengedrückt ist, so daß der Harzdruck im Hohlraum gleichmäßig gemacht werden kann. Daher ist es, insbesondere wenn ein kastenartiger Formkörper, wie er in Fig. 2 gezeigt ist, geformt wird, möglich, zu erreichen, daß der Preßdruck auf die Endabschnitte (die Seitenabschnitte der kastenartigen Form) des Formkörpers in ausreichender Weise einwirkt.

Der Formkörper, der nach dem erfindungsgemäßen Spritzprägeverfahren erhalten wird, spiegelt nicht einfach die Form des Hohlraums 1 wider, da der dicke Rippenabschnitt 11 durch Gas gepreßt wird. Der dicke Rippenabschnitt 11 des Formkörpers 10 in Fig. 2 weist also einen A-A-Querschnitt auf, wie er zum Beispiel in Fig. 5A oder 5B gezeigt ist. Die gepunktete Linie in den Fig. 5A und 5B bezeichnet eine Hohlraumoberfläche, und der Raum zwischen der Hohlraumoberfläche und dem dicken Rippenabschnitt 11 ist ein Raum, in dem Gas eingeschlossen ist oder strömt. Die endgültige Form des dicken Rippenabschnitts 11 hängt von der Form des Hohlraums, die dem dicken Rippenabschnitt 11 entspricht, der Menge an eingeführtem Harz, der Menge und dem Druck des eingeschlossenen Gases und dergleichen ab. Es besteht jedoch keine Gefahr, daß das Erscheinungsbild des Formkörpers verschlechtert wird, da ein dicker Abschnitt, wie eine Rippe, ein Wulst oder dergleichen, auf der Rückseite des Formkörpers ausgebildet wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Spritzprägeverfahren wird ein Abschnitt normaler Dicke nicht direkt durch Gas gepreßt, sondern es wird die normale Oberfläche (gegenüber dem dicken Rippenabschnitt 11) durch mechanischen Druck zusammengedrückt, und nur der dicke Rippenabschnitt 11 wird durch das Gas gepreßt. Einsackstellen im Erscheinungsbild werden durch derartigen Gasdruck auf einen solchen dicken Abschnitt verbessert.

Bei dem erfindungsgemäßen Spritzprägeverfahren wird Gas selektiv am Umfang eines dicken Abschnitts eingeführt, der später abkühlt und eine höheres Fließvermögen aufweist. Dementsprechend wird die Gaseinpreßöffnung 5 in einer Position bereitgestellt, in der die Gaseinpreßöffnung 5 den Vertiefungsabschnitt 4, der dem dicken Abschnitt des Formkörpers entspricht, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, schneidet. Außerdem ist es besonders bevorzugt, die Gaseinpreßöffnung 5 so anzuordnen, daß sie sich gegenüber dem Harzangußkanal 9 befindet. Dementsprechend kann der Harzdruck in dem Abschnitt der Gaseinpreßöffnung 5 sehr wirksam durch das Rückströmen des Harzes verringert werden, wenn die Form 2 geschlossen und zusammengedrückt wird, so daß es möglich ist, die Einführung des Gases in glatter Weise zu fördern.

Wenn ein Formkörper 10 mit einer Mehrzahl von unabhängigen dicken Abschnitten 11a und 11b, wie er in Fig. 6A gezeigt ist, geformt wird, dann ist es bevorzugt, eine Form zu verwenden, die mit einer Mehrzahl von Gaseinpreßöffnungen in Positionen, in denen die entsprechenden dicken Abschnitte einander schneiden, versehen ist.

Außerdem ist es auch bevorzugt, einen dicken Abschnitt 11c, der die dicken Abschnitte 11a und 11b koppelt, bereitzustellen und alle dicken Abschnitte kontinuierlich zu machen, wie es in Fig. 6B gezeigt ist. Dementsprechend ist es möglich, den Gasdruck auf alle dicken Abschnitte durch eine Gaseinpreßöffnung einwirken zu lassen. Es ist jedoch bevorzugt, eine Mehrzahl von Gaseinpreßöffnungen bereitzustellen, wenn die Gesamtlänge der dicken Abschnitte besonders groß ist. In diesem Fall können weitere Angußkanäle, um das Harz zurückströmen zu lassen, getrennt in einer Position gegenüber den entsprechenden Einpreßöffnungen zusätzlich zu dem Harzangußkanal 9 zum Spritzgießen des geschmolzenen Harzes bereitgestellt werden.

Ferner ist es beim erfindungsgemäßen Spritzprägeverfahren bevorzugt, den Preßdruck unmittelbar nach Abschluß des Schließens und Zusammendrückens der Form zu verringern, das heißt, unmittelbar nachdem die festgelegte Preßzeit zu Ende ist oder die bewegbare Seite der Form eine festgelegte Preßabschlußposition erreicht hat.

Schließlich kann, wenn der Preßdruck verringert wird, Gas auch einem dicken Abschnitt am Umfangsabschnitt des Formkörpers entfernt von der Gaseinpreßöffnung 5 in sicherer Weise zugeführt werden. Der Preßdruck zu diesem Zeitpunkt kann so eingestellt werden, daß er geringer als der Formzuhaltedruck ist, wenn geschmolzenes Harz spritzgegossen und eingeführt wird, oder als der Preßdruck, wenn die Form geschlossen und zusammengedrückt wird. Vorzugsweise wird die Beziehung P1 (kg/cm2) ≥ P2 (kg/cm2) zwischen dem Preßdruck P1 und dem Gasdruck P2 eingestellt.

Erfindungsgemäß wird der Oberflächenzustand des Formkörpers 10 insbesondere auf der Seite, auf der kein komprimiertes Gas eingepreßt wird, das heißt der Oberflächenzustand des Formkörpers 10 auf der Seite, die auf eine Hohlraumoberfläche 1b durch das Einpressen von komprimiertem Gas gepreßt wird, verbessert. Dementsprechend ist es bevorzugt, daß das komprimierte Gas auf die Seite des Formkörpers gepreßt wird, die bei Verwendung des Formkörpers kaum sichtbar ist. In Bezug auf ein Gehäuse für eine elektrische Ausrüstung ist es zum Beispiel bevorzugt, daß das komprimierte Gas in die Seite der inneren Oberfläche gepreßt wird.

Es werden nun Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben.

In jedem der nachstehend angegebenen Vergleichsbeispiele 1 und 2 sowie Beispiele 1 bis 3 wurde der Formkörper 10, der in Fig. 2 gezeigt ist, unter Verwendung der Form 2, die in Fig. 1 gezeigt ist, geformt.

Eine Spritzgießvorrichtung >>IP.1050<<, die von Komatsu Co., Ltd. hergestellt wurde und in der eine bewegliche Form beliebig während des Formens bewegt und festgehalten werden kann, wurde als Spritzgießvorrichtung verwendet. Der Formzuhaltedruck, der Preßdruck, die Preßrate und die Preßausgangsposition können bei dieser Vorrichtung eingestellt werden.

Der Harzangußkanal 9 und die Gaseinpreßöffnung 5 waren in der Form 2 einander gegenüber angeordnet. In der beweglichen Form 2a wurde ein Vertiefungsabschnitt 4, der dem dicken Abschnitt 11 des Formkörpers entsprach, ausgebildet, wobei er die Gaseinpreßöffnung 5 schnitt. Die Spritzdüse 20, die zum Beispiel in den Fig. 3A bis 3C gezeigt ist, wies einen Heißkanal und eine Bubble-Kanalstruktur auf. Der Ausdrückstift 6 wurde durch Kombination einer abgestuften Hülse 6a mit einem Innendurchmesser von 2 mm und einem Außendurchmesser von 4 mm und einem Schaft 6b mit einem Außendurchmesser von 1,98 mm gebildet, wobei der Abstand nicht speziell eingestellt wurde. Außerdem war der vordere Endabschnitt (Einpreßöffnung 5) des Ausdrückstiftes 6 flach in bezug auf den Formkörper.

Bei dem Formkörper 10 war die Deckenfläche 250 mm × 250 mm (die Dicke des Deckenflächenabschnitts wurde frei eingestellt), und die Höhe der Seitenflächen betrug 80 mm (der Neigungswinkel der Seitenflächen betrug 10 Grad). Eine Rippe (dicker Abschnitt 11) mit einer Breite von 3 mm und einer Höhe von 5 mm wurde radial auf der Rückseite der Deckenfläche festgelegt.

Es wurden vier Arten von Harzen verwendet, nämlich ABS (STYLUCK 191F), modifiziertes PPE (ZYLON 220Z), ABS-GF (STYLUCK R220A, versetzt mit 10% GF) und HIPS (STYLON 408), und die Formtemperatur wurde auf 70°C eingestellt.

Vergleichsbeispiel 1

Harz, dessen Menge 98% des Gewichtes eines üblichen spritzgegossenen Formkörpers betrug, wurde in dem Zustand spritzgegossen, in dem ein Abstandshalter zwischen der beweglichen Formseite und der festen Formseite eingeführt war, so daß die Dicke der Deckenfläche auf 2 mm eingestellt wurde, und die Form wurde durch einen Formzuhaltedruck von 300 Tonnen vollständig geschlossen. Stickstoffgas unter einem Druck von 75 kg/cm2 wurde in die Form für 30 Sekunden unmittelbar nach dem Abschluß des Spritzgießens gepreßt. Nach Abschluß des Kühlens wurde die Form geöffnet, und der Formkörper wurde entnommen. Das Ausmaß von Einsackstellen bei dem auf diese Weise erhaltenen Formkörper war im Vergleich mit einem üblichen spritzgegossenen Formkörper verbessert, erreichte jedoch kein zufriedenstellendes Niveau.

Vergleichsbeispiel 2

Unmittelbar nach Abschluß des Spritzgießens des geschmolzenen Harzes, wobei die Form geringfügig geöffnet war (die Dicke des Deckenflächenabschnitts betrug 4 mm), wurde die Form geschlossen und zusammengedrückt. Anschließend wurde die Menge des eingeführten geschmolzenen Harzes eingestellt, so daß die Dicke des Endprodukts 2 mm betrug, und der Preßdruck wurde auf 150 kg/cm2 eingestellt. Stickstoffgas unter einem Druck von 70 kg/cm2 wurde in die Form für 30 Sekunden unmittelbar nach Abschluß des Zusammendrückens gepreßt. Nach Abschluß des Abkühlens wurde die Form geöffnet, und der Formkörper wurde entnommen. Das Ausmaß von Einsackstellen in dem auf diese Weise erhaltenen Formkörper war im Vergleich mit einem üblichen spritzgegossenen Formkörper verbessert, erreichte jedoch kein zufriedenstellendes Niveau.

Beispiel 1

Unmittelbar nach Abschluß des Spritzgießens eines geschmolzenen Harzes, wobei die Form geringfügig geöffnet war (die Dicke des Deckenflächenabschnitts betrug 4 mm), wurde die Form geschlossen und zusammengedrückt, und gleichzeitig wurde der Spritzkolben um 9 mm zurückgezogen. Zu diesem Zeitpunkt wurde die Menge des eingeführten geschmolzenen Harzes eingestellt, so daß die Dicke des Endprodukts 1,8 mm betrug, und der Preßdruck wurde auf 150 kg/cm2 eingestellt. Stickstoffgas unter einem Druck von 55 kg/cm2 wurde in die Form für 30 Sekunden unmittelbar nach dem Abschluß des Zusammendrückens gepreßt. Nach Abschluß des Abkühlens wurde die Form geöffnet, und der Formkörper wurde entnommen. Das Ausmaß der Einsackstellen des erhaltenen Formkörpers war im Vergleich mit Vergleichsbeispiel 2 stark verbessert.

Beispiel 2

Das Formen wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß der Formzuhaltedruck von 150 kg/cm2 auf 80 kg/cm2 unmittelbar nach Erreichen einer Dicke des Formkörpers von 1,8 mm durch Schließen und Zusammendrücken der Form verringert wurde, und ferner mit der Ausnahme, daß Stickstoffgas in die Form bei einem Druck von 35 kg/cm2 gepreßt wurde. Das Ausmaß der Einsackstellen bei dem erhaltenen Formkörper war in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 verbessert, und zwar ungeachtet des geringen Gasdruckes.

Beispiel 3

Das Formen wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 2 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß Gas in die Form zum gleichen Zeitpunkt gepreßt wurde, zu dem das Spritzgießen des geschmolzenen Harzes gestartet wurde. Das Ausmaß der Einsackstellen des erhaltenen Formkörpers war in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 verbessert, und zwar ungeachtet des geringen Gasdrucks.

Beispiel 4

Der in den Fig. 8A und 8B gezeigte Formkörper 10 wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 3 unter Verwendung der Form 2 geformt, in der der Harzangußkanal 9 und die Gaseinpreßöffnung 5 auf der gleichen Seite (der Seite der festen Form 2b) angeordnet waren, wie es in Fig. 7 gezeigt ist. Für den Formkörper 10 betrug die Größe 250 mm × 250 mm, und die Dicke betrug 1,8 mm. Außerdem wurde eine Rippe (dicker Abschnitt 11) mit einer Breite von 3 mm und einer Höhe von 5 mm auf der Rückseite des Formkörpers 10 bereitgestellt.

Das Ausmaß der Einsackstellen im erhaltenen Formkörper war in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 verbessert, und zwar ungeachtet des geringen Gasdrucks.

Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse der Messung von Einsackstellen und der visuellen Bewertung des Erscheinungsbildes der Formkörper, die entsprechend den vorstehenden Vergleichsbeispielen und Beispielen erhalten wurden. Tabelle 1



Die vorliegende Erfindung, die vorstehend beschrieben wurde, hat folgende Wirkungen:

  • (1) Harz strömt aus einem Harzangußkanal, der nahe einem dicken Rippenabschnitt angeordnet ist, zurück, wenn eine Form geschlossen und zusammengedrückt wird, mit der Folge, daß der Harzdruck des dicken Rippenabschnitts in sehr wirksamer Weise verringert werden kann. Dementsprechend ist es möglich, Gas am Umfang des dicken Rippenabschnitts in sicherer Weise einzuführen. Daher kann der dicke Rippenabschnitt, ohne daß der Harzerweiterungseffekt des Preßverfahrens geopfert wird, selektiv unter Verwendung eines geringen Gasdrucks gepreßt werden, und es ist daher möglich, die Preßwirkung des Gases zu verbessern.
  • (2) Der Preßbereich kann mit dem Rückströmen des Harzes, wenn die Form geschlossen und zusammengedrückt wird, vergrößert werden, so daß der Harzdruck im Hohlraum gleichmäßig gemacht werden kann. Daher ist es, insbesondere wenn ein kastenartiger Formkörper geformt wird, möglich, daß der Preßdruck auch auf die Endabschnitte des Formkörpers in ausreichender Weise einwirkt.
  • (3) Die vorliegende Erfindung ist daher einfach auf ein Design anwendbar, bei dem ein dicker Abschnitt in einem großen Bereich bei einem geringen Gasdruck festgelegt wird, und es ist möglich, einen Formkörper mit einem dicken Abschnitt, der keine Einsackstellen und ein überlegenes Erscheinungsbild aufweist, zu formen.

Die vorstehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wurde zur Erläuterung und Beschreibung vorgelegt. Sie soll nicht erschöpfend sein oder die Erfindung auf die genaue offenbarte Form beschränken, und Modifikationen und Variationen sind im Licht der vorstehenden Lehre möglich oder ergeben sich bei der Ausführung der Erfindung. Die Ausführungsformen wurden gewählt und beschrieben, um die Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erläutern, so daß der Fachmann imstande ist, die Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen und mit verschiedenen Modifikationen, wie sie für die spezielle in Betracht gezogene Anwendung geeignet sind, auszuführen. Der Schutzumfang der Erfindung soll durch die beigefügten Ansprüche und ihre Äquivalente festgelegt werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Spritzprägeverfahren für einen Formkörper mit einer dicken Rippe, wobei das Verfahren folgende Stufen umfaßt:

    Bereitstellung eines Harzangußkanals in der Nähe eines dicken Rippenabschnitts eines Hohlraums;

    Spritzgießen von geschmolzenem Harz aus dem Harzangußkanal in den Hohlraum in einem Zustand, in dem eine Form nicht vollständig geschlossen ist;

    Einpressen von Gas aus dem dicken Rippenabschnitt in den Hohlraum, wobei man das Gas zwischen dem dicken Rippenabschnitt und der Form strömen läßt;

    anschließendes Rückströmenlassen des Harzes aus dem Harzangußkanal, während das Harz durch vollständiges Schließen der Form gepreßt wird; und

    weiteres Strömenlassen von Gas in der Umgebung des Harzes in dem dicken Rippenabschnitt.
  2. 2. Spritzprägeverfahren nach Anspruch 1, wobei eine Gaseinpreßöffnung der Form ungefähr gegenüber dem Harzangußkanal angeordnet ist.
  3. 3. Spritzprägeverfahren nach Anspruch 1, das ferner folgende Stufe umfaßt:

    Verringerung des Preßdrucks unmittelbar nach dem Abschluß des vollständigen Schließens der Form.
  4. 4. Spritzprägeverfahren nach Anspruch 1, wobei Zeitpunkt und Dauer des Gaseinpressens unter Verwendung eines Spritzgieß-Startsignals oder eines Formschließ-Startsignals gesteuert werden.
  5. 5. Spritzprägeverfahren nach Anspruch 1, wobei eine Mehrzahl von Gaseinpreßöffnungen entsprechend einer Mehrzahl von dicken Rippen des Formkörpers bereitgestellt wird.
  6. 6. Spritzprägeverfahren für einen Formkörper mit einer dicken Rippe, wobei das Verfahren folgende Stufen umfaßt:

    Bereitstellung eines Harzangußkanals in der Nähe eines dicken Rippenabschnitts eines Hohlraums;
  7. Spritzgießen von Harz aus dem Harzangußkanal in den Hohlraum in einem Zustand, in dem eine Form nicht vollständig geschlossen ist;

    anschließendes Rückströmenlassen des Harzes aus dem Harzangußkanal, während das Harz durch vollständiges Schließen der Form gepreßt wird;

    gleichzeitig oder anschließend Einpressen von Gas aus dem dicken Rippenabschnitt in den Hohlraum, wobei man das Gas in der Nähe des dicken Rippenabschnitts strömen läßt.
  8. 7. Spritzprägeverfahren nach Anspruch 6, wobei eine Gaseinpreßöffnung der Form ungefähr gegenüber dem Harzangußkanal angeordnet ist.
  9. 8. Spritzprägeverfahren nach Anspruch 6, das ferner folgende Stufe umfaßt:

    Verringerung des Preßdrucks unmittelbar nach dem Abschluß des vollständigen Schließens der Form.
  10. 9. Spritzprägeverfahren nach Anspruch 6, wobei Zeitpunkt und Dauer des Gaseinpressens unter Verwendung eines Spritzgieß-Startsignals oder eines Formschließ-Startsignals gesteuert werden.
  11. 10. Spritzprägeverfahren nach Anspruch 6, wobei eine Mehrzahl von Gaseinpreßöffnungen entsprechend einer Mehrzahl von dicken Rippen des Formkörpers bereitgestellt wird.






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