DE102013203618A1

DE102013203618A1 - Method for manufacturing plastic component for vehicle, involves supplying substrates with different amounts of additive or additive with varying proportions of matrix material, in form of separate dots for forming mold of component

Info

Publication number: DE102013203618A1
Application number: DE201310203618
Authority: DE
Inventors: Robert Janssen; Josef Schindlbeck
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2013-03-04
Filing date: 2013-03-04
Publication date: 2014-09-04

Abstract

The method involves supplying different substrates in the form of separate dots for forming the mold of plastic component. The substrates comprise different amounts of additive or additive with varying proportions of matrix material. The mold is provided as an injection mold (1). The matrix material is thermoplastic such as polypropylene or polyamide, polyamide-6 or mixture of thermoplastic such as polypropylene polyamide and polyamide-6. The additives are selected from the group consisting of glass, carbon, hollow fiber and nanotube. Independent claims are included for the following: (1) a tool for manufacturing plastic component; (2) a plant for manufacturing plastic component; and (3) a plastic component.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffteils für ein Fahrzeug, ein Werkzeug zum Herstellen eines Kunststoffteils für ein Fahrzeug, eine Anlage zum Herstellen eines Kunststoffteils für ein Fahrzeug und ein aus Kunststoff hergestelltes Bauteil für ein Fahrzeug.The present invention relates to a method for producing a plastic part for a vehicle, a tool for producing a plastic part for a vehicle, a system for producing a plastic part for a vehicle and a component made of plastic for a vehicle.

Es ist bekannt, Spritzgussteile aus thermoplastischen Werkstoffen mit einem Glasanteil im Substrat zu spritzen, um das Spritzgussteil im Hinblick auf eine höhere Steifigkeit zu verstärken. Herkömmliche Spritzgießverfahren und hierfür vorgesehene Spritzgießvorrichtungen, -formen und -anlagen sehen dabei die Zuführung eines Substrat-/Glasgemisches mit einem feststehenden Glasanteil zu der Spritzgießform vor.It is known to inject injection-molded parts made of thermoplastic materials with a proportion of glass in the substrate in order to reinforce the injection-molded part with regard to a higher rigidity. Conventional injection molding processes and injection molding devices, molds and systems provided for this purpose provide for the supply of a substrate / glass mixture with a fixed glass content to the injection mold.

Bei den herkömmlichen Verfahren wird über das gesamte Bauteil eine im Wesentlichen gleiche Steifigkeit erzielt. Die erforderliche Steifigkeit und damit der erforderliche Glasanteil werden durch den Bereich oder Abschnitt des Bauteils mit der höchsten Beanspruchung definiert.In the conventional methods, a substantially equal rigidity is achieved over the entire component. The required stiffness and thus the required glass content are defined by the area or section of the highest stress component.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren, ein Werkzeug, eine Anlage und ein Bauteil zu schaffen, welche die Nachteile des Standes der Technik vermeiden. Insbesondere besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, für ein Bauteil für ein Fahrzeug die Möglichkeit zu schaffen, mittels des Urformprozesses veränderliche Bauteileigenschaften herzustellen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, hohe Anteile eines Zusatzstoffes insbesondere in solchen Abschnitten bzw. Bereichen eines Bauteils vorzusehen, wo sie aus Gründen der Festigkeit, des Gewichts oder der Wirtschaftlichkeit gebraucht werden, sodass ein lokal optimierter Festigkeitsverlauf, lokal optimierte Leichtbaueigenschaften, sowie insgesamt Kosten-, Festigkeits- und Gewichtsvorteile erzielt werden können.An object of the present invention is to provide a method, a tool, a plant and a component, which avoid the disadvantages of the prior art. In particular, it is an object of the present invention to provide, for a component for a vehicle, the possibility of producing variable component properties by means of the original molding process. A further object of the invention is to provide high proportions of an additive, especially in those sections or areas of a component where they are needed for reasons of strength, weight or economy, so that a locally optimized strength curve, locally optimized lightweight properties, and overall Cost, strength and weight advantages can be achieved.

Die vorstehend genannte Aufgabe wird wenigstens in Teilaspekten gelöst durch ein erfindungsgemäßes Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1, durch ein Werkzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 11, durch eine Anlage mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 15 sowie durch ein Bauteil mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 18. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Weitere Merkmale, Aufgaben und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Spritzgießform und der erfindungsgemäßen Spritzgießanlage und jeweils umgekehrt und wechselweise, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.The above object is achieved at least in part by a method according to the invention with the features of independent claim 1, by a tool having the features of independent claim 11, by a system having the features of independent claim 15 and by a component having the features of independent claim 18. Further developments and advantageous embodiments of the inventions are specified in the dependent claims. Further features, objects and effects of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings. In this case, features and details that are described in connection with the method according to the invention, also in connection with the injection mold according to the invention and the injection molding according to the invention and in each case vice versa and alternately, so with respect to the disclosure of the individual aspects of the invention always reciprocal reference is or may be.

Gemäß einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffteils für ein Fahrzeug vorgeschlagen, bei welchem einer Form über getrennte Angusspunkte unterschiedliche Substrate zur Ausbildung des Kunststoffteils zugeführt werden, wobei die Substrate unterschiedliche Anteile eines Zusatzstoffs oder unterschiedliche Zusatzstoffe in gleichen oder unterschiedlichen Anteilen in einem Matrixwerkstoff aufweisen. Unter einem Angusspunkt wird in der Urformtechnik ein Punkt in einer Innenwand der Form, an welcher ein Substrat in die Form eintritt, verstanden. Als Substrat wird im Sinne der Erfindung ein Ausgangsstoff zur Herstellung eines Kunststoffteils verstanden. Wie weiter definiert, kann ein Substrat einen Matrixwerkstoff und einen oder mehrere Zusatzstoffe aufweisen. Unter einem Matrixwerkstoff ist im weitesten Sinne ein Kunststoff zu verstehen, der eine molekulare Vernetzung des Substrats nach Ausreaktion oder Aushärtung oder Abkühlung bereitstellt. Es ist bevorzugt, dass für die unterschiedlichen Substrate jeweils der gleiche Matrixwerkstoff verwendet wird. Es ist aber auch denkbar, dass für die unterschiedlichen Substrate unterschiedliche Matrixwerkstoffe verwendet werden oder mehrere Matrixwerkstoffe in gleichen oder unterschiedlichen Anteilen verwendet werden. Der vorliegenden Erfindung liegt als ein bevorzugter Anwendungsfall die Idee zu Grunde, einen differenzierten Glasgehalt vor allem, aber nicht nur, in thermoplastischen Spritzgussteilen vorzusehen. Grundsätzlich ist die Erfindung aber nicht auf das Spritzgießen und nicht auf thermoplastische Kunststoffe und Glas als Werkstoffpaarung für das Substrat beschränkt, sondern kann auf alle Paarungen von Matrixwerkstoff und einem oder mehreren Zusatzstoffen angewendet werden, die sich für einen Urformprozess, bei welchem das Substrat über Angusspunkte in eine Form eingebracht wird, eignen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können in dem beschriebenen Anwendungsfall hohe Faseranteile nur in solchen Abschnitten bzw. Bereichen eines Bauteils vorgesehen werden, wo sie aus Gründen der Festigkeit gebraucht werden. Die Auslegung des Faseranteils muss nicht mehr für das gesamte Bauteil an den Bereich oder die Bereiche mit dem höchsten Anforderungsprofil angepasst werden. Es können ein lokal optimierter Festigkeitsverlauf, lokal optimierte Leichtbaueigenschaften, sowie insgesamt Kosten-, Festigkeits- und Gewichtsvorteile erzielt werden.According to a first aspect of the present invention, a method for producing a plastic part for a vehicle is proposed in which different substrates are fed to a mold via separate starting points for forming the plastic part, wherein the substrates have different proportions of an additive or different additives in equal or different proportions in a matrix material. In the original molding technique, a point in an inner wall of the mold, at which a substrate enters the mold, is understood to mean a gate point. For the purposes of the invention, a substrate is understood to be a starting material for producing a plastic part. As further defined, a substrate may include a matrix material and one or more additives. A matrix material is to be understood in the broadest sense as meaning a plastic which provides molecular crosslinking of the substrate after reaction or curing or cooling. It is preferred that in each case the same matrix material is used for the different substrates. However, it is also conceivable that different matrix materials are used for the different substrates or multiple matrix materials are used in equal or different proportions. The present invention is based on the idea, as a preferred application, of providing a differentiated glass content above all, but not only, in thermoplastic injection molded parts. In principle, however, the invention is not restricted to injection molding and not to thermoplastics and glass as material pairing for the substrate, but can be applied to all matings of matrix material and one or more additives which are suitable for a master molding process in which the substrate has gate points is introduced into a mold suitable. With the method according to the invention, in the described application, high fiber fractions can only be provided in those sections or regions of a component where they are used for reasons of strength. The design of the fiber content no longer has to be adapted for the entire component to the area or areas with the highest requirement profile. It can be a locally optimized strength profile, locally optimized lightweight properties, and overall cost, strength and weight advantages can be achieved.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist die Form eine Spritzgießform. In alternativen Ausführungsformen ist die Erfindung auch auf andere oder abgeleitete formgebende Herstellungsverfahren wie etwa Injektionsgießen, Spritzpressen (engl. Resin Transfer Molding – RTM), oder andere. Neuartige Verfahren wie Rapid Manufacturing/Prototyping basieren beispielsweise auf der Idee eines schichtweisen Abtragens eines Rohkörpers oder einem schichtweisen Auftragen und anschließenden (beispielsweise thermischen) Verfestigen eines Substrats. Bei solchen neuartigen Verfahren kann das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere, aber nicht nur, auf die Herstellung des Rohkörpers oder auf die Zusammensetzung des schichtweise aufgetragenen Substrats angewendet werden.According to a preferred embodiment of the method, the mold is an injection mold. In alternative embodiments, the invention is also applicable to other or derived shaping manufacturing processes such as injection molding, Resin Transfer Molding (RTM) or others. Novel methods such as rapid manufacturing / prototyping are based, for example, on the idea of stratified removal of a green body or a layered application and subsequent (for example thermal) solidification of a substrate. In such novel processes, the process according to the invention can be applied in particular, but not only, to the production of the green body or to the composition of the layered substrate.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist der Matrixwerkstoff ein Thermoplast oder eine Mischung aus mehreren Thermoplasten. Ein Thermoplast ist im Sinne der Erfindung ein unterhalb einer bestimmten Erstarrungstemperatur formstabiler, in einem bestimmten Temperaturbereich oberhalb der Erstarrungstemperatur reversibel verformbarer Kunststoff. Thermoplaste sind insbesondere der Gruppe der Polyolefine zuzuordnen. Die Erfindung wurde unter anderem mit Polypropylen (PP) oder Polyamid (PA), insbesondere Polyamid-6 (PA-6) als bevorzugte Beispiele für den Thermoplast bzw. einen der Thermoplaste ausgeführt. PP (Polypropylen) und PA (Polyamide) sind gängige, vergleichsweise günstige und gut verarbeitbare Thermoplaste. PP ist ein teilkristalliner Thermoplast aus der Gruppe der Polyolefine, der durch Polymerisation von Propen (Summenformel C₃H₆) mit Hilfe von Katalysatoren gewonnen werden kann. PA-6 ist ein Polyamid mit der Summenformel [NH–(CH₂)₅–CO]_n, das sich von der Aminocarbonsäure H₂N-(CH₂)₅-COOH oder dem entsprechenden Lactam ableiten lässt und durch Ringöffnungspolymerisation aus ε-Caprolactam mit Wasser als Starter hergestellt werden kann. Außer PP oder PA kann auch Polyethylen (PE), Polyvinylchlorid (PVC), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat (ABS) und andere umfassen. Die Erfindung ist hierauf nicht beschränkt; vielmehr kann in alternativen Ausführungsformen der Matrixwerkstoff auch auf der Grundlage eines Reaktionsharz, beispielsweise Polyurethan (PU), aufgebaut sein oder ein Duromer sein oder enthalten.According to a preferred embodiment of the method, the matrix material is a thermoplastic or a mixture of a plurality of thermoplastics. A thermoplastic is within the meaning of the invention, below a certain solidification temperature dimensionally stable, in a certain temperature range above the solidification temperature reversibly deformable plastic. Thermoplastics are in particular assigned to the group of polyolefins. The invention has been carried out inter alia with polypropylene (PP) or polyamide (PA), in particular polyamide-6 (PA-6) as preferred examples of the thermoplastic or one of the thermoplastics. PP (polypropylene) and PA (polyamides) are common, relatively cheap and easy to process thermoplastics. PP is a partially crystalline thermoplastic from the group of polyolefins, which can be obtained by polymerization of propene (empirical formula C ₃ H ₆ ) with the aid of catalysts. PA-6 is a polyamide having the empirical formula [NH- (CH ₂ ) ₅ -CO] _n which can be derived from the aminocarboxylic acid H ₂ N- (CH ₂ ) ₅ -COOH or the corresponding lactam and is prepared by ring-opening polymerization from ε- Caprolactam can be prepared with water as a starter. Besides PP or PA, polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS) and others may also be included. The invention is not limited thereto; Rather, in alternative embodiments, the matrix material may also be based on a reaction resin, for example polyurethane (PU), or be a duromer or contain.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist die Zusammensetzung der unterschiedlichen Substrate an unterschiedliche Bauteilanforderungen in unterschiedlichen, den Angusspunkten entsprechenden Bauteilabschnitten angepasst, wobei die unterschiedliche Bauteilanforderungen insbesondere Anforderungen an eine Bauteilfestigkeit oder ein Bauteilgewicht in den jeweiligen Bauteilabschnitten betreffen, wobei insbesondere wenigstens einer der Zusatzstoffe ein Verstärkungsstoff oder ein Füllstoff ist. Dadurch kann in Bauteilabschnitten, an welche hohe Anforderungen gestellt werden, eine optimale Anpassung des Bauteils an Festigkeits- und Gewichtsanforderungen auf wirtschaftlichste Weise erfolgen, da teure Ausgangsstoffe nur da verwenden werden müssen, wo sie aufgrund der Bauteilanforderungen benötigt werden. Ein Verstärkungsstoff ist im Sinne der Erfindung ein Stoff mit einer höheren Festigkeit als der Matrixwerkstoff, während ein Füllstoff im Sinne der Erfindung ein Stoff mit einem geringeren spezifischen Gewicht als der Matrixwerkstoff ist.In accordance with a further preferred embodiment of the method, the composition of the different substrates is adapted to different component requirements in different component sections corresponding to the sprue points, wherein the different component requirements relate in particular to component strength or component weight in the respective component sections, in particular at least one of the additives Reinforcement or a filler is. As a result, in component sections to which high demands are placed, an optimal adaptation of the component to strength and weight requirements can be carried out in the most economical way, since expensive starting materials have to be used only where they are needed because of the component requirements. A reinforcing material in the context of the invention is a substance with a higher strength than the matrix material, while a filler according to the invention is a substance with a lower specific gravity than the matrix material.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist der Zusatzstoff bzw. wenigstens einer der Zusatzstoffe aus einem Material, das aus einer ersten Gruppe enthaltend Glas, Kohlenstoff, Aramid oder dergleichen ausgewählt ist, in der Form von Fasern, Hohlfasern, Nanoröhren hergestellt oder ist aus einem Material, das aus einer zweiten Gruppe enthaltend Talkum, Rezyklat oder dergleichen ausgewählt ist, in der Form von Kugeln, Mikrokugeln, Hohlkugeln, Schnipseln, Granulen oder dergleichen hergestellt. Die genannten Stoffe der ersten Gruppe haben sich als zuverlässige Verstärkungsstoffe für verstärkte Kunststoffe etabliert, die jeweils spezifische Vorteile aufweisen. Beispielsweise ist Glasfaser als vergleichsweise günstiger, Kohlenstoff-Faser als vergleichsweise fester und Aramid als vergleichsweise elastischer Verstärkungsstoff bekannt, wobei Hohlfasern zusätzliche Gewichtsvorteile und Nanoröhren besonders überlegene mechanische und elektrische Eigenschaften aufweisen. Die genannten Stoffe der zweiten Gruppe sind als günstige Füllstoffe geeignet, wobei Hohlformen das spezifische Gewicht noch weiter herabsetzen.According to a further preferred embodiment of the method, the additive or at least one of the additives is made of a material selected from a first group containing glass, carbon, aramid or the like, in the form of fibers, hollow fibers, nanotubes or is made of a Material selected from a second group containing talc, recyclate or the like, in the form of beads, microspheres, hollow spheres, chips, granules or the like. The aforementioned substances of the first group have established themselves as reliable reinforcing materials for reinforced plastics, each of which has specific advantages. For example, glass fiber is relatively more favorable, carbon fiber than comparatively solid, and aramid is known as a comparatively elastic reinforcing material, hollow fibers having additional weight advantages and nanotubes having particularly superior mechanical and electrical properties. The said substances of the second group are suitable as cheap fillers, wherein molds reduce the specific gravity even further.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden die Substrate der Form in plastifiziertem Zustand zugeführt. Die Plastifizierung erfolgt vorzugsweise mittels Extrusion, wobei die Plastifizierungsstrecke einen Teil der Förderstrecke des Substrats bildet, d. h., Zuführung und Plastifizierung fallen bei Extrusion teilweise zusammen. Bei der Plastifizierung bzw. Extrusion erfolgt auch ein Aufschmelzen des oft in fester Form vorgehaltenen Substrats, ggf. unter externer Wärmezufuhr.According to a further preferred embodiment of the method, the substrates are supplied to the mold in a plasticized state. The plasticization is preferably carried out by means of extrusion, wherein the plasticizing section forms part of the conveying path of the substrate, d. h., Feeding and plasticization partially collapse during extrusion. During the plasticization or extrusion, the substrate, which is often stored in solid form, also melts, if necessary with an external supply of heat.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden der Matrixwerkstoff und der Zusatzstoff wenigstens eines der Substrate getrennt voneinander vorgehalten. Dabei erfolgt eine Vermischung der Stoffe durch den Extrusionsvorgang oder in einer vorgeschalteten Mischstufe. Der Matrixwerkstoff kann beispielsweise, aber nicht nur, als Granulat vorgehalten werden. Die getrennte Beschaffung und Bereitstellung kann auf der Seite der Materialkosten eine günstigere Lösung als der Bezug eines fertigen Gemisches sein. Der Anteil an Zusatzstoff ist durch die Prozessführung beeinflussbar und somit an veränderte Bedürfnisse oder fertigungstechnische Randbedingungen anpassbar.According to another preferred embodiment of the method, the Matrix material and the additive of at least one of the substrates kept separately from each other. In this case, the substances are mixed by the extrusion process or in an upstream mixing stage. The matrix material may, for example, but not only, be kept as granules. The separate procurement and provision can be a cheaper solution on the side of the material costs than the purchase of a finished mixture. The proportion of additive can be influenced by the process control and thus adaptable to changing needs or manufacturing constraints.

Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden der Matrixwerkstoff und der Zusatzstoff wenigstens eines der Substrate als vorbereitetes Granulat, insbesondere als Kurzfaser- oder Langfasergranulat, vorgehalten. Da das Granulat bereits vorbereitet ist, kann der Anteil an Verstärkungsstoff konstant und homogen reproduziert werden. Ausdünnungen oder Nestbildungen von Fasern, welche die Bauteileigenschaften beeinträchtigen könnten, sind unwahrscheinlich.According to an alternative preferred embodiment of the method, the matrix material and the additive of at least one of the substrates are prepared as prepared granules, in particular as short-fiber or long-fiber granules. Since the granules are already prepared, the proportion of reinforcing material can be reproduced consistently and homogeneously. Thinning or nesting of fibers that could affect component properties is unlikely.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird ein Mengenverhältnis der Substrate vorab festgelegt. Als Mengenverhältnis wird im Sinne der Erfindung ein Verhältnis der zugeführten Substratmengen je Zeiteinheit zwischen den zugeführten Substraten verstanden. Das Mengenverhältnis kann eine Mehrzahl von Verhältnissen zugeführter Substratmengen je Zeiteinheit umfassen, wenn mehr als zwei Substrate zugeführt werden. Durch Festlegen des Mengenverhältnisses kann der Verlauf der Bereichsgrenzen im Bauteil gesteuert werden.According to a further preferred embodiment of the method, a quantitative ratio of the substrates is determined in advance. For the purposes of the invention, the quantitative ratio is understood as meaning a ratio of the quantities of substrate supplied per unit of time between the supplied substrates. The quantitative ratio may include a plurality of ratios of supplied amounts of substrate per unit time when more than two substrates are supplied. By specifying the quantity ratio, the course of the range limits in the component can be controlled.

Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird ein Mengenverhältnis der Substrate während des Gussvorgangs verändert. Eine Veränderung des Mengenverhältnisses kann das Verhältnis zweier oder einiger Substrate untereinander oder das Verhältnis eines Substrats zu mehreren, ggf. allen anderen betreffen. Auch ein temporäres Unterbrechen, ein vorzeitiger Abbruch oder ein verzögertes Einsetzen der Zufuhr für ein oder mehrere Substrate ist von dieser Vorstellung umfasst. Durch eine zeitliche Veränderung des Mengenverhältnisses können Bereiche unterschiedlicher Eigenschaften im Bauteil gezielt eingebracht werden. So kann etwa durch Zuführung eines Substrats mit einem geringen Verstärkungsstoffanteil nur in einem mittleren zeitlichen Abschnitt des Spritzvorgangs ein Bauteil geschaffen werden, das einen Kern mit einem geringen Anforderungsprofil und einen Randbereich mit einem hohen Anforderungsprofil in Bezug auf die Festigkeit aufweist.According to an alternative preferred embodiment of the method, a quantitative ratio of the substrates is changed during the casting process. A change in the quantitative ratio can relate to the ratio of two or some substrates to one another or the ratio of one substrate to several, if appropriate to all others. Also, a temporary interruption, a premature termination or a delayed onset of delivery for one or more substrates is included in this concept. By changing the quantity ratio over time, areas of different properties can be deliberately introduced in the component. Thus, for example, by supplying a substrate with a low percentage of reinforcing material, a component having a core with a low profile of requirements and an edge area with a high profile of requirements in terms of strength can be provided only in a middle temporal section of the injection process.

Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Werkzeug zur Herstellung eines Kunststoffteils für ein Fahrzeug vorgeschlagen, wobei das Werkzeug eine Form aufweist, welche eine Mehrzahl von Ansgusspunkten aufweist, wobei eine Lage der Angusspunkte einer Lage von unterschiedlichen Bauteilabschnitten mit verschiedenen Bauteilanforderungen, derart angepasst ist, dass einer Kavität der Form über die Angusspunkte Substrate mit unterschiedlichen Eigenschaften zuführbar sind, wobei die unterschiedlichen Eigenschaften insbesondere einen unterschiedlichen Anteileines Zusatzstoffs oder eine unterschiedliche Zusammensetzung von unterschiedlichen Zusatzstoffen in gleichen oder unterschiedlichen Anteilen in einem Matrixwerkstoff betreffen. Unter einer Form ist im Sinne der Erfindung ein Teil oder Abschnitt des Werkzeugs zu verstehen, der eine mit Substrat befüllbare Kavität aufweist und der Ausformung des Bauteils dient. Unter der Kavität der Form ist ein Hohlraum zu verstehen, den das Substrat ausfüllt bzw. die Substrate ausfüllen, um nach Erstarrung das Kunststoffteil auszubilden. Eine solche Form ist für das oben beschriebene Verfahren besonders geeignet.According to a second aspect of the invention, a tool for producing a plastic part for a vehicle is proposed, wherein the tool has a shape which has a plurality of infusion points, wherein a position of the sprue points of a layer of different component sections with different component requirements, is adapted in such a way that substrates of different properties can be fed to a cavity of the mold via the gate points, wherein the different properties relate in particular to a different proportion of an additive or a different composition of different additives in equal or different proportions in a matrix material. For the purposes of the invention, a mold is to be understood as meaning a part or section of the tool which has a cavity which can be filled with substrate and serves for the shaping of the component. The cavity of the mold is to be understood as meaning a cavity which the substrate fills or fill the substrates in order to form the plastic part after solidification. Such a form is particularly suitable for the method described above.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Form eine Spritzgießform auf. Für die Ausformung von thermoplastischen Kunststoffen ist eine Spritzgießform bzw. das Spritzgießverfahren besonders gut etabliert. Alternativ können auch andere Gießformen im Sinne der Erfindung verwendet werden.According to a preferred embodiment, the mold has an injection mold. For the molding of thermoplastics an injection mold or injection molding is particularly well established. Alternatively, other molds can be used in the context of the invention.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Form wenigstens zwei Anschlüsse für Spritzgut und Verteilkanäle von den Anschlüssen zu den Angusspunkten auf. Insbesondere kann die Form mehrere Anschlusspunkte bzw. Anschraubstellen zum Anschließen von Fittings von Zuführungsleitungen oder direkt von Extrudern sowie Kanäle, die von den Anschlüssen zu den Angusspunkten führen, aufweisen.According to a preferred embodiment, the mold has at least two connections for sprayed material and distribution channels from the connections to the sprue points. In particular, the mold may have a plurality of connection points or attachment points for connecting fittings of supply lines or directly from extruders and channels leading from the connections to the gate points.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist wenigstens einer der Verteilkanäle eine Verzweigung zu wenigstens zwei Angusspunkten auf. Mit einer solchen Bauform kann über einen einzigen Anschluss ein Substrat zu mehreren Stellen in der Form, an denen entsprechende Festigkeitseigenschaften des Werkstücks gefordert sind, geleitet werden, und so kann die Anzahl erforderlicher Extruder verringert werden, was sowohl im Hinblick auf Anschaffungskosten als auch die Komplexität der Prozessführung und -steuerung vorteilhaft ist.According to another preferred embodiment, at least one of the distribution channels has a branch to at least two gate points. With such a design, a substrate can be passed to a plurality of locations in the mold where appropriate strength properties of the workpiece are required via a single connection, and thus the number of required extruders can be reduced, both in terms of cost and complexity the process control and control is advantageous.

Gemäß einem dritten Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Anlage zur Herstellung eines Kunststoffteils für ein Fahrzeug vorgeschlagen, welche eine Substratbereitstellungsvorrichtung, eine Substrafförderungseinrichtung und wenigstens eine Form aufweist, wobei die Form eine Mehrzahl von Anschlüssen zur Zuführung von Substrat aufweist, wobei die Substrafförderungseinrichtung wenigstens zwei Fördereinheiten, die zur Förderung von Substraten mit unterschiedlichen Eigenschaften, insbesondere zur Förderung von Substraten mit unterschiedlichen Anteilen eines oder mehrerer Zusatzstoffe in einem Matrixwerkstoff, zu jeweils einem Anschluss der Form ausgelegt und eingerichtet sind. Eine solche Anlage ist für das oben beschriebene Verfahren besonders geeignet, und sie enthält vorzugsweise eine Form, die Bestandteil eines Werkzeugs gemäß vorstehender Beschreibung ist. Vorzugsweise sind Plastifiziereinheiten vorgesehen, die insbesondere, beispielsweise in Form von Extrudern, Bestandteil der Fördereinheiten sein können.According to a third aspect of the invention, there is provided a plant for producing a plastic part for a vehicle, comprising a substrate supplying device, a sub-conveying device and at least one mold, the mold having a plurality of terminals for feeding substrate, the sub-conveying device comprising at least two conveying units, which are designed and arranged for conveying substrates with different properties, in particular for conveying substrates with different proportions of one or more additives in a matrix material, to a respective terminal of the mold. Such a plant is particularly suitable for the process described above and preferably contains a mold which is part of a tool as described above. Preferably, plasticizing units are provided, which in particular, for example in the form of extruders, can be part of the conveyor units.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Substratbereitstellungsvorrichtung ausgelegt und eingerichtet, Substratchargen mit unterschiedlichen Anteilen an Zusatzstoff zur Zuführung an die Spritzgutförderungseinrichtung getrennt bereitzuhalten. In accordance with a preferred embodiment, the substrate supply device is designed and set up to separately provide substrate batches with different proportions of additive for feeding to the spray material delivery device.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Substratbereitstellungsvorrichtung ausgelegt und eingerichtet, Chargen eines Matrixwerkstoffs und Chargen eines oder mehrerer Zusatzstoffe getrennt bereitzuhalten, wobei die Substratbereitstellungsvorrichtung oder die Substrafförderungseinrichtung ausgelegt und eingerichtet ist, hieraus ein Substrat mit unterschiedlichen Anteilen an Zusatzstoff herzustellen.In accordance with another preferred embodiment, the substrate delivery device is configured and arranged to separately provide batches of a matrix material and batches of one or more additives, wherein the substrate delivery device or substraction delivery device is configured and configured to make a substrate therefrom having different proportions of additive.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird ein aus Kunststoff hergestelltes Bauteil für ein Fahrzeug vorgeschlagen, das über wenigstens einen Querschnitt veränderliche Werkstoff-, insbesondere Festigkeits- und/oder Gewichtseigenschaften aufweist, wobei die veränderlichen Werkstoffeigenschaften wenigstens im Wesentlichen durch einen Urformvorgang vermittelt werden. Ein solches Bauteil kann vergleichsweise günstig hergestellt werden, da zur Vermittlung der veränderlichen Eigenschaften nur ein einziges Verfahren benötigt wird und nicht etwa nach einem Spritzgießvorgang noch ein Beschichtungsvorgang oder andere, je nach Art der zu vermittelnden Eigenschaft geeignete Verfahren erforderlich sind. Die veränderlichen Eigenschaften sind vorzugsweise durch einen veränderlichen Anteil an wenigstens einem Zusatzstoff in wenigstens einem Matrixwerkstoff verkörpert, der wesentlich zu der Festigkeit des Bauteils beiträgt. Der Anteil an Zusatzstoff ist dabei besonders bevorzugt an eine lokale Belastungs- oder Gewichts- oder Wirtschaftlichkeitsanforderung angepasst. Zur Herstellung des Bauteils kann beispielsweise vorteilhaft auf das oben beschriebene Verfahren zurückgegriffen werden.According to a further aspect of the invention, a component made of plastic is proposed for a vehicle, which has variable material properties, in particular strength and / or weight properties, over at least one cross section, wherein the variable material properties are mediated at least substantially by a primary molding process. Such a component can be produced comparatively favorably, since only a single method is required for imparting the variable properties, and suitable processes are not required after an injection molding process, nor a coating process or other processes depending on the nature of the property to be imparted. The variable properties are preferably embodied by a variable proportion of at least one additive in at least one matrix material, which contributes significantly to the strength of the component. The proportion of additive is particularly preferably adapted to a local load or weight or economy requirement. For the production of the component can be used, for example, advantageous to the method described above.

In den Zeichnungen ist:In the drawings:

1 eine schematische Darstellung einer Spritzgießanlage gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, 1 a schematic representation of an injection molding according to an embodiment of the invention,

2 eine schematische Darstellung einer Spritzgießform gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, und 2 a schematic representation of an injection mold according to another embodiment of the invention, and

3 eine schematische Darstellung einer Spritzgießform gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung. 3 a schematic representation of an injection mold according to another embodiment of the invention.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Dabei sind gleiche Bauteile in mehreren Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Bauelemente und Merkmale, Zwecke und Wirkungen, die in Bezug auf ein Ausführungsbespiel beschrieben werden, sind, soweit nicht ausdrücklich oder ersichtlich ausgeschlossen, als in jedem anderen Ausführungsbeispiel anwendbar anzunehmen und sollen auch in Bezug auf das jeweils andere Ausführungsbeispiel als offenbart gelten, auch wenn sie dort nicht ausdrücklich gezeigt und/oder beschrieben werden. Es versteht sich ferner, dass die Zeichnungen als schematisch zu verstehen sind und ihnen keine Einschränkungen im Hinblick auf konkrete Abmessungen oder Größenverhältnisse entnommen werden sollen, es sei denn, dies wäre ausdrücklich so beschrieben.Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings. The same components in several figures are each provided with the same reference numerals. Components and features, purposes, and effects described in reference to an exemplary embodiment are, unless expressly or implicitly excluded, to be deemed to be applicable in any other embodiment and are also to be deemed disclosed in relation to the other embodiment, even if they: not explicitly shown and / or described there. It is also to be understood that the drawings are to be understood as schematic and that no restrictions with regard to specific dimensions or size relationships should be taken from them, unless this is expressly so described.

Zunächst wird anhand der Darstellung in 1 ein Beispiel einer Maschinentechnik mit drei Extrudern zur Zuführung von drei verschiedenen Substraten beschrieben. 1 ist eine schematische Darstellung einer Spritzgießanlage 100 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.First, based on the illustration in 1 an example of a machine technology with three extruders for feeding three different substrates described. 1 is a schematic representation of an injection molding plant 100 according to a first embodiment of the present invention.

Gemäß der Darstellung in 1 weist die Spritzgießanlage 100 eine Spritzgießform 1 auf. Die Spritzgießform 1 weist eine erste Werkzeughälfte 2 und eine zweite Werkzeughälfte 3 auf. An der zweiten Werkzeughälfte 3 sind drei Anschlussfittings 4–6 zum Anschließen jeweils eines Extruders 7–9 vorgesehen. Jedem der Extruder 7–9 ist einer von Vorratsbehältern 10-12 für Kunststoffgranulat zugeordnet. Genauer gesagt, ist ein erster Extruder 7 mit einem ersten Vorratsbehälter 10 an einem ersten Anschlussfitting 4 der zweiten Werkzeughälfte 3 der Spritzgießform 1 angeschlossen, ist ein zweiter Extruder 8 mit einem zweiten Vorratsbehälter 11 an einem zweiten Anschlussfitting 5 der zweiten Werkzeughälfte 3 der Spritzgießform 1 angeschlossen, und ist ein dritter Extruder 9 mit einem dritten Vorratsbehälter 12 an einem dritten Anschlussfitting 5 der zweiten Werkzeughälfte 3 der Spritzgießform 1 angeschlossen. Das Granulat in den Vorratsbehältern 10–12 wird jeweils über eine Schütte dem zugehörigen Extruder zugeführt. Die Extruder 7–9 können jeweils direkt oder über eine Rohrleitung mit dem zugehörigen Anschlussfitting 4–6 verbunden sein.As shown in 1 has the injection molding machine 100 an injection mold 1 on. The injection mold 1 has a first tool half 2 and a second tool half 3 on. At the second half of the mold 3 are three connection fittings 4 - 6 for connecting one extruder each 7 - 9 intended. Each of the extruders 7 - 9 is one of storage containers 10 - 12 assigned to plastic granules. More precisely, it is a first extruder 7 with a first reservoir 10 on a first connection fitting 4 the second tool half 3 the injection mold 1 connected, is a second extruder 8th with a second reservoir 11 on a second connection fitting 5 the second tool half 3 the injection mold 1 connected, and is a third extruder 9 with a third reservoir 12 on a third connection fitting 5 the second tool half 3 the injection mold 1 connected. The granules in the storage containers 10 - 12 is fed in each case via a chute the associated extruder. The extruders 7 - 9 can each directly or via a pipeline with the associated connection fitting 4 - 6 be connected.

In der Spritzgießanlage 100 können drei verschiedene Substrate der Spritzgießform 1 zugeführt werden. Demzufolge können mit Hilfe der Spritzgießform 1 Spritzgussteile mit abschnittsweise drei unterschiedlichen Werkstoffeigenschaften hergestellt werden. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit sei der erste Vorratsbehälter 10 mit einem Granulat aus Polyamid 6 (PA6) mit einem Anteil von 30 Gew.-% Glasfaser (DIN-Kurzzeichen: PA6 GF30) als einem ersten Substrat gefüllt, sei der zweite Vorratsbehälter 11 mit einem Granulat aus PA6 mit einem Anteil von 10 Gew.-% Glasfaser (PA6 GF10) als einem zweiten Substrat gefüllt, und sei der dritte Vorratsbehälter 12 mit reinem PA6-Rezyklat-Granulat ohne Glasfaseranteil als einem dritten Substrat gefüllt. Im Sinne der Erfindung ist PA6 ein Matrixwerkstoff und ist Glasfaser ein Verstärkungswerkstoff. Das aus den Vorratsbehältern 10–12 den Extrudern 7–9 zugeführte Granulat wird in diesen Extrudern 7–9 aufgeschmolzen, vermischt, verdichtet und gefördert, um als geschmolzenes Substrat an den Anschlussfittings 4–6 der zweiten Werkzeughälfte 3 der Spritzgießform 1 anzuliegen.In the injection molding plant 100 can use three different substrates of the injection mold 1 be supplied. Consequently, with the help of the injection mold 1 Injection molded parts are produced with sections of three different material properties. Without limiting the general public is the first reservoir 10 filled with a granules of polyamide 6 (PA6) with a proportion of 30 wt .-% glass fiber (DIN abbreviation: PA6 GF30) as a first substrate, be the second reservoir 11 with a granulate of PA6 with a proportion of 10 wt .-% glass fiber (PA6 GF10) as a second Substrate filled, and be the third reservoir 12 filled with pure PA6 recyclate granules without glass fiber content as a third substrate. For the purposes of the invention PA6 is a matrix material and glass fiber is a reinforcing material. This from the storage containers 10 - 12 the extruders 7 - 9 fed granules is in these extruders 7 - 9 melted, mixed, compacted and conveyed to a molten substrate on the fitting fittings 4 - 6 the second tool half 3 the injection mold 1 to rest.

Ein innerer Aufbau der Spritzgießform 1 ist in 2 in einer schematischen Darstellung in weiteren Einzelheiten gezeigt. Dass die Werkzeughälften 2, 3 mit einem Abstand dargestellt sind, ist der Deutlichkeit der Darstellung geschuldet. Während des Einschießens liegen die Werkzeughälften 2, 3 natürlich dicht aufeinander. Die Spritzgießform 1 ist gleichzeitig ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.An internal structure of the injection mold 1 is in 2 in a schematic representation shown in more detail. That the tool halves 2 . 3 are represented with a distance, the clarity of the representation owed. During the shooting, the halves of the tool lie 2 . 3 naturally close to each other. The injection mold 1 is simultaneously another embodiment of the present invention.

Gemäß der Darstellung in 2 weist die erste Werkzeughälfte 2 der Spritzgießform 1 einen ersten Halbraum 13 auf und weist die zweite Werkzeughälfte 3 der Spritzgießform 1 einen zweiten Halbraum 14 auf. Der erste Halbraum 14 und der zweite Halbraum 14 bilden zusammen eine Kavität, deren Kontur eine Negativform einer Kontur eines darin herzustellenden Werkstücks (nicht näher dargestellt) ist.As shown in 2 shows the first half of the tool 2 the injection mold 1 a first half-space 13 and shows the second half of the tool 3 the injection mold 1 a second half-space 14 on. The first half-space 14 and the second half-space 14 together form a cavity whose contour is a negative shape of a contour of a workpiece to be produced therein (not shown in detail).

In einer Außenwand 3a der zweiten Werkzeughälfte 3 sind ein erster Anschraubpunkt 3b zum Anschrauben des ersten Anschlussfittings 5 (vgl. 1), ein zweiter Anschraubpunkt 3c zum Anschrauben des zweiten Anschlussfittings 6 und ein dritter Anschraubpunkt 3d zum Anschrauben des dritten Anschlussfittings 7 ausgebildet. Innerhalb der zweiten Werkzeughälfte 3 sind ein erster Angusskanal 15, ein zweiter Angusskanal 16 und ein dritter Angusskanal 17 ausgebildet. Der erste Angusskanal 15 erstreckt sich von dem ersten Anschraubpunkt 3b zu einem ersten Austrittspunkt 15a, der an einer Innenwand 14a des zweiten Halbraums 14 ausgebildet ist. Gleichermaßen erstreckt sich der zweite Angusskanal 16 von dem zweiten Anschraubpunkt 3c zu einem zweiten Austrittspunkt 16a an der Innenwand 14a und erstreckt sich der dritte Angusskanal 17 von dem dritten Anschraubpunkt 3d zu einem dritten Austrittspunkt 17a an der Innenwand 14a des zweiten Halbraums 14.In an outer wall 3a the second tool half 3 are a first screw-on point 3b for screwing on the first connection fitting 5 (see. 1 ), a second attachment point 3c for screwing on the second connection fitting 6 and a third screw point 3d for screwing on the third connection fitting 7 educated. Within the second tool half 3 are a first sprue 15 , a second sprue 16 and a third sprue 17 educated. The first sprue 15 extends from the first attachment point 3b to a first exit point 15a standing on an interior wall 14a of the second half space 14 is trained. Likewise, the second runner extends 16 from the second screw point 3c to a second exit point 16a on the inner wall 14a and extends the third runner 17 from the third screw point 3d to a third exit point 17a on the inner wall 14a of the second half space 14 ,

Wenn der erste Extruder 7 aus 1 zum Zuführen von PA6 GF30 mit dem ersten Anschraubpunkt 3b der zweiten Werkzeughälfte 4, der zweite Extruder 8 zum Zuführen von PA6 GF10 mit dem zweiten Anschraubpunkt 3c und der dritte Extruder 9 zum Zuführen von PA6-Rezyklat mit dem dritten Anschraubpunkt 3d verbunden sind, ist dem zweiten Halbraum 14, der in der zweiten Werkzeughälfte 3 ausgebildet ist, über den ersten Austrittspunkt 15a plastifiziertes PA6 GF30, über den zweiten Austrittspunkt plastifiziertes 16a PA6 GF10 und über den dritten Austrittspunkt 17a plastifiziertes PA6-Rezyklat zuführbar.If the first extruder 7 out 1 for feeding PA6 GF30 with the first screw-on point 3b the second tool half 4 , the second extruder 8th for feeding PA6 GF10 with the second screw-on point 3c and the third extruder 9 for feeding PA6 recyclate with the third screw point 3d is connected to the second half space 14 in the second tool half 3 is formed, over the first exit point 15a plasticized PA6 GF30, plasticized over the second exit point 16a PA6 GF10 and over the third exit point 17a plasticized PA6 recyclate can be supplied.

Im Gießprozess bzw. beim Einschießen werden die Extruder 7–9 gleichzeitig betrieben. Es werden sich daher in dem durch den ersten Halbraum 13 und den zweiten Halbraum 14 gebildeten Hohlraum ein erster Füllbereich 18, der wenigstens im Wesentlichen PA6 GF30 enthält, ein zweiter Füllbereich 19, der wenigstens im Wesentlichen PA6 GF10 enthält, und ein dritter Füllbereich 20, der wenigstens im Wesentlichen PA6-Rezyklat enthält, ausbilden, wobei sich in einem ersten Grenzbereich 21 zwischen dem ersten Füllbereich 18 und dem zweiten Füllbereich 19 eine homogene Vermischung von PA6 GF30 und PA6 GF10 und in einem zweiten Grenzbereich 22 zwischen dem zweiten Füllbereich 19 und dem dritten Füllbereich 20 eine homogene Vermischung von PA6 GF10 und PA6-Rezyklat einstellt. Der erste Füllbereich 18 mit PA6 GF30 kann dann einem Bauteilabschnitt mit hoher Anforderung, der zweite Füllbereich 19 mit PA6 GF10 einem Bauteilabschnitt mit reduzierten Anforderungen und der dritte Füllbereich 20 mit PA6-Rezyklat einem Bauteilabschnitt mit niedriger Anforderung entsprechen.In the casting process or when shooting the extruder 7 - 9 operated simultaneously. It will therefore be in the first half space 13 and the second half space 14 formed cavity a first filling area 18 at least substantially containing PA6 GF30, a second fill region 19 at least substantially containing PA6 GF10, and a third filling area 20 forming at least substantially PA6 recyclate, forming in a first boundary region 21 between the first filling area 18 and the second filling area 19 a homogeneous mixing of PA6 GF30 and PA6 GF10 and in a second boundary area 22 between the second filling area 19 and the third filling area 20 Homogenous mixing of PA6 GF10 and PA6 recyclate sets. The first filling area 18 With PA6 GF30 can then be a component section with high requirement, the second filling area 19 with PA6 GF10 a component section with reduced requirements and the third filling area 20 with PA6 recyclate correspond to a low requirement part of the component.

Im Gießprozess können die Extruder 7–9 beispielsweise mit konstanter und vorab festgelegter Förderrate betrieben. Durch Abänderung der Förderraten der Extruder 7–9 können die Mengenverhältnisse zwischen PA6 GF30, PA6 GF10 und PA6-Rezyklat und kann damit die Größe, d. h., das Volumen der einzelnen Füllbereiche 18–20 bzw. das Volumenverhältnis zwischen den Füllbereichen 18–20 verändert werden. Ebenso kann durch zeitliche Variation der Förderraten der Extruder 18–20 die Ausbildung der Füllbereiche 18–20 auch in der Tiefe des Werkzeugs 2, 3 gut gesteuert werden. Darüber hinaus kann, muss aber nicht, das Einschießen über die unterschiedlichen Austrittspunkte zeitlich versetzt beginnen und/oder enden, je nachdem, wie groß die unterschiedlichen Füllbereiche 18, 19, 20 sein sollen und welche räumliche Lagebeziehung sie zueinander aufweisen sollen. Dabei ist darauf zu achten, dass sich die Schmelzen der Füllbereiche an den der Fließfronten homogen verbinden, sodass sich die Grenzbereiche 21, 22 zuverlässig ausbilden. Dies begrenzt auch den maximalen zeitlichen Versatz beim Einspritzen der Schmelzen. Die Abstimmung der Bereiche kann über ein Werkzeugfüllsimulationsverfahren erfolgen.In the casting process, the extruders 7 - 9 operated, for example, with a constant and predetermined delivery rate. By changing the delivery rates of the extruder 7 - 9 The proportions between PA6 GF30, PA6 GF10 and PA6 recyclate can be used to determine the size, ie, the volume of each filling area 18 - 20 or the volume ratio between the filling areas 18 - 20 to be changed. Similarly, by temporal variation of the delivery rates of the extruder 18 - 20 the formation of the filling areas 18 - 20 also in the depth of the tool 2 . 3 be well controlled. In addition, but need not, the shooting start over the different exit points offset in time and / or end, depending on how large the different filling areas 18 . 19 . 20 should be and which spatial position relationship they should have to each other. Care must be taken to ensure that the melts of the filling areas merge homogeneously with those of the flow fronts so that the boundary areas 21 . 22 train reliably. This also limits the maximum time offset when injecting the melts. The tuning of the areas can be done via a tool filling simulation method.

Ein innerer Aufbau der Spritzgießform 1' gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in 3 in einer schematischen Darstellung in weiteren Einzelheiten gezeigt. Die Spritzgießform 1' dieses Ausführungsbeispiels ist eine Abwandlung der in 2 gezeigten Spritzgießform 1 des vorherigen Ausführungsbeispiels und ist im Wesentlichen wie jene aufgebaut. Die nachstehende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Abweichungen zu dem vorherigen Ausführungsbeispiel.An internal structure of the injection mold 1' According to a further embodiment of the present invention is in 3 in a schematic representation shown in more detail. The injection mold 1' this embodiment is a modification of the in 2 shown injection mold 1 of the previous embodiment and is basically constructed like those. The following description is essentially limited to the deviations from the previous embodiment.

In Abweichung von dem vorherigen Ausführungsbeispiel sind nur zwei Substratzuführungen, nämlich für PA6 GF30 und für PA6 GF10 vorgesehen. Gemäß der Darstellung in 3 weist die erste Werkzeughälfte 2 der Spritzgießform 1 den ersten Halbraum 13 auf und weist die zweite Werkzeughälfte 3 den zweiten Halbraum 14 auf, welche zusammen die Kavität bilden, deren Kontur eine Negativform einer Kontur eines darin herzustellenden Werkstücks (nicht näher dargestellt) ist. In der Außenwand 3a der zweiten Werkzeughälfte 4 sind der erste Anschraubpunkt 3b und der zweite Anschraubpunkt 3c ausgebildet. Innerhalb der zweiten Werkzeughälfte 3 sind der erster Angusskanal 15 und der zweite Angusskanal 16 ausgebildet. Der erste Angusskanal 15 erstreckt sich von dem ersten Anschraubpunkt 3b zu dem ersten Austrittspunkt 15a, und der zweite Angusskanal 16 erstreckt sich von dem zweiten Anschraubpunkt 3c zu dem zweiten Austrittspunkt 16a, die jeweils an der Innenwand 14a des zweiten Halbraums 14 ausgebildet sind. Abweichend von dem vorherigen Ausführungsbeispiel entfällt ein dritter Anschraubpunkt zum Anschließen eines dritten Extruders (und damit auch ein dritter Extruder) und ist statt des dritten Angusskanal 17 (vgl. 2) ein dritter Angusskanal 17' als Abzweigkanal von dem ersten Angusskanal 15 abzweigend ausgebildet, der sich zu dem dritten Austrittspunkt 17a an der Innenwand 14a des zweiten Halbraums 14 erstreckt.In contrast to the previous exemplary embodiment, only two substrate feeds are provided, namely for PA6 GF30 and for PA6 GF10. As shown in 3 shows the first half of the tool 2 the injection mold 1 the first half-space 13 and shows the second half of the tool 3 the second half space 14 which together form the cavity whose contour is a negative mold of a contour of a workpiece to be produced therein (not shown in greater detail). In the outer wall 3a the second tool half 4 are the first screw-on point 3b and the second screw point 3c educated. Within the second tool half 3 are the first sprue 15 and the second sprue 16 educated. The first sprue 15 extends from the first attachment point 3b to the first exit point 15a , and the second sprue 16 extends from the second screw point 3c to the second exit point 16a , each on the inner wall 14a of the second half space 14 are formed. Notwithstanding the previous embodiment eliminates a third attachment point for connecting a third extruder (and thus a third extruder) and is instead of the third runner 17 (see. 2 ) a third sprue 17 ' as a branch channel from the first runner 15 branching formed, which is to the third exit point 17a on the inner wall 14a of the second half space 14 extends.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird also nicht nur der erste Füllbereich 18, sondern auch der dritte Füllbereich 20 mit IPA6 GF30 gefüllt, sodass in dem herzustellenden Werkstück zwei Bauteilabschnitte mit hohen Anforderungen entstehen, die einen Bauteilabschnitt (zweiter Füllbereich 19) mit reduzierten Anforderungen umfassen.In this embodiment, therefore, not only the first filling area becomes 18 but also the third filling area 20 filled with IPA6 GF30, so that in the workpiece to be produced two component sections with high demands, the one component section (second filling 19 ) with reduced requirements.

In den Figuren nicht dargestellt sind Einrichtungen zum Öffnen und Schließen der Werkzeughälften 2, 3, zur Kühlung derselben, etwa durch Ausbildung von Kühlkanälen oder Kühlmanschetten, und Steuerelemente wie Schaltkästen, Leitungen, Ventile etc. Gleichwohl können solche Einrichtungen und Elemente nach den Erfordernissen und gemäß dem herkömmlichen Wissen und Können des Fachmanns hinzugefügt werden.Not shown in the figures are means for opening and closing the mold halves 2 . 3 for cooling the same, such as through the formation of cooling channels or cooling sleeves, and controls such as control boxes, conduits, valves, etc. However, such equipment and elements may be added as required and in accordance with the conventional knowledge and ability of those skilled in the art.

Anstelle einer Ansteuerung der Extruder kann auch eine Ventilsteuerung zur Steuerung der Fördermengen in den Angusskanälen 15–17, 17' vorgesehen sein. Insbesondere kann das Verhältnis der Fördermengen in dem ersten Angusskanal 15 und dem Abzweigkanal 17' durch ein Stellelement wie etwa eine Ventil- oder Schieberanordnung eingestellt bzw. gesteuert werden.Instead of controlling the extruder can also be a valve control to control the flow rates in the sprue 15 - 17 . 17 ' be provided. In particular, the ratio of the flow rates in the first runner 15 and the branch channel 17 ' be controlled by an actuator such as a valve or slider assembly.

Die Erfindung wurde vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele, -varianten, -alternativen und Abwandlungen beschrieben und in den Figuren veranschaulicht. Dabei sind die Spritzgießformen 1, 1' jeweils ein Werkzeug im Sinne der Erfindung, sind Austrittspunkte 15a, 16a, 17a Angusspunkte im Sinne der Erfindung, bilden die Halbräume 13, 14 eine Kavität im Sinne der Erfindung, sind die Extruder 7–9 Substrafförderungseinrichtungen im Sinne der Erfindung und sind die Vorratsbehälter 10–12 Substratbereitstellungseinrichtungen im Sinne der Erfindung. Diese Beschreibungen und Darstellungen sind schematisch und schränken den Schutzumfang der Ansprüche nicht ein, sondern dienen im Wesentlichen deren beispielhafter Veranschaulichung. Es versteht sich, dass die Erfindung auf vielfältige Weise ausgeführt und abgewandelt werden kann, ohne den Schutzumfang der Patentansprüche zu verlassen.The invention has been described above with reference to preferred embodiments, variants, alternatives and modifications and illustrated in the figures. Here are the injection molds 1 . 1' each a tool in the context of the invention, are exit points 15a . 16a . 17a Gating points in the sense of the invention form the half-spaces 13 . 14 a cavity according to the invention, are the extruder 7 - 9 Substrafförderungseinrichtungen within the meaning of the invention and are the reservoir 10 - 12 Substrate providing devices according to the invention. These descriptions and illustrations are schematic and do not limit the scope of the claims, but essentially serve to exemplify them. It is understood that the invention can be embodied and modified in many ways without departing from the scope of the claims.

Beispielsweise können anstelle der Extruder 7 bis 9 beliebige Vorrichtungen zur Plastifizierung der Substrate verwendet werden. Die in den Ausführungsbeispielen genannten Substrate sind völlig beispielhaft und dienen nur der Veranschaulichung der Erfindung, ohne dass diese darauf beschränkt wäre.For example, instead of the extruder 7 to 9 Any devices for plasticizing the substrates can be used. The substrates mentioned in the exemplary embodiments are completely exemplary and serve only to illustrate the invention without it being restricted thereto.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100: Spritzgießanlageinjection molding
1, 1'1, 1 ': Spritzgießforminjection mold
22: erste Werkzeughälftefirst tool half
33: zweite Werkzeughälftesecond tool half
3a3a: Außenwandouter wall
3b–3d3b-3d: Anschraubpunktemounting points
4–64-6: Anschlussfittings für ExtruderConnection fittings for extruders
77: Extruder (PA6 GF30)Extruder (PA6 GF30)
88th: Extruder (PA6 GF10)Extruder (PA6 GF10)
99: Extruder (PA6 Rezyklat)Extruder (PA6 recyclate)
10–1210-12: Vorratsbehälter und Schütte für GranulatReservoir and chute for granules
1313: erster Halbraumfirst half-space
1414: zweiter Halbraumsecond half space
14a14a: Innenwandinner wall
1515: erster Angusskanalfirst sprue
15a15a: erster Austrittspunktfirst exit point
1616: zweiter Angusskanalsecond sprue
16a16a: zweiter Austrittspunktsecond exit point
1717: dritter Angusskanalthird sprue
17'17 ': dritter Angusskanal (Zweigkanal)third sprue (branch channel)
17a17a: dritter Austrittspunktthird exit point
1818: erster Füllbereichfirst filling area
1919: zweiter Füllbereichsecond filling area
2020: dritter Füllbereichthird filling area
2121: erster Grenzbereichfirst border area
2222: zweiter Grenzbereichsecond border area

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffteils für ein Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass einer Form über getrennte Angusspunkte unterschiedliche Substrate zur Ausbildung des Kunststoffteils zugeführt werden, wobei die Substrate unterschiedliche Anteile eines Zusatzstoffs oder unterschiedliche Zusatzstoffe in gleichen oder unterschiedlichen Anteilen in einem Matrixwerkstoff aufweisen.Method for producing a plastic part for a vehicle, characterized in that different substrates for forming the plastic part are fed to a mold via separate starting points, wherein the substrates have different proportions of an additive or different additives in the same or different proportions in a matrix material.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Form eine Spritzgießform ist.A method according to claim 1, characterized in that the mold is an injection mold.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Matrixwerkstoff ein Thermoplast, vorzugsweise Polypropylen oder ein Polyamid, insbesondere Polyamid-6, oder eine Mischung aus mehreren Thermoplasten, vorzugsweise Polypropylen und einem Polyamid, insbesondere Polyamid-6, ist.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the matrix material is a thermoplastic, preferably polypropylene or a polyamide, in particular polyamide-6, or a mixture of a plurality of thermoplastics, preferably polypropylene and a polyamide, in particular polyamide-6.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung der unterschiedlichen Substrate an unterschiedliche Bauteilanforderungen in unterschiedlichen, den Angusspunkten entsprechenden Bauteilabschnitten angepasst ist, wobei die unterschiedliche Bauteilanforderungen insbesondere Anforderungen an eine Bauteilfestigkeit oder ein Bauteilgewicht in den jeweiligen Bauteilabschnitten betreffen, wobei insbesondere wenigstens einer der Zusatzstoffe ein Verstärkungsstoff oder ein Füllstoff ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the composition of the different substrates is adapted to different component requirements in different, the gate points corresponding component sections, wherein the different component requirements in particular requirements for component strength or component weight in the respective component sections, in particular at least one of the additives is a reinforcing agent or a filler.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzstoff bzw. wenigstens einer der Zusatzstoffe aus einem Material, das aus einer ersten Gruppe enthaltend Glas, Kohlenstoff, Aramid oder dergleichen ausgewählt ist, in der Form von Fasern, Hohlfasern, Nanoröhren hergestellt ist oder aus einem Material, das aus einer zweiten Gruppe enthaltend Talkum, Rezyklat oder dergleichen ausgewählt ist, in der Form von Kugeln, Mikrokugeln, Hohlkugeln, Schnipseln, Granulen oder dergleichen hergestellt ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the additive or at least one of the additives is made of a material which is selected from a first group containing glass, carbon, aramid or the like, in the form of fibers, hollow fibers, nanotubes or made of a material selected from a second group containing talc, recyclate or the like, in the form of spheres, microspheres, hollow spheres, chips, granules or the like.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Substrate der Form in plastifiziertem Zustand zugeführt werden, wobei die Plastifizierung vorzugsweise mittels Extrusion erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the substrates are supplied to the mold in the plasticized state, wherein the plasticization is preferably carried out by means of extrusion.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Matrixwerkstoff und der Zusatzstoff wenigstens eines der Substrate getrennt voneinander vorgehalten werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the matrix material and the additive of at least one of the substrates are kept separately from each other.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Matrixwerkstoff und der Zusatzstoff wenigstens eines der Substrate als vorbereitetes Granulat, insbesondere als Kurzfaser- oder Langfasergranulat, vorgehalten werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the matrix material and the additive of at least one of the substrates are prepared as prepared granules, in particular as short-fiber or long-fiber granules.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mengenverhältnis der Substrate vorab festgelegt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a quantitative ratio of the substrates is determined in advance.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mengenverhältnis der Substrate während des Gussvorgangs verändert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a quantitative ratio of the substrates is changed during the casting process.

Werkzeug zur Herstellung eines Kunststoffteils für ein Fahrzeug, wobei das Werkzeug eine Form aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Form eine Mehrzahl von Angusspunkten aufweist, wobei eine Lage der Angusspunkte einer Lage von unterschiedlichen Bauteilabschnitten mit verschiedenen Bauteilanforderungen derart angepasst ist, dass einer Kavität der Form über die Angusspunkte Substrate mit unterschiedlichen Eigenschaften zuführbar sind, wobei die unterschiedlichen Eigenschaften insbesondere einen unterschiedlichen Anteil eines Zusatzstoffs oder eine unterschiedliche Zusammensetzung von unterschiedlichen Zusatzstoffen in gleichen oder unterschiedlichen Anteilen in einem Matrixwerkstoff betreffen, wobei die verschiedenen Bauteilanforderungen insbesondere Anforderungen an eine Bauteilfestigkeit oder ein Bauteilgewicht in den jeweiligen Bauteilabschnitten betreffen.A tool for producing a plastic part for a vehicle, the tool having a shape, characterized in that the mold has a plurality of gate points, wherein a position of the gate points of a layer of different component sections with different component requirements adapted such that a cavity of the mold Substrates with different properties can be supplied via the gate points, wherein the different properties relate in particular to a different proportion of an additive or a different composition of different additives in equal or different proportions in a matrix material, the various component requirements in particular requirements for a component strength or a component weight in relate to the respective component sections.

Werkzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug eine Spritzgießform aufweist.Tool according to claim 11, characterized in that the tool has an injection mold.

Werkzeug nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Form wenigstens zwei Anschlüsse für die Substrate und Verteilkanäle von den Anschlüssen zu den Angusspunkten aufweist.Tool according to claim 11 or 12, characterized in that the mold has at least two connections for the substrates and distribution channels from the connections to the gate points.

Werkzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Verteilkanäle eine Verzweigung zu wenigstens zwei Angusspunkten aufweist.Tool according to claim 13, characterized in that at least one of the distribution channels has a branch to at least two gate points.

Anlage zur Herstellung eines Kunststoffteils für ein Fahrzeug, welche eine Substratbereitstellungsvorrichtung, eine Substratförderungseinrichtung und wenigstens eine Form aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Form eine Mehrzahl von Anschlüssen zur Zuführung von Substrat aufweist, wobei die Substrafförderungseinrichtung wenigstens zwei Fördereinheiten, die zur Förderung von Substraten mit unterschiedlichen Eigenschaften, insbesondere zur Förderung von Substraten mit unterschiedlichen Anteilen eines oder mehrerer Zusatzstoffe in einem Matrixwerkstoff, zu jeweils einem Anschluss der Form ausgelegt und eingerichtet sind, wobei die Form Bestandteil eines Werkzeugs ist, das vorzugsweise nach einem der Ansprüche 11 bis 14 ausgebildet ist.Plant for producing a plastic part for a vehicle, which has a substrate supply device, a substrate conveying device and at least one mold, characterized in that the mold has a plurality of connections for supplying substrate, wherein the Subwalfförderseinrichtung at least two conveyor units, which for conveying substrates with different properties, in particular for the promotion of substrates with different proportions of one or more additives in a matrix material, are designed and set up for each connection of the mold, the mold Component of a tool, which is preferably designed according to one of claims 11 to 14.

Anlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Substratbereitstellungsvorrichtung ausgelegt und eingerichtet ist, Substratchargen mit unterschiedlichen Anteilen an Zusatzstoff zur Zuführung an die Substratförderungseinrichtung getrennt bereitzuhalten.Installation according to claim 15, characterized in that the substrate providing device is designed and set up to provide substrate batches with different proportions of additive separately for supply to the substrate conveying device.

Anlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Substratbereitstellungsvorrichtung ausgelegt und eingerichtet ist, Chargen eines Matrixwerkstoffs und Chargen eines oder mehrerer Zusatzstoffe getrennt bereitzuhalten, wobei die Substratbereitstellungsvorrichtung oder die Substratförderungseinrichtung ausgelegt und eingerichtet ist, hieraus ein Substrat mit unterschiedlichen Anteilen an Zusatzstoff herzustellen.Installation according to claim 15, characterized in that the substrate providing device is designed and arranged to hold batches of a matrix material and batches of one or more additives separately, wherein the substrate providing device or the substrate conveying device is designed and arranged to produce therefrom a substrate having different proportions of additive.

Aus Kunststoff hergestelltes Bauteil für ein Fahrzeug, gekennzeichnet durch über wenigstens einen Querschnitt veränderliche Werkstoff-, insbesondere Festigkeits- und/oder Gewichtseigenschaften, wobei die veränderlichen Werkstoffeigenschaften wenigstens im Wesentlichen durch einen Urformvorgang vermittelt werden und vorzugsweise durch einen veränderlichen Anteil an wenigstens einem Zusatzstoff in wenigstens einem Matrixwerkstoff verkörpert sind, wobei der Anteil an Zusatzstoff besonders bevorzugt an eine lokale Belastungs- oder Gewichts- oder Wirtschaftlichkeitsanforderung angepasst ist, wobei das Bauteil beispielsweise durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 hergestellt ist.Made of plastic component for a vehicle, characterized by at least one cross section variable material, in particular strength and / or weight properties, wherein the variable material properties are at least substantially mediated by a primary molding and preferably by a variable proportion of at least one additive in at least a matrix material, wherein the proportion of additive is particularly preferably adapted to a local load or weight or economy requirement, wherein the component is produced for example by a method according to one of claims 1 to 10.