DE10330550B4 - Spritzgiesswerkzeug - Google Patents

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Abstract

Spritzgießwerkzeug mit einem Formhohlraum, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandungen des Formhohlraums mit einer Schicht aus einem im IR-Bereich schwarzem Material beschichtet sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Spritzgießwerkzeug, das mit einem formgebenden Formhohlraum versehen ist, in die die in einer Spritzgießmaschine plastifizierte Formmasse unter Druck eingespritzt wird.
  • Bei derartigen Spritzgießwerkzeugen ist der Wärmeübergang zwischen der Formmasse und dem Formhohlraum von Bedeutung: Für thermoplastische Formassen erstarrt die erwärmte Formmasse in dem die Wärmeenergie aus der Formmasse abführenden, relativ kalten Werkzeug, für unter Einbringen von Wärme härtbare Formmassen ist das Werkzeug heiß, die Formmasse härtet unter Aufnehmen von Wärmeenergie aus dem Werkzeug aus.
  • Die allgemein üblichen oder sogar polierten Flächen des Formhohlraums sind schlechte Infrarot-Strahler oder Absorber, der Wärmeübergang ist damit unzureichend, was die Taktgeschwindigkeit beeinträchtigt und Bauteilverzug bzw. -verspannungen durch ungleichförmiges Abkühlen bzw. Aufheizen verursachen kann.
  • In der DE 43 07 816 C2 wird auf die hohe Absorptionsfähigkeit von dunklen, insbesondere schwarzen Stoffen hingewiesen. Anwendung findet diese Eigenschaft bei der Verarbeitung von Kunststofffolien, wobei eine Heizplatte mit einer schwarzen Eloxalschicht überzogen ist.
  • In der DE 42 03 303 A1 ist eine Strahlungsheizung beschrieben, die einen in einem Raum befindlichen Körper mittels Wärmeenergie, die auf Flächenheizkörper übertragen wird und in eine Temperaturstrahlung umgewandelt wird, beheizt.
    •
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Spritzgießwerkzeug zu schaffen, das es erlaubt, bei einer höhere Taktgeschwindigkeit im wesentlichen verzugsfreie Bauteile zu schaffen.
  • Erfindungsgemäß wird dieses Aufgabe dadurch gelöst, dass die Wandungen des Formhohlraumsschwarz ausgebildet sind.
  • Vorzugsweise handelt es sich bei dem im IR-Bereich schwarzen Material um Titanaluminium-Nitrid, Bornitrid, Titancarbonitrid oder ein anderes, beispielsweise aus der Zerspanungstechnik bekanntes Beschichtungsmaterial.
  • Durch die Erfindung wird also vorgeschlagen, den Formhohlraum eines Spritzgießwerkzeugs schwarz auszubilden, vorzugsweise mit einem im IR-Bereich schwarzen, dünnen und verschleißfesten Material zu belegen. Dabei kann ein übliches PVD-Verfahren (also ein Hochvakuumbeschichtungsverfahren) verwendet werden, um eine Schicht abzuscheiden, die in ihren Eigenschaften einem physikalischen „schwarzen Strahler" möglichst nahe kommt.
  • Die Wärmestrahlung aus der Tiefe der Formmasse, die als nichtmetallische Werkstoffe bzw. als Dielektrikum für IR-Strahlung mindestens teildurchlässig ist, gelangt an die Wandung des Formhohlraums, wo sie aufgrund deren schwarzer Oberfläche ohne erhebliche Reflexion aufgenommen und in das Werkzeug eingeleitet wird. Umgekehrt wird bei einer schwarzen Oberfläche die Wärme auch durch IR-Strahlung in die Formmasse eingebracht. Die schwarze Oberfläche bewirkt dabei einen schnelleren Wärmeübergang, da neben der Wärmeleitung auch ein Übergang der Wärmeenergie durch Wärmestrahlung erfolgt.
  • Von Bedeutung ist dabei, dass der bei dem Abkühlen der Formmasse entstehende kleine Spalt zwischen der Formmasse und den Wandungen des Formhohlraums, der die direkte Wärmeleitung erheblich einschränkt, den mittels Wärmestrahlung erfolgenden, von einem Anpressdruck unabhängigen Wärmeübergang praktisch ungehindert zulässt.
  • Die schwarze Ausbildung der Wandungen des Formhohlraums erlaubt weiter eine genaue Messung der Temperatur der Wandungen mit einem IR-Thermometer.
    •

Claims (2)

  1. Spritzgießwerkzeug mit einem Formhohlraum, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandungen des Formhohlraums mit einer Schicht aus einem im IR-Bereich schwarzem Material beschichtet sind.
  2. Spritzgießwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das im IR-Bereich schwarze Material Titanaluminium-Nitrid, Bornitrid oder Titancarbonitrid ist.
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