DE2162080B2

DE2162080B2 - Verfahren zur herstellung von formstuecken aus thermoplastischem material

Info

Publication number: DE2162080B2
Application number: DE19712162080
Authority: DE
Inventors: Rene Henri Bordeaux-Cauderan Cournut (Frankreich)
Original assignee: Societe Bordelaise Matieres PIastiques, Bordeaux-Cauderan (Frankreich)
Priority date: 1970-12-15
Filing date: 1971-12-14
Publication date: 1976-02-19
Also published as: US3796784A; FI52437B; DE2162080A1; GB1363088A; IT952000B; FR2117756A1; FI52437C; BE776685A; ES398320A1; FR2117756B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Formstücken aus thermoplastischem Material, bei dem das Material bis zu einem zähflüssigen oder halbflüssigen Zustand erhitzt wird.

Als Stand der Technik ist bereits ein derartiges Verfahren bekannt (US-PS 30 79 642), bei welchem Blöcke vor dem Weiterverarbeiten mit einem Formwerkzeug oberflächlich abgekühlt werden, damit die Oberfläche erstarrt und diese Blöcke aus dem Formwerkzeug herausgenommen werden können. Diese Blöcke werden dann einer Weiterverarbeitungsstation zugeführt.

Als Stand der Technik ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von Dichtungen in Behälterverschlüssen bekannt (DT-OS 18 05 729), wobei ein Plastisol verwendet wird, welches auf eine derartige Temperatur erwärmt wird, daß es mindestens teilweise geliert und für die Verformung ausreichend plastisch ist. Danach erfolgt eine Verformung mittels kalten Preßwerkzeuges. Bei diesem bekannten Verfahren handelt es sich also um die Herstellung von Dichtungen, welche relativ einfach aufgebaut sind. Weiterhin ist das bei diesem bekannten Verfahren verwendete Material eine zähflüssige Paste, welche in einer Form gegossen werden kann und im ganzen geliert, wenn man sie erhitzt.

Zum Stand der Technik 7ählt weiterhin eine aus einer Folie bestehende Gießform (DT-Gbm 1948 502), welche bei gleichbleibender Dicke ihre Formgebung durch ein Tiefziehen einer erwärmten Folie über einen Formblock erhalten hat, wobei die Gießform nicht formsteif ausgebildet ist.
Bei der Herstellung komplizierter Formen bedient man sich im illgemeinen des Spritzgußverfahrens, bei dem ein plastisches Material unter Druck in den Hohlraum einer aus zwei Formhälften bestehenden Gußform eingespritzt wird, in welcher die Abdrücke

ίο der Profile der gegenüberliegenden Flächen des herzustellenden Formstückes in den entsprechenden Formhälften ausgebildet sind. Dieses Spritzgußverfahren weist jedoch erhebliche Nachteile auf:
Man muß hierbei Pressen mit einer im Vergleich zur Fläche des gewünschten Formstückes sehr hohen Leistung verwenden, so daß sich die Rentabilität bei der Herstellung von Stücken mit großer Oberfläche sehr verringert. Außerdem erfordert die Höhe der aufgewandten Druckkräfte die Verwendung von Gußformen aus einem sehr widerstandsfähigen Material großer Wandstärke.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, welches unter Aufbringen von geringem Druck auch großflächige Formstücke herzustellen vermag, welche sehr haltbar sind und in großen Stückzahlen ohne größeren Aufwand hergestellt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das erhitzte Material einem schwachen Druck mit einem auf Außentemperatur gehaltenen Formwerkzeug ausgesetzt wird, bis sich eine Kruste an der Oberfläche des Formstücks bildet. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß nach Abheben der oberen Formhälfte die Kruste entsprechend dem Abdruck durch örtliche Erstarrung der mit der kühlen Innenfläche der Formhälfte in Berührung kommenden Form entsteht. Die so gebildete Kruste spielt hierbei die Rolle der oberen Fonnhälfte während der endgülligen Erkaltung bis zur totalen Verfestigung der mittleren Partie des Formstückes, die sich noch im flüssigen oder pastenartigen Zustand befindet, während die obere Formhälfte abgehoben wird. Dadurch ergibt sich ein sehr leistungsfähiges Fonngießverfahren, weiches auch für komplizierte und große Flächen ohne Schwierigkeit angewendet werden kann.

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

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

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

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

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen Schnitt in Sprengansicht durch eine zur Durchführung des ^verfahrens verwendete Gußform sowie durch das Formstück,

Fi g. 2, 3 und 4 jeweils eine Phase des Verfahrens.

Die in Fig. 1 gezeigte Gußform ist zur Herstellung eines Formstückes 2 aus thermoplastischem Material, wie z. B. Polypropylen oder Acrylbutylstyrol, bestimmt.

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

Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 ist die Gestalt des Formstückes 2 bewußt kompliziert gewählt worden, um die Möglichkeit des Verfahrens zu veranschaulichen.

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

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

Dieses plastische Material kann in Form von Pulver oder Granulat vorliegen und eventuell auch mit sehr langen Fasern zur Erhöhung der Festigkeit des Fertigprodukts versetzt sein.

Die untere Formhälfte 1 mit dem darin befindliehen plastischen Material 6 wird dann in einen üblichen Härtetunncl eingebracht und erhitzt, bis das plastische Material 6 in einen pastenartigen oder halbflüssigen Zustand übergegangen ist.

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

Während der in Fig. 3 dargestellten Phase wird die gegenüber der das geschmolzene plastische Material 6 enthaltenden unteren Formhälftc 1 kühle obere Formhälfte 3 während eines kurzen Moments und unter schwachem Druck, z. B. mittels einer nicht dargestellten Presse geringer Leistung, auf die untere Fonnhälfte aufgesetzt, so daß das geschmolzene Material 6 in die Profilhohlungen der obcen Formhälfte 3 eindringt.

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

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

Die nachstehenden beiden Beispiele geben die zu beachtenden Bedingungen wieder:

Beispiel 1
Formstück aus Polypropylen

Schmelztemperatur 180 bis 220° C

Temperatur der oberen Formhälfte 10 bis 40⁰C

Temperatur für die Krustenbildung 100⁰C

Aufsatzdauer der oberen Formhälfte auf die untere Formhälfte etwa 10 Sekunden

Druck 0,8 MN/m^a

B e i s ρ i el 2
Formstück aus Akrylbutylstyrol

Schmelztemperatur 250° C

Temperatur der oberen Formhälfte 10 bis 40° C

Temperatur für die Krustenbildung 100⁰C

Aufsatzdauer der oberen Formhälfte auf die untere Formhälfte etwa 10 Sekunden

Druck 0,8 MN/m^s

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

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

Es ist also möglich, verhältnismäßig lange Fasern zu verwenden, die den erhältlichen Formstücken eine hohe Festigkeit verleihen.

Außerdem können in die untere Formhälfte mehrere Lagen verschiedener Thermoplaste übereinander eingebracht werden, vorausgesetzt, diese Materialien haben sehr nahe aneinander gelegene Schmelzpunkte, sind untereinander verschweißbar und besitzen ähnliche Kaltflicßeigenschaften.

Somit ist es möglich, Formstücke unter Übereinandcrlagcrung von verschiedenen Materiallagen herzustellen.

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

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

Wenn außerdem örtlich begrenzt die mechanischen Eigenschaften des Formstückes geändert weiden sollen, wird die Schicht, die der Zone entspricht, die die größere Biegefestigkeit aufweisen soll, mit Verstärkungsfasern versetzt.

Die Phase der Endabkiihlung des in der untere Formhiilfic enthaltenen Fonnstückes erfolgt auße halb der Gießanlage, während nach üblichen Sprit gußverfahren hergestellte Formstücke bei geschlo scncr Form abkühlen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Formstücken aus thermoplastischem Material, bei dem das Material bis zu einem zähflüssigen oder halbflüssigen Zustand erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das erhitzte Material einem schwachen Druck mit einem auf Außentemperatur gehaltenen Formwerkzeug ausgesetzt wird, bis sich eine Kruste an der Oberfläche des Formstükkes bildet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Bilden der Kruste ausgeübte Druck etwa 1 MN/m² bsträgt.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit Formhälften, gekennzeichnet durch eine Anzahl identischer unterer Formhälften (1) und lediglich einer oberen Formhälfte (3), welche nacheinander auf die unteren Formhälften (1) aufsetzbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Formhälften eine sehr schwache Wandstärke und geringe thermische Trägheit haben.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein üblicher Erhärtetunnel vorgesehen ist, um das Material zu erhitzen.