FI112455B - Menetelmä ja laitteisto työkappaleiden käsittelemiseksi valmistusprosessissa - Google Patents

Description

112455

Menetelmä ja laitteisto työkappaleiden käsittelemiseksi valmistusprosessissa -Förfarande och anläggning för behandling av arbetsstycken i en tillverknings-process 5 Keksintö koskee menetelmää ja laitteistoa, joilla sarjavalmisteisten työkappaleiden käsittelyä helpotetaan sellaisessa valmistusprosessissa, jossa työkappaleet muodostuvat juoksevan tai viskoosin valmistusmateriaalin jähmettyessä. Tässä patenttihakemuksessa tarkastellaan esimerkinomaisena valmistusprosessina ruiskupuristusta. Työkappaleeksi nimitetään yleisesti prosessin aikana sitä materiaalikappaletta, joka 10 prosessin lopussa muodostaa tuotteen.

Tuotannon automatisoinnissa ongelmana on usein työkappaleiden siirtäminen työvaiheiden välillä. Suuri osa varhaisesta teollisesta tuotannosta perustui liukuhihnaan ja sen kehittyneempiin muotoihin, joissa tietty kuljetin siirtää erilliset puolivalmiit työkappaleet tuotantorakennuksen osasta toiseen. Tämä ratkaisu ei luonnollisesti-15 kaan toimi kuin hyvin suppealla alueella. Erävalmistus- eli batch production -tekniikassa valmistetaan kerralla jokin määrä tuotteita, jotka sijoitetaan eräkehykseen eli jikiin, jossa ne voidaan kuljettaa eri työvaiheiden läpi ja/tai työvaiheesta toiseen. Työkappaleiden asettelu jikiin ja siitä pois sekä jikien siirtely ovat tässä tapauksessa tuottamattomia työvaiheita. Lisäksi erävalmistuksessa sama työvaihe, kuten pinnoi-20 tus, tapahtuu kaikille saman eräkehyksen työkappaleille samalla tavalla eikä tuotteiden yksilöllinen käsittely ole mahdollista muuten kuin poistamalla halutut yksit-i täiset työkappaleet jikistä.

,, ! FI-patenttihakemuksesta 963873 tunnetaan valmistusmenetelmä ja-laitteisto, joissa : puolivalmiit työkappaleet liittyvät peräkkäin ja mahdollisesti myös rinnakkain niitä Γ; 25 yhdistävien kannasten välityksellä. Kuva 1 esittää, miten tietyn valmistusvaiheen tuottamat työkappaleet 1 muodostavat pitkän yhtenäisen nauhan, joka kääritään rul-, lalle 4. Kuvan esimerkissä voidaan ajatella, että käytettävä raaka-aine on ruiskupu- ristettavaa muovia ja valmistettavat tuotteet 1 ovat pieniä muoviesineitä. Jotta peräkkäiset kappaleet eivät olisi irrallisia, kuvan 3 puristimen leuat on muotoiltu siten, et-; 30 tä kunkin työkappaleen "loppupäähän" (kuvassa oikeanpuoleiseen päähän) jää pieni : : muovikieleke, joka on tuotteen aiotun muodon kannalta ylimääräinen. Seuraavaa .,, ; työkappaletta ruiskupuristettaessa sen "alkupäähän" (kuvassa vasemmanpuoleiseen päähän) muodostuu samoin pieni muovikieleke, joka on tuotteen aiotun muodon kannalta ylimääräinen ja joka sulaa kiinni edellisen työkappaleen loppupään kielek-35 keeseen. Peräkkäisten työkappaleiden välille muodostuu kannas 2, joka on samaa materiaalia kuin itse työkappaleet.

112455 2

Kuva 2 esittää samaan valmistusprosessiin kuuluvaa pintakäsittelyä. Työkappalei-den muodostama nauha tuodaan pintakäsittelyyn rullalla 6. Työkappaleet ohjataan nauhana uppolakkausaltaaseen 7 ja siitä pintamaalausruiskutukseen 8 ja kuivauskoneeseen 9. Muita esimerkinomaisia pintakäsittelyvaiheita, joita kuva 3 havainnollis-5 taa, ovat painatus 10, tarran tai etiketin liimaus Ilja tunnistekuvion tekeminen laserilla 12. Kuvan viimeisenä vaiheena on esitetty kaksi vaihtoehtoa. Ensimmäisen vaihtoehdon mukaan laserleikkuri 13 erottaa työkappaleet 15 nauhasta, minkä jälkeen niitä on käsiteltävä kuten yksittäiskappaleita yleensä. Toisen vaihtoehdon mukaan valmiit työkappaleet kääritään edelleen rullalle 14 tai viikataan pinoksi, jolloin 10 ne voidaan helposti kuljettaa ja sijoittaa monimutkaisemman tuotteen kokoonpano-vaiheeseen.

Edellä esitetty tekniikan tason mukainen menetelmä on kuitenkin koettu käytännössä hankalaksi, koska ruiskupuristettavan muovin virtaamista muotissa on vaikea hallita niin tarkasti, että kannakset muodostuisivat halutulla tavalla. Lisäksi kannaksista 15 jää usein työkappaleen reunaan ei-toivottu jälki.

Menetelmiä, joissa peräkkäisistä työkappaleista muodostuu nauha ja joissa voidaan käyttää muusta kuin jähmetettävästä materiaalista muodostuvia vahvistuksia, tunnetaan esimerkiksi US-julkaisuista 5 478 051, 4 008 302 ja 3 192 298.

Julkaisusta JP 51-109062 tunnetaan menetelmä, jossa peräkkäisistä työkappaleista 20 muodostuu nauha, jossa käytetään kahta vahvistusta ja jossa jähmetettävä materiaali syötetään näiden kahden vahvistuksen välillä olevaan kohtaan.

;;; Esillä olevan keksinnön tavoitteena on esittää parannettu menetelmä ja laitteisto työkappaleiden valmistamiseksi siten, että peräkkäisistä ja/tai rinnakkaisista työkap-: · ‘ paleista muodostuu jatkokäsittelyn kannalta edullinen nauha.

25 Keksinnön tavoitteet saavutetaan käyttämällä hyväksi sitä työkappaleen valmistus-, : . vaiheessa muodostuvaa osaa, joka on tuotteen lopullisen muodon kannalta ylimääräinen. Osa voi käsittää ns. ’’jöötin” (engl. ’’sprue”, ”git”), joka muodostuu materiaalin jähmettyessä valukanavaan, jonka kautta juokseva tai viskoosi materiaali ohja-].. taan muotin haluttuihin kohtiin. Osa voi käsittää myös tukilangan tai -kalvon, joka •; · ’ 30 kiinnittyy jähmettyvään materiaaliin jähmettymisvaiheessa tai heti sen jälkeen.

. Keksinnön mukaisessa menetelmässä i. - peräkkäiset työkappaleet muodostavat materiaalin jähmettämisen jälkeen nauhan, . ·. ; - mainittu nauha käsittää muusta kuin jähmetettävästä materiaalista koostuvan vah vistuksen nauhan mekaanisen lujuuden parantamiseksi ja 112455 3 - käytetään kahta mainitun nauhan pituussuuntaista vahvistusta ja jähmetettävä materiaali syötetään näiden kahden vahvistuksen välillä olevaan kohtaan; menetelmälle on tunnusomaista, että kukin työkappale käsittää ainakin kaksi hyöty-kappaletta siten, että kohta, johon jähmetettävä materiaali syötetään, sijoittuu hyöty-5 kappaleiden väliin.

Keksintö kohdistuu myös laitteistoon työkappaleiden käsittelemiseksi valmistusprosessissa, jossa muodostetaan erillisiä työkappaleita jähmettämällä nestemäistä tai viskoosia materiaalia, joka laitteisto käsittää välineet nauhan muodostamiseksi peräkkäisistä työkappaleista, välineet vahvistuksen liittämiseksi jähmetettävään mate-10 riaaliin nauhan mekaanisen lujuuden parantamiseksi ja välineet jähmetettävän materiaalin syöttämiseksi kahden mainitun nauhan pituussuuntaisen vahvistuksen välillä olevaan kohtaan. Laitteistolle on tunnusomaista, että se käsittää välineet ainakin kahden hyötykappaleen muodostamiseksi kussakin työkappaleessa siten, että kohta, johon jähmetettävä materiaali syötetään, sijoittuu hyötykappaleiden väliin.

15 Nestemäisen tai viskoosin valmistusmateriaalin jähmettämiseen perustuville valmistusmenetelmille on tyypillistä, että materiaali ohjataan muotin haluttuihin kohtiin ns. valukanavan tai -kanavien kautta. Jähmettymisvaiheessa materiaalia on edelleen myös valukanavissa, jolloin materiaalin tästä osasta muodostuu ns. jööti. Varsinaista työkappaletta ja jöötiä yhdistää toisiinsa ohut materiaalikannas siinä kohdassa, jossa 20 valukanava on ollut yhteydessä varsinaisen työkappaleen muottiin. Jöötiä käytetään usein hyväksi työkappaleen jatkokäsittelyssä, koska esimerkiksi sellainen pintakäsit-:,,:' tely, jonka on tarkoitus kohdistua koko työkappaleen pintaan, on helppo tehdä pitä-: ’ 1 ‘: mällä jöötistä kiinni.

’,,; Keksinnön ensimmäisen suoritusmuodon mukaisesti peräkkäiset työkappaleet liite- ;;; 25 tään nauhaksi siten, että työkappaleet sinänsä eivät ole kiinni toisissaan, vaan kuhunkin työkappaleeseen liittyvä jööti liittyy edellisen ja seuraavan työkappaleen jöö-. *’ tiin. Tämän suoritusmuodon mukaisesti työkappaleeseen ei jää nauhamaisesta käsittelystä mitään muita jälkiä kuin se ohuen kannaksen jälki, joka muutenkin jäisi työ-kappaletta ja jöötiä yhdistäneeseen kohtaan.

30 Keksinnön toisen suoritusmuodon mukaisesti kuhunkin työkappaleeseen liittyvä jööti liittyy edellisen ja seuraavan työkappaleen jöötiin siten, että jöötien välisten ": liittymäkohtien mekaaniseksi vahvistamiseksi käytetään yhtenäistä lankaa, joka kul kee jöötien läpi. Lanka estää työkappaleista ja jööteistä muodostuvan nauhan tahattoman katkeamisen varsinkin tilanteissa, joissa nauhaa joudutaan taivuttelemaan '35 toistuvasti ja/tai taivutuskulma on suuri.

112455 4

Keksinnön kolmannen suoritusmuodon mukaisesti vahvistuslanka jää osittain työ-kappaleen sisään. Tätä suoritusmuotoa voidaan soveltaa myös FI-hakemuksesta 963873 aiemmin tunnetun menetelmän yhteydessä, jolloin vahvistuslanka kulkisi suoraan työkappaleesta toiseen. Edullisimmaksi katsotussa keksinnön suoritusmuo-5 dossa vahvistuslanka kuitenkin kulkee työkappaleen ja siihen liittyvän jöötin välillä. Työkappaleen sisään jäävä vahvistuslangan osuus voidaan myöhemmin poistaa tai se voidaan jättää työkappaleen sisään.

Keksinnön neljännen suoritusmuodon mukaisesti käytetään taipuisasta aineesta valmistettua kalvonauhaa, joka kiinnittyy kuhunkin työkappaleeseen pysyvästi siten, et-10 tä osa kalvosta jää myös lopulliseen tuotteeseen. Kalvoa voidaan käyttää esimerkiksi tuotteen värin ja/tai kuvioinnin muodostamiseen. Kalvonauhan avulla työkappaleet kuljetetaan valmistusprosessissa tiettyjen, sujuvaa käsittelyä edellyttävien työvaiheiden läpi.

Seuraavassa selostetaan keksintöä yksityiskohtaisemmin viitaten esimerkkinä esitet-15 tyihin edullisiin suoritusmuotoihin ja oheisiin kuviin, joissa kuva 1 esittää tekniikan tason mukaista valmistusmenetelmää, kuva 2 esittää tekniikan tason mukaista jälkikäsittelyä, kuva 3 esittää erästä keksinnön mukaista menettelyä, kuva 4 esittää erästä toista keksinnön mukaista menettelyä, 20 kuva 5 esittää erästä muunnelmaa kuvan 4 menettelystä, kuva 6 esittää erästä toista muunnelmaa kuvan 4 menettelystä, . ;: · kuva 7 esittää erästä yhdistelmää aikaisemmista menettelyistä, :' · ’: kuva 8 esittää erästä toista yhdistelmää aikaisemmista menettelyistä, kuva 9 esittää erästä keksinnön vaihtoehtoista suoritusmuotoa ja , · ·. 25 kuva 10 esittää erästä tapaa vahvistuslangan hyväksikäyttämiseksi.

Edellä tekniikan tason selostuksen yhteydessä on viitattu kuviin 1 ja 2, joten seuraa-•. · · vassa keksinnön ja sen edullisten suoritusmuotojen selostuksessa viitataan lähinnä kuviin 3 -10. Kuvissa käytetään toisiaan vastaavista osista samoja viitenumerolta.

Kuva 3 esittää osaa nauhasta 300, joka käsittää peräkkäisiä työkappaleita 301. Tässä 30 oletetaan, että työkappaleet ovat ruiskupuristamalla valmistettuja pienehköjä muo-viesineitä; valmistusmenetelmä tai -materiaali tai työkappaleiden koko eivät ole si-i : nänsä keksinnön kannalta merkityksellisiä. Esimerkin vuoksi voidaan olettaa, että työkappaleista on tarkoitus valmistaa matkapuhelimen näytön päälle tulevia ’’linssejä” eli niitä läpinäkyviä, levymäisiä ja muodoltaan hiukan kaarevia osia, jotka ovat 5 112i^ summilleen tulitikkuaskin kannen kokoisia ja jotka liimataan matkapuhelimen muuten läpinäkymättömässä kuoressa olevan näyttöaukon kohdalle. Kuhunkin työkappa-leeseen liittyy jööti 302, joka on muodostunut ruiskupuristetun muovimateriaalin jähmettyessä valukanavaan. Jööti liittyy työkappaleeseen ohuella kannaksella koh-5 dassa 303. Työkappaleen koosta ja muodosta riippuen sen ja jöötin välisiä kannaksia voi olla useita ja ne voivat sijaita eri puolilla työkappaleita. Keksinnön mukaisesti peräkkäisten työkappaleiden jöötit liittyvät toisiinsa taipuisalla kannaksella kohdassa 304. Tämä kannas on edullisimmin syntynyt samassa valmistusvaiheessa kuin jöötit. Se voidaan tehdä esimerkiksi samantapaisella menetelmällä kuin mitä edellä on esi-10 tetty koskien peräkkäisten ruiskupuristettavien työkappaleiden liittämistä toisiinsa tekniikan tason mukaisesti.

Kun kuvan 3 mukainen peräkkäisten työkappaleiden ja jöötien muodostama nauha on viety kaikkien sellaisten työvaiheiden läpi, joissa nauhamaisesta muodosta on etua, työkappaleet irrotetaan nauhasta. Irrottamisvaiheessa on kaksi mahdollisuutta. 15 Ensimmäinen mahdollisuus on katkaista pelkät jöötien väliset kannakset 304. Tällöin työkappaleista tulee erillisiä, mutta kuhunkin työkappaleeseen jää vielä jööti, josta voidaan pitää kiinni jossakin myöhemmässä työvaiheessa. Jööti leikataan sitten myöhemmin irti työkappaleesta. Toinen mahdollisuus on, että katkaistaan suoraan jöötien ja työkappaleiden väliset kannakset 303, jolloin työkappaleet saavat heti 20 nauhasta irrottamisen jälkeen lopullisen muotonsa. Jöötimateriaali päätyy tyypillisesti uudelleensulatukseen ja sitä kautta takaisin prosessin alkuun.

.: Kuva 4 esittää erästä muunnelmaa kuvan 3 mukaisesta ratkaisusta. Kuvassa 4 on :: : ensinnäkin kaksi kannasta 401 ja 402 kunkin työkappaleen ja siihen liittyvän jöötin • : välillä, mikä sinänsä ei ole keksinnön kannalta oleellista. Merkittävämpi ero kuvan 3 : ‘: 25 esittämään suoritusmuotoon nähden on vahvistuslanka 403, joka kulkee yhtenäisenä :';': kaikkien jöötien läpi. Vahvistuslanka 403 voi olla kuparia tai muuta metallia, jotain : ·. monofilamenttilankaa, kuten nailonsiimaa, tai multifilamenttilankaa kuten puuvilla-, polyester- tai sekoitekuitulankaa tai jotakin punosta, kuten nailonpunosta tai kevlar-... punosta. Se voi olla myös elastista lankaa kuten kuminauhaa. Jos vahvistulanka on ;: 30 sulavaa materiaalia, sen sulamispisteen on oltava korkeampi kuin ruiskupuristukses- : · ‘ sa käytettävän materiaalin sulamispiste. Valmistusprosessissa vahvistuslankaa vede- • j tään rullalta ja se asetetaan muottiin siten, että se jää ruiskupuristuksen aikana jöötin ” ’: sisään. Nimensä mukaisesti vahvistuslanka vahvistaa jöötien välisiä liitoksia eli sen on kestettävä vetoa ja toistuvia taivutuksia oleellisesti paremmin kuin ruiskupuristet-35 tavasta materiaalista valmistettava kannas. Kuvassa 4 on oletettu, että vahvistuslan-gasta huolimatta jöötit liittyvät toisiinsa myös ruiskupuristettavasta materiaalista muodostuvilla kannaksilla. Tämä ei ole keksinnön kannalta oleellista, vaan jöötit 6

I I L·. v_/ sJ

voivat olla kokonaan erillisiä niin, että niitä yhdistää kohdissa 304 pelkkä vahvistus-lanka.

Kuva 5 esittää toista muunnelmaa kuvan 3 mukaisesta ratkaisusta. Tässäkin tapauksessa käytetään vahvistuslankaa, mutta nyt lanka ei kulje jöötien välillä vaan jokais-5 ta työkappaletta 301 ja siihen liittyvää jöötiä 302 yhdistää toisiinsa lyhyt vahvistus-langan pätkä 501. Peräkkäiset jöötit liittyvät toisiinsa kannasten 304 välityksellä samalla tavoin kuin kuvassa 3. Tällä suoritusmuodolla saavutetaan kuvan 3 suoritusmuotoon nähden se etu, että työkappale ei tahattomasti irtoa jöötistä eikä väänny jöötiin nähden ei-toivottuun asentoon, vaikka kannas 303 olisi hyvin ohut. Kannak-10 sen 303 paksuuden määrää tällöin vain se, että ruiskupuristettavan muovin on mahduttava virtaamaan muottiin halutulla nopeudella. Kuvassa 5 vahvistuslanka 501 on edullisimmin jotain suhteellisen jäykkää materiaalia, kuten metallia. Se voidaan asettaa muottiin ennen ruiskupuristusta, jolloin ruiskupuristettavan materiaalin on virrattava muottiin vahvistuslangan sivuitse, tai se voidaan työntää valukanavaa ja 15 varsinaista muottia yhdistävään reikään välittömästi ruiskupuristuksen päätyttyä, jolloin materiaali ei ole vielä ehtinyt jähmettyä.

Kuva 6 esittää muunnelmaa kuvan 5 mukaisesta ratkaisusta. Tässäkin suoritusmuodossa työkappaletta 301 ja jöötiä 302 yhdistää toisiinsa vahvistuslangan pätkä 501, mutta se ei kulje samassa kohdassa, jossa ruiskupuristettava materiaali virtaa valu-20 kanavasta varsinaiseen muottiin. Viimeksi mainittuja kohtia, joihin siis muodostuu ohut muovikannas, on kaksi (401 ja 402) samalla tavalla kuin kuvassa 4. Kuvan 6 - mukaisesta suoritusmuodosta on se etu, että vahvistuslanka voidaan asettaa muottiin ennen ruiskupuristusta eikä se silti häiritse materiaalin virtaamista valukanavan ja • '.: varsinaisen muotin välillä.

25 Kuva 7 esittää erästä mahdollista yhdistelmää kuvien 4 ja 5 esittämistä periaatteista. Kuvassa 7 käytetään kahta vahvistuslankaa, joista ensimmäinen vahvistuslanka 403 kulkee jöötien välillä, jolloin siihen pätevät samat määrittelyt, jotka edellä on esitetty koskien kuvan 4 suoritusmuotoa. Lisäksi kutakin työkappaletta ja siihen liittyvää • : jöötiä yhdistää lyhyt vahvistuslangan pätkä 501, joka vastaa kuvassa 5 esitettyä 30 vahvistuslankaa. Tässä suoritusmuodossa vahvistuslangat voivat olla eri materiaalia: . . : esimerkiksi vahvistuslanka 403 kevlarpunosta ja vahvistuslanka 501 kuparilankaa.

. · · . Tästä on etua, sillä vahvistuslangan 403 on kestettävä erityisesti vetoa ja toistuvia, suuriakin taivutteluja, kun taas vahvistuslangan 501 tehtävä on lähinnä pitää työ-kappale kiinni jöötissä ja estää sen taipuminen ei-toivottuihin asentoihin.

35 Kuva 8 esittää erästä mahdollista yhdistelmää kuvien 4 ja 6 esittämistä periaatteista. Tässä suoritusmuodossa käytetään yhtä vahvistuslankaa 801, joka yhdistää sekä pe- 7 112455 räkkäisiä jöötejä että kutakin työkappale-jööti-paria. Kussakin jöötissä vahvistuslan-ka tekee mutkan, jonka äärimmäinen piste ulottuu työkappaleen puolelle. Tästä suoritusmuodosta on erityisesti se etu, että valmistuslaitteistosta tulee yksinkertaisempi kuin kuvan 7 suoritusmuodossa, koska laitteiston ei tarvitse käsitellä yhtä 5 yhtenäistä lankaa ja toista lankaa, jota käytetään pätkinä. Keksintö ei rajoita sitä, kuinka pitkän matkan vahvistuslanka kulkee työkappaleessa tai minkälaisia mutkia se tekee työkappaleen sisällä.

Kuvien 4, 5 ja 6 suoritusmuotoja voidaan luonnollisesti yhdistellä myös muilla tavoin kuin mitä kuvissa 7 ja 8 on esitetty. Esimerkiksi kuvan 8 mukainen yhtenäinen 10 vahvistuslanka voi kulkea jöötiä ja työkappaletta yhdistävän kannaksen (tai yhdistävien kannasten) kautta.

Ruiskupuristuksessa käytetään joskus ns. kuumakanavaa, mikä tarkoittaa sitä, että materiaalia ei jähmety valukanavaan eikä jöötiä näin ollen synny. Tällöin ei voida soveltaa keksinnön niitä suoritusmuotoja, jotka perustuvat jöötien hyväksikäyttöön. 15 Kuvassa 9 on esitetty peräkkäisistä työkappaleista muodostuva nauha 900, jossa katkoviivoilla on merkitty ne kohdat, jossa jööti olisi, jos kuumakanavaa ei käytettäisi. Työkappaleiden liittämiseksi yhtenäiseksi nauhaksi voidaan soveltaa edellä esitettyä ajatusta vahvistuslangan käytöstä. Kuvassa on esitetty kaksi vahvistuslan-kaa 901 ja 902, jotka kulkevat jokaisen työkappaleen läpi ja sitovat näin työkappa-20 leet nauhaksi. Vahvistuslankojen lukumäärä ja sijainti työkappaleisiin nähden eivät ole keksinnön kannalta oleellisia. Peräkkäisten työkappaleiden välillä ei ole tässä • esitetty samanlaisia kannaksia, joita käytetään FI-patenttihakemuksen 963873 mu- ' ‘ ’ kaisessa menetelmässä, mutta keksintö ei sulje pois mahdollisuutta sellaisten käyt- : '.: tämiseksi. Kuvan 9 mukaisessa menetelmässä vahvistuslangalle asetetaan samanlai- 25 set vaatimukset kuin kuvan 4 mukaisessa suoritusmuodossa, joten sen materiaalin : ’: ’: valintaan pätevät samat ohjeet kuin edellä.

Niille suoritusmuodoille, joissa yksi tai useampi vahvistuslanka kulkee työkappaleen läpi, joudutaan pohtimaan, mitä vahvistuslangalle tehdään sen jälkeen, kun sitä ei ‘ · · · * enää tarvita alkuperäiseen tarkoitukseensa. Vahvistuslanka joko jätetään valmiiseen ...· 30 tuotteeseen tai se irrotetaan tavalla tai toisella. Jättäminen valmiiseen tuotteeseen ; ’ ·,; tulee kyseeseen lähinnä silloin, kun se ei aiheuta visuaalista haittaa: tuote on tarkoi- . ’. tettu sellaiseksi, että sen ulkonäöllä ei ole merkitystä, ruiskupuristettava materiaali on läpinäkymätöntä tai vahvistuslanka kulkee sellaisessa tuotteen osassa, joka myöhemmin maalataan tai peitetään muulla tavoin sitten, että vahvistuslanka ei näy. 35 Esimerkiksi matkapuhelimen linssin reunaosa maalataan nykyisin tunnetuissa matkapuhelimissa poikkeuksetta läpinäkymättömällä maalilla, jolloin reunaosaan voi- 8 112455 daan hyvin jättää vahvistuslanka ilman, että se mitenkään haittaa tuotteen myöhempää käyttöä. Toisaalta vahvistuslanka voidaan jättää tuotteeseen täysin näkyville jopa tarkoituksella: kiiltävä metallilanka, musta kuitulanka tai muu lankamainen osa läpinäkyvän muovituotteen sisään valettuna voi olla epätavallinen ja mielenkiintoi-5 nen visuaalinen efekti. Vahvistuslangan se osuus, joka jää valmiin tuotteen sisään, voidaan valmistuksen yhteydessä jopa muotoilla esimerkiksi jonkin kirjaimen, tun-nuskuvion tai muun halutun symbolin muotoiseksi.

Jos vahvistuslanka halutaan poistaa, se voidaan yksinkertaisesti vetää pois tuotteen sisältä varsinkin, jos sen tuotteen sisällä kulkeva osuus on suora ja suhteellisen ly-10 hyt. Tällöin on kuitenkin vaarana tuotteen rikkoontuminen. Jos vahvistuslanka on metallia, sitä voidaan kuumentaa ennen vetämistä esimerkiksi induktiolla, jolloin se lähtee helpommin irti muovimateriaalista. Irrottamisella ei yleensä pystytä täysin poistamaan vahvistuslangan jättämää jälkeä läpinäkyvästä tuotteesta, vaan näkyviin jää kohta, jossa vahvistuslanka on ollut kiinni.

15 Kuva 10 esittää erästä mahdollista tapaa käyttää vahvistuslankaa hyväksi valmistusprosessin sellaisessa vaiheessa, jossa työkappaleen sisällä kulkeva vahvistuslanka tulee ulos jossain kohdassa ja muodostaa työkappaleesta ulos törröttävän langanpään 1001. Kyseessä voi olla esimerkiksi vaihe, jossa työkappale on irrotettu peräkkäisten työkappaleiden muodostamasta nauhasta ja vahvistuslankaa ei ole katkaistu aivan 20 työkappaleen reunasta vaan hiukan ulompaa. Toisaalta kyseessä voi olla myös vai-, he, jossa työkappale on edelleen kiinni peräkkäisten työkappaleiden muodostamassa • ; nauhassa, jos ainakin yksi vahvistuslanka on alunperin sijoitettu muottiin siten, että sen pää sijoittuu sopivasti tai se voidaan katkaista sopivasti ilman, että työkappaletta ·' irrotetaan nauhasta. Kuvassa 10 työkappale 1002 on juuri tullut maalaus- tai lak- :: 25 kauskoneesta, jolloin sen pintaan levitetty maali tai lakka on vielä valuvaa. Langan- v : päätä 1001 käytetään valumislankana eli työkappaletta pidetään sellaisessa asennos- : ‘: sa ja/tai liikutetaan sellaisella tavalla, että valuva maali tai lakka valuu langanpään 1001 kohdalle ja tippuu sitä pitkin pois. Työkappaletta voidaan siis esimerkiksi pitää .··. paikallaan langanpää 1001 alaspäin tai sitä voidaan pyörittää siten, että langanpää , 30 1001 osoittaa koko ajan poispäin liikkeen pyörimiskeskipisteestä. Langanpään 1001 ansiosta työkappaleen reunaan ei jää maali- tai lakkakertymää.

;. Kuva 11 esittää erästä keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaista valmistuspro sessia. Kappalenauhan muodostamisessa käytetään apuna muovista, metallista tai muusta riittävän taipuisasta materiaalista valmistettua nauhaa, jota saadaan rullasta 35 1101. Nauha voi olla valmiiksi kuvioitua. Nauha kulkee ruiskupuristusmuotin 1102 läpi. Aina, kun muotilla ruiskupuristetaan tietty kappale, se kiinnittyy nauhaan joko 112455 9 siten, että nauha tulee kulkemaan ruiskupuristetun kappaleen tai jonkin sen osan läpi, tai siten, että nauha yksinkertaisesti kiinnittyy ruiskupuristettavan kappaleen tai jonkin sen osan pintaan. Periaatteessa olisi mahdollista liittää ruiskupuristettavat kappaleet nauhaan myös ruiskupuristuksen jälkeen, mutta tällöin prosessiin tulisi 5 yksi työvaihe lisää.

Kuvan 11 prosessissa ruiskupuristetut kappaleet uppolakataan altaassa 1103, josta kappalenauha nousee kohdassa 1104 esimerkiksi 60 asteen kulmassa vaakasuoraan nähden; kulma voidaan valita siten, että ylimääräinen lakka valuu mahdollisimman hyvin pois kappaleista. Lakalla voidaan esimerkiksi pyrkiä parantamaan kappaleiden 10 naarmuuntumiskestävyyttä. Lakan kuivattamiseksi kappalenauha kulkee haihdutus-yksikön 1105 läpi, jolloin pölyttömäksi käsitellyn ilman tai suojakaasun virtaus haihduttaa lakassa olevat liuottimet. Kohdassa 1106 lakka kovetetaan ultraviolettivalolla, kohdassa 1107 valmiiksi lakattuihin kappaleisiin voidaan tehdä kuviointeja painamalla tai vastaavalla menetelmällä ja kohdassa 1108 kappaleet leikataan irti 15 nauhasta esimerkiksi lämpöstanssilla. Valmiit kappaleet poistuvat prosessista kohdassa 1109 ja se, mitä nauhasta on jäljellä, voidaan kelata rullalle 1110.

Ultraviolettivalolla tapahtuva kovettaminen tarkoittaa, että kuvan 11 prosessissa käytetään akrylaattilakkaa. Ultraviolettikovetuksen etuna on sen nopeus: jo kolmen sekunnin ultraviolettialtistuksella saavutetaan riittävä kovettuminen matkapuhelimen 20 muovilinsseille. Jos käytettäisiin silikaattilakkaa, ultraviolettikovetus täytyisi korvata lämpökäsittelyllä uunissa. Prosessissa tämä tarkoittaisi, että haihduttimen 1105 jälkeen kappaleet leikattaisiin nauhasta irti samalla tavalla kuin kuvan 11 kohdassa 1108, minkä jälkeen ne aseteltaisiin erilliseen lippaaseen (vrt. diaprojektoreissa : .: käytettävät dialippaat) ja täydet lippaat siirrettäisiin kovetusuuniin.

. 25 Kuva 12 esittää erästä sellaista kappalenauhaa, joka kuvan 11 prosessissa syntyy , vaiheen 1102 tuloksena. Nauhassa 1201 on säännöllisin välein painatuskuvioita 1202 ja ruiskupuristus kohdistetaan näihin siten, että kukin painatuskuvio tulee muodostamaan tietyn ruiskupuristetun kappaleen pintakuvioinnin. Keksintö ei sinänsä vaadi painatusta, vaan nauhaa voidaan käyttää myös pelkästään kappalenau-30 hän muodostamiseksi. Kohdistuksessa voidaan käyttää apuna nauhassa olevia merk-: kejä tai rei’ityksiä 1203. Nauhan kuljettamiseksi prosessissa voidaan käyttää nauhan ': vapaaksi jääviä reunoja 1204, jolloin prosessissa ei tarvitse koskea itse kappaleisiin.

Nauhan ohjaamiseksi voidaan käyttää esimerkiksi vastakkain painuvia ohjaavia ja/tai vetäviä pyöriä sinänsä tunnetulla tavalla. Nauhassa voi myös olla uria tai 35 muita muotoiluja, joilla pyritään ohjaamaan lakan valumista siinä vaiheessa, kun lakka on vielä juoksevaa.

112455 10

Kuva 13 esittää edelleen erästä keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaista valmistusprosessia. Kappalenauhan muodostamiseksi käytetään yhtä tai useampaa lankaa, jo(t)ka saadaan rullalta 1301. Muotissa 1302 muodostetaan nestemäisen tai viskoosin raaka-aineen jähmettämiseen perustuvalla menetelmällä työkappaleita siten, 5 että lanka tai langat tulevat kulkemaan jokaisessa työkappaleessa tietyn osan läpi. Kohdassa 1303 työkappaleet lakataan ruiskuttamalla ja haihduttimessa 1304 lakassa olevat liuottimet haihdutetaan. Ultraviolettikovetus tapahtuu kohdassa 1305 ja sitä voi seurata muita käsittelyvaiheita kuten yksi tai useampia painatuksia 1306 ja 1307, painatuksessa käytetyn väriaineen kovetus jollakin säteilymenetelmällä 1308 ja kap-10 paleiden erottaminen kuljettimena toimivasta langasta tai langoista kohdassa 1309. Kuljetinlanka tai -langat kääritään edullisimmin kelalle 1310 ja valmiit kappaleet 1311 poistetaan prosessista. Kappalenauhan tukemiseksi ja liikuttamiseksi prosessissa voidaan käyttää erilaisia nauhakuljettimia, joista kuvassa 13 on erityisesti esitetty kertakäyttönauhalla 1312 varustettu kuljetin, jossa kertakäyttönauhan tarkoitus 15 on suojata varsinaista kuljetinta ruiskulakkauksessa käytettävältä lakalta.

Kuvat 14 ja 15 esittävät erästä työkappaleen muotoa, joka voidaan valmistaa kuvan 13 prosessin vaiheessa 1302. Työkappale koostuu kahdesta pyöreäkulmaisen suorakulmion muotoisesta hyötykappaleesta 1401 ja 1402, kuhunkin hyötykappaleeseen liittyvistä kahdesta kuljetinkielekkeestä 1403 sekä jöötistä 1404. Langat, joiden 20 avulla muodostetaan peräkkäisistä työkappaleista koostuva nauha, on esitetty viitenumeroilla 1405 ja 1406. Kuva 15 on halkileikkaus katkoviivaa 1407 pitkin ja siitä nähdään erityisesti jöötin esimerkinomainen muoto. Jööti koostuu kuvassa 15 pri-, määrisestä valukanavasta 1501, virtauskanavista 1502 sekä sekundäärisistä valuka- : ·, navista 1503. Kuvassa 15 nähdään myös eräs esimerkinomainen kuljetinkielekkeen ! 25 1403 poikkileikkaus. Kuljetinkielekkeelle ja jöötille on yhteistä se, että ne molem mat poistetaan hyötykappaleesta ennen kuin hyötykappale on lopullisesti valmis. Kuvassa 15 lanka 1406 kulkee kuljetinkielekkeen 1403 läpi, mutta se voisi myös kiinnittyä kuljetinkielekkeen pintaan.

Edellä on selostettu keksintöä yksinomaan ruiskupuristukseen perustuvan valmis-30 tusmenetelmän yhteydessä. Ruiskupuristuksen erityisenä etuna on se, että se on yleisesti pienehköjen ja mittatarkkojen muoviosien valmistukseen käytetty menetel-: mä ja että siinä materiaalin virtaaminen ennen sen jähmettymistä hallitaan varsin ,: tarkasti, jolloin keksinnön soveltaminen on helppoa. Keksintöä voidaan kuitenkin : soveltaa myös valamisen tai kemialliseen tai fysikaalis-kemialliseen jähmettymiseen , 35 perustuvien valmistusmenetelmien yhteydessä.

Claims (8)

1. Menetelmä työkappaleiden (1401-1404) käsittelemiseksi valmistusprosessissa, jossa muodostetaan erillisiä työkappaleita jähmettämällä nestemäistä tai viskoosia materiaalia, jossa menetelmässä 5. peräkkäiset työkappaleet muodostavat materiaalin jähmettämisen jälkeen nauhan, - mainittu nauha käsittää muusta kuin jähmetettävästä materiaalista koostuvan vahvistuksen (1405, 1406) nauhan mekaanisen lujuuden parantamiseksi ja - käytetään kahta mainitun nauhan pituussuuntaista vahvistusta (1405, 1406) ja jähmetettävä materiaali syötetään näiden kahden vahvistuksen välillä olevaan kohtaan 10 (1501), tunnettu siitä, että menetelmässä kukin työkappale käsittää ainakin kaksi hyötykap-paletta (1401, 1402) siten, että kohta, johon jähmetettävä materiaali syötetään, sijoittuu hyötykappalciden väliin.

1 1 9 J R E I I I I ΐ- Li J u

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kukin työkap-15 pale käsittää hyötykappaleiden lisäksi poistettavan osan. jonka osana on valukana- vasta muodostuva jööti (1404).

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että poistettavassa osassa on kuljetinkielekkeet (1403), joilla työkappale kiinnittyy vahvistuksiin.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vahvistus on 20 lanka (1405, 1406), joka liittyy poistettavaan osaan ja jatkuu peräkkäisten työkappa- :. ’:* leiden välillä poistettavasta osasta toiseen.

··.·. 5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vahvistus on ’··', nauha. v

: 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että työkappaleet : 25 muodostetaan ruiskupuristamalla.

, 7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se käsittää nestemäisen tai viskoosin materiaalin jähmettämisen jälkeen ainakin yhden seuraa-;·* vista työvaiheista: maalaus ja/tai lakkaus, valutus, haihdutus, ultraviolettikovetus, :"'; painatus; jolloin työkappaleet läpäisevät kyseisen työvaiheen nauhana.

8. Laitteisto työkappaleiden käsittelemiseksi valmistusprosessissa, jossa muodos- tetaan erillisiä työkappaleita jähmettämällä nestemäistä tai viskoosia materiaalia, jo-ka laitteisto käsittää välineet nauhan muodostamiseksi peräkkäisistä työkappaleista, 112455 välineet vahvistuksen (1405, 1406) liittämiseksi jähmetettävään materiaaliin nauhan mekaanisen lujuuden parantamiseksi ja välineet jähmetettävän materiaalin syöttämiseksi kahden mainitun nauhan pituussuuntaisen vahvistuksen (1405, 1406) välillä olevaan kohtaan (1501), tunnettu siitä, että se käsittää välineet ainakin kahden hyö-5 tykappaleen (1401, 1402) muodostamiseksi kussakin työkappaleessa siten, että kohta, johon jähmetettävä materiaali syötetään, sijoittuu hyötykappaleiden väliin.