专利名称：用于制造长纤维增强的塑料模制件的方法
技术领域：
本发明涉及一种由长纤维增强的热塑性塑料通过注射长纤维增强的热塑性塑料熔体(以下称作LFT熔体)制造塑料模制件(以下称作LFT塑料模制件)的方法。
背景技术：
如果在常见的注射成型过程中加工长纤维增强的熔体，则纤维在注射到模具中时遭受强的剪切，由于所述剪切使纤维变短，从而导致损害机械性能。(当纤维与熔体被很好润湿时，长纤维始终导致较好的机械性能)为了避免这个问题，已知的是LFT熔体被注射到一个具有预扩大的壁厚的模具中或者一个预扩大的型腔(亦即有一个较大的流动缝隙)中，并且直到在填注全部的LFT熔体后，模具才在一个压制过程完全地闭合并且闭锁其闭合单元。除了所述的对纤维长度的影响，通过这样的压制作用可以达到构件较小的变形。此外，降低注射压力尤其是模具内部压力，并且由此降低对构件的闭合力的要求(这特别在大的、平面的构件上具有优点)。
在也称作为顺序的压制的原理上，它的缺点是，在注射到预扩大的型腔中的开始形成一个自由射流，其导致在LFT模制件上的痕纹(Markierung)。另一个痕纹是出现熔体糊状物，其在LFT熔体注射到一个以规定的压制缝隙(Prgespalt)打开的模具中时形成。在模具闭合之前，也就是说在压制开始前，熔体糊状物短暂存在并且LFT熔体前部凝固。
发明内容
由此本发明的目的在于，提供一种方法，通过该方法制造LFT塑料模制件，而不出现痕纹并且纤维不遭受强的剪切负载。
该目的的解决方案通过具有权利要求1所述的方法实现。有利的进一步结构与构造在从属要求中给出。
由此，LFT熔体的注射与成型模具的打开同时进行，避免产生自由射流，纤维不遭受剪切负载或者仅遭受小的剪切负载，从而进一步避免纤维断裂。除此之外，也会避免形成表面的痕纹。成型模具的打开和注射的启动可以基本上同时进行。需要时也可以在关闭时开始注射，当成型模具到达一个可预先规定的位置时，例如在成型模具闭合和成型模具的模具盘相互接触不久之前。有利的是，从压制位置出发开始关闭成型模具，只有LFT熔体的注射还未结束。
因为在LFT熔体糊状物和成型模具之间总是进行“相对运动”，这由于在成型模具或者成型模具的运动的停止时(在注射期间或者在注射结束之后)持续的注射，导致没有停止LFT熔体糊状物的时间。因此熔体前部也不会凝固，也不会形成表面的痕纹。
由此首先成型模具合拢直至盘接触，闭合单元可以精确地定位，也可以将成型模具置于所期望的状态。比如说，可以将芯或者滑块置于其位置中。此外如果随后注射装饰材料(织物、薄膜或者类似的)，装饰材料在关闭成型模具时可以以有利的方式预成形。成型模具在开始时的关闭具有另外的优点是，可以保证成型模具中没有来自上一个循环的LFT模制件或者杂质。
以有利的方式，成型模具打开的启动和/或关闭的启动根据螺杆的位置来触发。启动所述运动的其他可能性是，根据模具内部压力、根据时间或者根据注射压力进行。通过这些可能性，对压制过程进行编程，在用于达到一个好的表面质量的压制过程的构造中实现较大的灵活性。
接下来参考图1更详细地说明本发明。在这个图中，示出成型模具的位置或位移以及螺杆位移与时间关系图。另外示出压制缝隙S压制表示为水平的虚线。
具体实施例方式
在注射成型循环开始时，将成型模具打开并且螺杆处于至少LFT熔体的注射容积为注射成型循环设置好的一个位置。现在例如借助合适的推移缸可以将成型模具关闭直至模具半体的盘接触。如果成型模具关闭到型腔的最终尺寸时(t0)(也就是说，相对最终的型腔没有再扩大的或者再缩小的型腔)，螺杆向前移动(下降的螺杆位移)，将LFT熔体注射到成型模具中。同时，开启成型模具，直到在t1时刻到达压制缝隙。在这个位置上，可以保持一段规定的时间例如从t1到t2，在这期间螺杆继续向前移动，注射过程继续进行。从t2开始关闭成型模具，直到t3时刻重新闭合，型腔达到最终的尺寸。LFT熔体的注射可以在t3时刻结束，如图1所示，或者在一个之前的时刻(在t1和t2之间或者在t2和t3之间的tstopp)结束。当成型模具已经闭合时(tstopp大于t3)，必要时注射也可以再继续一段短暂时间。
这个方法可以在任何一个注塑成型机上实施，该注塑成型机设计用于注射成型方法和具有相应的机器控制功能。注塑成型机可以如此设计成型模具的开启仅仅通过注射的LFT熔体实现，也就是说用于移动和保持成型模具的装置“中性地”连接。必要时可以使用移动装置例如推移缸，以便产生一个受控的反作用力，它可以用理想的方式制动成型模具的开启。但也可能的是，借助于移动装置主动地支持成型模具的开启。
此外，成型模具可以具有弹簧加载的滑块或者芯，弹簧力可以根据需要沿开启的方向或沿关闭的方向支持地起作用。在第一种情况中，前面提到的反作用力反作用于弹簧力，在后一种情况中，LFT熔体形成的升力反作用于弹簧力。弹簧力可以如此设置和或者其可以设置用于弹簧的止挡，可以实现直至压制位置的运动或者从这个位置开始的运动。
此外在加工长纤维增强的热塑性塑料时要考虑顺序。在设计注塑成型机时需要注意，不出现或者仅仅出现一个很小的剪切负载，也就是说，比如螺杆相应地要设计回流闭锁和喷嘴，尤其是螺杆应该具有大的L/D比值。在机器参数上还要注意，尽可能小的注射速度，小的增压，低的螺杆转速和小的背压。除此之外，塑化缸内的温度单独地相匹配(例如，在入口区内温度较高)，部分地推荐对颗粒材料提前预热(对增加通流能力起作用)。在成型模具和浇口系统中注意大的流动截面和小的熔体转向，以及要考虑小的旋转和小的变形。
作为纤维材料可以使用例如玻璃纤维，碳纤维，芳族聚酰胺纤维或者自然纤维。大部分还是使用玻璃纤维。
可能的应用主要是用于汽车中。所述应用从相对较小的构件如踏板模块延伸直至很大的构件如车底衬板。
所述的注射成型方法特别在大表面积的构件上显示出它的全部潜力。对于在汽车中的使用，有所谓的车底衬板、仪表板支架或者座位结构(如后座的座位靠背)。
对车底衬板的研究例如可以设计为，构件除了明显减少的变形还具有很好的机械特性曲线，并且可以以大大减小的闭合力制造。这导致对使用者带来显著的质量和经济上的好处。小的变形使车底衬板正好合适的安装成为可能，通过相应使用好的cw值并由此减少汽车耗油量。减小的闭合力为使用者提供了这种可能性，即在小的机器上制造所述构件并且由此还经济地生产。好的机械特性曲线最后可以用于降低玻璃纤维在材料中的含量和/或减小构件的壁厚。这样可以导致降低材料成本、而且缩短周期和在最终产品中小的重量(又具有汽车的小的耗油量)。
权利要求
1.用于在注射成型机上制造长纤维增强的塑料模制件(LFT模制件)的方法，其中将长纤维增强的熔体准备好并且注射到一个成型模具中，其特征在于以下方法步骤a)关闭成型模具，b)开始注射LFT熔体并且开启成型模具直至到达一可预先规定的压制缝隙，c)继续注射LFT熔体，d)关闭成型模具，e)冷却LFT模制件，f)打开成型模具，g)将LFT模制件取出。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤b)中，注射与开启基本上同时开始。
3.用于在注射成型机上制造长纤维增强的塑料模制件(LFT模制件)的方法，其中将长纤维增强的熔体准备好并且注射到一个成型模具中，其特征在于以下方法步骤a)关闭成型模具，b)在成型模具闭合之前，在关闭期间，在一成型模具的可预先规定的位置时开始注射LFT熔体，c)继续注射，并且开启成型模具，直至到达一可预先规定的压制缝隙，d)继续注射LFT熔体，e)关闭成型模具，f)冷却LFT模制件，g)打开成型模具，h)将LFT模制件取出。
4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，在再次开启成型模具之前，首先将所述成型模具完全关闭。
5.按照权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，在注射LFT熔体结束之后，开始关闭所述成型模具。
6.按照权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，当注射LFT熔体还没有结束时，开始关闭所述成型模具。
7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述成型模具关闭之后，结束注射LFT熔体。
8.按照权利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，成型模具在达到压制缝隙时在这个位置上保持一段可预先规定的时间。
9.按照权利要求1至8之一所述的方法，其特征在于，根据螺杆的位置、模具内部压力、时间或者注射压力启动成型模具的关闭和/或者打开。
10.按照权利要求1至9之一所述的方法，其特征在于，通过注射的LFT熔体被动地造成成型模具的开启。
11.按照权利要求10所述的方法，其特征在于，施加一个受控的反作用力，该反作用力制动成型模具的通过LFT熔体的开启。
12.按照权利要求1至11之一所述的方法，其特征在于，在LFT熔体后注射一装饰材料，其中将装饰材料加入到打开的成型模具中并且所述装饰材料在关闭成型模具时预成形。
全文摘要
本发明涉及用于在注射成型机上制造长纤维增强的塑料模制件(LFT模制件)的方法，其中将长纤维增强的熔体(LFT熔体)准备好并且注射到一个成型模具中。为了避免在标准注射成型或者注射成型时在一个预扩大的型腔中出现问题，按照发明所述推荐下列步骤a)关闭成型模具，b)开始注射LFT熔体并且开启成型模具直至到达一可预先规定的压制缝隙，c)继续注射LFT熔体，d)关闭成型模具，e)冷却LFT模制件，f)打开成型模具，g)将LFT模制件取出。通过这种方法纤维相对完好地加入到成型模具中并且分布在其中。也进一步避免了纤维断裂，如同形成表面痕纹一样。
文档编号B29K105/06GK101027174SQ200580031641
公开日2007年8月29日 申请日期2005年10月14日 优先权日2004年10月20日
发明者A·耶格尔, S·帕尔克 申请人:德马格艾戈泰克有限公司