CS230804B1

CS230804B1 - Mold for injection, molding, casting and others

Info

Publication number: CS230804B1
Application number: CS817682A
Authority: CS
Inventors: Jiri Klir; Ivan Krir
Original assignee: Jiri Klir; Ivan Krir
Priority date: 1981-10-20
Filing date: 1981-10-20
Publication date: 1984-08-13
Also published as: CS768281A1

Abstract

Vynález řeší formu pro výrobu výrobků zejména z plastických hmot vstřikováním tvarováním, litím nebo laminováním, které je vhodná pro ověřovací série a malosériovou výrobu. Forma má sendvičové jádro, sestavené z několika vrstev. Na základní kotevní desce je formovací rám, ve kterém je ujožena výztužná vrstva, které se dotýká výplňová vrstva krabicového "U" tvaru a v které na izolační vrstvu navazuje funkční vrstva, která mé funkční plochu vytvarovanou podle tvaru požadovaného výrobku. Tato funkční vrstva je s výhodou vyjímatelná pomocí výsuvných sení. Zevnější strany formy jsou vodicí tyče a forma je opatřena ustavovacím kroužkem pro usazení formy do vstřikovacího lisu.The invention provides a mold for the production of products, especially from plastic materials, by injection molding, casting or lamination, which is suitable for verification series and small-scale production. The mold has a sandwich core, composed of several layers. On the base anchor plate is a molding frame, in which a reinforcing layer is mounted, which is touched by a box-shaped "U"-shaped filling layer and in which the insulating layer is connected by a functional layer, which has a functional surface shaped according to the shape of the desired product. This functional layer is preferably removable using retractable slides. The outer sides of the mold are guide rods and the mold is provided with a positioning ring for seating the mold in the injection molding press.

Description

Vynález se týká formy pro vstřikování, tvarování, lití nebo laminování výrobků z plastů a jiných hmot s výhodou pro ověřovací série a malosériovou výrobu,The invention relates to a mold for injection molding, molding, casting or laminating products of plastics and other materials, preferably for verification series and small batch production,

Dosud se vyrábějí formy zejména pro vstřikování převážně z oceli, hliníku, a jiných kovů třískovým obráběním, pokovováním, galvanoplastikou nebo kombinací těchto způsobů, což je nákladné a pracná. Další nevýhodou je, že takováto forma se dá jen obtížně renovovat a rovněž neumožňuje rychlou inovaci nových výrobků, protože pro zavedení nového výrobku je třeba vyměnit celou formu. Z těchto důvodů se např. vstřikování plastů uplatňuje jen v hromadné výrobě. Další nevýnodou je poměrně dlouhá prodleva vlivem ochlazování nebo ohřevu formy nutná při vstřikování plastů, což snižuje výrobní kapacitu.Up to now, molds have been produced mainly for injection molding mainly from steel, aluminum, and other metals by machining, metallization, electroplating or a combination of these processes, which is expensive and laborious. A further disadvantage is that such a mold is difficult to renovate and also does not allow rapid innovation of new products because the entire mold needs to be replaced to introduce a new product. For these reasons, for example, plastic injection is only used in mass production. Another disadvantage is the relatively long delay due to the cooling or heating of the mold required for injection molding, which reduces the production capacity.

Tyto nevýhody odstraňuje forma pro vstřikování, tvarování, lití nebo laminování výrobků z plastů nebo jiných hmot s výhodou pro ověřovací série a malosériovou výrobu, sestávající alespoň z tvárníku nebo tvárnice, opatřené vtokovou soustavou, vodicími tyčemi a chladicím systémem, vytvořena dle vynálezu, jehož podstata je v tom, že forma je vedena jako stavebnice sendvičového typu, kde na základní kotevní desce je umístěn formovací rám s vnitřní hrubovanou plochou, ve kterém je uložena výztužná vrstva provedená jako konstrukč ní panel odlehčený otvory o průměru s výhodou 20 mm nebo oboustranně drážkovanými plochami, a do tohoto panelu zasahuje výplňová vrstva krabicovitého U tvaru z licí kompozice, ve kterém je izolační vrstva z izolačních materiálů, rovněž krabicovitého U tvaru a na tuto izolační vrstvu navazuje funkční vrstva se zabudovaným chladicím systémem a s dutinou danou tvarem výrobku a velikostí matričního modelu, přičemý její funkční plochu tvoří výstelka.These drawbacks are overcome by a mold for injection molding, molding, casting or laminating of plastic or other mass products, preferably for a verification series and a small batch production, consisting of at least a block or a block provided with a gating system, guide rods and cooling system. is in that the mold is designed as a sandwich-type kit, where a base frame with an internal rough surface is placed on the base anchoring plate, in which a reinforcing layer designed as a construction panel with lightweight holes of preferably 20 mm diameter or grooved surfaces , and a paneled U-shaped filler layer of a casting composition in which the insulating layer is made of insulating materials, also of a U-shaped shape, is interspersed with a functional layer with a built-in cooling system and a cavity defined by the shape of the product. bones of the matrix model, the functional surface of which is the lining.

Pokrok dosažený vynálezem je zejména v tom, že umožňuje rychlou realizaci nových výrobků, rychlou renovaci forem, snížení prodlev a zvýšení kapacity vstřikovacího lisu, snížení spotřeby elektrické energie a snížení hmotnosti formy.In particular, the progress achieved by the invention is that it enables the rapid realization of new products, the rapid renovation of the molds, the reduction of the delays and the increase in the capacity of the injection molding machine, the reduction of the power consumption and the weight of the mold.

Vynález je znázorněn na připojeném výkrese, kde na obr. I je řez formou pro vstřikování plastů se sendvičovým jádrem uloženým na formovacím rámu a na obr. 2 je částečný řez for mou s funkční vyjímatelnou vrstvou sendvičového jádra uloženou ve výsuvných saních.The invention is illustrated in the accompanying drawing, in which Fig. 1 is a sectional view of a plastic injection mold with a sandwich core supported on a molding frame, and Fig. 2 is a partial sectional view of a mold with a functional removable sandwich core layer supported in a slide.

forma (obr. 1) je provedena jako stavebnice sendvičového typu. Sestává z tvárníku 15 a tvárnice 14. nebo alespoň z jedné této části, je opatřena vtokovou soustavou 8, chladicím systémem 2. Mé základní kotevní desku J., která je ocelová, kovová nebo z jiného materiálu, např. pertinaxu. Na kotevní desce 1 je umístěn formovací rám 2, jehož horní část tvoří dělicí rovinu. Formovací rám £ je z oceli. Jeho tvar má funkční profil L nebo T vzhledem k zakotvení na základní formovací desku a usazení vodičích tyčí 10 mimo vlastní formu. Jeho vnitřní plochy jsou hrubované za účelem zvýšení adhese licí kompozice, která spojuje formovácí rám 2 s ostatními díly formy. Styčné horní plochy formovacího rámu £ jsou nosnými prvky, na které je u vstřikolisů převážně přenášena uzavírací síla cca 100 až 300 MPa a částečně 1 ostatní tlaky vyvolané při vstřikování plastů.the mold (Fig. 1) is designed as a sandwich type kit. It consists of a block 15 and a block 14 or at least one part thereof, it is provided with an inlet system 8, a cooling system 2. My base anchor plate J is made of steel, metal or other material, for example pertinax. A molding frame 2 is placed on the anchor plate 1, the upper part of which forms the separation plane. The molding frame 8 is made of steel. Its shape has a functional profile L or T with respect to its anchoring on the base molding plate and seating of the guide rods 10 outside the mold itself. Its inner surfaces are roughed to increase the adhesion of the casting composition that connects the molding frame 2 to the other mold parts. The contact surfaces of the molding frame 6 are the supporting elements to which the injection force is predominantly transmitted by a closing force of about 100 to 300 MPa and partly by the other pressures induced by the injection molding of plastics.

Ve formovacím rámu 2 je výztužná vrsva J, která je v podstatě konstrukční panel •dlehčený po celé ploše otvory, např. o průměru 20 mm i více nebo oboustranně drážkovanými plochami. Tento panel je zhotovený z kovových desek nebo-z jiných materiálů (např.' pertinex o tl. 50 mm). Výztužná vrstva J je vložka, která, tvoří rovinu s plochou formovacího rámu 2 a dosedací plochu na základní kotevní desku 1. V otvorech jsou zality kovoplastem předem separovaná šrouby pro montáž formy na základní kotevní desku £. Tím se odstraní nutné provádění závitů.In the molding frame 2 there is a reinforcing layer J which is essentially a construction panel lined with openings over the entire surface, for example with a diameter of 20 mm or more or both sides with grooved surfaces. This panel is made of metal plates or other materials (e.g., 50 mm thick pertinex). The reinforcing layer J is an insert which forms a plane with the surface of the flask 2 and the abutment surface on the base anchoring plate 1. Pre-separated screws for mounting the mold on the base anchoring plate 6 are cast in the openings. This eliminates the necessary threading.

Na výztužnou vrstvu J dosedá výplňová vrstva 4 krabicovitého ”U tvaru z licí kompozice na bázi směsi epoxidu a nenasycených polyesterů, epoxyakrylétů, směsi EP 110/BG 15, plněných anorganickými prášky směsi kovů, křemelin, keramiky o zrnění max. do 100 μ.The reinforcing layer J is supported by a 4-packed U-shaped filling layer of a casting composition based on a mixture of epoxy and unsaturated polyesters, epoxy acrylates, EP 110 / BG 15, filled with inorganic powders of metal, kieselguhr and ceramics.

U větších vrstev je vyvložkována ostřivem a kusovým materiálem. Vytvrzování probíhá za studená v průběhu 60 min při použití reaktivních směsí např. na bázi směsi rezanilu KP a tvrdidla Pj nebo P_g. Touto koncepcí se využívá zalévacích a pevnostních vlastností materiálů pro odlité části formy a dokonalého kopírování tvaru.In the case of larger layers, it is lined with grit and lump material. Curing takes place under cold over 60 min using reactive mixtures e.g. based on a mixture rezanilu KP and hardener Pi or P _g. This concept exploits the casting and strength properties of the materials for the molded part and perfect copying of the shape.

Do U tvaru výplňové vrstvy A je zalita izolační vrstva £ krabicovitého U tvaru.The box-shaped U-shaped insulation layer 8 is embedded in the U-shaped filling layer A.

Je zhotovena z desek z azbestu nebo skla, mramoru nebo z licích směsí pojivové složky, např. ΕΡΟΧΪ 15, ΕΧΡΟΣΥ 110/BG 15, případní směsi epoxyakrylátová, epoxypolyesterové plněné křemiči tou, keramickou moučkou, slídou, grafitem, skelným vláknem. Uvedené práškové nebo vlákáité materiály lze použít i jako plniva do vodního skla. Tato izolační vrstva 2 omezuje prostup tepla do celé formy i do vlastní konstrukce stroje. To má vliv na snížení intervalu vyhřívání formy, nebot vyhřívání probíhá jen funkční vrstvou 6 a rovněž tak ochlazování je účinnější. Zde dochází k úspoře elektrické energie, vyšěí životnosti formy, snížení prodlevy a tím i vyěší výrobní kapacitě. Do krabicovité izolační vrstvy í je zalita funkční vrstva 6 o tloušice s výhodou 3 až 10 mm. Je vytvořena jako sendvič, jehož vrchní vrstva sestává z nízkotavitelných směsí kovů nebo kovových prášků s teflonem na funkční ploše a další jeho spodní vrstva je vytvořena ze směsi kovových prášků s pojivém ze směsi epoxidových a nenasycených polyesterových pryskyřic nebo vědního skla,It is made of sheets of asbestos or glass, marble or casting mixtures of the binder component, eg ΕΡΟΧΪ 15, ΕΧΡΟΣΥ 110 / BG 15, epoxy acrylate, epoxy-polyesters filled with silica, ceramic flour, mica, graphite, glass fiber, if any. Said powdered or fibrous materials may also be used as fillers in waterglass. This insulating layer 2 limits heat transfer to the entire mold and to the machine construction itself. This has the effect of reducing the heating interval of the mold, since the heating takes place only through the functional layer 6, and cooling is also more efficient. This saves energy, increases the life of the mold, reduces the delay and thus increases production capacity. A functional layer 6 with a thickness of preferably 3 to 10 mm is embedded in the box-like insulating layer. It is formed as a sandwich, the top layer of which consists of low-melting mixtures of metals or metal powders with teflon on the functional surface and the other bottom layer of which is made of a mixture of metal powders with a binder consisting of a mixture of epoxy and unsaturated polyester resins or science glass.

Funkční vrstva 6 může být vytvořena též ze zalévací směsi a epoxyakrylátových směsí plněných anorganickými plnivy na bázi práškových kovů (mimo hliníku) o max. zrnitosti do 50 p., nebo keramických prášků s výstelkou vytvořenou směsí práškových kovů teflonu, šupinkového grafitu s pojivém na bázi epoxidů, polyesterů akrylátů, vodního skla nebo jejich směsí. Jiný příklad provedení funkční vrstvy 6 je dán kompozicí nízkotavitelných kovů nebo kovových přášků, např. vizmutu a zinku, nebo zinku, cínu a vizmutu s výstelkou nebo bez výstelky.The functional layer 6 may also be formed from a potting compound and epoxy acrylate mixtures filled with inorganic powdered metal (non-aluminum) fillers with a maximum grain size of up to 50 p., Or ceramic powders with liner formed by a mixture of teflon powdered metal. epoxides, polyesters of acrylates, waterglass or mixtures thereof. Another embodiment of the functional layer 6 is given by a composition of low-melting metals or metal powders, eg bismuth and zinc, or zinc, tin and bismuth with or without a lining.

Oba tyto příklady funkční vrstvy 6 odpovídají požadavkům na tlaky taveniny v dútiňě formy cca 5 MPa s teplotou taveniny do 300 °C , která je závislá na druhu vstřikovacího plastu. Použití je vhodné pro všechny druhy forem a výhodné zejméne pro vysokotlaké i nízkotlaké lisy pro termoplasty i pro volné lití a integrální pěny, např. PUS. Dalším příkladem vytvoření funkční vrstvy 6 je směs epoxidu 110/BG 15 s plnivem a výstelkou nebo bez výstelkyBoth of these examples of functional layer 6 meet the requirements for melt pressures in the mold cavity of about 5 MPa with a melt temperature of up to 300 ° C, which is dependent on the type of injection plastic. The application is suitable for all kinds of molds and is particularly suitable for high and low pressure presses for thermoplastics as well as for free casting and integral foams, eg PUS. Another example of forming the functional layer 6 is a mixture of epoxy 110 / BG 15 with or without filler and liner.

Ve funkční vrstvě 6 je zabudován chladicí systém 2·A cooling system 2 is incorporated in the functional layer 6 ·

Tvarovaná plocha funkční vrstvy 6 je vytvořena výstelkou podle tvaru modelu a tvoří současně separační vrstvu. Výstelka je ze směsi práškového teflonu šupinkového grafitu s pojivém na bázi akrylátu, příp. epoxyakrylátu.The shaped surface of the functional layer 6 is formed by the lining according to the shape of the model and at the same time forms a separation layer. The lining is made of a mixture of powdered teflon of scale graphite with a binder based on acrylate, eventually. epoxyacrylate.

Do formy je zabudována vtoková soustava 8, sestávající z výměnné trysky, zakotvená na ploše základní kotevní desky J. a jištěná ustavovacím kroužkem 2.. Z vnější strany formovacíno rámu 2 a na základní kotevní desce J. jsou zabudovány přestavítelné vůdicí tyče 10 což umožňuje zmenšení rozměru formy a tím snížení její hmotnosti. Z druhé strany formy je na základní kotevní desce i ustavovací kroužek 11 pro ustaveni formy do vstřikovacího lisu .An inlet assembly 8 consisting of a replaceable nozzle anchored on the surface of the base anchor plate J and secured by a locating ring 2 is incorporated into the mold. An adjustable guide bar 10 is mounted on the outside of the forming frame 2 and on the base anchor plate J. dimension of the mold and thereby reducing its weight. On the other side of the mold, there is also a locating ring 11 for placing the mold in the injection molding machine on the base anchor plate.

Forma může být vytvořena též tak, že formovací rám 2 (obr. 2) má tvar Z nebo U.The mold may also be formed in such a way that the flask 2 (FIG. 2) has a Z or U shape.

Do něho jsou usazeny a zality výztužná vrstva 2, výplňová vrstva 4, izolační vrstva 5 , funkční vrstva 6, přičemž mezi izolační vrstvou % a funkční vrstvou 6 jsou výsuvné saně 12. Jejich vnitřní obvodové stěny mají úkosy s negativními úhly do 10° (tzv. zámek), kterými je zajištováno pevné uložení funkční vrstvy 6. Celé část je pak jištěna ve formě kotevními šrouby v počtu ětyřech i více, podle velikosti formy.The reinforcing layer 2, the filling layer 4, the insulating layer 5, the functional layer 6 are inserted and embedded therein, with slide slides 12 between the insulation layer% and the functional layer 6. Their inner peripheral walls have bevels with negative angles of up to 10 ° ( The whole part is then secured in the form of anchor bolts in the number of four or more, depending on the size of the mold.

Při usazení formy na vstřikovací lis, jejím vyhřátím na teplotu max. do 50 °C a uzavřením lisu se rozvádí vtokovou soustavou termoplastická hmota do dutiny vytvořené mezi vnitřními tvarovanými plochami funkční vrstvy 6. Pak probíhá dotlak lisovací soustavy a prodleva, tj. vytvrzení a ustálení vstřikované hmoty ve formě. Prodleva se urychluje chlazením funkční vrstvy 6. Účinek vyhřátí nebo chlazení se zvyšuje tím, že izolační vrstva 2 zamezuje prostupu tepla do celé formy a do kovové konstrukce samotného lisu. Ohřev nebo chlazeni formy probíhá tedy poaze v oblasti funkční vrstvy 6 obalené izolační vrstvou 2.By placing the mold on the injection molding machine, heating it to a temperature of max. 50 ° C and closing the press, the thermoplastic material is distributed through the inflow system into a cavity formed between the inner shaped surfaces of the functional layer 6. injection molded materials in the mold. The delay is accelerated by cooling the functional layer 6. The effect of heating or cooling is increased by the insulating layer 2 preventing heat transfer into the entire mold and into the metal structure of the press itself. Thus, the mold is heated or cooled in the region of the functional layer 6 wrapped with the insulating layer 2.

Po ustálení výlisku (což je dáno programem), dochází k otevření lisovací soustavy a prostorem mezi dělicí rovinou a výliskem se vhání vzduch, kterým se vyhazuje výrobek z formy. Takto není třeba opakovat formu zvláštním vyhazovecím ústrojím.After the molding has stabilized (as determined by the program), the press assembly is opened and air is blown through the space between the separating plane and the molding to eject the product from the mold. There is no need to repeat the form with a special ejector.

V případě, že je třeba provést změnu výrobního programu na jiný tvar výrobku, ného formu renovovat, uvolní se kotevní šrouby 13. vysunou se výsuvně saně 12 a vymění se funkční vrstva 6.If it is necessary to change the production program to another shape of the product to be refurbished, the anchor screws 13 are loosened, the slide 12 is extended and the functional layer 6 is replaced.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A mold for injection molding, molding, casting or laminating products made of plastics or other materials, preferably also for verification series and small series production, consisting at least of a block or a block having a runner system, with a guide! bars and a cooling system, characterized in that the mold is designed as a sandwich-type kit, wherein a base frame (2) with an internal rough surface is placed in the base anchoring plate (1), in which a reinforcing layer (3) apertures with a diameter of preferably 20 mm or grooves on both sides, and a panel-like U-shaped filling layer (4) of the casting composition in which the insulating layer (5) is also box-like U-shaped and onto the insulating layer (5) a functional layer (6) follows with a built-in cooling system (7) and a cavity given by the shape of the product and the size of the matrix model, its functional sheath being a lining.

Mold according to claim 1, characterized in that its molding frame (2) is of profiled Z, L, T or U shape.

Mold according to claim 1, characterized in that there are slide-out slides (12) between the insulating layer (5) and the functional layer (6).

Mold according to claim 1, characterized in that adjustable guide rods (10) are incorporated from the outside of the flask (2).