Anleitung zur Metallisierung von Kunststoffen der Firma General ...

Hinweise zum Entwurf & zu den Werkzeugen
Formen für Folien
Prototyp-Formen können mit gewöhnlichen
Werkstoffen wie z.B. Gips, Hartholz, Glasfaser,
syntaktischem Schaumstoff und Silikon gefertigt
werden. Mit diesen Werkstoffen kann relativ leicht
gearbeitet, und es können kleinere Änderungen
vorgenommen werden.
EMPFEHLUNGEN:
Es ist eine weitverbreitete Praxis unter Konstrukteuren,
die voller Enthusiasmus mit IMD experimentieren
wollen, einen Silikonabdruck von einer existierenden
Spritzgießform zu nehmen. Dieses Verfahren ist für
eine anfängliche Machbarkeitsstudie geeignet, aber
denken Sie daran, daß die geformten Folienproben
aufgrund einer Kombination aus Werkstoffschrumpfung
und Ausdehnung des Gießmaterials nicht genau in
die Kavität der Form passen.
Dies führt häufig zu einer schlechten Paßgenauigkeit
in der Kavität, besonders bei komplexen dreidimensionalen
Teilen, und könnte zu einem schlechten
Erscheinungsbild der IMD-Teile führen. Um ordentlich
passende Folieneinlagen für eine existierende
Spritzgießform zu bekommen, sollte die Prototyp-
Gießform mit Hilfe der technischen Zeichnungen
der Spritzgießform hergestellt werden.
Nach Erstellung der Machbarkeitsstudie sollten jedoch
speziell für IMD entworfene Form- und Spritzgießwerkzeuge
gebaut werden. Produktionsformen für
die Verwendung von Lexan Folie sollten aus dauerhafteren
Werkstoffen gebaut werden, wie z.B.
gegossenes oder maschinell bearbeitetes Aluminium,
Stahl oder mit Metall vermischtes Epoxidharz.
Leitende Formen sollten von innen auf eine Temperatur
von 120°C erhitzt werden.
Formenentwurf Das warmgeformte Lexan
Teil zieht sich nach der
Entnahme aus der Form bei
der Abkühlung zusammen. Diese Schwindung ist
vorhersehbar und muß berücksichtigt werden, wenn
die Formengröße berechnet wird, um die richtige
Größe des fertigen Lexan Teils zu gewährleisten.
Die Ausdehnung der Form bei Betriebstemperatur
muß auch berücksichtigt werden, wenn die
Abmessungen des fertigen Teils wichtig sind.
Normalerweise schwindet die Lexan Folie je nach
den Formbedingungen des Verfahrens um ungefähr
0,5 bis 0,9% (zum Beispiel: 0,005 bis 0,009 cm pro cm).
Die Wärmeausdehnung des Formwerkstoffs bei
einer Betriebstemperatur von 120°C muß von der
Schwindung der Lexan Folie abgezogen werden,
um genaue Formabmessungen zu erhalten.
Formschräge für die
Vakuum-Umformung
Formschrägen von 5 bis 7
Grad werden empfohlen,
um die Teilentnahme bei
Positiv-Werkzeugen zu
erleichtern. Bei Negativ-Werkzeugen ist weniger
(1 bis 2 Grad) erforderlich. Siehe Abb. 6.
Zur Optimierung der Teilequalität und zur
Erleichterung der richtigen Stärkeverteilung müssen
alle Formenecken mit einem Radius von 1x die
Werkstoffstärke versehen werden. Je größer die
Radien umso besser.
Vakuumevakuierungsbereiche sind in allen
Abschnitten der Form notwendig, wo das Teil
detailgenau sein muß. Kleine Vakuumschlitze
oder in einem Abstand von 13 mm gebohrte
Vakuumlöcher mit einem Durchmesser von ca. 0,50
mm sind normalerweise ausreichend. Die Formen
sollten nicht hochglanzpoliert werden, da glatte
Oberflächen Luft einschließen. Mattieren Sie alle
Formenoberflächen mit Schmirgelpapier der
Körnung 500 oder 600. Die kleinen, durch das
Schmirgeln erzeugten Kanäle bilden mikroskopische
Passagen zur Luftevakuierung.
Abbildung 6
Besäumwerkzeugentwurf für Folien
Ein wichtiger Aspekt des
IMD-Prozesses sind die
Größe und die gleichbleibenden
Abmessungen der gedruckten Teile.
Normalerweise können zweidimensionale Lexan
Folien mit Hilfe von Bandstahlschnitt, geführtem
Eisenwerkzeug oder in geringerem Maße mit
Drehstanzen gestanzt werden. Die mit 70 N/mm2 Stanzen
im
Vergleich zu Metall relativ geringe Scherfestigkeit
von Lexan Folie vereinfacht und erleichtert den
Werkzeugentwurf und den Prozeß. Die Folienteile
können je nach Pressenkraft, Arbeitsbereich und
Materialstärke einzeln oder zu mehreren gestanzt
werden. Die zum Stanzen von Lexan Folien
erforderliche Pressenkraft kann durch folgende
einfache Formel bestimmt werden:
F =
Positiv-Werkzeug
Negativ-Werkzeug
PA
9,000 N/t
5 - 7
pro Seite
R
R
F = Pressengewicht
P = Scherfestigkeit von Lexan Folie
A = Querschnittsfläche
1 - 2
pro Seite
Die Querschnitts- oder Scherfläche kann ermittelt
werden, indem die Gesamtlänge des Schnittes mit
der Folienstärke multipliziert wird.
Die beliebteste und kostengünstigste Stanztechnik
ist der Bandstahlschnitt. Im allgemeinen wird ein
R
R
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