(57)【要約】射出成形ダイの加熱されるモールドキャビティは、長い加熱フェーズ及び冷却フェーズを必要とし、その結果として、生産ユニット数が低く、ユニットコストが高く、温度制御用のエネルギーに起因して効率の程度が低い。したがって、これらの欠点をなくすか又は減少させることが本発明の問題である。本発明によれば、この問題は、流動性材料からコンポーネントを生産するための射出成形ダイの成形プレート内に構成されるモールドキャビティを、少なくとも複数のセクションで境界画定するためのダイインサートが、モールドキャビティ用の整形用前側及び整形用前側に対向して存在する後側を備えるメインボディを備えることによって解決され、メインボディは、メインボディの整形用前側に層加熱手段を担持する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動性材料（Ｍ）からコンポーネント（Ｐ）を生産するための射出成形ダイ（１００）の成形プレート（１０１）内に構成されるキャビティ（１０２）を、少なくとも複数のセクションで境界画定するためのダイインサート（１）であって、前記キャビティ（１０２）用の整形用前側（Ｓ１）及び前記整形用前側（Ｓ１）に対向して存在する後側（Ｓ２）を備えるメインボディ（１０）を有するダイインサート（１）において、前記メインボディ（１０）が、前記前記メインボディ（１０）の前記整形用前側（Ｓ１）に層加熱部（２０）を担持することを特徴とするダイインサート（１）。
【請求項２】
前記層加熱部（２０）が、厚膜技術で生産されるストリップ加熱導体（２１）を備えることを特徴とする請求項１に記載のダイインサート（１）。
【請求項３】
前記層加熱部（２０）が、第１の電気絶縁層（２２）であって、厚膜技術で生産され前記前側（Ｓ１）の方向に前記ストリップ加熱導体（２１）を覆う第１の電気絶縁層（２２）を備えることを特徴とする請求項２に記載のダイインサート（１）。
【請求項４】
前記層加熱部（２０）が、前記ストリップ加熱導体（２１）と前記メインボディ（１０）との間に、厚膜技術で生産される第２の電気絶縁層（２３）を備えることを特徴とする請求項２又は３に記載のダイインサート（１）。
【請求項５】
前記ストリップ加熱導体（２１）が、前記メインボディ（１０）の舌状部（１１）上に配設される接続接点（２４）を備え、前記舌状部（１１）が、前記キャビティ（１０２）の外に位置決めされることができ、シール面（１２）が、前記前側（Ｓ１）の方向に前記舌状部（１１）上に構成され、前記シール面（１２）が、前記前側（Ｓ１）の前記整形用領域を境界付けることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載のダイインサート（１）。
【請求項６】
前記ストリップ加熱導体（２１）が、前記後側（Ｓ２）の方向に前記メインボディ（１０）を貫通して通される接続接点（２４）を備えることを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載のダイインサート（１）。
【請求項７】
前記層加熱部（２０）が、前記整形用前側（Ｓ１）を構成する最終輪郭層（２６）によって前記前側（Ｓ１）の方向に覆われることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のダイインサート（１）。
【請求項８】
前記輪郭層（２６）が、本質的に５０μｍ厚と５００μｍ厚との間にあることを特徴とする請求項７に記載のダイインサート（１）。
【請求項９】
前記輪郭層（２６）が、デトネーションコーティング又は微細鍛造加工によって生産されることを特徴とする請求項７又は８に記載のダイインサート（１）。
【請求項１０】
前記輪郭層（２６）が、電気めっき技術で又は化学コーティングプロセスによって生産されることを特徴とする請求項７又は８に記載のダイインサート（１）。
【請求項１１】
前記輪郭層（２６）が、金属、特に、工具鋼又はニッケルで作られることを特徴とする請求項７から１０のいずれか１項に記載のダイインサート（１）。
【請求項１２】
化学的に耐性がある中間層（２７）が、前記輪郭層（２６）の下に配設されることを特徴とする請求項７から１１のいずれか１項に記載のダイインサート（１）。
【請求項１３】
前記メインボディ（１０）が、硬質金属、又は、工具鋼、又は、クロム、タングステン、ニッケル、モリブデン、及び炭素を含む合金、又は、クロム、マンガン、リン、シリコン、硫黄、及び炭素を含む合金、又は、クロム、チタン、ニオブ、マンガン、及び炭素を含む合金から生産されることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載のダイインサート（１）。
【請求項１４】
前記メインボディ（１０）がセラミックから生産されることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載のダイインサート（１）。
【請求項１５】
前記メインボディ（１０）が、前記前側（Ｓ１）の方向に層温度センサ（３０）を担持することを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載のダイインサート（１）。
【請求項１６】
流動性材料（Ｍ）からコンポーネント（Ｐ）を生産するための射出成形ダイ（１００）の成形プレート（１０１）であって、整形用表面（１０３）によって境界付けられるキャビティ（１０２）、前記キャビティ（１０２）に合流するスプルー開口、及び請求項１から１５のいずれか１項に記載のダイインサート（１）が受容されるダイインサートホルダ（１０５）を備えることを特徴とする成形プレート（１０１）。
【請求項１７】
前記ダイインサート（１）が、前記整形用前側（Ｓ１）が前記キャビティ（１０２）の前記整形用表面（１０３）と同一平面上になる状態で埋め込まれることを特徴とする請求項１６に記載の成形プレート（１０１）。
【請求項１８】
前記ダイインサート（１）の前記前側（Ｓ１）及び前記キャビティ（１０２）の前記整形用表面（１０３）が、前記ダイインサートホルダ（１０５）内への前記ダイインサート（１）の設置状況において、ダウン機械加工及び／又は研削及び／又は研磨によって共に処理されることを特徴とする請求項１６又は１７に記載の成形プレート（１０１）。
【請求項１９】
流体チャネル（１０７）が成形プレート（１０１）内に構成されることを特徴とする請求項１６から１８のいずれか１項に記載の成形プレート（１０１）。
【請求項２０】
前記ダイインサート（１）が、着脱可能固定手段（１０８）によって前記ダイインサートホルダ（１０５）内に固定されることを特徴とする請求項１６から１９のいずれか１項に記載の成形プレート（１０１）。
【請求項２１】
前記メインボディ（１０）が前記ダイインサートホルダ（１０５）に熱的に結合されることを特徴とする請求項１６から２０のいずれか１項に記載の成形プレート（１０１）。
【請求項２２】
流動性材料（Ｍ）からコンポーネント（Ｐ）を生産するための射出成形ダイ（１００）の成形プレート（１０１）のキャビティ（１０２）内で、請求項１から１５のいずれか１項に記載のダイインサート（１）を動作させるための方法であって、
電圧の印加によって前記層加熱部（２０）を加熱するステップ、
流動性材料（Ｍ）が前記キャビティ（１０２）に導入される充填サイクルをその後開始するステップ、
前記充填サイクル前、前記充填サイクル中、又は前記充填サイクル後に前記層加熱部（２０）の前記電圧を減少させるか又は取り除くステップ、
冷却フェーズ後に前記キャビティ（１０２）を開口し、前記少なくとも部分的に硬化したコンポーネント（Ｐ）を取り除くステップ
にて特徴付けられる方法。
【請求項２３】
前記冷却フェーズ中に、前記流動性材料（Ｍ）及び前記層加熱部（２０）の熱エネルギー（Ｅ）を、前記メインボディ（１０）を通して前記成形プレート（１０１）内に伝導させるステップにて特徴付けられる、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記冷却フェーズ中に、熱伝達媒体（Ｆ）を、前記成形プレート（１０１）の内部の流体チャネル（１０７）を通して搬送するステップにて特徴付けられる、請求項２２又は２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記層加熱部（２０）の加熱中及び／又は前記充填サイクル中に、熱伝達媒体（Ｆ）を、前記成形プレート（１０１）の内部の流体チャネル（１０７）を通して搬送するステップにて特徴付けられる、請求項２２から２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２６】
前記充填サイクルが開始する前に、前記層加熱部（２０）を少なくとも１５０℃まで加熱するステップにて特徴付けられる、請求項２２から２５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２７】
前記メインボディ（１０）の温度を、本質的に前記ダイインサートホルダ（１０５）が前記ダイインサート（１）を受容する温度に保持するステップ、及び、
前記加熱を、本質的に前記層加熱部（２０）の領域に制限するステップ
にて特徴付けられる、請求項２２から２６のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、請求項１のプリアンブルによるダイインサート、請求項１６による、こうしたダイインサートを有する成形プレート、及び、請求項２２による、こうしたダイインサートを動作させるための方法に関する。
【０００２】
射出成形ダイは、キャビティを有する成形プレートを備え、そのキャビティ内に、加熱された流動性材料、特にプラスチックが、少なくとも１つのスプルー開口を通して導入される。流動性材料はキャビティの内部で硬化し、コンポーネントが生じる。コンポーネントは、その後、モールドから取り外される。
【０００３】
最も単純な場合、成形プレートは２つの部分で構成され、モールドの半分は、モールドから取り外されるために互いから分離される。しかし、アンダーカットを有する複雑な構造がモールドから取り外され得るために、多数の成形プレートフラグメント又はいわゆる可動スライドゲートを有する実施形態が知られている。
【０００４】
問題は、キャビティ内への流動材料の導入中及び硬化中の温度分布である。こうして引き起こされる、知られている故障パターンは、とりわけ、気泡、不完全に充填されたキャビティ、シアーライン（タイガーラインとも呼ばれる）、ジョイントライン、及び不完全な砂目エンボス加工である。これらの欠点は、光学的な欠陥だけでなく、重要なコンポーネントの場合の安全性についてのリスクも示す。高アスペクト比を有するコンポーネントの生産は、特に問題がある。これは、スプルー開口から続くキャビティ深さとキャビティの最小横方向伸長との比及びコンポーネントの総合サイズによって左右される。コンポーネントが小さければ小さいほど、アスペクト比が高くなる。高アスペクト比を有するキャビティについての充填手順では、流動性材料は、依然として運動中である間に、付着する程度に冷え−シアーラインが生じ、キャビティが、おそらくは完全に充填されず−砂目構造が完全に充填されず−不完全な砂目エンボス加工が生じ−硬化した膜が材料フロントに生じるため、２つの平行流が互いに合流するときにジョイントラインが生じる。
【０００５】
現代のコンポーネントに対する需要と共に、これらの問題は、高い射出圧力によってだけではもはや克服することができない。したがって、影響が温度分布に及び得るような、射出成形ノズル及び成形プレートの側部の加熱デバイス並びに成形プレートの側部の冷却デバイスが知られている。これは、故障の発生の防止を補助することが意図されている。
【０００６】
成形プレートの温度調節についての最もよく知られている方法は、温度調節された流体を搬送するためのチャネル構造、内部及び外部誘導加熱要素、ダイが開口するときの赤外線放射、及び、抵抗加熱要素を含む。
【０００７】
熱伝達媒体として水又は油を用いる温度調節が確立されているが、効率が不十分であるという欠点を有する。これは、供給ラインの損失が高く、温度変化の動特性が緩慢であるために起こる。温度変化の動特性は、キャビティ内への流動性材料の導入の前及び導入中に成形プレートを加熱し、その後、冷却によって流動性材料を硬化させるために必要とされる。更に、熱調節は、約１６０℃〜２００℃に制限される。
【０００８】
より高い性能が誘導加熱要素によって達成されるが、射出成形ダイ内への一体化は、非常に複雑でありかつ費用がかかる。更に、その温度変化が緩慢である、質量を伴う比較的大きなコンポーネントもまたここで加熱される。これは、生産サイクルを減速させる。
【０００９】
赤外線放射による加熱は、熱放射の原理を採用する。ここで、キャビティ表面は、熱放射によって外部から加熱される。しかし、排出係数が高く、加熱効率は、キャビティの表面が、通常、非常に微細に加工されるため低い。更に、達成可能な温度は、放出器のサイズ及び出力分布によって制限される。最後に、照射が、開口したダイによって起こり、その結果、生産サイクルがかなり延長される。
【００１０】
ｗｔ  Ｗｅｒｋｓｔａｔｔｔｅｃｈｎｉｋ  ｏｎｌｉｎｅ,  Ｉｓｓｕｅ  ９９  （２００）  Ｖｏｌ．  １１／１２,ｐａｇｅｓ  ８３０−８３６  ｂｙ  Ｄｉｐｌ．−Ｉｎｇ  Ｉｎｇｏ  Ｂｒｅｘｅｌｅｒ  ａｎｄ  Ｎｉｃｏ  Ｋuｌｓ（ＢＲＥＸＬＥＲ等）において、高度に動的なダイ温度調節が、論文「Ｆｕｎｋｔｉｏｎａｌｅ  Ｏｂｅｒｆｌaｃｈｅｎ  ｄｙｎａｍｉｓｃｈ  ｔｅｍｐｅｒｉｅｒｔ」に記載されている。論文は、高性能セラミック(high-performance ceramic)（ＣＰＨ）によってダイ内に一体化されたモールドインサート及びキャビティ密着冷却を可能にする。
【００１１】
しかし、ここでの欠点は、ＢＲＥＸＬＥＲ等による加熱要素が、比較的大きな被加熱質量を有することである。これは、長いサイクル時間を伴うキャビティの緩慢な冷却をもたらす。これは、冷却媒体が流体チャネルを通過することによる提案された冷却によって、制限された程度まで改善され得る。
【００１２】
したがって、本発明の問題は、従来技術の欠点を克服し、また、それによって、流動性材料、特にプラスチックからのコンポーネントの、高いコンポーネント品質を有する生産において、考えられる最も迅速なサイクル時間の使用を許容するデバイスを提供することである。特に、デバイスは、要求される温度に可変に適合することができ、設置が容易であり、動作において信頼性があり、費用の点で効果的であり、高い程度の効率を有する、キャビティの高度に動的な温度調節を使用可能にすべきである。
【００１３】
本発明の主要な特徴は、請求項１及び２２の特徴部分に述べられる。複数の実施形態は、連携する請求項１６並びに請求項２〜１５、請求項１７〜２１、及び請求項２３〜２７の主題である。
【００１４】
流動性材料からコンポーネントを生産するための射出成形ダイの成形プレート内に構成されるキャビティを、少なくとも複数のセクションで境界画定するためのダイインサートであって、キャビティ用の整形用前側及び整形用前側に対向して存在する後側を備えるメインボディを有する、ダイインサートによって、本発明は、メインボディが、メインボディの整形用前側に層加熱部を担持するように備えをする。
【００１５】
流動性材料からコンポーネントを生産するときに非常に迅速なサイクル時間が、ここで、こうしたダイインサートによって可能になる。その理由は、層加熱部がキャビティの方向に向くからである。したがって、メインボディの全体加熱は必要でない。そのため、層加熱部は、ダイインサートの整形用表面を著しく迅速に加熱する。層加熱部が停止すると、この薄層の少量の熱エネルギーが、特に、メインボディ内に、また、メインボディからダイの成形プレート内に非常に迅速に運び去られる。
【００１６】
層加熱部の質量が最小に加熱される結果としての短い加熱時間及び迅速な冷却時間によって、非常に迅速なサイクルの温度プロファイルが達成される。加熱は、表面で直接起こるため、ダイインサート及び／又はダイインサートのメインボディの背後で成形プレートを低い温度まで連続的に冷却するという有害な影響を及ぼさない。流動性材料の硬化速度もまた層加熱部を調節することによって制御され得る。ストリップ加熱導体の異なる断面、ストリップ加熱導体の目標分布、及び／又は別個のストリップ加熱導体によって、温度調節は、隣接する表面領域に対する顕著な熱的影響が起こることなく、局所的に適合する方式で更に行われ得る。そのため、表面にわたって高い温度勾配を有するキャビティの高度の動的な調節及び高い程度の効率が達成され得る。
【００１７】
したがって、本発明によるダイインサートによって、非常に高いコンポーネント品質を有するコンポーネントが、流動性材料、特にプラスチックから生産され得る。そのため、とりわけ、流動性材料の流れは、迅速に冷却するメルトフロントによって妨げられない。相応して、キャビティを充填するのに、より低い射出圧で十分である。そのため、小さな閉鎖力を有する閉鎖ユニットが実装される可能性があり、１コンポーネントについてより低いユニットコストをもたらす。更に、改善された表面構造の成形／砂目立て、薄壁部分によるより容易なモールド充填、及びジョイントライン、シアーライン、及びフローラインの低減が、そのため達成される。このため、例えば、流動性材料の射出直前に、キャビティの表面をそのガラス温度又は溶融温度まで上げることが可能であり、また、充填手順後、キャビティの表面をモールド取外し温度まで冷やすことは、必要である場合、冷却チャネルを流れる熱伝達媒体によって補助される。
【００１８】
更に、ダイインサートの設置が、多くの場合に関して実際に試行され試験されているため、層加熱部を有する本発明によるダイインサートは、同様に簡単な方法で容易に設置され得る。
【００１９】
層加熱部は、本質的に１０μｍ厚と５００μｍ厚との間にあるべきである。しかし、最大２ｍｍの局所ピーク厚が、特にキャビティの表面輪郭がこれを必要とするときに、同様に確実に設けられ得る。薄膜及び厚膜技術が、層加熱部の生産のために特に好適である。
【００２０】
本発明の開発では、層加熱部が、厚膜技術で生産されたストリップ加熱導体を備えるように備えがされる。１μｍ〜５０μｍのストリップ加熱導体の好ましい厚さが達成され得る。そのため、見てわかるように、加熱される非常に低い質量がもたらされ、それが、非常に動的な温度調節を使用可能にする。材料、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）、プラチナ（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、及び金（Ａｕ）、又はこれらの材料の混合物は、ストリップ加熱導体を生産するために特に好適である。表面輪郭を形成するために、３Ｄ印刷プロセスにおける、特に、インクジェットプロセス、エアロゾルプロセス、ディスペンシング又はマイクロディスペンシングによるストリップ加熱導体の生産を推奨できる。タンポン印刷プロセス又はスクリーン印刷プロセスもまた好都合である場合がある。
【００２１】
本発明による層加熱部のより詳細な実施形態によれば、層加熱部は、厚膜技術で生産され、前側の方向にストリップ加熱導体を覆う第１の電気絶縁層を備える。そのため、ダイを扱う人は、電気ショックから保護される。例えば機械的ブリッジ形成によって引き起こされる短絡による、また、機械的損傷によるストリップ加熱導体に対する損傷は、そのため防止される。最後に、ストリップ加熱導体によって引き起こされる微小うねりは、絶縁層によって補償され得る。この機能を実施するために、第１の電気絶縁層は、１０μｍ厚〜５０μｍ厚であるべきであるが、最大２ｍｍの局所ピーク厚が、キャビティの表面幾何形状を形成するために必要である場合がある。こうした材料厚によって、加熱される質量が低いままであり、高度に動的な温度調節が可能である。ガラス、ガラスセラミック、又はエナメルが、第１の絶縁層を生産するための材料として特に好適である。高い熱伝導率に関するこれらの材料の最適化が求められるべきである。こうした生産は、好ましくは、キャビティの表面幾何形状を複製するために３Ｄコーティングプロセスで行われる。特に、インクジェットプロセス、エアロゾルプロセス、ディスペンシング又はマイクロディスペンシング、タンポン印刷プロセス、及びスクリーン印刷プロセスだけでなく、電気泳動、溶射及び液浸プロセス、並びに、エナメル技術において一般に使用される他のプロセスが、このために考慮される。
【００２２】
本発明の変形によれば、層加熱部が、ストリップ加熱導体とメインボディとの間に、厚膜技術で生産された第２の電気絶縁層を備えるように備えがされる。これは、メインボディが電気伝導性があるときに特に必要である。メインボディは、非伝導性材料から同様に作られ得るが、キャビティ内へのダイインサートの埋め込みは、通常、工具鋼、特に成形プレートの材料と同じ材料が使用される場合、より容易に達成され得る。これは、メインボディが、成形プレートと同じ熱特性、特に、同じ熱膨張を有するからである。第２の電気絶縁層は、１０μｍと５０μｍとの間の厚さを有するべきである。そのため、連続的に電気絶縁する層が得られる可能性があり、その層は、ほんのわずかの質量を有する。ガラス、ガラスセラミック、又はエナメルが、特に、第２の絶縁層用の材料として適する。高い熱伝導率に関するこれらの材料の最適化が求められるべきである。第２の絶縁層の生産は、好ましくは、キャビティの表面幾何形状を複製するために３Ｄコーティングプロセスによって行われる。インクジェットプロセス、エアロゾルプロセス、ディスペンシング又はマイクロディスペンシング、タンポン印刷プロセス、及びスクリーン印刷プロセスだけでなく、電気泳動、溶射及び液浸プロセス、並びに、エナメル技術において一般に使用される他のプロセスが、このために特に好適である。
【００２３】
本発明によるストリップ加熱導体のより詳細な実施形態によれば、ストリップ加熱導体は、メインボディの舌状部上に配設される接続接点を備え、舌状部が、キャビティの外に位置決めされることができ、シール面が、前側の方向に舌状部上に構成され、前記シール面が、前側の整形用領域を境界付ける。そのため、舌状部、したがって接続接点は、キャビティの外に位置決めされ、高い射出圧を受けない。更に、規定された表面幾何形状が形成される必要がないため、接続接点のより自由な設計がキャビティの外で可能である。更に、外部電流源及び／又は制御ユニットによる層加熱部の動作が可能である。シール面は、成形プレートの互いに対向するシール面又は更なるダイインサートに対応し得る。そのため、キャビティは、所望の開口を除いて確実に閉鎖される。
【００２４】
本発明による更なる実施形態では、ストリップ加熱導体は、後側の方向にメインボディを貫通して通される接続接点を備える。そのため、シール面は、成形プレートによって完全に構成されることができ、その結果として、整合に関する困難さが回避される。同時に、電気接続は、簡単な方法でキャビティから出てダイインサートの下に通され得る。
【００２５】
接続接点とストリップ加熱導体との間に信頼性のある接点を生産するために、接続接点が、ストリップ加熱導体の接続エリアの方向の力によって作用される開発が有利である。代替的に又は更に、接続接点は、ストリップ加熱導体の接続エリアに強固結合方式で接続され得る。
【００２６】
接続接点が後側の方向にメインボディを貫通して通される限りにおいて、１つ又は複数の接続接点を有する絶縁体がメインボディを貫通して通される本発明の変形が好都合であり、絶縁体は、層加熱部の側でメインボディと同一平面上になるように終端し、接続接点は、この側で接触エリアを構成する。第２の電気絶縁層は、接続接点の接触エリアの領域において少なくとも１つのカットアウトを備えるべきである。接続領域を有するストリップ加熱導体は、その後、好ましくは、接続接点の接触エリアに厚膜技術で堆積される。
【００２７】
本発明の重要な開発は、層加熱部が、整形用前側を構成する最終輪郭層によって前側の方向に覆われるように備えをする。キャビティ及び層加熱部の表面及び材料特性は、通常互いに異なる。これは、均一なコンポーネント表面を達成するための表面の整合を難しくする。本発明の輪郭層によって、この問題は、簡単な方法で克服され得る。
【００２８】
本発明の設計によれば、輪郭層は、本質的に５０μｍ厚と５００μｍ厚との間にある。これは、表面輪郭の品質を提供し、ストリップ加熱導体のうねり構造を覆うのに十分である。更に、輪郭層は、堆積後に完成され得るため、例えば、輪郭層とキャビティの残りの輪郭表面との共通の砂目立てが行われる。輪郭層及び成形プレートの材料であって同じように反応する材料を使用すると、同一の化学的砂目立てが、パーティングエッジにわたって同様に生産され得る。特に好ましくは、輪郭層は、本質的に７０μｍ厚と１５０μｍ厚との間であるが、最大２ｍｍの材料厚が、局所ピーク領域内に設けられ得る。したがって、輪郭層の質量は、同様に小さく、層加熱部によって高度に動的な温度調節にわずかに影響を及ぼすだけである。
【００２９】
本発明の変形では、輪郭層は、デトネーションコーティング又は微細鍛造加工によって生産される。デトネーションコーティングによって、微細構造が、特に生産されることができ、その残留多孔度は０．２５％未満である。更に、接着強度は、７０ＭＰａを超える値にあり、輪郭層は、多数回の射出手順の場合でも、長い使用寿命を有する。金属粉末は、微細鍛造加工プロセスにおいて高圧下でぎっしり詰められる。このために、金属粉末は、特に、水、電流、及び圧縮空気の使用によってぎっしり詰められる。非常に微細な構造がここで生じ、その構造もまた、非常に複雑であり得る。
【００３０】
生産の別の変形では、輪郭層は、電気めっき技術又は化学的コーティングプロセスによって生産される。ニッケル電気めっきプロセスによって、例えば、電流によって調節されたニッケル層が、非常に短い時間で、非常に高い層厚を持って堆積され得る。これと対照的に、化学ニッケルの堆積は、外部電流の印加なしで行われる。ニッケルイオンの堆積に必要とされる電子は、槽内の化学的酸化反応自体によって生成される。そのため、特に輪郭どおりのコーティングが得られる。無電解ニッケルめっきプロセスは、最大５０μｍの層のために特に好適である。その理由は、機械的応力が、層厚が大きくなるにつれて層内に生じ、ニッケル電気めっきプロセスに比べて堆積がかなり多くの時間を必要とするからである。
【００３１】
ニッケル電気めっきプロセスでは、伝導性基材又は伝導性中間層が必要とされる。無電解ニッケルめっきプロセスでは、堆積が未処理(bare)金属表面上で始まるため、少なくとも１つのシーディングが、非伝導性基材について必要とされる。伝導性中間層の生産は、上述したコーティングプロセスのうちの１つのプロセスによって達成され得る。
【００３２】
電気めっき又は無電解めっきプロセスよって輪郭層を堆積する前に、層の付着を保証するために、化学的に積極的な清浄プロセスが実施されるべきである。清浄剤に耐性のない第１の電気絶縁層が使用されると、本発明の変形は、化学的に耐性のある中間層が輪郭層の下に堆積されるように備えをする。そのため、前記中間層は、保護層及び接着層の特性を有する。そのため、ダイインサートの耐久性は特に良好である。中間層はまた、先に述べた２Ｄ又は３Ｄコーティングプロセスの一方によって堆積され得る。
【００３３】
更に、本発明によるより詳細な実施形態は、輪郭層が、金属、特に、工具鋼又はニッケルで作られるように備えをする。ニッケルは、コーティングプロセス、並びに、耐久性、付着性、熱伝導率、表面処理、及び表面品質に関する要求に関して特に好適である。
【００３４】
本発明の実施形態によれば、メインボディは、金属から、特に、硬質金属か、工具鋼か、クロム、タングステン、ニッケル、モリブデン、及び炭素を含む合金か、クロム、マンガン、リン、シリコン、硫黄、及び炭素を含む合金か、又はクロム、チタン、ニオブ、マンガン、及び炭素を含む合金から生産される。これらの材料は、周囲の成形プレートに特によく適合し得る。更に、まさに硬質金属が、標準的なガラスによるコーティングに好適である。
【００３５】
本発明による代替の実施形態によれば、メインボディはセラミックから生産される。これは、ストリップ加熱導体によるメインボディの直接コーティングを可能にする。更に、セラミックは、標準的なガラスによるコーティングに好適である。
【００３６】
本発明の開発は、前側の方向にメインボディによって担持される層温度センサに関する。こうした温度センサは、その質量が小さく、例えばストリップ加熱導体の間で又は薄い絶縁層によって分離されるストリップ加熱導体の真上又は真下で層加熱部内に直接一体化できる可能性があるため、著しく迅速にかつ正確な位置で温度を測定することを可能にする。そのため、温度の決定は特に的確である。一方、センサチップを有する従来の温度センサは、輪郭生成用の前側から離間して位置決めされる必要がある。しかし、非常に薄い層だけが層加熱部によって加熱されるため、センサチップの領域の温度は、おそらく著しく発散することになる。これは、特に有利である本発明による層温度センサによって防止される。その理由は、層加熱部内の又は加熱器表面上の高度に動的な熱変化が精密に検出され得るからである。そのため、層加熱部、及び、特に射出サイクルの射出ダイの直接で即座の調節もまた可能である。層温度センサの接続は、層加熱部の接続の設計と同様に行われ得る。共通の又は別個の配置構成が設けられ得る。
【００３７】
本発明はまた、流動性材料からコンポーネントを生産するための射出成形ダイ用の成形プレートに関し、成形プレートは、整形用表面によって境界付けられるキャビティ、キャビティに合流するスプルー開口、及び先行の請求項のいずれか１項に記載のダイインサートが受容されるダイインサートホルダを備える。こうした成形プレートによって、キャビティの内部の表面の温度調節は特に動的に行われ得る。ダイインサートの先に述べた他の利点もまた実装され得る。
【００３８】
本発明による成形プレートの開発によれば、ダイインサートは、整形用前側がキャビティの整形用表面と同一平面上になる状態で埋め込まれる。そのため、ダイインサートにわたる表面幾何形状は、検出可能な移行部なしで構成され得る。
【００３９】
本発明の特別な変形はまた、これに寄与し、ダイインサートの前側及びキャビティの整形用表面は、ダイインサートホルダ内へのダイインサートの設置状況において、ダウン機械加工及び／又は研削及び／又は研磨によって共に処理される。そのため、ダイインサートの前側とキャビティの表面との間の不整合は、この処理によって調整され得る。微細構造もまた、パーティングラインにわたって生産され得る。
【００４０】
ダウン機械加工及び／又は研削及び／又は研磨は、特に好ましくは、層加熱部が加熱されるときに行われ得る。そのため、最小の熱誘導性輪郭変動が、生産時に考慮される。そのため、第１の絶縁層及び輪郭層は、うねり状表面がストリップ加熱導体によって生じることなく、特に薄く構成され得る。しかし、ストリップ加熱導体はまた、コンポーネントの設計理由で所望される限りにおいて、輪郭提供者として機能し得る。理想的には、流動性材料が硬化する間の後続の動作温度、すなわち、流動性材料のガラス温度に対応する温度で処理が行われる。したがって、ダイインサートの表面輪郭は、層加熱部が冷めたときに変化し得るだけである。しかし、コンポーネントは、少なくとも部分的に硬化し、その形状を保持する。
【００４１】
更なる生産の変形では、ダイインサートの前側及びキャビティの整形用表面の砂目立ては、ダイインサートホルダ内へのダイインサートの設置状況において共に生産される。そのため、こうした技術的又は化学的砂目立ては、ダイインサートとキャビティの表面との間のパーティングラインにわたって同様に生産され得る。
【００４２】
本発明による有利な設置の変形では、ダイインサートは、コンポーネントのジョイントライン位置の領域内に配設される。ジョイントラインがその上に存在することになる側は、射出シミュレーションによって射出成形ダイを生産する前に既に確立され得る。ジョイントラインの領域における局所加熱によって、前面の硬化した膜が離脱し、材料フロントが、材料欠陥及び／又は目に見える欠陥なしで合体する。
【００４３】
キャビティを均一に温度調節するため、また、層加熱部及び射出される流動性材料によって導入される熱を消散させるため、成形プレートの開発は、流体チャネルが成形プレート内に構成されるように備えをする。熱伝達媒体は、プロセスにおいて成形プレートを通って搬送され得る。そのため、例えば、成形プレートは、連続的に冷却され得る。冷却は、層加熱部の動作中に中断される必要はない。それでも、加熱される領域の質量が小さいため、効率は非常に高いままである。
【００４４】
更なる開発では、本発明は、ダイインサートが着脱可能固定手段によってダイインサートホルダ内に固定されるように備えをする。そのため、ダイインサートは、成形プレートとは別に、置換され、リワークされ、処理され得る。欠陥が生じる場合、射出成形ダイはまた、再び迅速にいつでも使用できる。固定手段は、好ましくは、キャビティの外にある成形プレート内の開口を通して作動され得る。したがって、キャビティの内部でのハンドリングは全く必要でなく、キャビティ表面に対する損傷が回避される。こうした固定は、メインボディ内のネジ付きボア又はバヨネット輪郭を有するボアによって、また同様に、成形プレートを貫通してダイインサートホルダ内に通じるボアによって構成され得る。ネジ又はバヨネットは、その後、成形プレートを通って送出され、メインボディ内のボア内に固定され得る。代替的に、成形プレート及びメインボディに係合するクランプ等の他の締付け要素もまた使用され得る。
【００４５】
ダイインサートホルダ内へのダイインサートの浮遊搭載もまた推奨される。これは、不均一な熱及び／又は圧力誘起応力によるダイインサートの変形を低減する。
本発明の開発によれば、メインボディは、ダイインサートホルダに熱的に結合される。結果として、層加熱部及び射出された流動材料によって導入される熱エネルギーは、そのため、できる限り迅速にかつ簡単な方法でキャビティの領域から運び去られ得る。これは、メインボディとダイインサートホルダとの間の（大きな）接触エリアによって達成され得る。メインボディとダイインサートホルダとの間の熱伝導性ペーストによって、有用な補助も提供される。
【００４６】
本発明はまた、流動性材料からコンポーネントを生産するための射出成形ダイの成形プレートのキャビティ内で、先に述べたダイインサートを動作させるための方法に関し、層加熱部の加熱が電圧の印加によって最初に行われ、それに続いて充填サイクルが開始し、流動性材料がキャビティに導入され、充填サイクル前、充填サイクル中、又は充填サイクル後の層加熱部の電圧の減少操作又は取り除き操作が起こり、冷却フェーズ後のキャビティの開口操作、及び、少なくとも部分的に硬化したコンポーネントの取り除き操作が実施される。
【００４７】
本発明によるダイインサートの結果として、特に迅速な射出サイクルが、本方法によって達成され得る。それでも、射出されたコンポーネントの品質は、層加熱部による高度に動的な温度調節によって特に高い。
【００４８】
本発明による方法の更なるオプションのステップは、冷却フェーズ中に、流動性材料及び層加熱部の熱エネルギーを、メインボディを通して成形プレート内に搬送することを含む。こうして、熱は、できる限り迅速にかつ設計の点で簡単な方法でキャビティの領域から運び去られる。層加熱部及びキャビティのすぐ隣の周囲は、非常に小さな質量だけが加熱されたため、電圧を取り除いた直後に成形プレートの温度まで既に冷却され、成形プレートは、更に、その容積と比較して熱伝導用の大きな表面を有する。
【００４９】
本発明による方法の変形は、冷却フェーズ中に、熱伝達媒体を、成形プレートの内部の流体チャネルを通して搬送するように備えをする。そのため、質量を伴う、通常、比較的容積の大きい成形プレートからの熱は、連続的に運び去られるため、動的温度調節が、同様に、多数回の射出サイクルにわたって確実に機能し得る。
【００５０】
本発明による層加熱部はまた、層加熱部の加熱中及び／又は充填サイクル中に、成形プレートの内部の流体チャネルを通した熱伝達媒体の搬送が行われる方法の変形を可能にする。そのため、層加熱部及び成形プレートは、２重の方法で温度調節され得る。成形プレートの特定の領域が熱伝達媒体によって加熱されることが考えられる。しかし、特に好ましいのは、温度をできる限り低いレベルに維持するため、層加熱部が起動されると、成形プレートもまた冷却されるオプションである。層加熱部の停止によって、層加熱部から始まりキャビティを出て成形プレートに入る熱流束は、相応してできる限り迅速である。
【００５１】
更に、本発明の開発は、充填サイクルの開始前に層加熱部を少なくとも１５０℃まで加熱することを可能にする。こうした温度では、大多数の流動性材料による充填挙動の大幅な改善が、温度調節されない成形プレートの充填と比較して見出され、コンポーネントは、相応して高品質を有する。層加熱部の特定の利点は、２０秒以内、また特に好ましくは、８秒以内の加熱を実施することができる可能性によって得られる。射出サイクルは、相応して迅速であり、複数のコンポーネントが、単位時間当りに生産されることができ、それが、低ユニットコストをもたらす。
【００５２】
方法に対する追加はまた、高度に動的な温度調節を達成することに寄与し、前記追加は、本質的にダイインサートホルダがダイインサートを受容する温度にメインボディの温度を保持すること、及び、本質的に層加熱部の領域に加熱を制限することを可能にする。温度のこの保持はまた、層加熱部とメインボディとの間にできる限り大きな温度勾配が存在するような層加熱部の起動フェーズを含み得る。メインボディはまた、このための流体チャネルを備えることができ、その流体チャネルは、好ましくは、成形プレートの冷却チャネルに結合される。キャビティの領域からの熱消散は、結果として特に良好である。
【００５３】
本発明の更なる特徴、詳細、及び利点は、特許請求の範囲の文言、及び、図面に基づく実施形態の例の詳細な説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】ダイインサートを有する射出成形ダイを示す分解図である。
【図２】ダイインサートを有する射出成形ダイを通る断面図である。
【図３】成形プレート及びダイインサートの分解図である。
【図４】層加熱部の電気接続の領域におけるダイインサートを有する射出成形ダイを通る詳細断面図である。
【図５】層加熱部の電気接続の領域におけるダイインサートを通る詳細断面図である。
【図６】層加熱部の電気接続の領域におけるダイインサートを有する成形プレートを通る詳細断面図である。
【図７】層加熱部の電気接続の領域における層加熱部を有するダイインサートを通る詳細断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
図１は、ダイインサート１によって、流動性材料ＭからコンポーネントＰを生産するための射出成形ダイ１００を分解図で示す。図２は、ダイインサート１を有するこうした射出成形ダイ１００を通る断面を示す。図１及び図２による射出成形ダイ１００は、２パートの成形プレート１０１を有する。整形用表面１０３を有するキャビティ１０２は、成形プレート１０１内に、特に、その２つの半分の間に構成される。成形プレート１０１の上側半分は、流動性材料Ｍをキャビティ内に充填するためのスプルー開口１０４を備える。スプルー開口１０４内には、ノズルインサート１１１が挿入され、ノズルインサート１１１内に、射出成形ノズル１１０が、次に延在する。そのノズルチップを有する射出成形ノズル１１０、材料パイプ、ハウジング、材料パイプヘッド、加熱デバイス、温度センサ、その電気接続、及び機械ノズル又は分配器に対する射出成形ノズル１１０の接続の設計を詳細に論ずることはここでは意図されない。
【００５６】
成形プレート１０１の温度調節の場合、熱伝達媒体Ｆがそこを通って搬送され得る流体チャネル１０７が成形プレート１０１内に導入される。成形プレート１０１の下側半分には、キャビティ１０の内部にダイインサートホルダ１０５が構成され、ダイインサートホルダ１０５内でダイインサート１が受容される。ここで示す実施形態では、ダイインサート１は、ダイインサートホルダ１０５内に浮遊方式で搭載される。ダイインサート１及びダイインサートホルダ１０５は、特にダイインサート１の後側Ｓ２の比較的大きな接触エリアによって熱的に結合される。熱伝導性ペーストが、ダイインサート１とダイインサートホルダ１０５との間に導入されて、熱接触を補助し得る。
【００５７】
更に、ダイインサート１は、キャビティ１０２の方向に向く整形用前側Ｓ１を有する。後側Ｓ２は、述べるように、成形プレート１０１の方向に向く。後側Ｓ２の方向において、ダイインサート１は、メインボディ１０を備え、メインボディ１０は、前側Ｓ１の方向に層加熱部２０を担持する。層加熱部２０は、本質的に１０μｍ厚と５００μｍ厚との間にある。層加熱部２０の詳細図が図７に見出され得る。層加熱部２０が、厚膜技術で生産されるストリップ加熱導体２１を備えることも見てわかる。ストリップ加熱導体２１は１μｍ厚と５０μｍ厚との間であり、ライン断面、したがって、局所的電気抵抗は、局所的であることを要求する熱要件に適合する。これは、３Ｄコーティングプロセスによるストリップ加熱導体２１の生産を可能にする。平坦表面の場合、例えば、スクリーン印刷等の２Ｄプロセスもまた使用され得る。
【００５８】
層加熱部２０はまた、厚膜技術で生産され、前側Ｓ１の方向にストリップ加熱導体２１を覆う第１の電気絶縁層２２を備える。前記絶縁層は、１０μｍ厚と５０μｍ厚との間である。前記絶縁層は、ガラス、ガラスセラミック、又はエナメルから生産され得る。第１の電気絶縁層２２はまた、３Ｄコーティングプロセスで生産される。平坦表面の場合、例えば、スクリーン印刷等の２Ｄプロセスもまた使用され得る。ストリップ加熱導体２１とメインボディ１０との間に配設され、厚膜技術で生産される第２の電気絶縁層２３も存在する。第２の電気絶縁層２３は、１０μｍ厚と５０μｍ厚との間である。第２の電気絶縁層２３は、ガラス、ガラスセラミック、又はエナメルから生産され得る。第２の電気絶縁層２３は、メインボディ１０が、金属、特に工具鋼で作られる場合に必要とされる。この選択される材料は、電気伝導性がある。
【００５９】
更に、層加熱部２０は、整形用前側Ｓ１を構成する最終輪郭層２６によって前側Ｓ１の方向に覆われる。輪郭層２６は、本質的に５０μｍ厚と５００μｍ厚との間であるが、最大２ｍｍの局所ピーク厚を含む。輪郭層２６は、デトネーションコーティング又は微細鍛造加工によって生産され得る。電気めっき技術で又は化学コーティングプロセスによる生産もまた、代替法として適する。輪郭層２６は、金属、特に、工具鋼又はニッケルで作られる。非電気伝導性材料が輪郭層２６のために選択される場合、輪郭層２６は、第１の電気絶縁層２２の機能を引受ける、すなわち、第１の電気絶縁層２２は輪郭層２６を構成する。
【００６０】
ダイインサート１はまた、層温度センサ３０を備える。層温度センサ３０は、前側Ｓ１の方向にメインボディ１０によって担持される。特に、層温度センサ３０は、温度センサトラックとして層加熱部２０の層構造に一体化される。温度の測定は、特に、温度に相関する電圧に基づく。
【００６１】
ストリップ加熱導体２１は、メインボディ１０の舌状部１１上に配設される接続接点２４を備える。こうした接続接点２４の詳細図は、図２、図３、図４、及び図５に見出され得る。舌状部１１は、キャビティ１０２の外に位置決めされ、前記シール面１２は、前側Ｓ１の整形用領域を境界付ける。このシール面１２は、成形プレート１０１の上側半分のシール面に対応する。層温度センサ３０の電気接続は、舌状部１１の領域内に同様に存在する。
【００６２】
こうした射出成形ダイ１００によって、ダイインサート１を動作させるための方法が、ここで実施されることができ、層加熱部２０の加熱が電圧の印加によって最初に行われる。充填サイクルが、その後開始され、流動性材料Ｍがキャビティ１０２に導入される。充填サイクル中、又は充填サイクル後に、層加熱部２０の電圧が、減少されるか又は取り除かれて、特に、流動性材料Ｍ及び層加熱部２０の熱エネルギーＭを、メインボディ１０を通して成形プレート１０１内に伝導させることによって、キャビティの領域から成形プレート１０１内に熱を運び去る。熱は、熱伝達媒体Ｆの流体チャネル１０７を通る流れによる温度調節によって成形プレート１０１から運び去られ得る。冷却フェーズ後、キャビティ１０２は開口され、少なくとも部分的に硬化したコンポーネントＰが取り除かれる。熱伝達媒体Ｆによる成形プレート１０１の冷却はまた、層加熱部２０の加熱中及び／又は充填サイクル中に行われ得る。そのため、理想的には、メインボディ１０の温度は、ダイインサートホルダ１０５の温度に本質的に保持され、層加熱部２０による加熱は、適切である場合、輪郭領域２６を含む層加熱部２０の領域に制限される。好ましくは少なくとも１５０℃までの層加熱部２０、したがって、ダイインサート１の前側Ｓ１の加熱は、充填サイクルの開始前に行われる。質量が小さいため、これは、非常に短い時間で、例えば８秒以内で達成され得る。層加熱部２０の停止後の冷却もまた、非常に迅速に行われ得る。代替的に、冷却は、層加熱部２０の温度プロファイルによって、的を絞った方法で影響を及ぼされ得る。
【００６３】
図３は、成形プレート１０１、特に成形プレート１０１の半分、及び、ダイインサート１を分解図で示す。成形プレート１０１は、流動性材料からコンポーネンを生産するための射出成形ダイのために設計される。成形プレート１０１は、ダイインサートホルダ１０５がその中で構成されるキャビティ１０２を有する。ダイインサート１は、ダイインサートホルダ１０内で受容される。特に、ダイインサート１は、着脱可能固定手段（示さず）によってダイインサートホルダ１０５内に固定される。ダイインサート１は、できる限り、ダイインサートホルダ１０５内で浮遊している。メインボディ１０は、特に比較的大きな接触エリアによってダイインサートホルダ１０５に熱的に結合される。ダイインサート１内の周辺溝は、ダイインサートホルダ１０５内への設置の結果として、流体チャネル１３になり、流体チャネル１３に対して、熱伝達媒体が、成形プレート１０１内の流体チャネル１０７を通して給送される。そのため、熱伝達媒体は、ダイインサート１に沿って直接搬送され得る。
【００６４】
ダイインサート１は、キャビティ１０２の方向に向く整形用前側Ｓ１を有し、前記前側は、見てわかるように、３次元的に構成される。ダイインサート１の後側Ｓ２は、成形プレート１０１の方向に向く。この後側Ｓ２の方向において、ダイインサート１は、メインボディ１０を有し、メインボディ１０は、前側Ｓ１の方向に層加熱部２０及び層温度センサ３０を担持する。より詳細な設計のために、この時点で、図１、図２、及び図７の説明に対して参照が行われる。層加熱部２０は、最終輪郭層２６によって前側Ｓ１の方向に更に覆われ、最終輪郭層２６は、整形用前側Ｓ１を構成し、整形用前側Ｓ１は、図１、図２、及び図７に関する実施形態においてより詳細に述べられる。層加熱部２０及び層温度センサ３０はそれぞれ、メインボディ１０の舌状部１１上に配設される接続接点を有し、舌状部１１は、キャビティ１０２の外に位置決めされる。前側Ｓ１の方向において、舌状部１１は、前側Ｓ１の整形用領域を境界付けるシール面１２を構成する。見てわかるように、シール面１２は、全体の整形用前側Ｓ１を半径方向に包囲する。こうして、シールは連続的であり、移行部におけるシール問題が回避される。
【００６５】
図４、図５、及び図６はそれぞれ、層加熱部２０の電気接続の領域におけるダイインサート１を通る詳細図の断面を示す。図４は、成形プレート１０１の２つの半分を閉鎖位置で示し、一方、成形プレート１０１の１つの半分だけが図５及び図６に見られ得る。
【００６６】
図４〜６の成形プレート１０１はそれぞれ、整形用表面１０３によってキャビティ１０２を構成する。更に、成形プレート１０１は、ダイインサート１がその中で受容されるダイインサートホルダ１０を有する。
【００６７】
ダイインサート１は、キャビティ１０２の方向に向く整形用前側Ｓ１及び成形プレート１０１の方向に向く後側Ｓ２を有する。後側Ｓ２の方向において、ダイインサート１は、メインボディ１０を有し、メインボディ１０は、前側Ｓ１の方向に層加熱部２０を担持する。更に、ダイインサート１はまた、前側Ｓ１の方向に層温度センサ３０を担持する。そのストリップ加熱導体２１及び層温度センサ３０を有する層加熱部２０の構造について、この時点で、図１、図２、及び図７に関する実施形態が参照される。ストリップ加熱導体２１は、いずれの場合も、接続接点２４を備える。同じことが、層サーモエレメント３０に当てはまる。
【００６８】
図４及び図５によれば、接続接点２４はそれぞれ、メインボディ１０の舌状部１１上に配設される。接続接点２４は、ここでは前側Ｓ１上に存在し、その理由で、舌状部１１は、キャビティ１０１の外に位置決めされる。舌状部１１上に前側Ｓ１の方向には、シール面１２が構成され、シール面１２は、前側Ｓ１の整形用領域を境界付ける。そのため、接続接点２４は、前側Ｓ１の整形用領域の外に存在する。ストリップ加熱導体２１の接続エリア２５は、舌状部１１上で露出する。特に、接続エリア２５は、第１の絶縁層２２及び／又は輪郭層２６によって覆われない。接触エリア２４１を有する接続接点２４は、接続エリア２５に対応して構成される。図４によれば、接触エリア２４１を有する接続接点２４は、エネルギー貯蔵機構、特にばね要素４１によって接続エリア２５に押しつけられる。対照的に、図５による接続接点２４の接触エリア２４１は、特にはんだ付け又は溶接によって接続エリア２５に強固結合方式で接続される。
【００６９】
特定の特徴が図５に見られることができ、メインボディ１０が特に迅速に冷却されるように流体チャネル１３がメインボディ１０内に構成される。
図６によれば、ストリップ加熱導体２１及び層サーモエレメント３０は、接続接点２４を備え、接続接点２４は、後側Ｓ２の方向にメインボディ１０を貫通して通される。このために、絶縁体４０が、接続接点２４と共にメインボディ１０を貫通して渡される。絶縁体４０及び接続接点２４は、層加熱部２０の側でメインボディ１０と同一平面上になるように終わり、接続接点２４は、この側で接触エリア２４１を構成する。これらの接触エリア２４１の領域において、第２の電気絶縁層２３は、カットアウト２３１を備える。更に、接続接点２４は、ストリップ加熱導体２１の接続エリア２５に強固結合方式で接続される。特に、接続接点２４を有するストリップ加熱導体２１は、接続接点２４の接触エリア２４１に厚膜技術で堆積される。
【００７０】
図６による接続並びに層加熱部２０及び層温度センサ３０の構造の詳細図が図７に見出され得る。流動性材料からコンポーネントを生産するための射出成形ダイの成形プレート１０１内のキャビティ１０２内のダイインサート１の詳細図がここで示される。ダイインサート１の整形用前側Ｓ１は、キャビティ１０２の方向に向き、後側Ｓ２は、成形プレート１０１の方向に向く。後側Ｓ２の方向に向くダイインサート１のメインボディ１０は、前側Ｓ１の方向に層加熱部２０を担持する。
【００７１】
成形プレート１０１内、特に、キャビティ１０２の領域内には、ダイインサートホルダ１０５が構成され、ダイインサートホルダ１０５内で、ダイインサート１が受容される。ダイインサート１は、着脱可能固定手段１０８、特にネジによってダイインサートホルダ１０５内に固定される。固定手段１０８は、成形プレート１０１内の、キャビティ１０２の外に存在する開口１０９を通して作動され得る。ここで見てわかるように、ネジは、メインボディ１０の後側Ｓ２上のネジ付きボア１４に係合する。メインボディ１０は、工具鋼か、クロム、タングステン、ニッケル、モリブデン、及び炭素を含む合金か、クロム、マンガン、リン、シリコン、硫黄、及び炭素を含む合金か、又はクロム、チタン、ニオブ、マンガン、及び炭素を含む合金で作られる。
【００７２】
メインボディ１０と、ダイインサートホルダ１０５又は成形プレート１０１との間の熱接触によって、熱エネルギーＥが、キャビティ１０２及び層加熱部２０から出て、メインボディ１０を通って成形プレート１０１内に伝導され得る。熱エネルギーＥを迅速に消散させるため、流体チャネル１０７が、同様に成形プレート１０１内に設けられ、流体チャネル１３がメインボディ１０内に設けられ、流体チャネルを通して、熱伝達媒体Ｆが、それぞれの場合に搬送され得る。
【００７３】
層加熱部２０は、１μｍ厚と５０μｍ厚との間である、厚膜技術で生産されるストリップ加熱導体２１を備える。ストリップ加熱導体２１は、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ａｕ、又はその混合物で作られる。ストリップ加熱導体２１は、２Ｄ又は３Ｄコーティングプロセスで生産され、そのプロセスの場合、インクジェットプロセス、エアロゾルプロセス、ディスペンシング又はマイクロディスペンシング、タンポン印刷プロセス又はスクリーン印刷プロセスが適する。
【００７４】
更に、層加熱部２０は、厚膜技術で生産され、前側Ｓ１の方向にストリップ加熱導体２１を覆う第１の電気絶縁層２２を備える。前記第１の電気絶縁層２２は、１０μｍ厚と５０μｍ厚との間であり、ガラス、ガラスセラミック、又はエネメルで作られ、２Ｄ又は３Ｄコーティングプロセスで生産される。インクジェットプロセス、エアロゾルプロセス、ディスペンシング又はマイクロディスペンシング、タンポン印刷プロセス、及びスクリーン印刷プロセスだけでなく、電気泳動、溶射及び液浸プロセス、又は、エナメル技術において一般に使用される他のプロセスもまた、このために適する。
【００７５】
ストリップ加熱導体２１とメインボディ１０との間で、層加熱部２０は、厚膜技術で生産される第２の電気絶縁層２３を備える。前記第２の電気絶縁層２３は、１０μｍ厚と５０μｍ厚との間であり、ガラス、ガラスセラミック、又はエネメルで作られ、２Ｄ又は３Ｄコーティングプロセスで生産される。インクジェットプロセス、エアロゾルプロセス、ディスペンシング又はマイクロディスペンシング、タンポン印刷プロセス、及びスクリーン印刷プロセスだけでなく、電気泳動、溶射及び液浸プロセス、又は、エナメル技術において一般に使用される他のプロセスもまた、このために適する。
【００７６】
ストリップ加熱導体２１は、接続接点２４を備え、接続接点２４は、後側Ｓ２の方向にメインボディ１０を貫通して通される。このために、絶縁体４０が、接続接点２４と共にメインボディ１０を貫通して通される。前記絶縁体４０は、層加熱部２０の側でメインボディ１０と同一平面上になるように終わり、接続接点２４は、この側で接触エリア２４１を構成する。第２の電気絶縁層２３は、接触エリア２４１の領域にカットアウト２３１を備える。接続領域を有するストリップ加熱導体２１が、接続接点２４の接触エリア２４１に厚膜技術で堆積されるため、強固結合式接続が、接続接点２とストリップ加熱導体２１の接続エリア２５との間に存在する。
【００７７】
第１の電気絶縁層２２と第２の電気絶縁層２３との間に埋め込んで、メインボディ１０はまた、前側Ｓ１の方向に層温度センサ３０を担持する。層加熱部２０の接点と同様に構成され得る、層温度センサ３０の電気接続接点は見られない。
【００７８】
層加熱部２０は、整形用前側Ｓ１を構成する最終輪郭層２６によって前側Ｓ１の方向に覆われる。輪郭層２６は、本質的に５０μｍ厚と５００μｍ厚との間である。最大２ｍｍの材料厚が、小さな局所ピーク領域内だけに設けられる。更に、輪郭層２６は、金属、特に、工具鋼又はニッケルで作られる。輪郭層２６は、デトネーションコーティング又は微細鍛造加工によって生産され得る。代替的に、電気めっき技術で又は化学コーティングプロセスが考慮される。輪郭層２６の非常に耐摩耗性がある固定を達成するために、化学的耐性のある中間層２７が、輪郭層２６の舌に堆積される。前記中間層は、積極的な清浄剤によって表面処理中に第１の電気絶縁層２２を保護する。そして、中間層２７は、輪郭層２０用の接着層を構成する。
【００７９】
見てわかるように、ダイインサート１は、前側Ｓ１がキャビティ１０２の整形用表面１０３と同一平面上になる状態で埋め込まれる。このために、ダイインサート１の前側Ｓ１及びキャビティ１０２の整形用表面１０３は、ダイインサートホルダ１０５内へのダイインサート１の示す設置状況において、ダウン機械加工、研削、及び研磨によって共に処理される。処理は、特に層加熱部２０が加熱されるときに行われる。更に、前側Ｓ１及びキャビティ１０２の整形用表面１０３に関する砂目立てが、ダイインサートホルダ１０５内へのダイインサート１の設置状況において共に生産されている。
【００８０】
本発明は、上述した実施形態の１つの実施形態に限定されるのではなく、様々な方法で修正され得る。特に、層加熱部２０は、材料選択に応じて、１つだけの絶縁層を備えるか又は更に絶縁層を全く備えない、或いは、第１の絶縁層２２及び輪郭層２６が、単一層によって構成され得る。種々の電気接続の組合せもまた可能であり、異なる数の層サーモエレメント３０及びストリップ加熱導体２０が、共通層構造内に設けられ得る。キャビティ１０１の内部に存在するダイインサート１の周辺境界は、コンポーネントの目に見えるエッジ又は設計ビーディング内に的を絞った方法で配置され得る。最後に、原理上、ダイインサート１とキャビティ１０２の整形用表面１０３との間に流れ移行部が生成されるよう、ダイインサートホルダ１０５内への設置状況においてダイインサート１の周辺境界にわたって輪郭層２６を堆積させる可能性もまた存在する。単一キャビティ１０２内の複数のダイインサート１の配置構成もまた考えられる。
【００８１】
設計詳細、空間的配置構成、及びプロセスステップを含む、特許請求の範囲、説明、及び図面から明らかになる全ての特徴及び利点は、それ自体で、また同様にほとんどの様々な組合せで本発明に必須であり得る。
［参照符号の一覧］
１  ダイインサート
１０  メインボディ
１１  舌状部
１２  シール面
１３  流体チャネル
１４  ネジ付きボア
２０  層加熱部
２１  ストリップ加熱導体
２２  第１の電気絶縁層
２３  第２の電気絶縁層
２３１  カットアウト（第２の電気絶縁層）
２４  接続接点
２４１  （接続接点の）接触エリア
２５  接続エリア
２６  輪郭層
２７  中間層
３０  層温度センサ
４０  絶縁体
４１  ばね要素
１００  射出成形ダイ
１０１  成形プレート
１０２  キャビティ
１０３  整形用表面（キャビティ）
１０４  スプルー開口
１０５  ダイインサートホルダ
１０７  流体チャネル
１０８  固定手段
１０９  開口
１１０  射出成型ノズル
１１１  ノズルインサート
Ｅ  熱エネルギー
Ｆ  熱伝達媒体
Ｐ  コンポーネント
Ｓ１  前側
Ｓ２  後側
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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