出于視覺原因，符合期望的可能是使塑料零件接受表面精加工(finishing)，例如涂裝(painting)或鍍鉻。為此，決定性的是塑料零件的表面沒有任何缺陷，例如翹曲(warpage)或凹陷(sinking)。該類型的塑料零件通常以塑料注射模塑工藝來生產(chǎn)。于是，例如，在塑料冷卻和相關(guān)收縮過程中可能出現(xiàn)表面缺陷。為了避免表面缺陷，已經(jīng)有人提出向被注射到注射模具中的塑料供給起泡劑，所述起泡劑使塑料在注射模具中膨脹。于是所生產(chǎn)的塑料零件的表面具有孔隙度，然而，所述孔隙度反過來對于隨后的鍍鉻操作是不能接受的。
舉例來說，DE 200 18 615U1公開了一種由熱塑性材料制成的外部車輛門把手，所述外部車輛門把手具有通過交聯(lián)形成的緊閉孔或閉孔外蒙皮(outer skin)。這是通過電子束交聯(lián)獲得的。該外部車輛門把手可以具有泡沫芯和封閉的外蒙皮，其中化學(xué)或物理起泡劑在成型工藝之前或期間被添加到熱塑性材料中。在所述文件中還提出由材料雙層壓制(pairing)來制造外部車輛門把手，具體地用于把手的功能性塑料組分和用于外裝飾層的裝飾性塑料組分。這可以以兩組分注射模塑工藝或者以夾層結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。
為了在塑料零件中獲得高表面質(zhì)量，氣體輔助注射模塑工藝也是已知的，其中，在塑料已被引入到模具型腔中之后，在高壓下將氣體引入到塑料中并且將塑料壓抵在模具型腔的內(nèi)壁上。然而，氣體輔助工藝僅適合于某些類型的塑料零件。
已知用于生產(chǎn)塑料零件的方法或者不能產(chǎn)生隨后的鍍鉻所需要的表面質(zhì)量，或者在工藝順序和/或工藝持續(xù)時間方面是復(fù)雜的。
從所提到的現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明基于提供介紹中指定的類型的方法的目的，所述方法以較小的復(fù)雜性獲得塑料零件的高表面質(zhì)量。
該目的是通過權(quán)利要求的主題根據(jù)本發(fā)明來實現(xiàn)的。在獨立權(quán)利要求、說明書和附圖中可以發(fā)現(xiàn)有利的配置。
本發(fā)明借助于如下方法實現(xiàn)所述目的，所述方法用于以注射模塑工藝生產(chǎn)用于車輛的塑料零件，其特征在于以下步驟：
-將第一塑料裝料(charge)以增塑狀態(tài)注射到注射模具的模具型腔中，
-隨后，將第二塑料裝料與起泡劑一起注射到所述模具型腔中，所述起泡劑導(dǎo)致被注射到所述模具型腔中的所述第二塑料裝料的膨脹，因此仍然為液體的第一塑料裝料被從內(nèi)側(cè)壓抵在界定所述注射模具的所述模具型腔的壁上，
-其中，在所述第一塑料裝料已被注射之后，冷卻劑被引導(dǎo)穿過界定所述注射模具的所述模具型腔的所述壁，因此界定所述注射模具的所述模具型腔的所述壁被主動冷卻，并且
-其中，在已經(jīng)達到足夠的尺寸穩(wěn)定性之后，將在所述模具型腔中重復(fù)生產(chǎn)的所述塑料零件從所述注射模具移除。
根據(jù)本發(fā)明，在第一工藝步驟中，將第一塑料裝料以液體狀態(tài)注射到注射模具的模具型腔。隨后，將第二塑料裝料與起泡劑一起注射到(例如)模具型腔的中心。起泡劑導(dǎo)致第二塑料裝料的膨脹。該膨脹反過來將第一塑料裝料(此刻仍然為液體)壓抵在界定模具型腔的注射模具的壁上。特別是，在完全填充模具型腔并且模具型腔中的壓力快速下降之后，小泡(特別是小氣泡)形成于第二塑料裝料中，而阻礙收縮。塑料零件的凹陷、翹曲和內(nèi)應(yīng)力位點被盡可能最大程度地避免。所形成的是具有緊湊的、封閉的外蒙皮和泡沫芯的塑料零件，所述外蒙皮具有無瑕疵的表面。
只有形成塑料零件的芯的第二塑料裝料包括起泡劑。由第一塑料裝料形成的外蒙皮不包括任何起泡劑，并且因此可靠地避免塑料零件表面的孔隙度。以該方式，可能通過簡單的工藝生產(chǎn)具有極其高的表面質(zhì)量的均等的復(fù)雜形狀。用較短的循環(huán)時間來實現(xiàn)相對于注射模塑工具，減少的零件重量、較低的內(nèi)部模具壓力和維修成本減少。
起泡劑可以在將第二塑料裝料注射到模具型腔中之前已經(jīng)被添加到所述第二塑料裝料中，例如，在對塑料增塑之前，所述起泡劑可以已經(jīng)被添加到成顆粒的塑料中。然而，也可能在第二塑料裝料的注射過程期間，將起泡劑與第二塑料裝料一起注射到模具型腔中。在該情況中，起泡劑可以被添加在其中第二塑料裝料被供給到模具型腔的區(qū)域中。
根據(jù)本發(fā)明，而且情況也是如此，在第一塑料裝料已被注射之后，冷卻劑被引導(dǎo)穿過界定注射模具的模具型腔的壁。因此，界定注射模具的模具型腔的壁被主動冷卻。該主動冷卻(也被稱為變模溫(variotherm)過程)實現(xiàn)了塑料零件的外蒙皮的快速冷卻，因此起泡劑可以像泡沫一樣特別均勻地擴散于芯中。進一步改進的表面質(zhì)量是通過使用主動冷卻實現(xiàn)的。同時，因為通過主動冷卻能更快速地實現(xiàn)隨后塑料零件從注射模具的移除，所以循環(huán)時間被減少。
總之，所生產(chǎn)的塑料零件的表面質(zhì)量得到改進。收縮以及內(nèi)應(yīng)力和翹曲位點被盡可能最大程度地減少。尺寸穩(wěn)定性得到改進，并且獲得了所生產(chǎn)的塑料零件的增加的硬度。因此，由根據(jù)本發(fā)明的方法生產(chǎn)的塑料零件最佳地適合于隨后的精加工，如鍍鉻或涂裝。塑料零件的泡沫芯此外還實現(xiàn)了重量和材料的節(jié)省，并且因此實現(xiàn)了材料成本的減少。減少的循環(huán)時間導(dǎo)致增加的塑料零件產(chǎn)量。而且，內(nèi)部模具壓力被減小，模具維修被簡化，并且獲得了增加的機械效率。
可能冷卻劑穿過界定注射模具的模具型腔的壁的引導(dǎo)是在第一塑料裝料已被注射到模具型腔中之后，并且在第二塑料裝料被注射到模具型腔中之前開始的。也可能冷卻劑穿過界定注射模具的模具型腔的壁的引導(dǎo)是在第二塑料裝料已被注射到模具型腔中之后開始的。
根據(jù)進一步的配置，可以提供的是，冷卻劑被引導(dǎo)穿過界定注射模具的模具型腔的壁，直到至少第一塑料裝料具有足夠用于塑料零件從注射模具的移除的尺寸穩(wěn)定性。界定注射模具的模具型腔的壁的主動冷卻優(yōu)選地持續(xù)到第一和第二塑料裝料具有足夠的尺寸穩(wěn)定性。在這個背景下，足夠的尺寸穩(wěn)定性意為可以移除塑料零件，而在移除過程期間沒有變形風(fēng)險。
根據(jù)特別實用的配置，冷卻劑可以是冷卻液體，特別是被控制為預(yù)定冷卻溫度的水或油。冷卻劑可以被泵送在穿過溫度控制管道的回路中，所述溫度控制管道在界定注射模具的模具型腔的壁中。以該方式，使熱量從界定模具型腔的壁連續(xù)不斷地消散。在界定模具型腔的壁外側(cè)，可以通過冷卻器引導(dǎo)冷卻劑，從而確保冷卻劑的恒定溫度。
根據(jù)進一步的配置，可以提供的是，在冷卻劑被引導(dǎo)穿過界定注射模具的模具型腔的壁之前，界定注射模具的模具型腔的壁被主動加熱。該配置實現(xiàn)了特別是第一塑料裝料在模具型腔中的特別均勻的分布，從而確保第一塑料裝料完全靠抵在界定模具型腔的壁上。
可以通過引導(dǎo)加熱介質(zhì)穿過界定模具型腔的壁來主動加熱這些壁。反過來，加熱介質(zhì)可以是加熱液體，特別是被控制為預(yù)定加熱溫度的水或油。然而，加熱介質(zhì)也可以是加熱氣體，例如二氧化碳(CO2)。反過來，加熱介質(zhì)可以被泵送在穿過溫度控制管道(特別是穿過隨后可以穿過其泵送冷卻劑的相同的溫度控制導(dǎo)管)的回路中，所述溫度控制管道在界定注射模具的模具型腔的壁中。在該情況中，同樣，可以通過在界定模具型腔的壁外側(cè)的加熱裝置泵送加熱介質(zhì)，從而所述加熱介質(zhì)保持恒定的加熱溫度。也可能通過布置在界定注射模具的模具型腔的壁中的加熱元件，特別是電加熱元件，界定注射模具的模具型腔的壁被主動加熱。
所使用的起泡劑是化學(xué)起泡劑。在被稱為化學(xué)發(fā)泡的過程中，起泡劑可以在將塑料注射到模具型腔中之前被供給到所述塑料中，特別是在顆粒(與所供給的起泡劑一起)被熱作用增塑之前，所述起泡劑已經(jīng)被供給到成顆粒的塑料中。在塑料加工過程期間，特別是在熱作用以及將塑料快速注射到模具型腔中期間，所供給的化學(xué)起泡劑物質(zhì)被分解，并且與所發(fā)出的氣體反應(yīng)，于是這導(dǎo)致第二塑料裝料的膨脹。
根據(jù)可替換的配置，所使用的起泡劑是物理起泡劑。在被稱為物理發(fā)泡的過程中，或者在塑化單元(其中塑料被熔解以用于注射到模具型腔中)中，或者在注射到模具型腔中的過程期間，在壓力下將氣體(例如氮氣(N2)或二氧化碳(CO2))供給到第二塑料裝料的塑料中。在進一步加工過程期間，特別是在熱作用以及快速注射到模具型腔中期間，所供給的氣體膨脹并且因此導(dǎo)致第二塑料裝料的膨脹。
第一塑料裝料和第二塑料裝料可以由不同的塑料形成。根據(jù)本發(fā)明的方法可以是特別地兩組分注射模塑工藝。這樣的結(jié)果是，用于第一塑料裝料的塑料和用于第二塑料裝料的塑料可以靈活地適應(yīng)于操作期間的要求。可替換地，然而，也可能用于第一和第二塑料裝料的塑料是相同的(除了添加的起泡劑之外)。
由根據(jù)本發(fā)明的方法生產(chǎn)的塑料零件可以是汽車的把手或(內(nèi)部或外部)門把手。在注射模塑工藝之后，根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的塑料零件可以接受表面精加工，例如鍍鉻或涂裝。這特別是在已將塑料零件從注射模具的模具型腔中移除之后實現(xiàn)的。
下文將在附圖的基礎(chǔ)上更詳細地解釋本發(fā)明。該單幅圖主要以示意圖形式示出具有由根據(jù)本發(fā)明的方法生產(chǎn)的塑料零件位于其中的注射模具。
參考符號10指注射模具，所述注射模具借助于多個壁限定模具型腔12。注射模具10的壁具有溫度控制管道14。
該圖在模具型腔12中示出一塑料零件，所述塑料零件具有靠抵在模具型腔12的壁上的封閉的外蒙皮16和被外蒙皮16完全包圍的泡沫芯18。塑料零件可以是，例如，汽車的門把手。
為了生產(chǎn)，在第一步驟中，將由形成外蒙皮16的第一塑料材料制成的第一塑料裝料以增塑狀態(tài)注射到模具型腔12中。隨后，將由形成芯18的第二塑料材料制成的第二塑料裝料與起泡劑一起注射到模具型腔12中。起泡劑導(dǎo)致形成芯18的第二塑料裝料的膨脹，因此形成外蒙皮16的第一塑料裝料以仍然為液體的狀態(tài)被壓抵在界定模具型腔12的注射模具10的壁上。在第一塑料裝料被注射之前，加熱液體(例如被加熱到預(yù)定溫度的水)被泵送在穿過溫度控制管道14的回路中。在第一塑料裝料已被注射之后，冷卻到預(yù)定溫度的冷卻液體(特別是冷卻水)反過來被泵送在穿過溫度控制管道14的回路中。
在所示出的示例中，適合的化學(xué)起泡劑已被添加到形成第二塑料材料的仍然處于非增塑狀態(tài)的顆粒中。于是所述起泡劑與形成第二塑料材料的顆粒一起被加熱，以獲得注射所需要的流動性。形成外蒙皮16的第一塑料材料和形成芯18的第二塑料材料是不同的塑料材料。
在已經(jīng)達到足夠的尺寸穩(wěn)定性之后，打開注射模具10并且移除精加工的塑料零件。由于塑料零件的高表面質(zhì)量，于是所述塑料零件可以接受隨后的精加工，例如鍍鉻或涂裝，而不會有任何問題。