DE3826428A1 - Verfahren zur herstellung thermoplastischer artikel mit waermeaktivierbaren bereichen und nach dem verfahren hergestellte waermeaktivierbare artikel - Google Patents
Verfahren zur herstellung thermoplastischer artikel mit waermeaktivierbaren bereichen und nach dem verfahren hergestellte waermeaktivierbare artikelInfo
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Description
Bei der Erfindung handelt es sich um ein Verfahren zur Herstel
lung thermoplastischer Artikel mit wärmeaktivierbaren Bereichen,
wobei in diesen Bereichen durch Einbringung von Molekülorientie
rungen infolge von Umformungen bei erhöhter Temperatur und durch
anschließende Fixierung ein Formgedächtnis zur Gestaltänderung
eingeprägt wird. Weiterhin handelt es sich bei der Erfindung um
wärmeaktivierbare Artikel, die nach einem solchen Verfahren her
gestellt werden.
Aus der europäischen Patentanmeldung 02 41 776 ist ein Verfahren
zur Herstellung eines thermoplastischen Kunststoffteils mit Form
gedächtnis bekannt, bei dem das Formgedächtnis durch ein Preßreck
verfahren eingeprägt wird. Durch dieses Verfahren werden in einem
Vorformling in formstabilem Zustand unter Druckeinwirkung Molekül
orientierungen eingebracht, die bei einer bestimmten Temperatur
fixiert werden. Bei späterer Wärmezufuhr verformt sich dieses
zwangsweise verformte Teil und versucht seine ursprüngliche
Form wieder zu erlangen.
Eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist nun, Verfahren
zur Herstellung thermoplastischer Artikel mit Formgedächtnis zu
schaffen, mit denen in einfacher Weise die Ausgangsprodukte so
verformt werden, daß die bei späterer Erwärmung gewünschten Rück
stellverformungen in gezielter Wirkrichtung ablaufen.
Weiterhin ergibt sich eine zweite Aufgabe, wärmeaktivierbare Ar
tikel mit Hilfe dieser Verfahren zu schaffen, bei denen Rückver
formungen in gezielt ablaufenden Schritten zur endgültigen Form
führen. Die erste Aufgabe wird nun mit einem Verfahren der ein
gangs erläuterten Art dadurch gelöst, daß das Einprägen des Form
gedächtnisses durch die Umformungen zumindest in Teilbereichen
des Artikels örtlich und/oder zeitlich und/oder bei verschiede
nen Temperaturen versetzt durchgeführt wird. Die zweite Aufgabe
gemäß der Erfindung wird beispielsweise mit einem ersten wärme
aktivierbaren Artikel nach Anspruch 35 und auch mit einem zwei
ten wärmeaktivierbaren Artikel nach Anspruch 36 gelöst.
Vorteile gegenüber dem Stand der Technik bietet das Verfahren
gemäß der Erfindung dadurch, daß die thermoplastischen Teile bzw.
Bereiche von diesen Teilen mit wärmeaktivierbaren Gestaltände
rungsvermögen durch Überlagerung mehrerer Reckvorgänge herge
stellt werden können. Mit Hilfe des Verfahrens gemäß der Erfin
dung lassen sich thermoplastische Teile bzw. Bereiche von die
sen thermoplastischen Teilen herstellen, die sich bei späterer
Erwärmung zu beliebig dreidimensional geformten Körpern ausbil
den können, wobei die bei der Erwärmung angenommene Gestalt vor
her gezielt festgelegt werden kann. Die Herstellung dieser end
gültigen Bauteile erfolgt mit Hilfe von thermoplastischen Vor
produkten, die dann im festen Zustand mittels Reckverfahren um
geformt werden. Dabei werden in Abhängigkeit von der Herstellung
des thermoplastischen Vorproduktes und der beim Reckumformen an
gewandten Verfahren und Parameter Molekülorientierungen und Mole
külstrukturen so eingebracht, daß die Teile oder Bereiche davon
bei Erwärmung die Gestalt ändern. Diese Gestaltänderung kann da
bei je nach der Herstellungsvorgeschichte örtlich, zeitlich und
bei verschiedenen Temperaturen versetzt und mehrstufig in jeder
beliebigen vorher festgelegten Richtung und Ebene ablaufen. Die
nach der Erwärmung angenommene Gestalt bzw. der dazu durchgeführ
te Bewegungsvorgang und die dabei frei werdenden molekularen
Kräfte erlauben vielfältige und bisher nicht bzw. kaum mögliche
Anwendungen. So ergeben sich besondere Vorteile für die Anwen
dung solcher thermoplastischer Artikel gemäß der Erfindung in
der Montage- und Fügetechnik sowie in der Steuerungs- und Auto
matisierungstechnik. Außerdem ergeben sich bei der Konstruktion
von neuen thermoplastischen Formteilen mit wärmeaktivierbaren
Gestaltgedächtnissen neue Gesichtspunkte, die den bisherigen
Anwendungsbereich wesentlich erweitern.
So läßt sich beispielsweise die aktivierbare Gestaltsänderung
so ausbilden, daß die Formänderung des Teils oder Bereiche da
von einem Schrumpfen entspricht. Eine andere wärmeaktivierbare
Gestaltsänderung kann darauf hinaus ausgerichtet werden, daß
bei dem entsprechenden Formteil eine Biegung oder ein Abknicken
auch von Teilen davon bei der späteren Wärmeeinwirkung erfolgt.
Eine andere Gestaltungsänderung läßt sich so ausführen, daß
sich eine Verlängerung oder eine Verdickung des Bauteils bzw.
eines Teils davon ergibt. Selbstverständlich lassen sich auch
Variationen der soeben angedeuteten wärmeaktivierbaren Gestalts
änderungen durchführen, so daß sich eine Vielzahl von Variatio
nen ergibt.
So läßt sich die Gestaltänderung wie bereits beschrieben, durch
eingebrachte Molekülorientierungen und Molekülstrukturen bewir
ken, die beispielsweise durch ein Reckverfahren eingebracht wer
den. Diese Prozedur erfolgt insbesondere durch Umformen des Ar
tikels im festen Zustand, das heißt bei einer Temperatur die un
terhalb des Schmelzpunktes des Artikelmaterials liegt. Derarti
ge Molekülorientierungen lassen sich beim Umformen insbesondere
nach dem Preßreck-, Walzpreßreck-, Ziehreck- und Blasreckverfah
ren oder Kombinationen dieser Verfahren herstellen. Diese ver
schiedenen Verfahren lassen sich je nach Bedarf und Gestaltung
der umzuformenden Formlinge auswählen, so daß jeweils die gün
stigste Herstellungsweise gefunden werden kann. So lassen sich
beispielsweise Verfahren nach der gleichen Art mehrmals anwen
den oder es werden verschiedene Verfahren überlagert, wobei
örtlich gleiche oder verschiedene Bereiche des Artikels mit
gleichen oder unterschiedlichen Verfahrensparametern umgeformt
werden können. Eine Einprägung des Formgedächtnis in verschie
denen Stufen, beispielsweise in verschiedenen Temperaturstufen,
führt schließlich dazu, daß die Rückverformung des Artikels bei
späterer Erwärmung auch wieder bei diesen Einprägungstemperatu
ren erfolgt. Somit läßt sich also nach dem Verfahren der Erfin
dung eine mehrstufige Rückverformung erreichen, die je nach
Parameter entweder zeitlich, örtlich oder bezüglich der Tempe
raturhöhe versetzt ist, wie in einem Ausführungsbeispiel später
näher erläutert wird. Weiterhin läßt sich die Ausbildung der
wärmeaktivierbaren Molekülorientierungen und Molekülstrukturen
durch die Wahl des Werkzeugmaterials bzw. der Werkzeugausklei
dung, wie zum Beispiel Stahl, Kupfer-Beryllium, Polytetraflu
orethylen und dergleichen gezielt beeinflussen.
Das Umformen bzw. Recken des Vorprodukts kann beispielsweise
auch im Urformprozeß des thermoplastischen Artikels mit inte
griert sein, so daß sich der wärmeaktivierbare Artikel mehr
oder weniger in einem Arbeitsgang bzw. einem Werkzeug herstel
len läßt. So ist es beispielsweise möglich, den thermoplasti
schen Artikel im Spritzgießverfahren in einer Form herzustellen
und darin im Anschluß sogleich nach dem Preßreckverfahren umzu
formen. Ebenso ist es möglich, das Umformen an bereits herge
stellten Vorprodukten extern durchzuführen. Die Artikel gemäß
der Erfindung können aus allen Thermoplasten hergestellt wer
den, besonders eignen sich hierfür jedoch Polyethylen, Polypro
pylen, Polyoximethylen, Polyethylenterephthalat sowie Polyamid.
Die Herstellung solcher Artikel kann jedoch auch aus flüssig
kristallinen Kunststoffen (liquid crystal polymers) oder aus
Compounds mit flüssig kristallinen Kunststoffen und einem Ther
moplasten, wie vorzugsweise einem Polyamid oder Polyester, her
gestellt werden.
Im übrigen lassen sich die wärmeaktivierbaren Artikel bzw. die
Vorprodukte zum Erzielen bestimmter Gestaltänderungseffekte auch
mit entsprechenden Verstärkungen, zum Beispiel aus Glasfasern,
metallischen Einlagen und dergleichen, versehen. Auf diese Wei
se können beispielsweise besonders stabile Bereiche gestaltet
werden. Besondere Gestaltveränderungseffekte lassen sich auch
mit Füllstoffen wie zum Beispiel Metall-, Quarzpulvern und der
gleichen erreichen, mit denen sich beispielsweise auch die Wär
meleitung innerhalb des Artikels gezielt beeinflussen läßt.
Gestaltänderungseffekte ergeben sich auch bei einem Aufbau des
Artikels in Sandwichbauweise, wenn mehrere Schichten ver
schiedener Gestaltung, verschiedener Materialien und verschie
dener aktivierbarer Formänderungsbereiche aufeinander gebracht
werden. Besondere Effekte lassen sich beispielsweise mit Hilfe
thermoplastischer Teile in Wabenstruktur oder auch als Schaum
stoff mit eingebetteter, gereckter thermoplastischer Matrix her
stellen.
Die Vorprodukte für die wärmeaktivierbaren Artikel werden nach
den üblichen Verfahren, wie zum Beispiel durch Spritzgießen, Ex
trudieren und ähnlichen Verfahren aus thermoplastischen Mate
rial hergestellt. Ebenso ist es möglich, für die Vorprodukte
gepreßte oder gegossene Platten, Profile oder dergleichen zu
verwenden, die durch mechanische Bearbeitung zur Urform gestal
tet werden. Weiterhin können zusammengesetzte Vorprodukte im
Mehrkomponentenspritzgußverfahren oder in einem Co- oder Mehr
schichtextrusionsverfahren hergestellt werden, wobei beim Um
formen nur eine oder auch sämtliche thermoplastischen Komponen
ten gereckt werden können. Generell ist für die Wirkungsweise
bei den wärmeaktivierbaren Artikeln gemäß der Erfindung eine
Vernetzung nicht nötig, doch können Teilbereiche oder auch das
gesamte Teil vernetzt werden, wenn damit besondere Effekte er
zielt werden sollen, wie zum Beispiel eine besonders starke
Wärmewiderstandsfähigkeit.
Die Vorprodukte können so gestaltet werden, daß zum Beispiel
beim Preßreckwerkzeug alle vorgesehenen Strukturen für die
Gestaltänderung in einem einzigen Preßvorgang erfolgen kön
nen. Die Vorprodukte können auch für das Umformen zum Einbrin
gen besonderer Molekülorientierungen bzw. Molekülstrukturen mit
konstruktiven Maßnahmen, wie zum Beispiel wechselnde Wanddicken,
Rippen, Nuten, Bohrungen und dergleichen, versehen werden. Ein
Ausführungsbeispiel erläutert später derartige Maßnahmen.
Zum Einbringen besonderer Molekülorientierungen und Molekülstruk
turen können die Artikel oder Bereiche davon vor oder nach dem
Umformen gezielt erwärmt oder abgekühlt werden, wobei die Er
wärmung oder Abkühlung außerhalb des Umformwerkzeuges oder auch
durch das Umformwerkzeug selbst erfolgen kann.
Schließlich lassen sich bei den wärmeaktivierbaren Artikeln ge
mäß der Erfindung die bei der Gestaltänderung auftretenden
Kräfte ebenfalls für besondere Effekte ausnützen. Diese Effekte
sind besonders von Vorteil bei schwierigen Verbindungsproble
men zum Beispiel in der Montage- oder Fügetechnik. Durch diese
Effekte können beispielsweise Rastverbindungen oder ähnliches
hergestellt werden.
Die Erfindung wird nun anhand von sieben Figuren näher erläutert.
Fig. 1 zeigt das Vorprodukt für einen wärmeaktivierbaren Arti
kel in Form eines Dübels.
Fig. 2 zeigt den wärmeaktivierbaren Artikel in seiner Ge
brauchsform.
Fig. 3 zeigt die Anwendung des beschriebenen Dübels.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung als
Klammerelement in seiner Vorform.
Fig. 5 zeigt den aktivierbaren Artikel nach Fig. 4 in einem
ersten Umformschritt.
Fig. 6 zeigt den wärmeaktivierbaren Artikel nach Fig. 4 nach
seinem letzten Umformschritt.
Fig. 7 zeigt den schematischen Ablauf bei der Rückformung des
wärmeschrumpfbaren Artikels nach den Fig. 4 bis 6.
Die Fig. 1 zeigt als Vorprodukt für einen Dübel 1 eine Hülse 2
aus thermoplastischem Material mit einer Längsöffnung 3. Am äuße
ren Umfang sind mehrere umlaufende rippenförmige Ringe angeformt.
Dieses Vorprodukt läßt sich beispielsweise durch Spritzgießen
herstellen. Dieser Dübel 1 wird nun gemäß der Erfindung durch
Umformung in der beschriebenen Weise weiter bearbeitet.
Die Fig. 2 zeigt den Dübel 1 in einer umgeformten Gebrauchs
form 1 a. Bei diesem Vorgang wurde das Vorprodukt nach Fig. 1
innen mit einem Dorn aufgeweitet und die äußeren Ringe wurden
örtlich überlagert mit entsprechenden Schiebern des umgebenden
Werkzeuges in den Hülsenmantel 2 a eingepreßt. Damit entstand im
wesentlichen ein zylindrisches Formteil mit den entsprechenden
Molekülorientierungen, das nun als Dübel problemlos in Bohrun
gen entsprechender Durchmesser eingebracht werden kann.
Die Fig. 3 zeigt nun bereits den endgültigen Zustand des Dü
bels nach erfolgter Rückverformung. Zunächst wurde jedoch die
Schraube 5 in die erweiterte Innenbohrung 3 a der Gebrauchsform
nach Fig. 2 lose eingeführt. Anschließend wurde über die Schrau
be Wärme zugeführt, wodurch der Dübel zunächst noch in Gestalt
nach Fig. 2 sich so rückbildet, daß er zum einen auf die Schrau
be 5 und deren einzelnen Gewindegänge 6 aufschrumpft und sie
dadurch fest einbettet und zum anderen sich selbst durch die
Rückbildung der ursprünglichen Ringe 4 auf seiner Außenseite
fixiert. Dieses Ausführungsbeispiel zeigt, daß durch die Wir
kungsweise gemäß der Erfindung sich infolge einfacher Rückbil
dungen wesentliche Arbeitserleichterungen in verbesserter Aus
führungsform ergeben können.
In den folgenden Figuren wird die Wirkungsweise gemäß der Erfin
dung in einem zweiten Ausführungsbeispiel in Form einer umfassen
den Klammer nochmals näher erläutert.
Fig. 4 zeigt die umfassende Klammer 7, mit einem Grundschenkel
8, an den sich zunächst U-förmig zwei Seitenschenkel 9 anschlie
ßen. Diese Seitenschenkel 9 sind dann wiederum einwärts als
Schließschenkel 10 abgeknickt. Dadurch entsteht ein Umfassungs
raum, in welchem entsprechende Gegenstände, wie zum Beispiel
Leitungen, zusammen gehalten werden können. In dieser Figur
wird nun durch Pfeile 11 angedeutet, daß bei einer ersten Reck
temperatur T 1 die Schließschenkel 10 um 90° nach oben ausge
knickt werden. Dieses Vorprodukt besteht wiederum aus thermo
plastischem Material geeigneter Konsistenz und ist zum Bei
spiel im Spritzgießverfahren hergestellt.
Die Fig. 5 stellt zunächst die Klammer 7 nach dem ersten Ver
fahrensschritt mit ausgeknickten Schließschenkeln 10 a dar und
ist, wie die Figur zeigt, zunächst U-förmig ausgebildet, wobei
die Maße der Urklammer noch unverändert sind. Nun wird in ei
nem zweiten Umformschritt der Grundschenkel 8 bei einer Umform
temperatur T 3 entsprechend der angegebenen Pfeile 13 gedehnt,
so daß dann die Basis der Klammer erweitert ist. Die dadurch
eingebrachte Molekülorientierung im Grundschenkel 8 wird wiede
rum entsprechend fixiert, das heißt über eine dem verwendeten
Material entsprechende Fixierzeit hinweg werden die Zieh- und
Temperaturverhältnisse beibehalten. Nach diesem zweiten Ver
formungsschritt werden die beiden Seitenschenkel 9 mit ent
sprechenden Druck- und Temperaturverhältnissen T 2 in einem
dritten Verformungsschritt entsprechend der angegebenen Pfeile
12 gedehnt und ebenfalls bei gleichbleibender Temperatur und
bei gleichbleibenden Druckverhältnissen fixiert.
Die Fig. 6 verdeutlicht nun das End- bzw. Gebrauchsprodukt als
wärmeaktivierbaren Artikel gemäß der Erfindung in Form einer
Umfassungsklammer 7. Wie angedeutet ist, sind sämtliche Schen
kel entsprechend der vorangegangenen Verformungsschritte so ver
formt, daß sich die zu umfassenden Artikel 14, beispielsweise
Leitungen, leicht einfügen lassen. Bei anschließender Wärmezu
fuhr auf diese Klammer 7 erfolgt die Rückbildung der einzel
nen Schenkel und es wird versucht, die ursprüngliche Form wie
der herzustellen. Dabei wird der zur Verfügung stehende Innen
raum verengt und die eingelegten Artikel 14 werden fest um
schlossen. Bei dieser wärmeaktivierbaren Klammer 7 wurden mehre
re Verformungsschritte durchschritten, wobei in jedem Verfor
mungsschritt eine andere Verformungs- und Fixiertemperatur ge
wählt wurde. Entsprechend der gewählten Temperaturstufen er
folgt beim Wiedererwärmen die Rückverformung ebenfalls bei den
gewählten Temperaturstufen. Die einzelnen Gestaltänderungen
laufen nun dem gewünschten Schließvorgang entsprechend konti
nuierlich ab und umfassen schließlich enganliegend die einge
setzten Gegenstände.
Die Fig. 7 erläutert in einer schematischen Darstellung den
Schließungsvorgang der Klammer 7 bei Durchlauf durch die ein
zelnen Temperaturstufen. Dabei ist erkennbar, daß bei der nie
drigsten Temperaturstufe T 3, bei der zuvor die Dehnung des
Grundschenkels 8 vorgenommen wurde, nun die Rückverformung des
Grundschenkels 8 erfolgt, wie die Pfeile R 13 andeuten. Dies
bedeutet, daß in diesem ersten Temperaturschritt die Basis der
Klammer 7 wieder verengt wird. Bei steigender Temperatur und
bei Erreichung der Temperatur T 1, bei der vorher das Aufknicken
der Schließschenkel bewirkt wurde, knicken nun die Schließ
schenkel 10 wieder nach einwärts wie die Rückverformungspfeile
R 11 anzeigen. Dadurch ist bereits wieder eine geschlossene
Klammerform erreicht. Bei weiter steigender Temperatur bis auf
den höchstgewählten Temperaturschritt T 2, bei dem vorher die
Dehnung der Seitenschenkel 9 erfolgte, werden nun die Seiten
schenkel wieder verkürzt, so daß letzten Endes die Klammer,
soweit das Umfassungsgut es zuläßt, wieder ihre Ursprungsform
erreicht hat.
Aus diesem Ausführungsbeispiel läßt sich erkennen, daß ein Ar
beitsvorgang in verschiedene Teilvorgänge aufgeteilt werden
kann, die im Gebrauchsfall zu einem kontinuierlichen Bewegungs
ablauf führen.
Die entsprechenden Temperaturstufen, wie sie bei der Erfindung
angewendet werden, lassen sich auf den jeweilig ausgesuchten
Thermoplasten sehr exakt und beliebig wählen und liegen zweck
mäßigerweise zwischen Raumtemperatur und dem Erweichungs- bzw.
Kristallitschmelzbereich. Dabei ist zu beachten, daß Tempera
turstufen bei Raumtemperatur im Prinzip nicht geeignet sind, da
sonst bereits bei der Lagerung der Gegenstände eine Schrumpfung
eintreten würde. So kommen eigentlich Temperaturwerte erst ab
50°C sinnvoll in Frage. Der jeweils eingeprägte Schrumpfvorgang
kann relativ genau auf ±2°C bis ±5°C ausgelöst werden und
hängt ab von der "Vorgeschichte" der Einprägung, d.h. vom Um
formverfahren, von der Methode der Wärmezufuhr, von der kon
struktiven Auslegung des betreffenden Teils, sowie vom Mate
rial, aus dem das Teil besteht. Dies bedeutet, daß die Abstände
der einzelnen Temperaturstufen ca. 10°C betragen sollten, wenn
man eine sichere Trennung erhalten will.
So lassen sich beispielsweise bei einer Klammer nach Fig. 4
aus Polyoximethylen mit einem Kristallitschmelzbereich von
165°C-170°C fünf Bewegungsvorgänge mit den Temperaturstufen
von 50°C, 75°C, 100°C, 125°C und 150°C ausnutzen.
Wie die beiden gezeigten Ausführungsbeispiele andeuten, lassen
sich auf diese Weise gemäß der Erfindung eine Vielzahl von An
wendungsbeispielen herstellen, die dem Grundgedanken des Haupt
anspruches folgen.
Claims (36)
1. Verfahren zur Herstellung thermoplastischer Artikel mit wärme
aktivierbaren Bereichen, wobei in diesen Bereichen durch Einbrin
gung von Molekülorientierungen infolge von Umformungen bei erhöh
ter Temperatur und durch anschließende Fixierung ein Formgedächt
nis zur Gestaltsänderung eingeprägt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Einprägen des Formgedächtnisses durch die Umformungen zu
mindest in Teilbereichen des Artikels örtlich und/oder zeitlich
und/oder bei verschiedenen Temperaturen versetzt durchgeführt
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Einprägen des Formgedächtnisses mehrstufig erfolgt.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Umformungen durch Preßrecken erfolgen.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Umformungen durch Walzpreßrecken erfolgen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Umformungen durch Ziehrecken erfolgen.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Umformungen durch Blasrecken erfolgen.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Umformungen durch Kombinationen von Verfahren nach
einem oder mehreren Kennzeichen der Ansprüche 3 bis 6 erfolgen.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Umformen im festen Zustand des thermoplastischen Ar
tikels vorgenommen wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Verfahrensart nach einem der Ansprüche 3 bis 7,
mehrfach hintereinander angewendet wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß verschiedene Verfahrensarten nach einem der Ansprüche
3 bis 7 überlagert werden, wobei örtlich gleiche oder verschie
dene Bereiche des Artikels mit gleichen oder unterschiedlichen
Verfahrensparametern umgeformt werden.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einprägung des Formgedächtnisses so durchgeführt wird,
daß die wärmeaktivierbare Gestaltsänderung einem Schrumpfen zu
mindest eines Teils des Artikels entspricht.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einprägung des Formgedächtnisses so durchgeführt wird,
daß die wärmeaktivierbare Gestaltsänderung einem Biegen oder
Abknicken zumindest eines Teils des Artikels entspricht.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einprägung des Formgedächtnisses so durchgeführt wird,
daß die wärmeaktivierbare Gestaltsänderung einem Verlängern bzw.
Verkürzen zumindest eines Teils des Artikels entspricht.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einprägung des Formgedächtnisses mit einer Kombination
von Verfahrensschritten nach den Ansprüchen 11 bis 13 durchge
führt wird.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die durch das Umformen bedingten wärmeaktivierbaren Molekül
orientierungen durch die Wahl des Werkzeugmaterials bzw. Ausklei
dung des Werkzeugs gezielt beeinflußt werden, vorzugsweise
Stahl, Kupfer, Beryllium, Polytetrafluorethylen etc.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Einprägen des Formgedächtnisses durch Umformung im Ur
formprozeß des Vorproduktes für den wärmeaktivierbaren Artikel
integriert ist, vorzugsweise beim Spritzgießpreßrecken.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Einprägen des Formgedächtnisses an bereits fertigge
stellten Vorprodukten vorgenommen wird.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Artikel aus jedem beliebigen Thermoplasten, zum Beispiel
aus Polyethylen, Polypropylen, Polyamid oder ähnlichen Kunststof
fen hergestellt werden.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Artikel aus flüssigkristallinen Kunststoffen, wie zum
Beispiel liquid crystal polymers, hergestellt werden.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Artikel aus Compounds, wie z.B. aus einem Thermopla
sten, vorzugsweise einem Polyamid oder Polyester mit flüssig
kristallinen Kunststoffen, hergestellt werden.
21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß Verstärkungen in die wärmeaktivierbaren Artikel eingela
gert werden, vorzugsweise Glasfasern.
22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß verschiedene Gestaltveränderungseffekte durch Füllstoffe,
wie zum Beispiel Metall- oder Quarzpulver, eingelagert werden.
23. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß verschiedene Gestaltänderungseffekte durch Sandwichbauwei
se hergestellt werden, wie zum Beispiel aus einer Schicht aus
einem thermoplastischen Kunststoff mit einer eingebetteten ge
reckten thermoplastischen Matrix.
24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorprodukte für wärmeaktive Artikel durch Spritzgie
ßen hergestellt werden.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 23,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorprodukte für wärmeaktive Artikel durch Extrusion
hergestellt werden.
26. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorprodukte für wärmeaktive Artikel aus Platten oder
Profilen hergestellt werden, wobei eine mechanische Bearbeitung
zur Formgebung mit angewendet wird.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 26,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei der jeweiligen Verfahrensart ein Mehrkomponenten
system verwendet wird, wie zum Beispiel Mehrschichtextrusion.
28. Verfahren nach Anspruch 27,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einem Mehrkomponentensystem die Umformung von nur
einer Komponente vorgenommen wird.
29. Verfahren nach Anspruch 27,
dadurch gekennzeichnet,
daß alle Komponenten umgeformt werden.
30. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest Teile der wärmeaktiven Artikel vernetzt werden.
31. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beim Preßrecken erforderlichen Strukturen für die Ge
staltsänderung in einem einzigen Werkzeug eingeprägt werden.
32. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die konstruktiven Maßnahmen für das Umformen zum Einbringen
besonderer Molekülorientierungen und Molekülstrukturen vorge
sehen werden, wie zum Beispiel das Einbringen von Rippen, Nuten,
Bohrungen und dergleichen.
33. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zum Einbringen besonderer Molekülorientierungen und Molekül
strukturen zumindest Bereiche des Artikels vor und nach dem Um
formen gezielt erwärmt oder abgekühlt werden, entweder im oder
außerhalb des Umformwerkzeuges.
34. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest Bereiche der Artikel bei der Umformung so ausgebil
det werden, daß die bei der Rückformung freiwerdenden Kräfte
wirksam eingesetzt werden, vorzugsweise in der Montage- oder
Fügetechnik.
35. Wärmeaktiverbarer Artikel, hergestellt nach einem Verfahren
der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß in einem Rohr aus thermoplastischem Material das Formge
dächtnis derart eingeprägt ist, daß sich bei Wärmezufuhr der
Innendurchmesser verkleinert und der Außendurchmesser ver
größert, wobei insbesondere die Außenoberfläche im Endzustand
eine profilierte Struktur aufweist.
36. Wärmeaktivierbarer Artikel, hergestellt nach einem Verfahren
der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 34,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine U-förmige Klammer (7) aus thermoplastischem Material
ein derartiges Formgedächtnis aufweist, das bei Wärmezufuhr
ein Abknicken von Schließschenkeln (10) und Verkürzungen des
Grundschenkels (8) und der Seitenschenkel (9) bewirkt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3826428A DE3826428A1 (de) | 1988-08-03 | 1988-08-03 | Verfahren zur herstellung thermoplastischer artikel mit waermeaktivierbaren bereichen und nach dem verfahren hergestellte waermeaktivierbare artikel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE3826428A DE3826428A1 (de) | 1988-08-03 | 1988-08-03 | Verfahren zur herstellung thermoplastischer artikel mit waermeaktivierbaren bereichen und nach dem verfahren hergestellte waermeaktivierbare artikel |
Publications (1)
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DE3826428A1 true DE3826428A1 (de) | 1990-02-08 |
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ID=6360191
Family Applications (1)
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DE3826428A Withdrawn DE3826428A1 (de) | 1988-08-03 | 1988-08-03 | Verfahren zur herstellung thermoplastischer artikel mit waermeaktivierbaren bereichen und nach dem verfahren hergestellte waermeaktivierbare artikel |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000013880A1 (en) * | 1998-09-08 | 2000-03-16 | Dsm N.V. | Connection with a component produced of a thermoplastic elastomer |
WO2009077515A1 (de) * | 2007-12-17 | 2009-06-25 | Gkss-Forschungszentrum Geesthacht Gmbh | Artikel aus einem formgedächtnis-kompositmaterial, verfahren zu seiner herstellung sowie verfahren zum abrufen gespeicherter formen |
EP2380725A1 (de) * | 2010-04-26 | 2011-10-26 | Helmholtz-Zentrum Geesthacht Zentrum für Material- und Küstenforschung GmbH | Verfahren zur Rückstellung eines, ein Formgedächtnis-Kompositmaterial aufweisenden Artikels |
DE102016011060A1 (de) | 2016-09-12 | 2018-03-15 | Preh Car Connect Gmbh | Gussstück, Baugruppe mit Gussstück, Gusswerkzeug und Gussverfahren |
-
1988
- 1988-08-03 DE DE3826428A patent/DE3826428A1/de not_active Withdrawn
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000013880A1 (en) * | 1998-09-08 | 2000-03-16 | Dsm N.V. | Connection with a component produced of a thermoplastic elastomer |
NL1010022C2 (nl) * | 1998-09-08 | 2000-04-03 | Dsm Nv | Verbinding met een onderdeel vervaardigd uit een thermoplastisch elastomeer. |
US6878225B2 (en) | 1998-09-08 | 2005-04-12 | Dsm Ip Assets B.V. | Connection with a component produced of a thermoplastic elastomer |
WO2009077515A1 (de) * | 2007-12-17 | 2009-06-25 | Gkss-Forschungszentrum Geesthacht Gmbh | Artikel aus einem formgedächtnis-kompositmaterial, verfahren zu seiner herstellung sowie verfahren zum abrufen gespeicherter formen |
US9272464B2 (en) | 2007-12-17 | 2016-03-01 | Helmholtz-Zentrum Geesthacht Zentrum Fuer Material-Und Kuestenforschung Gmbh | Article made of a shape-memory composite material, method for the production thereof, and method for retrieving stored shapes |
EP2380725A1 (de) * | 2010-04-26 | 2011-10-26 | Helmholtz-Zentrum Geesthacht Zentrum für Material- und Küstenforschung GmbH | Verfahren zur Rückstellung eines, ein Formgedächtnis-Kompositmaterial aufweisenden Artikels |
US8697835B2 (en) | 2010-04-26 | 2014-04-15 | Helmholtz-Zentrum Geesthacht Zentrum für Material—und Küstenforschung GmbH | Method for restoring an article comprising a shape memory composite material |
DE102016011060A1 (de) | 2016-09-12 | 2018-03-15 | Preh Car Connect Gmbh | Gussstück, Baugruppe mit Gussstück, Gusswerkzeug und Gussverfahren |
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