Procedimiento para el moldeado de piezas con estructura superficial moldeada.

Procedimiento para la fabricación de una pieza moldeada (40) con una estructura superficial (21') moldeada por impresión,

graneado o similar utilizando un dispositivo (1) para la fabricación de piezas moldeadas (40) 5 con una mitad de molde (5) para la cara superior de la pieza moldeada (40), en donde la superficie (5') de la mitad de molde (5) presenta igualmente una estructura superficial y está situada enfrente de una superficie (11') de una segunda mitad de molde (11), con los siguientes pasos:

a) Utilización de una capa de cubierta (20) que comprende una piel (21) hecha de un material termoplástico y un soporte (22) hecho de una esponja de plástico;

b) Calentar la capa de cubierta (20) por calentamiento de la piel a una primera temperatura que es igual o está por encima de la temperatura de fusión del material de piel termoplástico, de manera que la piel (21) está pastosa para el moldeado y se una por adherencia y termoplásticamente con el soporte (22) y en donde el soporte (22) es calentado a una segunda temperatura que está por debajo de la temperatura de fusión del soporte (22) hecho de esponja;

c) Colocar la capa de cubierta (20) entre una mitad de molde (5) y la otra mitad de molde (11), en donde la piel (21) de una mitad de molde (5) y el soporte (22) hecho de esponja de la otra mitad de molde (11) están orientados uno hacia otro, en donde como minimo una de ambas mitades de molde (5, 11) puede moverse respecto de la otra mitad de molde con la capa de cubierta (20) situada entre ellos;

d) Moldear la capa de cubierta (20) y colocar la piel (21) en contacto directo sobre la superficie (5') para en la piel (21) moldear una estructura superficial (21') moldeada que es inversa a la estructura de la superficie (5');

e) Enfriar la capa de cubierta (20) a continuación del paso d) y mover separando las mitades de molde, en donde como minimo una de ambas mitades de molde (5, 11) se moverá respecto de la otra mitad de molde (5, 11).

Procedimiento para el moldeado de piezas con estructura superficial moldeada

El invento se refiere a un procedimiento para la fabricación de piezas moldeadas como piezas del equipamiento interior de vehículos, en donde las piezas presentan una estructura superficial moldeada según un tipo de estampación, graneado o similar.

En diversos campos técnicos, y especialmente en la fabricación de automóviles existe una demanda continuamente creciente de diferentes piezas moldeadas que presentan una estructura superficial que es moldeada sobre o en la superficie de tales piezas. Por ejemplo, cada vez se necesitan más piezas de equipamiento interior para automóviles como revestimientos de techo, insertos para revestimiento de puertas, recubrimiento de columnas, consolas, puertas de compartimentos, salpicaderos de instrumentos y similares, que presentan una estructura superficial como un graneado artificial de cuero, veteado artificial tipo madera, una muestra salpicada, provista con líneas o similar, fingidas líneas de costura, resaltes exteriores, hendiduras practicadas o incluso un texto o logo moldeados. Una estructura superficial como esta mejora el aspecto de la superficie visible de la pieza moldeada o mejora las propiedades superficiales respecto del tacto o de la capacidad de agarre o da una información deseada en forma de texto, logo o similares.

Por el documento EP 0 450 482 A2 se conoce un proceso de fabricación para piezas moldeadas de pared delgada de plástico termoplástico utilizando un dispositivo de calentamiento desplazable desde la estación de calentamiento hasta el dispositivo de moldeo. La mayor parte de las grandes piezas moldeadas son calentadas con temperaturas comparativamente bajas, por que hasta el paso de moldeado no se produce ningún enfriamiento. En el dispositivo de moldeo mostrado, se obtiene la pieza moldeada desde el nivel herramienta mediante la compresión de una sobre otra de las dos mitades de molde. Los documentos EP 0 951 984 A1 y US 6 136 415 muestran un procedimiento para fabricar piezas moldeadas a partir de varias capas diferentes de plástico, en concreto a partir de una capa de decoración, una capa de esponja y una capa soporte. En un primer paso del procedimiento se moldea la pieza de unión caliente en una prensa de moldeo a partir de la capa de esponja laminada con la capa de decoración. Durante este moldeado se puede practicar en la capa de decoración también un granulado o una estampación. Antes del moldeado se calienta la capa de esponja con una temperatura mas alta que la de la capa de decoración. Durante el proceso de moldeado la capa de decoración es enfriada adicionalmente para evitar un daño a la misma. A continuación la capa soporte caliente es introducida en la prensa y sometida a otro proceso de prensado para obtener la pieza moldeada deseada.

Por tanto es una misión del invento el presentar un procedimiento para fabricar con gran detalle, exactitud y productividad una pieza moldeada que presenta una estructura superficial que presente exactamente la estructura superficial mencionada sin distorsiones y no posea ninguna limitación respecto del tipo de la estructura superficial, y pueda ser utilizado para fabricar graneados de cuero sintético, veteado sintético tipo madera, muestra de salpicados, y rayas o similares, resaltes exteriores, hendiduras practicadas, líneas de costura artificiales, texto, logos y similares. Además es una misión del invento el insertar la estructura superficial deseada en la superficie de una pieza moldeada durante su moldeado sin que sean necesarios pasos o inversión adicionales para obtener esa estructura superficial. Otra misión del invento consiste en la utilización de materiales para la capa decorativa estructurada que puedan ser fácilmente reciclables también en combinación con esencialmente cada material soporte por la cara posterior o substrato que se necesite en cada ocasión. Además el invento tiene como finalidad evitar o soslayar las desventajas del estado de la técnica así como obtener ventajas adicionales como se desprende de esta descripción.

De acuerdo con el invento, las misiones anteriormente mencionadas serán resueltas mediante un procedimiento con las características de la reivindicación 1. Desarrollos ventajosos del procedimiento están expuestos en las reivindicaciones 2 a 30.

Se prevé una capa de cubierta que presenta una piel que forma la superficie y un soporte formado de un material esponja. La capa de cubierta será calentada de tal manera que la piel alcance como minimo su temperatura de fusión, mientras que el material esponja solo será calentado hasta una temperatura por debajo de su punto de fusión. Con ello, el material para la piel queda fundido totalmente en un estado viscoso, parecido a líquido, mientras que el soporte compuesto de un material esponja permanece como materia solida elástica. El material esponja forma entonces un soporte sólido para sujetar y soportar el material fuertemente calentado, viscoso, que después de un enfriamiento forma la piel. En una cierta medida, el material viscoso, parecido a líquido , penetra también en los poros abiertos en la superficie del soporte o los rellena parcialmente, aproximadamente así como un líquido puede penetrar en una esponja. Puesto que sin embargo el soporte es una esponja de celdas cerradas, que no puede ser penetrada a través de su superficie, la medida de la absorción del material viscoso, liquido, está limitada a su superficie de contacto. Preferentemente, la capa de cubierta es un material en láminas soportado sobre esponja hecho de una poliolefina termoplástica (TPO). Termoplásticos adecuados para la piel están comprendidos por ejemplo, en polipropileno, polietileno, cloruro de polivinilo (PVC) y un polímero de acril -nitril-butadieno estirol (ABS).

La capa de cubierta previamente calentada queda situada entre un primer molde o superior y un segundo molde o inferior. La superficie de molde de la mitad superior de molde está provista con una imagen exacta, en negativo, de la estructura superficial deseada de la parte de molde que hay que fabricar. En concreto, esta estructura superficial se aplica sobre la superficie de molde mediante un grabado mecánico, estampado, decapado químico o similar en unión de un lijado y pulido fino de la superficie de molde. Después del precalentamiento la capa de cubierta se sitúa entre los moldes, cerrándose una con otra la primera mitad de molde o superior y la segunda mitad de molde, en donde la segunda mitad de molde conforma preferentemente de manera mecánica la capa de cubierta en dirección hacia la mitad de molde superior. Entre la mitad de molde superior y la segunda mitad de molde se prevé un sellado estanco al aire. Un medio de compresión que está a presión es introducido entre la segunda mitad de molde y el soporte de la capa de cubierta, en donde el medio de presión conforma aún más la capa de cubierta en dirección hacia y contra la mitad de molde superior. Se ventila el aire del espacio entre la piel de la capa de cubierta y la superficie estructurada de la mitad de molde superior y se aplica un ligero vacío entre la piel y la superficie estructurada de la mitad de molde superior.

De esta manera, el medio de presión que está bajo presión presiona sobre la capa de cubierta, con lo que la piel en un estado pastoso es presionada de manera uniforme y por igual para apoyarse sobre la superficie de moldeo estructurada de la mitad de molde superior y la estructura inversa puede ser conformada en la piel. Entre tanto, un ligero vacío asegura que el aire entre la piel y la superficie superior de molde estructurada puede escapar y que la piel queda sujeta en una alineación fija sobre la superficie superior de molde estructurada, lo que evita una distorsión o una impresión doble de la imagen de estructura. Puesto que el soporte de la capa de cubierta se compone de esponja con celdas cerradas que es impenetrable y permanece en un estado firme elástico (no fundido), no existe el peligro de que el medio de presión dañe al soporte. Incluso el soporte actúa como colchón o capa intermedia para una aplicación uniforme de la presión de moldeado sobre la piel y para una compresión por igual contra la superficie estructurada y contorneada de la mitad de molde superior.

Puesto que la piel se encuentra en un estado que se aproxima a fundido, viscoso - liquido, el material de la piel se moldea contra la superficie estructurada de la mitad de molde superior, de manera que la estructura opuesta o inversa de la superficie de molde se conforma en la piel. Entonces, por refrigeración de la mitad superior de molde se hace solida la piel de nuevo con la estructura superficial a ella fijada. Puesto que la capa de cubierta está contorneada y presionada esencialmente al mismo tiempo... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la fabricación de una pieza moldeada (40) con una estructura superficial (21) moldeada por impresión, graneado o similar utilizando un dispositivo (1) para la fabricación de piezas moldeadas (40) con una mitad de molde (5) para la cara superior de la pieza moldeada (40), en donde la superficie (5) de la mitad de molde (5) presenta Igualmente una estructura superficial y está situada enfrente de una superficie (11) de una segunda mitad de molde (11), con los siguientes pasos:

a) Utilización de una capa de cubierta (20) que comprende una piel (21) hecha de un material termoplástico y un soporte (22) hecho de una esponja de plástico;

b) Calentar la capa de cubierta (20) por calentamiento de la piel a una primera temperatura que es igual o está por encima de la temperatura de fusión del material de piel termoplástico, de manera que la piel (21) está pastosa para el moldeado y se una por adherencia y termoplásticamente con el soporte (22) y en donde el soporte (22) es calentado a una segunda temperatura que está por debajo de la temperatura de fusión del soporte (22) hecho de esponja;

c) Colocar la capa de cubierta (20) entre una mitad de molde (5) y la otra mitad de molde (11), en donde la piel (21) de una mitad de molde (5) y el soporte (22) hecho de esponja de la otra mitad de molde (11) están orientados uno hacia otro, en donde como mínimo una de ambas mitades de molde (5, 11) puede moverse respecto de la otra mitad de molde con la capa de cubierta (20) situada entre ellos;

d) Moldear la capa de cubierta (20) y colocar la piel (21) en contacto directo sobre la superficie (5) para en la piel (21) moldear una estructura superficial (21) moldeada que es inversa a la estructura de la superficie (5);

e) Enfriar la capa de cubierta (20) a continuación del paso d) y mover separando las mitades de molde, en donde como mínimo una de ambas mitades de molde (5, 11) se moverá respecto de la otra mitad de molde (5, 11).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que el paso b) es desarrollado de tal manera que el material de la piel (21) es llevado desde un estado sólido a un estado como mínimo fundido parcialmente, liquido - viscoso y por que el material para la esponja que sirve como soporte (22) permanece en un estado preferentemente elástico, deformable y al mismo tiempo sólido, y por que el paso d) es desarrollado de tal manera que el material de la piel (21) se encuentra al comienzo en un estado como mínimo fundido, liquido - viscoso.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado por que el paso d) comprende la Introducción de un medio de presión que se encuentra a presión en una ranura de aire (24) entre el soporte (22) hecho de esponja y una superficie (11) del dispositivo (1), de manera que el medio de presión presiona uniformemente el soporte (22) en dirección de otra superficie (5) del dispositivo (1), con lo que la piel (21) es llevada por igual a estar en contacto directo con la superficie (5), y donde además el paso d) comprende la aplicación de una presión negativa entre la piel (21) y la superficie (5).

4. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que el paso d) comprende la introducción de un medio de presión que se encuentra a presión en una rendija de aire (24) entre el soporte (22) y la superficie (11), de manera que el medio de presión presiona uniformemente al soporte (22) sobre la superficie (5) para llevar a la piel (21) a estar en contacto directo con la superficie (5), y además el paso d) comprende la extracción de aire del espacio entre la piel (21) y la superficie (5).

5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado por que la extracción de aire es una ventilación pasiva, que tiene lugar mientras que el medio de presión presiona al soporte (22) en dirección de la superficie (5).

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado por que después de la ventilación pasiva se aplica una presión negativa entre la superficie (5) y la piel (21).

7. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado por que la extracción de aire comprende la aplicación de una presión negativa entre la piel (21) y la superficie (5).

8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado por que la presión negativa es de 0,05 - -0,3 bar por debajo de la presión atmosférica.

9. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado por que el medio de presión que está a presión es introducido con un rango de presión de 1 - 30 bar y es mantenido a esa presión.

10. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que la presión está en el rango de 5 - 20 bar.

11. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado por que el medio de presión que está a presión es aire comprimido.

12. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado por que el paso c) comprende además la formación de un sellado estanco a la presión entre el soporte (22) y la superficie (11) por el borde de una mitad de molde (11).

13. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado por que el medio de presión que está a presión es una resina de polímero esponjoso, que en la ranura (24) entre el soporte (22) y la superficie (11) genera una presión cuando la resina se expande y forma una esponja.

14. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado por que el paso c) comprende una conformación mecánica de la capa de cubierta (20) contra la superficie (11) en dirección hacia la superficie (5), mientras que como minimo una de las dos mitades de molde (5, 11) se mueve en relación de una con la otra, en donde la introducción del medio de presión que está a presión en el paso d) ocasiona una conformación de la capa de cubierta (20) adicionalmente a la conformación mecánica.

15. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que el paso b) es llevado a cabo de tal manera que la primera temperatura de la piel (21) en el rango de 40 - 70°C es mayor que la segunda temperatura del soporte (22).

16. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el paso b) es llevado a cabo de tal manera que la primera temperatura de la piel (21) está en el rango de 190° - 210o C y la segunda temperatura del soporte (22) está en el rango de 130a - 150° C.

17. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que la capa de cubierta (20) está orientada de tal manera que durante todos los pasos la piel (21) está situada arriba sobre el soporte (22) que se encuentra debajo.

18. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que el paso b) comprende un contacto del soporte (22) compuesto de esponja con una placa atemperadora (54) y que para calentar la piel (21) se utilizan radiadores de calor (52).

19. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que la mitad de molde (5) y la mitad de molde (11) son atemperadas para mantener correctamente una temperatura de una superficie (5) y de la otra superficie (11) en el rango de 50° -60°C.

20. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que el material para el soporte (22) es esencialmente una esponja de plástico de celdas cerradas y que el aire no puede atravesar y que para la piel (21) se utiliza un material poliolefina termoplástico.

21. Procedimiento según la reivindicación 20, caracterizado por que como material para el soporte (22) se utiliza un material polímero cuya temperatura de fusión es diferente de la de la poliolefina termoplástica.

22. Procedimiento según la reivindicación 20, caracterizado por que el material del soporte (22) comprende también una poliolefina termoplástica.

23. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que el material del soporte (22) compuesto de esponja comprende una esponja de polipropileno y/o por que el material de la piel (21) comprende una película de polipropileno.

24. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que después del paso e) entre el soporte (22) y la superficie (11) se introduce un material substrato (30) y por que entonces como minimo uno de los dos moldes (5, 11) se mueve en dirección del otro molde de manera que la superficie (11) presiona contra el

material substrato (30) y lo moldea y lleva al material substrato (30) a adherirse al soporte (22) para a partir del material substrato formar un substrato moldeado.

25. Procedimiento según la reivindicación 24, caracterizado por que el material substrato (30) es una capa precalentada de como minimo un material compuesto del grupo polipropileno y fibras naturales, polipropileno y fibras de polipropileno así como polipropileno y fibra de vidrio.

26. Procedimiento según la reivindicación 24, caracterizado por que el material substrato (30) es una esponja de poliuretano.

27. Procedimiento según la reivindicación 24, caracterizado por que la inserción del material substrato (30) se produce por inyección, pulverización, relleno o colada del material substrato (30) en estado viscoso - liquido.

28. Procedimiento según la reivindicación 24, caracterizado por que el paso d) comprende la inserción de un medio de presión que está bajo presión en una ranura (24) en un tamaño de ranura definido entre el soporte (22) compuesto de material esponja y una superficie (11) y por que la introducción del material substrato (30) en la ranura (24) con el ancho de ranura definido se produce entre el soporte (22) compuesto de esponja y la superficie (11) que se ha producido en el paso d) desde el medio de presión.

29. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que la estructura superficial moldeada es un graneado artificial de cuero, un veteado artificial de madera, un texto ahondado, un logo en relieve, un logo ahondado, un modelo de resaltes que se repiten geométricamente o un modelo de rebajes que se repite geométricamente.

30. Procedimiento para fabricar una parte de molde (40) según la reivindicación 1, caracterizado porque

el paso d) comprende la formación de un sellado estanco a la presión entre el soporte (22) y la superficie (11) y la introducción de aire comprimido con una presión en el rango de 1 - 30 bar, en una ranura (24) entre el soporte (22) y la superficie (11), para moldear la capa de cubierta (20) y presionar la piel (21) contra la superficie (5) y con ello en la piel (21) moldear una estructura superficial preformada que se trata de una inversión de la estructura de la superficie (5);

donde se ventila el espacio entre la piel (21) y la superficie (5);

donde entre la piel (21) y la superficie (5) se genera una presión negativa,

y a continuación como minimo una de las dos mitades de molde (5, 11) se mueve respecto de la otra mitad

de molde, y

entre el soporte (22) y la superficie (11) se introduce un material substrato (30) y a continuación como minimo una de las dos mitades de molde (5, 11) se mueve respecto de la otra mitad de molde de manera que la superficie (11) presiona contra el material substrato (30) y lo moldea, y lo lleva a adherirse al soporte (22), formándose a partir del material substrato (30) un substrato moldeado.