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Fertigungstechnik (Subject) / 3b Kunststofftechnik (Lesson)

3b

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  • Eigenschaften von Thermoplasten   schmelzbar, warm umformbar   löslich, quellbar   schweißbar
  • Eigenschaften Elastomere Elastomere (schwach vernetzt, ge-sättigt (keine Doppelbindungen) oder ungesät-tigt(Doppelbindungen)) o  gummieelastisch o  nicht warm umformbar o  nicht schweißbar
  • Eigenschaften Duroplaste Duroplaste (stark vernetzt, Vernet-zung unter hohem (in geschlosse-nen Werkzeugen) oder niedrigem Druck(in offenen Formen)) o  nicht schmelz- und schweißbar o  temperaturfest o  unlöslich, schwach quellbar
  • Erläutern Extrudieren + Nennung Kunststoff   kontinuierliche Herstellung von Halbzeugen   Pressen durch Matrize   pulver- oder granulatförmige Ausgangsmasse   Werkstoff: grundsätzlich alle Thermoplaste
  • 2 Arten von extrudermaschinen + gegenseitige vorteile Einschneckenextruder (schlechte Mischwirkung) Doppelschneckenextruder (bessere Durchmischung, Selbstreinigungseffket)
  • Erläutern Kalibrierung   fixiert in Form und Abmessung   kühlt soweit ab, dass Extrudat in Kühlstrecke formstabil bleibt
  • Erläutern Kalandrieren Kalandrieren   kontinuierlicher Prozess   Anschlussprozess an Extrusion   Werkstoff: Elastomere und Thermoplaste (meist amorph) Führung des WS durch ein Walzensystems zur Bearbeitung
  • Spritzgießen erläutern + WS nennen Injektion von dosierter Menge aufgeschmolzenen Kunststoffs in ein Werkzeug diskontinuierlicher Prozess geeignet für Massenproduktion häufigstes eingesetztes Verarbeitungsverfahren zum vollautomatischen Herstellen von Kunststoffteilen Werkstoff: je nach Ausrüstung der Anlage Thermoplaste, Duroplaste oder Elastomere
  • Varianten des Mehrkomponenten-Spritzgießen + Motivation Motivation: o  Funktionstrennung o  Erzielung optischer Effekte o  Reduktion von Logistik- und Montageaufwand Varianten o  Zwei- oder Mehrfarben-Spritzguss o  Sandwich-Spritzguss (Varianten: Außenhaut/Kern: kompakt/geschäumt) o  2K-Spritzguss
  • Vorteile / Nachteile Mehrkomponenten Spritzguss   wirtschaftliche Herstellung von Verbund-Bauteilen   Kern aus Recyclingmaterial möglich   Formteile mit hoher Oberflächenqualität   Durchbrüche, Aussparungen, Versteifungsrippen   Anguss nicht sortenrein -> nicht wiederverwertbar   verschiedene Schmelz- und  Schwindungstemperatur der Kunststoffe
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  • 3 Komponenten einer Spritzgießmaschine   Spritzeinheit Einziehen, Fördern, Plastifizieren, Dosieren   Schließeinheit Spritzwerkzeug aufnehmen, öffnen und schließen, Werkzeugzuhaltekraft aufbringen, Entformungsvorgang durchführen   Maschinenbett:  nimmt einzelnen Bauelemente auf, sorgt für stabile Halterung
  • Anforderungen an das Spritzgießwerkzeug o  Naturgetreue Abformung des Spritzlings o  Leichte Entformung o  Selbsttätige Entformung o  Keine/wenig Nacharbeit o  Unempfindlichkeit gegen hohen Druck
  • Blasformen erläutern und WS nennen   diskontinuierlicher Prozess   Unterscheidung zwischen Extrusionsblasformen und Spritzblasformen   kombiniertes Verfahren aus Urformen und anschließender Umformung   Werkstoffe: Thermoplaste
  • Vorteile / Nachteile Spritzsteckblasformen im vgl. zu Extrusionsblasformen   Vergleich zum Extrusionsblasformen: o  nahezu nahtlose Formen herstellbar o  Erhöhung der Festigkeiten in allen beanspruchten Richtungen durch das Verstrecken o  erhöhte Dichtigkeiten gegen Gas- und Flüssigkeitspermeation o  auf rotationssymmetrischen Hohlkörper beschränkt
  • Spritzpressen erläutern   pulverförmige oder tablettierte Formmasse wird unter Wärme und Druck plastifiziert (entweder in Formkammer: Spritzpressen; in Form: Pressen)   ggf. Drücken der Masse in Form   Polymerisation  findet direkt in Form statt   diskontinuierlicher Prozess
  • Unterscheidungskriterien von Composites o  Faserlänge o  Faserorientierung o  Faseranteil o  Herstellverfahren o  Faserwerkstoff
  • Verfahren zur Herstellung von Stückgütern aus FVk nennen manuelle / teilautomatisierte Verfahren: Handlaminieren maschinelle Verfahren Pultrusion Schleuderverfahren Wickelverfahren
  • Erläuterung Wickelverfahren   hochautomatisiertes Verfahren   Ablegen von getränkten Endlosfasern auf einen rotierenden Kern   Ergebnis: Hohlkörper mit meist rotationssymmetrischer Form (Rohre, Antennenmasten)   Werkstoff:  o  Matrix: Duroplast Zeit:    gering Kosten:  kostengünstige Ausgangsstoffe, einfache Werkzeugtechnik     höhere Investitionskosten beim Wickeln mit  Robotern Qualität:  raue Oberflächen,      hohe Genauigkeit & Reproduzierbarkeit bei konvexen Hohlkörperstrukturen konkave/offene Strukturen schlecht/gar nicht herstellbare (Gießharze)
  • Erläuterung SMC-Formmassen   Sheet Moulding Compound   kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Prepregs (vorimprägnierte Verstär-kungsmaterialien) als Halbwerkzeuge   Prepregs anschließend in Pressvorgängen zu Formteilen formen   Ergebnis: Halbzeug, aufgewickelte Harzmatten; Verfahren für Großserie   Werkstoff: o  Matrix: Duroplaste (Gießharze) Zeit:    durch hohen Automatisierungsgrad: Harzmatten für Großserie herstellbar Kosten:  Trennung von Imprägnierung und Pressen  -> kostengünstig für Großserie,     hohe Anlagenkosten Qualität:  lackierbare KFZ-teile in Außenhautqualität     Problem von Lunkern/Poren noch nicht beherrscht     Verbesserung der Oberflächenqualität durch „In Mould Coating“     Lagerung des Halbzeugs unter definierten Bedingungen
  • Einflussbereiche dauf Formteilmaßabweichungen nennen   Werkstoff o  Viskosität o  Termperaturleitfähigkeit   Prozess o  Einspritzgeschwindigkeit o  Kühlzeit   Fromteil-Geometrie o  Materialanhäufungen o  Ecken   Werkzeug o  Verschleiß o  Toleranzen
  • 3 Mechanismen bei der Kunststofftechnik mit Einfluss auf Qualität   Schwindung o  Unterschied zwischen Werkzeug und Formteil o  genaue Vorhersage bis heute nicht möglich o  wird durch viele Prozessparameter beeinflusst   Nachschwindung   o  tritt besonders bei teilkristallinen Thermoplasten auf bei   höheren Lager- oder Anwendungstemperaturen   Wasseraufnahme   Verzug o  maßgebliche Abweichungen, die bei Kunststoffteilen auftreten o  in Folge von asymmetrischer Schwindung -> Verbiegen, Verformen 

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