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Kunststoffverarbeitung II (Subject) / Kunststofffragen II (Lesson)

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• Wie kann die Wanddicke eines Teiles beim Blasformen eingestellt werden? Wanddickensteuerung des Verformlings erfolgt durchen einen verstellbaren Austrittsbereich an der Düse des Schlauchkopfes.
• Wie ist der Verfahrensablauf beim Spritzgießen ? 1. Werkzeug schließt 2. Spritzeinheit fährt vor 3. Einspritzen 4. Beginn Abkkühlzeit 5. Nachdrücken (während Abkühlzeit) 5. Dosieren/Plastifizieren (während Abkühlzeit) 6. Spritzeinheit fährt zurück 7. Werkzeug öffnet; auswerfen
• Wie ist der Zyklus beim Spritzgießen? Füllzeit + Nachdruckzeit + Standzeit (Restkühlzeit) + Nebenzeiten   Zykluszeit ist die Zeit, in der sich der Fertigungsablauf periodisch wiederholt.
• Welche Hauptbaugruppen gibt es bei einer Spritzgießmaschine? - Plastifiziereinheit (Einfülltricher, Schnecke/Kolben, Heizung/Heizbänder) - Werkzeug - Schließeinheit - Steuer- und Regeleinheit - Maschinenbett
• Warum wird die Masse durch eine kleine Düse ins Werkzeug gespritzt ? 1. um besseres Fließen des Werkstoffs zu ermöglichen 2. um den Spritzdruck zu ermöglichen (um die Fließeigenschaften der Plasteschmelze beim Einfüllen in den Formkern optimal zu nutzen)
• Welche Größenordnung hat der Spritzdruck? zwischen 400-1000 Bar abhängig von Schmelze-, Werkzeugtemperatur, Formteilgeometrie, Wanddicke, Fließweg empfohlen wird niedriger bis mittlerer Spritzdruck hohe Viskosität der Spritzmasse erfordert höheren Spritzdruck (meist kleiner als Schließdruck)
• Wie füllt sich ein Spritzgießwerkzeug mit einer Thermoplastschmelze? Kunststoffe in Form eines Granulats werden aus einem Trichter in die Schneckengänge eingezogen, zerteilt und geschert: homogene Schmelze. Diese sammelt sich der der Spritze der zurückweichenden Schnecke. Einspritzphase: Die Schnecke wird rückseitig hydraulisch oder durch mechanische Kraft unter Druck gesetzt. Dabei wird die Schmelze unter hohem Druck durch die Rückstromsperre, die ans SGWerkzeug angedrückte Düse, ggf. ein Heißkanalsystem und den Angusskanal in den formgebenden Hohlraum des temperierten SGWs gedrückt. ODER: Granulat wird in einer Schnecke aufgeschmolzen und in den Schneckenvorraum gefördert. Nach dem Einspritzsignal fährt die Schnecke nach vor und drückt die Kunststoffschmelze durch die Maschinendüse und das Anguß-Anschnitt-System in die Kavität.
• Wie fließt die Schmelze im Werkzeug, wenn die Wanddicke betrachtet wird? offen
• Welche Informationen liefert die Messung des Werkzeuginnendruckes? Mit Hilfe einer Werkzeuginnendruckmessung können die einzelnen für die Form- teilqualität wichtigen Prozessphasen sichtbar gemacht und die entsprechenden Druckkurven zur Prozessoptimierung herangezogen werden.  
• Was bedeuten Spritz-, Nach- und Staudruck? Spritzdruck: Rückseitig auf Schnecke wirkender hydraulischer o mechanischer Druck, der homogenisierte Schmelze durch Düse befördert   Nachdruck: reduzierter Druck der bis zur Erstarrung des Formteils anhält wirkt der (Volumen-)Schwindung entgegen u bewirkt Maßhaltigkeit u gewünschte Oberflächenqualität des Formteils (Anguss)   Staudruck: Druck gegen den Schnecke während des Plastifizierens arbeiten muss Staudruck = Schneckenstaudruck benötigt zum Homogenisieren der Schmelze ermöglicht gute Reproduzierbarkeit des Dosierens    
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• Welche Bewegungen führt die Schnecke aus ? Dreh-, Förder-,  u Druck- bzw. Hubbewegungen
• Warum haben Schnecken bei Spritzgießmaschinen eine Rückstromsperre ? Schnecke funktioniert durch Rückstromsperre als Kolben Verhindert beim Einspritzen u Nachdrücken, dass Spritzmasse vor der Schnecke zurück in Schneckengänge gelangt
• Welche Umfangsgeschwindigkeit sollte die Schnecke nicht überschreiten Die maximale Umfangsgeschwindigkeit der Schnecke sollte 0,3m/s nicht überschreiten. (0,05 - 0,2 m/s) Höhere Umfangsgeschwindigkeiten führen zu einem kleineren Verarbeitungsfenster und können Verarbeitungsprobleme bewirken  
• In welchem Bereich sollte die Dosiermenge, bezogen auf den Schneckendurchmesser (x D), liegen x (Dosiermenge) = zwischen 1 D und 3 D, kann aber auch bis zu 4 D groß sein. Abweichungen von diesem Bereich können zu Fehlern am Formteil führen.  
• Welche Zonen lassen sich in einer Schnecke unterscheiden? Einzugszone  Das Material welches als Feststoff in Form von Granulat oder Pulver vorliegt, wird aus einem Trichter eingezogen und durch die Drehung der Schnecke weiterbefördert. Kompressionszone In der Kompressionszone wird das Material durch die abnehmende Gangtiefe verdichtet und aufgeschmolzen (plastifiziert). Meteringzone In dieser Zone wird die Schmelze auf die gewünschte Verarbeitungstemperatur gebracht und homogenisiert. Außerdem wird der nötige Druck aufgebaut, um den Werkzeugwiderstand zu überwinden. 
• Wie lange kann der Nachdruck wirken ? Die Nachdruckzeit kann nur so lange wirken bis der Anguss erstarrt ist. Die optimale NDDauer kann über die Bestimmung des Siegelpunktes ermittelt werden. Die Nachdruckzeit wird dabei so lange gesteigert, bis keine weitere Gewichtszunahme des Formteils erfolgt und die Werkzeugin- nendruckkurve keinen Einbruch mehr zeigt 
• Spritzgießen und Verschleiß, welche Probleme können auftreten ? 1. mechanischer Verschleiß 2. Korrosion (korrosionsfördernd: Wasser, Luft (Sauerstoff, Kohlendioxid), Chlorgase, Säurereste, Elektrolytlösungen, Halogenwasserstoffe, Verunreinigungen und Abbauprodukte. (1+2) durch Füllstoffe und Additive, Aufschmelz-, Förder- und chemisches Reaktionsverhalten 3. Einfluss der Werkstoffe der Plastifizierteinheit
• Welche Bauarten von Schließeinheiten gibt es ?   1) Kniehebelschließeinheit 2) Hydraulische Schließeinheit 3) Vollelektrisch
• Was unterscheidet sie ? (Bauart von Schließeinheiten)   * Schließmechanismus * Preis * Kraftverteilung
• Welche Aufgaben hat die Schließeinheit ? Führen Schließen Zuhalten Öffnen Auswerfen gegen die Werkzeug-Auftriebskraft
• Von welcher geometrischen Größe des Spritzgießteiles wird die Schließkraft bestimmt ?   Spritzdruck wirkt auf die Trennfläche des Werkzeuges (projizierte Fläche) - Schließkraft muss diesen Druck entgegen wirken
• Wie ist ein Spritzgießwerkzeug aufgebaut ?   Normalien, Grundplatte, Formplatte, Angussbuchse, Zentrierflansch, Führungsbolzen, Stützleiste, Zwischenplatte, Auswerferplatte, Auswerferstift, Rückdrückstift, Auswerferbolzen
• Was Sagt Ihnen der Begriff Normalien ?   Der Überwiegende Teil von Spritzgießwerkzeug ist aus Normalien aufgebaut. Dies sind konstruktive Elemente, die standardmäßig in einem Werkzeug auftreten ( wie Schrauben, Führungsbuchsen, - bolzen, usw.)
• Warum müssen Spritzgießwerkzeuge temperiert sein ?   - Wärmeabfuhr bei Thermoplasten für die Verfestigung. - Beheizen von Duroplasten und Elastomeren um chemische Reaktion für die Vernetzung zu ermöglichen.
• Welches Maß des Spritzgießteiles ist bestimmend für die Kühlzeit ?   - Kühlzeit beginnt beim Einspritzen und endet bei erstarrtem Bauteil. - Bei steigender Wanddicke nimmt die Kühlzeit zu.
• Wie soll das Temperiermedium durch das Werkzeug strömen ? turbulent
• Welches Medium hat den größeren Wärmeübergangskoeffzienten ? Wasser bei höheren Temperaturen wird jedoch Öl verwendet offen
• Was ist ein Etagenwerkzeug? Die definierende Charakteristik: zwei oder mehrere Trennebenen des Werkzeugs. keine höhere Zuhaltekraft als mit einer Trennebene, da sich die Werkzeugauftriebskräfte der gegenüberliegenden, projizierten Flächen der Kavitäten auf beiden Seiten des Mittelblocks gegenseitig aufheben. Damit lässt sich bei einer Spritzgießmaschine die Produktionsrate erheblich erhöhen.
• Bei welchen Thermoplasten muss mehr Wärme aus dem Werkzeug abgeführt werden ? bei teilkristallinen Thermoplasten da noch die Kristallisationsenergie freigesetzt wird.
• Was sind Heißkanäle ?   - Beheizter Anguss * Der Anguss ist ein System von Strömungswegen, in denen die Fließende Formmasse von Düse zur Kavität fließt.
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• Auf welchem Effekt basieren die Heißkanäle? schlechte Warmleitfähigkeit von Kunststoffen, Kunststoff isoliert sich selber
• Was bedeutet Ausbalancieren eines Angußsystems ? Die Verteilerkanäle müssen so dimensioniert werden, dass eine gleichmäßige Füllung der einzelnen Formmasse erfolgt.
• Was ist das Gas-Innendruck-Verfahren?   Das Gas-Innen-Druck-Verfahren ist vergleichbar mit der Zweikomponenten- Technik, wobei das Kernmaterial jedoch kein Polymer, sondern ein Gas (Stickstoff) ist, dieses injizierte Gas wirkt als inneres Formstück (Matrize). Damit können dickwandige, beigestellte Formteile bei gleichzeitiger Einsparung von Material und Zykluszeit hergestellt werden.
• Welche Größen beeinflussen die Qualität von Spritzgußteilen ? Druck Temperatur (Werkzeugtemperatur) Zeit    
• Ein Thermoplast kann zwischen 180 und 260 °C verarbeitet werden. Die Werkzeugtemperatur kann zwischen 30 und 60 °C liegen. Was bedeutet das für die Qualität der Teile ? bei hohen T: weniger Verzug, bessere mechanische Eigenschaften: gute Maßgenauigkeit, Maßhaltigkeit, geringe Spannungen, Formteilgenauigkeit bei niedrigen T: kurze Zykluszeit aber starke Orientierungsgrade Schlechte Oberflächenqualität
• Was sagt Ihnen der Begriff Schwindung ?   Als Schwindung wird die Differenz zwischen den spezifischen Volumina bei Erreichen des Umgebungsdruckes und bei Umgebungstemperatur bezeichnet. * Die Schwindung ist von den lokalen Temperaturen und Drücken abhängig. * Ursache für die Schwindung ist das thermische und druckabhängige Ausdehnungsverhalten der Kunststoffe. bzw. Werkstücke verkleinern sich beim Abkühlen auf Grund der Volumenänderung bei der Kristallisation und der Wärmedehnung um einen bestimmten %-Satz ihres Volumens. bei Kunststoffen entsteht die Schwindung durch einen zunehmende Kristallisation, die eine lokale Dichteerhöhung bewirkt. Das Fehlen des Volumens bei gleicher Gestalt = Schwindung
• Ist die Struktur eines Spritzgießteiles über den Querschnitt gleich ?   - Nein !! * Außen schon gefroren , innen fließt noch Schmelze.  Unterschiedliche Gefügeeigenschaften.
• Wodurch unterscheiden sich Werkzeuge für Thermoplaste und Duromere?   ThermoplasteWärme muss abgeführt werden, d.h. Werkzeug wird Temperiert DuromereWärme muss zugeführt werden, d.h. Werkzeug wird beheizt, um Vernetzung zu aktivieren.
• Was ist der Unterschied in der Nachbearbeitung bei Teilen aus Thermoplasten, Duromeren und Elastomeren ?   Duromere und Elastomere sind sehr niedrigviskosàviele Grate / Schwimmhäute. muss entgratet und geschliffen werden. TP fließt nicht so stark.
• Welche Schweißverfahren gibt es für Kunststoffe ? Heißgasschweißen Kontakt- oder Impulsschweißen Hochfrequentschweißen Ultraschallschweißen
• Was ist beim Laserschweißen zu beachten ? Werkstoff, Verarbeitung, Einfärbung und Zusatzstoffe einen größeren Einfluss auf das Schweißergebnis haben als beikonventionellen Verfahren. geeignete Materialkombination ist Voraussetzung: Fügepartner a muss transmittierend und Fügepartner b muss absorbierend sein.
• Ein Kunststoffgehäuse soll wiederholt geöffnet werden können, welche Verbindungsmöglichkeiten gibt es ? Gewindeeinsätze Direktverschraubung
• Welche Möglichkeiten gibt es zur Werkstoff- und Schadensanalyse von Kunststoffbauteilen ? a) Optische Verfahren: -Lichtmikroskopie b) thermische Verfahren -DSC Differential Scanning Calorimetry oder DDK (Dynamische Differezn Kalorimetrie offen
• Was ist Rotationsformen?   Das Verfahren: Durch biaxialer Rotation und Erwärmung, wird in dünnwandigen Hohlkörperformen pulverförmiges Thermoplast schicht um schicht an den Innenfläche der Form abgelagert. Dadurch können gleichmäßige Wandstärken (2 –15 mm) erreicht werden. Optimal zur Herstellung von Hohlkörperteilen (Tanks, Gehäuse, Möbelteile etc.) Vorteile gegebenüber Blasen und Spritzen: nahtloser Hohlkörper, niedrige WZkosten, gleißmäßige Wandstärke, einfaches WZ.
• Welche Kunststoffe können warmgeformt werden?? Thermoplaste
• Was ist Positiv- oder Negativformen ? *Wird das Halbzeug über eine (konkav)e Formhöhlung (Kavität) gezogen, spricht man vom Negativformen. → Formteil mit dünnen Boden und dünnen Ecken entsteht. Einspannen der Kunststoffplatte durch Niederhalter, gleichmäßige Erwärmung, Absaugen der Luft (Unterdruck) Voteile: Einfach und schnell, aber schlechte Wanddicke *Ist das Werkzeug dagegen erhaben, so spricht man vom Positivformen. Pressen der Folie gegen ein Konvex-Modell, Folie wird vorgeblasen, Überdruck bei Erwärmung, Zusammenfahren von Einspannung und Werkzeug, Unterdruck! Steile Wände und gleichmäßige Wandstärke erzielbar  
• Welche Vor- und Nachteile gibt es beim Warmformen ? Vorteile: 1. geringe Werkzeugkosten (nur eine Hälfte nötig) 2. schneller Verahrensablauf 3. Geringere Wanddicken als beim Spritzgießen möglich   Nachteile: 1. Verfahren ist auf Thermoplaste beschränkt 2. begrenzte Formgebung 3. Ecken und Wände werden beim Formling sehr dünn 4. Es entsteht viel Verschnitt
• Was geschieht mit einem warmgeformten Teil, wenn es wieder erwärmt wird ? Rückdeformation in den Ausgangszustand (stellt sich zurück).
• Was ist der Unterschied zum Tiefziehen von Metallen ? -ungleichmäßige Wanddicke bei Kunststoffen -aufgebrachte Kräfte beim Tiefziehen von Mettallen sind höher als beim Warmformen -man benötigt nur Luftdruck bzw. Vakuum beim Warmformen -Konstengünstige WZ beim KS
• Mechanisches Bearbeiten von Kunststoffe, was ist zu beachten? Kunststoffe haben im Vergleich zu metallischen Werkstoffen ein schlechtes Wärmeleitvermögen sowie einen niedrigen E-Modul. 1. starke Erwärmung des Werkstücks (zu große wärmebedingter Ausdehnung) bei unsachgemäßer Bearbeitung 2. Spannungsarme, temperierte Halbzeuge sollten verwendet werden  3. Hohe Spanndrücke und stumpfe Werkzeuge erzeugen Verformungen des Werkstücks während der Bearbeitung 4. Hohe Schnittgeschwindigkeiten sollten angestrebt  werden 5. Eine optimale Spanabfuhr sollte gewährleistet sein 6. Es muss auf eine allseitig gleichmäßige Spanabnahme geachtet werden 7. Vibrationsfrei →gute Oberflächen

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