Kunststofftechnik (Fach) / Kunststoff-Fertigung 1 (Lektion)

VE01-02

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• Nenne je 4 Peripheriegeräte bezüglich Material und Werkzeug. Materialperipherie Rohmaterialförderun Materialrezyklierung Formteilhandling Geräte für Nachbearbeitung, Veredelung.... Werkzeugperipherie Werkzeugwechsel Werkzeugtemperierung Qualitätssicherung Klimatisierung
• Welche Vorteile bietet eine zentrale Saug/Förderanlage im Speziellen? Und welchen großen Vorteil hat eine Saugf.a. gegüber einem Druckluftfördersystem? zenttrale Materialversorgung Platz und Sauberkeit an der Fertigungsanlage gute Automatisierbarkeit hohe Förderleistung Bei Leckage wird Staub nicht in den Produktionsraum geblasen
• Erkläre das Funktionsprinzip einer Saugförderanlage zur Förderung von Kunststoffgranulat: zentrale Erzeugung eines Luftstromes mit einer Vakuumpumpe pneumatische Förderung des Materials aus Absaugkasten zur Maschine über Rohrsysteme dort im Abschneider mittels Zentrifugalkraft(Zyklon) vom Luftstrom getrennt Luft strömt mit Staubanteilen vermischt zum Abscheider beim Vakuumerzeuger
• Nenne 3 verschiedene Abscheidertypen,ihre Anwendung und einen typischen Einbauort! Magnetabscheider - sortiert ferromagn. Teile aus  - im Materialtrichter der Spritzgussmaschine Metalldetektoren(induktiv) - elektr. leitende Materialien - in der Förderleitung zum Materialtrichter Filterdüsen - alle Feststoffe - Im Schneckenvorraum
• Stelle Einzelgerättrocknung und zentrale Trocknung gegenüber: EInzelgerättrocknung: neben Maschine oder auf Maschinentrichter kein weiterer Transport des getrockneten Granulats! Zentrale Trocknung zentral, ohne Behinderung der Feritung Transport über Rohre Beschickung mehrerer Maschinen!
• Nenne 4 verschiedene Trocknungsanlagen-Bauarten: Frischlufttrockner Umlufttrockner Trockenlufttrockner Kristallisationstrockner
• Welche Arten der Materialzuführung gitb es? Was ist Charakteristisch? Einzelförderanlage: eigener Vakuumerzeuger und Abscheidefilter Versorgung eines Verbrauchers Verwendung speziell bei separat aufgestellten Maschinen Zentrale Saugförderanlage zentrale Materialversorgung Platz und Sauberkeit an der Fertigungsanlage gute Automatisierbarkeit hohe Förderleistung
• Nenne 5 typische Fehler beim Trocken, sowie Ursachen U und Abhilfe A. Abweichen von der Solltemperatur U: Reglerabweichung, Heizelemente defekt A: Messung der T. mit Einstichthermom. Bessere Regler Wirkungsgrad eingeschränkt U: Filter verstopft, hohe Luftaustrittstemperatur A: Filter Reinigen, Granulattemperatur messen verschmutztes Granulat U: mangelhafte Reinigung, FIlter fehlt, Gerät ohne Deckel A: Filter nachrüsten, Behälter abdecken hoher Energieverbrauch U: Trockner nicht isoliert A:  ISOLIEREN! Klumpen und Zusammenbacken U: Trocknung zu heiß/lang, tote Ecken im Behälter A: Temp reduzieen. Regler, Filter, Gebläse prüfen  
• Wovon ist der Energieverbrauch einer Kunstsoff-fertigungsanlage abhängig? 5 Faktoren: Eigenschaften des verarbeiteten Kunststoffs Wirkungsgrad des Maschinenantriebs Wärmeisolation von Plastifizierzylinder und Heißkanal Auslastung der Maschine Steifigkeit der Maschine
• In welche Bereiche kann das Wassermanagement unterteilt werden? Wassergewinnung Wasseranalyse/qualität Wasseraufbereitung Wasserkühlung Wasserrückgewinnung
• Welche Anforderungen werden an Temperiersystem von Werkzeugen gestellt? Anforderungen angestrebte Wandtemp soll mäglichst genau eingehalten werden Temp soll möglichst gleichmäßig sein ausreichende Kühlleistung muss vorhanden sein im Spritzguss soll die Kühlzeit so kurz wie möglich sein  
• Auf welche beiden Arten kann die Temperatur des Werkzeugs geregelt werden? Nenne Charakteristika! Regelung der Mediumstemperatur Tempfühler misst Temp des Wärmeträgers im Gerät Solltemp entspricht NICHT der WZ Temp Teilweise rel. große Schwankungen durch wirkende Störgrößen Regelung der Werkzeugtemperatur Tempfühler im WZ Konstanz der WZ-Temp meist besser! am Regler eingestellte Temp entsprucht dem Wert im WZ Störgrößen können besser erfasst werden geringere Schwankungen reproduzierbarere Produktionswerte! Kaskadenschaltung Direkte Regelung mit der Werkzeugtemperatur mit einem zusätzlichen Temperaturfühler der Mediumstemperatur als Hilfsregelgröße bessere Temperaturkonstanz
• Zähle 5 Temperiertechnologien auf und nenne Beispiele: Konvektion: Heißluft, Fluidtemperierung Strahlung: Infrarotstrahler, elektrische Strahler Wärmeleitung: ele. Heizplatten, Hochleistungskeramiken Induktive Erwärmung: intern/Extern Sonstige Ansätze: Komprimiertes Gas
• Bei der WZ-Temperierung mittels Konvektion wird in zwei Bereiche unterschieden. Welche? Indirekt: Wasser, Öl, ... erwärmen konvektiv das WZ; durch Wärmeleitung erfolgt dann die Temperierung der Akvität direkt: Heißluft wird direkt ins WZ auf dei Akvität eingeblöasen. -> direktes Einbringen der Temperatur, aber sehr selten
• Nenne Vor und Nachteile der Wz-Temperierung durch Strahlung: Vorteile leicht in bestehende Systeme integrierbar nahezu zyklusneutral durch Indexplatten Oberflächenbeschichtungen ermöglichen bessere Absorption Nachteile 3D-Konturen und Hinterschnitte Schwierig Metalle relektieren gut, polierte Oberflächen verstärken das!
• Erläre das Prinzip der induktiven WZ-Temperierung: hochfrequentes Wechselfeld durch Wechselstrom Induktion eines Wirbelstroms im Werkstück Stromverdrängung an die Ranschicht durch Selbstinduktion   + hohe erreichbar Wärmeübertragungsraten keine heißen Öl oder Wasserkreisläufe!
• Was wird bei der WZ-Temperierung durch Leitung am häuifigsten eingesetzt?WIE? Nenne Charakteristika! Bauteile werden direkt ins Wz eingebracht. Erzeugte Wärme durch Leitung an Kavitätsoberfläche! Heizpatronen vielfältig einsetzbar einfache Handhabung Billig Keramische Widerstandsheizung dirket unter der kavitätsoberfläche gute, homogene Erwärmung geeignet für dynamische Tempführung wegen guter Wärmeleitfähigkeit der Keramik währen Kühlpause
• Nenne typische Hauptfehler bei der WZ-Temperierung. Unterscheide dabei in Fehler am WZ und an der Maschine: Werkzeug: Kanäle zu eng bemessen Kanäle zu lang stark ungleiche Abstände der Kanäle zur Kavitätsoberfläche zu leistungsschwache Temperiergeräte Wasserqualität nicht i.O. Ablagerungen wachsen schnell Maschine: zu kleines Ölvolumen der Maschine Enge Leitungen und scharfkantige Umlenkungen erzeugen Reibungswärme Unterdimesnionierter Ölkühler wird heiß, das erhöht die Ablagerung Kühlung wird mit Wasser der falschen Qualität betrieben  
• Nenne 5 Handhabungsgeräte mit einem Vor und Nachteil linear-Handlinggerät +schnell, einfach,   - beschränkter Zugang zum Werkzeug Handlinggerät mit 2 Linarachsen +vielseitig          -  relativ alngsam, da mehrere Beweg. in Sequenz Schwenkarm-Handlinggerät+sehr schnell, robust,    - Hub begrenzt Knickarmhandlinggerät (parallelogramm-mechanik)+einfacher Bewegungsablauf   - Hub beschränkt einstellbar Knickarmroboter+beliebige Bewegungsabläufe  - relativ teuer, geringe Reichweite
• Was wäre die einfachste Methode der Förderung von Fertigteilen nach dem Spritzguss? freier Fall in BehälterProblem: Angusstrennung und Bauteilbeschädigung  
• Nenne 2 Seperiersystem mit charakteristischen Eigenschaften! Separier-Walzensystem Trennung von unterschiedlich großen Teilen in 1 Arbeitsgang 2 Separierspalten Trennwalzen aus Alu Separier-Trommel Verstellung der Schlitze über Sternschrauben ermöglicht Separierung der meisten Spritzgussteile Zufuhr der Teile in die Separiertrommel erfolgt über ein Förderband direkt an die Spritzgussmaschine optinal auch zentrale Separierung aus einem Bunker-Förderband
• Nenne Möglichkeiten des Entgratens und Anguss entfernens nach dem Spritzguss: Sandstrahlen 6-Achs-Roboter Manuell automatisiert
• Nenne 3 Möglichkeiten beim Fördern und Puffern: Depot-Fördersystem Förderbänder Depotstation zur Sackbefüllung
• Skizziere den "Ausschuss/Granulierungs -Materialversorgungs-Kreislauf" S.44 VE02
• Wo findet die Reinraumfertigung immer mehr Anwendung? Medizintechnik Verpackungs/Lebensmitteltechnik Präzisionstechnik
• Nenne Charakteristische Konzepte bei der Reinraumfertigung: SGM steht außerhalb RR. Nach dem Guss werden die sauberen Teile über einen Reinraumtunnel entfernt WZbereich der Maschine wird durch ein Reinraumzelt mit entsprechender Luftfilterung von der Maschine abgeschirmt gesamter Schließbereich ragt in eine RR-Kabune. Für WZ-wechsel oder Wartung kann die Maschine herausgezogen werden Peripheriegeräte müssen ohne Luft oder Öl betrieben werden Versorgungsleitungen liegen im Boden, dass bei kleinen Undichtigkeiten keine Verschmutzung erfolgt!
• Ordne die Verfahren nach der Viskosität der Masse bzw. der Schergeschwiindigkeit. Beginne bei hoher Viskosität(= geringe Schergeschw). Pressen Kalandrieren extrudieren Spritzgießen
• skizziere die Randschichtausbildung in einem Spritzgussteil. welche Auswirkung hat die Erhöhunh der WZ-Temp darau? Welche Folgerung kann man daraus für den Kristallisationsgrad in Abhängigkeit der WZ-Temp schließen? S.27 VE01je Höher die WZ-Temp desto höher der Kristallisationsgrad
• Welche Auswerkung hat die Wärmeleitfähigkeit des WZs auf die Strukturausbildung des Teils? Wärmeleitfähigkeit (WLF) gering: homogenere, grobsphärolitische Strukt. WLF gering: Rnadschichtausprägung gering, Kristallisationsgrad hoch, Emodul, Streckspannung hoch  
• skizziere das pvT Diagramm von teilkristallinen und amorphen Kunststoffen! S. 36 VE01
• Zeichne in das pvT Diagramm eines teilkristallinen Thermoplasten die Phasen eines Spritzgusses ein! S. 37 VE01
• Woraus setzt sich die Gesamtschwindung eines Bauteils zusammen? Gesamtschwindung = Verarbeitungsschwindung + Nachschwindung    
• Wie ist die Volumenschwindung eines Bauteils defniert? Volumenschw. = (kaltes Werkzeugvolumen - Bauteilvolumen)/kaltes Werkzeugvolumen!
• Welche Parameter haben beim Spritzgießen Einfluss auf die Schwindung: Schwindung erhöht sich wenn: Massetemp hoch Werkzeugtemp hoch Einspritzgeschw. "ganz hoch und ganz gering" Nachdruck gering Nachdruckzeit gering Wanddicke hoch  
• Erkläre die Entstehung von Abkühleigenspannungen im Bauteil. Verwende dazu eine Skizze S. 44Maßgeblich für Eigensp. ist die Temperaturverteilung beim Abkühlen am Siegelpunkt! -> warmer Kern, kalter Rand! Wenn alle Schichten frei kontrahieren könnten -> keine Spannungen   Wenn aber Dehnungsbehinderung -> Eigenspannung und Schwindung!
• Wie entsteht Verzug bei Spritzgussteilen? Skizze? S.45 VE01 ungleichäßige Tempverteilung, z.B durch unterschiedlich warem WZ-Hälften Bei Umgebungstemp -> Dehnungsbehinderung der einzelnen Schichten -> Eigenspannung, Schwindung, Verzug
• Skizziere und erkläre das Problem des Eckenverzugs beim Spritzgießen! Welche Fausregel gibt es? Regel: Was später erkaltet steht unter Zugspannung! Ungleichmäßig verteilte Eigenspannungen bewirken Verzug! ein bereich zwei w-wände -> schnellere Abkühlung innen Eck hat keine Wz wand -> langsame abkühung   "ecke klappt zu"
• Nenne 6 äußere Einflüsse auf die Alterung von Kunststoffen: mech. Belastung Licht natürliche Medien( feuchtigkeit...) biologische Medien(Bakterien) chemi. Medien ( öl, tenside) Temperatur
• Worin utnerscheiden sich physikalische von chemischen Alterungsvorgängen? Nenne je 3! physikalisch:Verändern des Gefüges, molekuöaren Ordnungszustandes, Konzentrationsverhältnis der Komponenten, oder der äußeren Form, sofern kein chem. Abbau vorliegt Relaxion Ausdehnung Nachkristallisation chemischÄnderung der chemischen Zusammensetzung, Molekülstruktur oder Molekülgröße Autooxidation Depolymerisation
• Welche Gruppen von Periferiegeräte gibt es? Werkzeuge für: Werkzeugtemperierung Entnahme/Handling Anlageversorung ( Wasser / Energie) Materialversorung Materialaufbereitung
• Welche Aufgaben gehören zum Bauteilhandling? fördern/puffern seperieren nachbearbeiten ( Anguss / Entgraten)

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