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Fertigungstechnik 1 - Kunststoffe (Fach) / KV1 (Lektion)

Fertigungstechnik I Kunststoffe

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  • 1. Klassifiziere die Extrusion im Sinne der DIN 8580. Ist es ein kontinuierliches oder ein diskontinuierliches Verfahren? 2. Wozu wird das Verfahren eingesetzt? 3. Gib einige typische Beispielprodukte an, die mit dem Verfahren hergestellt werden können. 1. Die Extrusion ist ein kontinuierliches Urformverfahren 2. 1. Verarbeitung von Kunststoffgranulat zu Halbzeugen oder Produkten (Einschneckenextruder)     2. Aufbereitung von Kunststoffen (Doppelschneckenextruder) 3. Profile, Platten, Folien, Fäden
  • 1. Aus welchen Bestandteilen besteht eine Extrusionsanlage prinzipiell? Wo sind eventuelle Unterschiede zu finden? 2. Wie ist die Aufgabe des Extrusionsverfahrens definiert? 3. Welche Anforderungen ergeben sich hieraus? 1. Aufbau:  Extruder, Werkzeug (Düse), Kalibrierung/Kühlung, Abzug, Konfektionierung.    Unterschiede: Vor allem Typ des eingesetzten Extruders, des gewählten Werkzeugs        und der nachgeschalteten Peripherie  2. Förderung einer homogenen Schmelze in ausreichender Menge unter notwendiger Temperatur mit notwendigem Druck in das nachfolgende Werkzeug 3. - Gleichmäßiges Einziehen, Aufschmelzen, Mischen und Ausstoßen     - flexibler Einsatz, möglichst Verarbeitung mehrerer Materialien mit einer Schnecke     - homogene Schmelze (thermisch und mechanisch)     - energetisch günstige Bauweise     - hohe Betriebsdauer     
  • 1. Es gibt verschiedenste Extruderbauarten. Benenne die gängigsten! 2. Welche Aufgabe hat die Extruderschnecke? 3. Benenne die Zonen einer 3 Zonen Schnecke. Was geschieht in Diesen jeweils? 4. Gib die Aufschmelzmechanismen im Extruder an 1. Einschneckenextruder: Plastifizierextruder: Glattrohrextruder, Nutbuchsenextruder     Mehrschneckenextruder: Doppelschnecke: Gleichsinnig drehend, Gegensinnig drehend 2. - Einziehen     - Fördern     - Aufschmelzen     - Homogenisieren 3.  1. Einzugszone: Feststoff wird gefördert      2. Kompressionszone: Aufschmelzen des Kunststoffes      3. Austrags- oder Meteringzone: Förderung der Schmelze 4.  Aufschmelzung erfolgt durch: 1. Wärme durch Dissipation (Innere UND äußere Reibung)                                                                                            2. Wärmeleitung über Heizbänder           
  • 1. Welche Charakteristiken weist der Glattrohrextruder auf? 2. Welche der Nutbuchsenextruder? 3. Welche der gleichläufige Doppelschneckenextruder? 4. Welche der gegenläufige Doppelschneckenextruder (kämmend)? 1. - Glatter Zylinder im Bereich der Einzugszone     - Meteringzone bestimmt den Ausstoß:              - Aufnahme des geschmolzenen Materials              - Homogenisierung der Schmelze              - Erzeugung des notwendigen Drucks in der Schmelze              - Gleichmäßiger Ausstoß durch das Extrusionswerkzeug, das WZ baut dabei einen Gegendruck auf 2. - Einzugsbuchse mit Axialnuten:           - Ergibt gegendruckunabhängiges Zwangsförderungsprinzip:                  - Durch Axialnuten läuft kaltes Rohmaterial nicht mit der Schmelze mit                    - Erhöhung des Wandreibungskoeffizienten                  - Durchsatzverbesserung: Der Druck zum Durchströmen wird schon in der                          Einzugszone aufgebaut!                   - Anschmelzen muss durch Kühlung der Einzugszone verhindert werden                     - Homogenisierung der Schmelze durch zusätzliche Mischteile erforderlich! 3. - Die Schmelze wird bei jeder Umdrehung der Schnecke vom Kanal der einen in den Kanal der anderen Schnecke übergeben (Schleppförderung)     - Nachteile: - Schmelze legt lange Wege zurück,                        - höhere Scherbelastung               4. - Verschiedene Bauformen: Parallel oder konisch     - Haupteinsatzgebiet: Profil und Rohrextrusion ( vorwiegend hartes PVC )     - Jedes Schneckenelement bildet eine eigene, abgeschlossene Kammer, Förderung vom Einzug zum Schneckenende ohne Austausch     - Zwangsförderung: - Keine Schleppkräfte                                     - Keine Dissipationserwärmung, Erwärmung nur über Zylinderheizung!                  
  • 1. Der Werkzeugaustritt und das spätere Profil weichen in Form und Maß voneinander ab. Was Sind die mögliche Ursachen dafür?(Blasformen) 2. Welchen Einfluss hat die Abzugsgeschwindigkeit auf die Strangaufweitung? 3. Wodurch wird Lunkerbildung und Verformung besonders begünstigt? 1. - Abzugskraft     - Strangaufweitung     - Relaxation der Schmelze     - Abkühlgeschwindigkeit 2. Eine zu geringe Abzugsgeschwindigkeit resultiert in einem aufgeweiteten Strang, eine zu hohe in einem stark verjüngten Strang unter Düsenmaß. Für einen optimalen Strang auf Düsenmaß ist ein geeigneter Mittelwert zu finden. 3. Durch zu schnelles Abkühlen
  • 1. Wie lautet die Definition der Spritzgießmaschine? 2. Welche Voraussetzung gilt für das Spritzgießen? 3. Gib einige besondere Merkmale des Spritzgießens an. 1. "Maschine, die aus vorzugsweise makromolekularen Formmassen diskontinuierlich Formteile herstellt. Das Formen geschieht durch Urformen unter Druck" 2. Die Erzeugung einer Kunststoffschmelze 3.  Vorteile :     - direkter Weg vom Rohstoff zum Formteil     - Relativ ausgeprägte Designfreiheit, komplexe Bauteile möglich     - in der Regel keine Nachbearbeitung des Formteils notwendig     - Verfahren ist vollautomatisierbar     - hohe Reproduziergenauigkeit der Fertigung     - Große Bandbreite an zu fertigenden Produkten (z.B. Mikrozahnräder, Müllcontainer... Schlussgewichte von 10-6-102 kg möglich    Nachteil:      - Relativ hohe Kosten für die Abformwerkzeuge je nach Komplexität der Bauteilgeometrie ( hohe Betriebsdrücke )
  • 1. Gib den Verfahrensablauf beim Spritzgießen wieder 2. Der Verfahrensablauf stellt einen Zyklus dar. Was sollte man zur Wirtschaftlichkeit der Produktion beachten? 3. Aus welchen charakteristischen Baugruppen besteht eine Spritzgießmaschine? 1. 1. Formmasse ( bei Thermoplasten i.d.R. Granulat) muss durch Rotation der                       Schnecke in einen fließfähigen Zustand gebracht werden     2. Durch axiale Bewegung wird die Kunststoffschmelze in das geschlossene                         Werkzeug, das die abzuformende Produktgeometrie enthält, eingespritzt (                       Volumetrische Füllung UND zusätzliche Masse zum Schwindungsausgleich,                     sog. Nachdruck )     3. Die Schmelze wird im Werkzeug temperiert, um ein unformbares Produkt zu                     enthalten ( Thermoplaste: Kühlen; Elastomere und Duroplaste: Heizen )     4. Das Werkzeug wird geöffnet und das Bauteil entformt ( ausgeworfen oder mit                   Roboter entnommen ) 2. Für eine wirtschaftliche Produktion sollte die Zykluszeit möglichst kurz sein:           - Parallelaktivitäten ( Aufdosieren, d.h. Bereitstellen der Schmelze während des                  Temperiervorgangs )          - Unnötige Maschinenbewegungen vermeiden          - Maschinenbewegungen so schnell wie möglich, aber dennoch sanft 3. - Plastifiziereinheit     - Steuer - und Regeleinheit     - Schließeinheit     - Maschinenbett
  • 1. Wie ist die allgemeine Aufgabe der Plastifizier- und Einspritzeinheit beim Spritzgießen definiert? 2. Wie lauten die notwendigen Arbeitsschritte der Plastifizier- und Einspritzeinheit? 3. Aus welchen Konstruktionselementen besteht ein Schneckenplastifiziersystem? 1. Überführen des Kunststoffes von einem Ausgangszustand in einen urformbaren, d. h.         spritzgießfähigen Zustand 2. 1. Zuführung des Granulats über Einlassöffnung des Plastifizierzylinders     2. Einzug des Granulats über die rotierende Schnecke     3. Transport des Kunststoffes durch den Zylinder zur Schneckenspitze     4. Gleichzeitiges Aufschmelzen des Kunststoffes durch Wärmeleitung UND Friktion     5. Bereitstellung des benötigten Schmelzevolumes zur Formfüllung im                                 Schneckenvorraum     6. Einspritzen der Kunststoffschmelze in das Werkzeug durch eine Axialbewegung              der Schnecke 3. - Massetrichter     - Plastifizierzylinder     - Schnecke     - Homogenisierung     - Rückstromsperre     - Düse     - Heizelemente
  • 1. Was wird beim Spritzgießen als Dosieren bezeichnet? 2. Der Aufschmelzmechanismus funktioniert beim Spritzgießen prinzipiell wie bei der Extrusion in der Kompressionszone. Wie ensteht die Friktionswärme? Wieso ist die Wärmezufuhr über Heizbänder beim Spritzgießen besonders wichtig? 3. Erläutere die Einspritzphase beim Spritzgießen 1. Der komplette Prozess vom Einzug des Granulats bis zur Plastifizierung inkl.                       Bereitstellung des benötigten Schmelzevolumes im Schneckenvorraum. 2.  Friktionswärme ensteht durch Reibung der Granulatkörner zueinander, Wandreibung          des Granulats und innere Molekülbewegung durch Kompression      Weil es ein diskontinuierlicher Prozess ist ( in Stillstandzeiten der Schnecke und                  Anfahrphase keine Friktion ) 3. - Die Schmelze wird durch eine translatorische Schneckenbewegung                                 geschwindigkeitsgeregelt bis zur volumetrischen Füllung in das Formnest gespritzt     - Mit zunehmender Füllung steigt der Druck im Spritzgießwerkzeug an
  • 1. Wann erfolgt beim Spritzgießen die Umschaltung auf druckgeregelten Nachdruck ( Nachdruchphase )? 2. Welche Umschaltmöglichkeiten gibt es? 3. Wozu dient der Nachdruck? 1. Mit der volumetrischen Füllung findet eine Verdichtung der Kunststoffmasse statt (           Kompression ), der Werkzeuginnendruck steigt steil an ==> Umschaltung auf                   druckgeregelten Nachdruck erfolgt 2. - zeitabhängig     - schneckenwegabhängig     - hydraulikdruckabhängig     - werkzeuginnendruckabhängig 3. - Zum Ausgleich von Volumenschwindung     - Zur Vermeidung von Einfallstellen und Maßabweichungen der Toleranz
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  • 1. Was ist die Aufgabe der Schließeinheit? (Spritzgießen) 2. Wie werden die Schließeinheiten unterteilt? Welche zusätzliche Unterscheidungskriterien gibt es? 3. Benenne jeweils Vor- und Nachteile der Kniehebelschließeinheit und der Schließeinheit mit Druckkissen in der beweglichen Aufspannplatte. Benenne zudem Vor- und Nachteile der holmlosen Schließeinheit im Vergleich zur Schließeinheit mit Holmen. Wie sieht der Kraftfluss jeweils aus? 1. - Öffnen und Schließen des Werkzeugs     - Dichthalten des Werkzeugs gegen den Füll- oder Nachdruck     - Entformen des Spritzlings (Auswerferbewegung)  2. Grundsätzliche Unterscheidung:         - formschlüssige Verriegelung durch Kniehebel        - kraftschlüssige Verriegelung durch Hydraulik   Zusätzliche Unterscheidungskriterien:         - Schließeinheit mit/ohne Holme 3. Kniehebelschließeinheit:        Vorteile:             - Kraft/Geschwindigkeitscharakteristik (hohe Schließkräfte, schnelle Bewegung)             - Keine zusätzliche Energie fürs Zuhalten             - Wartungsarm       Nachteile:             - Kein Geschwindigkeitsprofil einstellbar (von Konstruktion abhängig)             - Hohe Fertigungskosten             - Hoher Regelaufwand (temperaturabhängig, Werkzeugeinbauhöhe)   Schließeinheit mit Druckkissen in der beweglichen Aufspannplatte:       Vorteile:             - Geschwindigkeitsprofil einstellbar             - Werkzeugeinbauhöhe einfach einstellbar             - Relativ konstengünstig herzustellen       Nachteile:             - Langsamer als Kniehebel             - Kompression des Öls             - wartungsintensiv             - Höherer Energieverbrauch im Vergleich zum Kniehebel    Homlose Schließeinheit im Vergleich zur Schließeinheit mit Holmen:         Vorteile:             - Werkzeugbereich besser zugänglich (vorteilhaft für Automatisierung)             - Größerer Aufspannbereich Kraftfluss: Vergleiche Kap 7 s. 25        Nachteile:             - größeres Maschinenbett erforderlich            - Ausgleichselement zur Bewahrung der Plattenparallelität erforderlich      
  • 1. Was sind die Aufgaben der Maschinensteuerung beim Spritzgießen? 2. Was sind die Aufgaben des Spritzgießwerkzeugs? 3. Welcher Natur sind die Anforderungen, die an ein Spritzgießwerkzeug gestellt werden? 1.   - Steuerung des Programmablaufes in den verschiedenen Betriebsarten         (automatisch, halbautomatisch, manuell)      - Sicherheitsabfragen zur Vermeidung von Unfällen und Beschädigungen      - Regelung von Temperaturen, Drücken und Geschwindigkeiten      - dient als Mensch-Maschine-Interface      - Datenerfassung- und Speicherung       - Datenaustausch 2.   - Führung und Zentrierung      - Entformungssystem und Bewegungsübertragung      - Temperieren      - Maschinen- und Kraftaufnahme      - Schmelze leiten      - Formgebung 3.  Mechanische, rheologische und thermische Anforderungen
  • 1. Welche Funktion erfüllt das Angusssystem beim Spritzgießen? 2. Wie beeinflusst die Angussgestaltung die Qualität des Bauteils? 3. Welche Angusssysteme kennst Du? Welche Alternative gibt es zu dem Angusssystem? 1.  Aufnahme der Kunststoffschmelze und Weiterleitung in den Werkzeughohlraum     (Formnest/Kavität) 2. - Grundsätzliche Geometrie 3. - Band- oder Filmanguss    - Schirmanguss    - Tunnelanguss    - Dimensionen    - Anbindung an den Spritzling Alternative: Heißkanaltechnologie (erst bei größeren Stückzahlen wirtschaftlich, dafür Energieeinsparung, kein Angussabfall und geringe Zykluszeiten
  • 1. Wie setzt sich die Kühlzeit zusammen? 2. Wie setzt sich die Gesamtschwindung zusammen? 1. Einspritzzeit, Nachkühlzeit und Restkühlzeit 2. Verarbeitungsschwindung und Nachschwindung
  • 1. Definiere Eigenspannungen. 2. Was ist die Ursache dieser Eigenspannungen? 3. Worauf hat die Orientierung von Makromolekülen maßgeblichen Einfluss? 4. Wo sind diese orientierungen erwünscht, wo nicht? 1. Innere mechanische Belastung ohne äußere Beanspruchung 2. Benachbarte Bereiche im Bauteil, die unterschiedliche ausgedehnt, kontrahiert sind. 3. Auf die Festigkeit und die Schwindung 4. Bei Folien erwünscht, diese werden bewusst verstreckt. Beim Spritzguss unerwünscht,    gleichmäßige Zustände werden angestrebt.
  • 1. Nennen sie einige Sonderverfahren des Spritzgießens 1. -Spritzprägen    - Mehrkomponentenverfahren: - Additionsverfahren                                                     - Sandwich-Spritzgießen                                                     - Fluidtechnologie
  • 1. Nenne typische Materialien für das Extrusionsblasformen 2. Nenne typische Produkte, die mit dem Verfahren hergestellt werden 3. Welche sind die Aufgaben des Extrusionsblasformwerkzeugs? 1. - PE-HD 80 %     - PP 7 %     - PE-LD 5 %     - PVC 5 %     - PC, ABS + PC Blends und PA 2. - Behälter für Reinigungsmittel     - Kanister, Tanks 3. - Ausformen des Vorformlings    - Abkühlen ( durch das Werkzeug nur an der Außenseite, ggf.Unterstützung durch kalte Blasmiedien von Innen )    - Ausbilden der Quetschnähte  
  • 1. Wie hoch sind die Blasdrücke beim Extrusionsblasformen? 2. Welche Anforderungen werden an den Vorformling gestellt? 3. Welche Aufgabe hat der Blaskopf? 1. 4-8 bar 2. - Abschnitt eines extrudierten Strangs     - Extrusionsblasformmaterialien müssen zur Ausbildung der Quetschnaht verschweißbar sein 3. - Umlenkung der Schmelzerichtung von der horizontalen in die vertikale Position     - Ausbildung des Schlauches
  • 1. Erläutere das Streckblasformen. 2. Zwischen welchen zwei Verfahren wird beim Streckblasformen unterschieden? 3. Welche Sonderverfahren gibt es noch? 1. - Beim Streckblasformen wird das Material in Nähe der Glasübergangs- bzw. Kristallisationstemperatur verstreckt --> Verbesserung der mech. Eigenschaften.     - Beim Extrusionsblasformen erfolgt die Verstreckung nur in Umfangsrichtung, beim    Streckblasformen erfolgt eine zusätzliche Verstreckung in Längsrichtung über Stempel 2. - Verfahren aus erster Wärme: Vorformlingherstellung, Abkühlung auf Verstrecktemperatur und Streckblasformen erfolgen an einer Maschine     - Verfahren aus zweiter Wärme: Vorformlingherstellung erfolgt auf seperater   Maschine, Vorformlinge werden auf Raumtemperatur abgekühlt und zwischengelagert, Wiedererwärmung auf Verstrecktemperatur und Streckblasformen auf zweiter Anlage 3. - Extrusionsstreckblasformen     - Spritzstreckblasformen (aus zweiter Wärme): typ. Materialien PP, PVC, PET, Blasdrücke bis 20 bar möglich)   
  • 1. Definiere den Begriff Schaumstoff 2. Welche Vor- und Nachteile haben Schaumstoffe? 3. Nenne typische Anwendungsfelder für Schaumstoffe 1. Ein Schaumstoff ist ein Werkstoff mit über die gesamte Masse verteilten Zellen und         einer Rohdichte, die niedriger ist, als die Dichte der Gerüstsubstanz. Die Dichte von         von Schaumstoffen reicht von besonders leichten <0,1g/cm³ bis zu schweren nahe         der Polymerdichte 2. Vorteile:         - Fast alle Kunststoffe lassen sich schäumen        - niedrige Wärmeleitfähigkeit        - geringes Gewicht bei hoher mechanischer Festigkeit        - Materialeinsparung        - Schalldämmend        - mechanisch dämpfend Nachteile:        - spezielle Verfahrenstechnik erforderlich       - Beinflussung Polymerreaktion/Treibreaktion 3. - Technische Formteile (z.B. Gehäuse, Verkleidungen)    - Halbzeuge (z.B. Matratzen, Profile, Folien, Blöcke)    - Isolation (Kühlwände, Schallwände, Hitzeschutz)    - Verpackungsindustrie (Polsterung/Füllstoff)
  • 1. Nenne Merkmale des offenzelligen und des geschlossenzelligen Schaums 2. Gib die wesentlichen Schritte der Schaumentstehung wieder. 3. Welche zwei wesentlichen Schäumverfahren gibt es? 4. Welche zwei wesentlichen Mischprinzipien gibt es? 1. Offenzelliger Schaum: - Offene Zellwände                                         - gute Schallisolierung Geschlossenzelliger Schaum: - geschlossene Zellwände                                                - gute Wärmeisolierung2. 1. Mischen    2. Nukleieren    3. Blasenwachstum    4. Schaumstabilisierung    5. Blasenwachstum    6. Aushärten 3. 1.  Physikalisches Schäumverfahren: Im Expansionsverfahren wird der physikalische            Effekt genutzt, wenn eine flüssige in eine gasförmige Phase expandiert. Der                    Kunststoff erstarrt mit Blasen    2.   Chemisches Schäumverfahren: Flüssige, reaktive Komponenten werden mit einem          Treibmittel versetzt, welches während der Vernetzungsreaktion Blasen bildet.                  Nach Reaktion zum Duromer oder Elastomer bleibt die Schaumstruktur bestehen 4. Hoch- und Niederdruckverfahren
  • 1. Nenne typische Anwendungsbereiche für FVK 2. Welche verschiedenen Fasern kommen unter anderem zum Einsatz? 3. Was bedeutet anisotrop, was isotrop? 4. Nenne einige Produktionsverfahren 1. - Maschinenbau    - Luft und Raumfahrtindustrie    - Anlagenbau    - Motorsport     - Leichtbau 2. Glasfasern, Kohlefasern, Aramidfasern 3. Anisotrop: richtungsabhängig    Isotrop: richtungsunabhängig 4. - Handlaminieren    - Faserspritzen    - Prepregverarbeitung, Tapelegen, Autoklavieren    - Faserwickeln    - Pultrusion    - RTM(Resin Transfer Moulding)    - SMC (Sheeld Moulding Compound)
  • 1. Wie sind Umformverfahren wie das Thermoformen definiert? 2. Zwischen welchen zwei Verfahrensvarianten wird beim Thermoformen prinzipiell unterschieden? 3. Was versteht man unter Thermoformen? 4. Welche typischen Einsatzgebiete gibt es? 5. Welche Kunststoffe werden beim Thermoformen verarbeitet? 1. Umformen ist das Fertigen eines festen Körpers durch bildsames (plastisches) Ändern der Form. Dabei werden sowohl die Masse, als auch der Zusammenhalt beibehalten. 2. - Umformen ohne Wärme (Kaltunformen)    - Umformen mit Wärme (Warumumformen oder auch Thermoformen, wichtigstes               Verfahren!) 3. Herstellung dreidimensionaler Formteile aus flächigen Kunststoffhalbzeugen (Folien         oder Platten) unter Einwirkung von Wärme und Druckluft oder Vakuum, ggf. mit               mechanischen Verstreckhilfen. 4. - Produktion von Großbauteilen wie Schwimmbecken    - Verpackung z.B. Becher    - Automobilbranche: Türinnenverkleidung, Instrumententafeln 5. - amorphe Thermoplaste: PS, ABS, SAN, PMMA, PC, PVC    - teilkristalline Thermoplaste: PE, PP, PET
  • 1. Aus welchen Maschinenelementen bestehen Thermoformmaschinen? 2. Geben sie die drei wesentliche Grundverfahren des Thermoformens an 3. Geben Sie die Verfahrensschritte beim Thermoformen wieder 4. Welche Methoden der Erwärmung gibt es? Wie stark werden amorphe bzw. teilkristalline Thermoplaste erwärmt? 1. - Maschinengestell mit fahrbarem Tisch    - Heiz- und Kühlvorrichtung    - Spannrahmen    - Druckluft- und Vakuumanlage/Oberstempel 2. - Zugumformen (Streckziehen), Kraftaufbringung durch Stempel oder Gase (Luft),             Oberflächenvergrößerung auf Kosten der Materialdicke, Wanddickenveränderung    - Zugdruckumformen (Tiefziehen), Kraftaufbringung meist durch Stempel, Material             fließt während des Umformens nach, annähernd gleich bleibende Wanddicken    - Kombinierte Verfahren (meist Streckziehen), Kombination verschiedener                         Kraftaufbringungen, z.B. Stempel und Luft 3. 1. Vorbereiten (ggf. Trocknen oder Tempern    2. Erwärmen    3. Formen    4. Abkühlen (Fixieren)    5. Nacharbeiten (Stanzen, Schneiden, Fräsen, Kleben, Schweißen) 4. Methoden:     - Konvektionserwärmung (Wärmeöle oder Luft), lange Heizzeiten, aber schonend              (dicke Halbzeuge)     - Kontakterwärmung (antiadhäsiv beschichtete Heizplatten), kurze homogene                     Heizzeiten (dünne Folien?     - Infrarotstrahlungserwärmung (gängigste Variante), Energie kann direkt in das                  Innere des Halbzeugs eindringen, gut automatisierbar amorphe Thermoplaste: Erwärmung bis oberhalb der Glasübergagstemperatur teilkristalline Thermoplaste: Erwärmung bis in das Gebiet des Kristallitschmelzbereichs)
  • 1. Geben Sie den Verfahrensablauf beim Roationssintern wieder 2. Welche typischen Produkte kennen Sie? 3. Welche Besonderheiten sind dem Rotationssintern zu eigen? 1. 1. Einfüllen einer vorgewogenen Menge an Kunststoffpulver in eine Formhälfte und             Verschließen des Formwerkzeugs.    2. Biaxiale Rotation des Werkzeugs in einer Ofenkammer: Hitze durchdringt das                   Werkzeug und schmilzt das Pulver innen langsam auf, Aufschmelzen des Materials         an der Werkzeugwand führt zu einer Schichtbildung (Formkörperwand)    3. Sobald das Pulver komplett aufgeschmolzen ist, erfolt die Kühlphase (Kühlung                 durch Wassernebel, Luft oder Besprühung mit Wasser, biaxiale Rotation                         währenddessen andauernd, um Ablaufen der Schmelze von der Werkzeugwand zu         verhindern)    4. Entnahme des fertigen Teils 2. - Bojen    - Kunststofftanks    - Kajaks     - Industriestaubsauger 3. - geeignet für kleine und mittlere Serien von 500-10000 St/Jahr    - Niederdruckverfahren    - preiswerte Werkzeugkosten    - Nahtlose Herstellung der Kunststoffteile    - weitgehend spannungsfreie Prdukte    - großvolumige Produkte möglich    - dickwandige Produktionsmöglichkeiten    - Integrationsmöglichkeit von Funktionselementen
  • 1. Definiere die Begriffe Festigkeit, Steifigkeit und Zähigkeit 2. Welches allgemeines Werkstoffverhalten weisen Kunststoffe auf? 3. Was versteht man unter Retardation, was unter Relaxation? 4. Ist das Kriechverhalten bei amorphen oder bei teilkristallinen Thermoplasten ausgeprägter? 1. 1. Festigkeit: Beschreibt den inneren Zusammenhalt eines Werkstoffes gegen eine             entgegen wirkende Kraft    2. Steifigkeit: Beschreibt dessen Widerstand gegen Verformung.    3. Zähigkeit: Begriff der Energieaufnahmefähigkeit eines Werkstoffes. Ein Werkstoff           kann höhere Energie durch hohe Kraftaufnahme und/oder durch hohe                             Verformbarkeit aufnehmen 2. - Kunststoffe haben ein viskoelastisches Verhalten, Das Werkstoffverhalten bei                 äußerer Beanspruchung ist eine Funktion der Zeit.    - Das viskoelastische Verhalten ist nicht linear. Eine Verdoppelung der Spannung             führt zu einer mehr als doppelt so hohen Deformation.     - Das Werkstoffverhalten von Kunststoffen ist temperaturabhängig. Bei erhöhter                 Temperatur laufen zeitabhängige Erscheinungen beschleunigt ab. 3. Retardation: Spannungsabbau mit Verformung    Relaxation: Spannungsabbau ohne Verformung 4. Das Kriechen ist bei amorphen Thermoplasten ausgeprägter als bei teilkristallinen, da     die Kristallite stärkeren Widerstand bieten. Bei Elastomeren und Duroplasten ist dies v     vernachlässigbar.
  • 1. Wie lautet der Verfahrensablauf beim Extrusionsblasformen? 2. Wieso eignet sich das Verfahren gut für große Stückzahlen? 3. Welche Nachteile hat das Verfahren? 1.    1. kontinuierlicher Schlauch wird extrudiert        2. Abtrennen des Schlauchs + "Heranfahren" Blasformwerkzeug        3. Aufblasen (Formgebung)        4. Abkühlen        5. Auswerfen (Entformphase)        6. Butzen entfernen (Quetschstellen vom Schlauch) 2. Es ist ein zyklisches Verfahren, daher gut automatisierbar 3. - Sichtbare Quetschnaht    - Wanddicken nicht beliebig, Schlauchsteuerung aufwändig
  • 1. Was versteht man unter Schweißen? 2. Was gilt als Voraussetzung für das Schweißen von Kunststoffen? Weitere Voraussetzungen? 3. Welche Kunststoffe lassen sich schweißen, welche dagegen nicht? 4. Was sollte man bei der Wahl der Fügepartner beachten? 1. Unter Schweißen wird im Allgemeinen das unlösbare Verbinden von Bauteilen unter Anwendung von Wärme und/oder Druck, mit oder ohne Schweißzusatzwerkstoff verstanden 2. Die Fügepartner müssen im Bereich der Fügezone durch Energieeintrag in einem schmelzeförmigen Zustand überführt werden. Beide Partner werden dann über Druck zusammengeführt.     Weitere Voraussetzungen sind: - Schmelzebereich der Fügepartner im ähnlichem                                                                 Bereich                                                        - Ähnliche Viskositätsbereiche 3. Es lassen sich generell nur Thermoplaste schweißen, Duroplaste und Elastomere nicht! 4. Thermoplaste sollten innerhalb ihrer Gruppe verschweißt werden.     Amorph - Amorph     Teilkristallin - Teilkristallin
  • 1, Erläutere den Fügeprozess beim Schweißen 2. Was bestimmt die technische Durchführbarkeit des Schweißprozesses bei Thermoplasten wesentlich? 3. Was kann man daher als Kriterium für die Schweißbarkeit von Kunststoffen heranziehen? 4. Gib die prinzipiellen Arbeitsschritte beim Schweißen wieder. 1. Im plastischen Zustand sind die Moleküle beweglich. Durch den Schweißdruck werden die Moleküle zusammengeführt und geschert ==> Stoffschluss. Die verknäuelten Moleküle erstarren dann in diesem Zustand bei Abkühlung unter die Glasübergangstemperatur (amorphe Thermoplaste) bwz. unter die Kristallisationstemperatur (teilkristalline Thermoplaste) 2. Die Struktur und das Molekulargewicht des Thermoplasten 3. Wie gut sich Kunststoffe plastifizieren lassen. Kunststoffe mit hohem Molekulargewicht wie z.B. PE-HD lassen sich daher nur sehr schwer schweißen 4. 1. Vorbereitung der Fügefläche: Trocken, staub- und fettreie Fügeflächen     2. Erwärmen der Fügeflächen: Anpassen der Erwärmungszeit, so dass ausreichend           Schmelze zur Verfügung steht     3. Aufbringen des Fügedrucks: - Druck zu hoch: Schmelze wird aus Fügefläche                                                                   hinausgedrückt                                                       - Druck zu niedrig: Moleküle können sich nicht                                                                       verknäueln     4. Ablühlen unter Druck: Druck bis formstabiler Zustand erreicht ist (Vermeidung von           Verzug und Lunkerbildung)     5. Optional: Nachbearbeitung der Schweißnaht
  • 1. Wie ist das Kleben definiert? 2. Welche Kunststoffe lassen sich verkleben? 3. Nenne Vorteile der Klebtechnik 4. Nenne Nachteile 1. "Kleben ist eine stoffschlüssige, feste und dauerhafte Oberflächenverbindung"     "Ein Klebstoff ist nach DIN EN 923 ein nichtmetallischer Stoff, der Werkstoffe durch          Oberflächenhaftung (Adhäsion) so verbinden kann, dass die Verbindung eine                  ausreichende innere Festigkeit (Kohäsion) besitzt"      Das Kleben ist eine ganzflächige Verbindungstechnik zum Zweck der                                Kraftübertragung 2. ALLE 3. - Gleichmäßige Kraftverteilung über die Klebfläche > Auslastung der Materialdicke bis        zur Belastungsgrenze (Gewichtsersparnis)     - Verklebung von dünnen, kleinen und ggf. komplexeren Geometrien möglich     - Verklebung kann zusätzliche Funktionen erfüllen: - Überbrückung von Unebenheiten                                                                                      - Füllen von Stoßflächen (Fugen)                                                                                      - Schwingungsdämpfung                                                                                      - Isolation (thermisch, elektrisch) 4. - Das Anbinden und Aushärten des Klebstoffes benötigt Zeit (Berücksichtigung im              Produktionsablauf notwendig)     - Vorbehandlung der Fügeflächen erforderlich, teilweise aufwändig    - ggf. ungünstiges Alterungsverhalten bei Medieneinfluss
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  • 1. Gib den Verfahrensablauf beim Kleben wieder 2. Wodurch wird die Haftfestigkeit einer Klebeverbindung bestimmt? 3. Erläutere die Adhäsion und Kohäsion 1. 1. Herstellen passender Fügeflächen      2. Reinigen der Fügeflächen      3. Vorbehandeln der Fügeflächen      4. Auftragen des Klebers      5. Abwarten, bis der Kleber verbindungsfähig ist      6. Fügen und fixieren      7. Aushärten des Klebstoffes      8. Entnahme der Fixierung 2. Durch Adhäsion und Kohäsion 3. Adhäsion: Zwei Wirkmechanismen: - Mechanische Adhäsion: Mechanische Verankerung des Klebstoffes in den Poren des Substrates                                                              - Spezifische Adhäsion: Zwischenmolekulare Nebenvalenzkräfte (Wird durch Schmutz behindert)    Kohäsion: Bindungskräfte innerhalb eines Stoffes, verantwortlich für:                                - die Viskosität und das Fließverhalten des unausgehärteten                                               Klebstoffs bei der Verarbeitung                               - die Festigkeit des ausgehärteten Klebstoffs bei seiner                                                       Beanspruchung
  • 1. Nenne die wichtigsten Vorgänge beim Aufbereiten von Kunststoffen 1. - Mischen    - Dispergieren    - Kneten    - Lösen    - Trocknen    - Granulieren
  • 1. Erläutere die Phasen des pvT Diagramms beim Spritzgießen 1. 0-1: volumetrische Füllung    1-2: Kompressionsphase    2-3: Nachdruckphase isobar    3-4: Druckabbau isochor    4-5: Abkühlen auf Entformungstemperatur    5-6: Abkühlung auf RT   

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