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Konstruieren mit Kunststoffen (Fach) / VE14 Bauteilprüfung und Produkterprobung (Lektion)

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• Was sind Aufgaben der Produktprüfung? Was gilt es zu beachten? Erfassung der Funktonsfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit um die Eignung des Erzeugnisses abzusichern Beachte: Prüfungen nur serienidentischer Bauteile zulässig. Prüfungen müssen Änderung der Produkteigenschaften durch langzeitige Nutzung berücksichtigen
• Was muss bei der Bauteilprüfung sichergestellt werden? Prüfung der Prozessfähigkeit des Herstellprozesses Prüfung der mechanischen Eigenschaften Prüfung der optischen Eigenschaften Prüfung der elektrischen Eigenschaften Besondere Prüfung: Biokompatibilität, Brandverhalten. Lebensmittelverträglichkeit, Wiederverwertbarkeit
• Alterung Welche äußeren Einflüsse auf KS-Produkte gibt es? Licht (UV-Absober: Benzophenone) mechanische Belastung biologische Medien Temperatur natürliche Medien (Wasser) chemische Medien/ Umwelteinflüsse
• Welche Alterungsmechanismen für KS gibt es? physikalisch: Nachkristallisation Relaxion von Orientierungen -> Schwindung, Verzug, Risse chemisch: Kettenspaltung Kettenvernetzung Oxidation Nachvernetzung -> Änderung des molekularen/chem. Aufbaus -> Eigenschaftsabbau
• Was ist das Ziel der zeitraffenden Prüfung? Wie funktioniert diese Methode? Welche Grenzen gibt es? Ziel: Identifizierung des relevanten Versagensmechanismus für eine gegebene Einsatzsituation Funktionswese: Einlagerung bei aggressiver Umgebung und erhöhter Temperatur um beschleunigte Alterung zu simulieren Eingelagertes Bauteil wird durch geeignete Bauteilprüfung zum Versagen gebracht Messen einer zugehörigen Indikatoreigenschaft quantitative Analyse der Zeitraffung durch Temperaturerhöhung Kalibrierung der Arrheniusfunktion und Bestimmung der Lebensdauer bei normalen Einsatzbedingungen Grenzen: Synergismen zwischen Beanspruchungsarten erschweren abgebildet werden unbekannte Versagensmechniken können nicht erfasst werden (fehlende Indikatoreigenschaft) Extrapolationen über mehr als eine Zeitdekade kritisch
• In welche beispielhaften Bereiche unterliegen KS-Produkte der Gütesicherung? KS-Fensterprofilsystem Verlegung von KS.Dachbahnen Getränkeverpackungen aus PET KS-Hartschaumplatten aus PS Kunststoffbeläge und KS-Rasensysteme KS-VErpackungen zum Transportgut gefährlicher Güter Abfall- und Wertstoffbehälter KS-Dränrohre zur entwässerung Haushaltswaren mit Lebensmittelkontakt
• Was grenzt die entwicklung eines neuen Bauteils und dessen Eigenschaften ein? Kundenwunsch -> Werkstoffauswahl -> Konstruktion -> Prototyp -> Werkzeuge/Verarbeitung -> Produkterprobung -> Bauteileigenschaften
• Äußere Merkmale einer Optischen Prüfung Aussehen Farbe Oberflächenstruktur Abmessung Maß- und Gestaltsänderung z.B. Bindenähte, Brandstellen, Gratbildungen, Einfallstellen
• Was besagt die Arrhenius Gleichung? Die Arrhenius-Gleichung beschreibt näherungsweise eine quantitative Temperaturabhängigkeit bei physikalischen und vor allem chemischen Prozessen, bei denen auf molekularer Ebene eine Aktivierungsenergie überwunden werden muss.
• Von welchen Einflussgrößen ist der k-Faktor abhängig? Abhängig von: verwendeter Werkstoff Bauteilgeometrie Betriebsbedienung
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• Nenne Aufgaben der zerstörungsfreien Bauteilprüfung. Nenne die verschiedenen zerstörungsfreien Werkstoffprüfverfahren unf nenne jeweils ein Beispiel. Aufgaben: Grobstrukturprüfung Feinstrukturprüfung Untersuchung zur Kontrolle geometrischer Dimensionen Untersuchungen der Funktionskontrolle beanspruchter Teile Untersuchung von Werkstoffzuständen oder -eigenschaften Verfahrensarten + Beispiele: Akustisch: Ultraschallprüfung Optisch: Laserinterferometrie Thermisch: Kalorimetrie Elektrisch und magnetisch: el. Leitfähigkeit, Magnetisierung Durchstrahlung: γ-Strahlen Grobstruktur Kapillar: Porösitätsmessung
• Bauteilprüfung Gebe Bispiele für angewandte Prüftechniken. Kerbschlagbiegeversuch Auszugsversuch Tellerdurchzugsversuch Fallbolzenversuch Visuelle Sichtprüfung Röntgenprüfung Ultraschallprüfung
• Nenne Anwendungsbeispile sowie vor und Nachteile der Visuellen Sichtprüfung. Anwendungsbeispiele Allgemeine Zustandskontrole Riss- und Korrosionskontrolle Konrolle auf Verformung, Verunreinigung unvollständige Montage Zusammenbau, Verbindungen, Gratbildung +einfach + schnell + günstig + universal - Zugänglichkeit des Prüfbereichs - Oberfläche muss sauber sein - risstiefe nicht sichtbar - nur oberflächliche Defekte
• Nenne Anwendungsbeispile sowie vor und Nachteile der Röntgenprüfung. Anwendungsbeispiele: Rissprüfung an mehrlagigen Strukturen Schweißnahtprüfung Wassereinschlüsse + verdeckte Teile prüfbar + Dokumentierbar + Fehlergröße und Form sichtbar + kein direkter Zugang nötig + vielseitig - begrenzte Materialdicke - zeitlich und apparativ aufwendig - Strahlungsgefährdung - Schulungsaufwand
• Nenne Anwendungsbeispile sowie vor und Nachteile der Ultraschallprüfung. Anwendungsbeispiele: Schweißnahtprüfung an Kunststoffen Schichtdickenmessung Delaminationen an Faserverbundkunststoffen Detektion von Fehlerstellen Prüfung dickwandiger Bauteile + sehr empfindlich zum nachweis von Oberflächenfehlern + nahezu alle Werkstoffe prüfbar + Aussage über Fehlerform, Art und Größe + vollautomatische Prüfung und Auswertung + relativ schnell - Einstellung und Anpassung an das Prüfproblem - Schulungsaufwand - Erfahrungsabhängig - nur bestimmte Prüfbereiche - Prüfbereich muss zugänglich sein - Fehlerart und -richtung muss bekannt sein

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