Vorwort | 6 |
Inhaltsverzeichnis | 8 |
Kurzdarstellung | 12 |
Formelzeichen und Abkürzungen | 14 |
1 Einleitung und Motivation | 22 |
2 Stand der Technik in Forschung und Industrie | 26 |
2.1 Werkstoff Glas | 26 |
2.1.1 Struktur des Glases | 26 |
2.1.2 Rheologie des Glases | 28 |
2.1.3 Weitere umformungsrelevante Eigenschaften von Glas | 34 |
2.2 Prozesse der Glasoptikreplikation | 37 |
2.3 Modellierung und Simulation nicht-isothermer Warmumformprozesse | 42 |
2.4 Gestaltabweichungen bei warmumgeformten Gläsern | 46 |
2.4.1 Formabweichung | 47 |
2.4.2 Welligkeit | 49 |
2.4.3 Rauheit | 51 |
2.5 Zwischenfazit | 52 |
3 Zielsetzung, Aufgabenstellung und Vorgehensweise | 54 |
4 Systembeschreibung und -analyse | 56 |
4.1 Prozessbeschreibung und Systemabgrenzung | 56 |
4.2 Beschreibung der Systemkomponenten | 58 |
4.2.1 Umformmaschine | 58 |
4.2.2 Heiztopf | 59 |
4.2.3 Formwerkzeuge | 60 |
4.2.4 Glasrohling | 63 |
4.3 Messtechnik | 64 |
5 Entwicklung eines empirischen Modells | 70 |
5.1 Auswahl von Modelleingangsgrößen | 70 |
5.2 Auswahl von Modellergebnisgrößen | 72 |
5.3 Ableitung eines empirischen Modellansatzes | 73 |
5.4 Versuchsplanung und -durchführung | 74 |
5.5 Versuchsauswertung | 76 |
5.5.1 Einflüsse der Modellfaktoren auf die Formabweichung | 77 |
5.5.2 Einflüsse der Modellfaktoren auf die Welligkeit | 84 |
5.5.3 Einflüsse der Modellfaktoren auf die Rauheit | 90 |
5.6 Zwischenfazit | 96 |
6 Aufbau und Validierung eines numerischen Modells | 98 |
6.1 Problembeschreibung | 98 |
6.2 Systembeschreibung und Abstraktion | 99 |
6.3 Mathematische Beschreibung | 102 |
6.3.1 Mechanisches Verhalten | 103 |
6.3.2 Thermisches Verhalten | 104 |
6.4 Bestimmung relevanter Eingangsgrößen | 106 |
6.5 Validierung des Modells | 111 |
6.6 Zwischenfazit | 116 |
7 Modellbasierte Ursachenanalyse | 118 |
7.1 Analyse der Formabweichungen | 118 |
7.1.1 Analyse der Entstehungsursachen | 118 |
7.1.2 Einfluss der Modellfaktoren | 123 |
7.1.3 Einfluss weiterer Größen | 126 |
7.2 Analyse der Welligkeit | 129 |
7.2.1 Analyse der Entstehungsursachen | 129 |
7.2.2 Einfluss der Modellfaktoren | 131 |
7.2.3 Einfluss weiterer Größen | 137 |
7.3 Analyse der Rauheit | 139 |
7.3.1 Analyse der Entstehungsursachen | 139 |
7.3.2 Einfluss der Modellfaktoren | 143 |
7.4 Zwischenfazit | 147 |
8 Zusammenfassung und Ausblick | 148 |
Literaturverzeichnis | 154 |
Abbildungsverzeichnis | 166 |
Tabellenverzeichnis | 171 |
Anhang | 172 |
A Formelanhang | 172 |
B Bilderanhang | 173 |
C Tabellenanhang | 179 |