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Spritzgießwerkzeuge

Auslegung, Bau, Anwendung

Autor	Christian Hopmann, Georg Menges, Paul Mohren, Walter Michaeli
Verlag	Carl Hanser Fachbuchverlag
Erscheinungsjahr	2018
Seitenanzahl	1007 Seiten
ISBN	9783446453906
Format	PDF
Kopierschutz	Wasserzeichen/DRM
Geräte	PC/MAC/eReader/Tablet
Preis	189,99 EUR

Das Spritzgießwerkzeug als zentrales Element
Das Spritzgießwerkzeug besteht als Fertigungseinheit aus unterschiedlichen Funktionskomplexen, die wesentliche Aufgaben im Spritzgießprozess erfüllen. Von den Spritzgießwerkzeugen wird im täglichen Einsatz eine hohe Zuverlässigkeit erwartet. Voraussetzung dafür ist ein wohlüberlegtes Planen und Gestalten von Formteil und Werkzeug.
Das Standardwerk
Das Buch soll Studierenden und allen, die am Entstehungsprozess eines Bauteils beteiligt sind, die Regeln näher bringen, nach denen Formteile und Werkzeuge auszulegen sind, um funktionelle, preisgünstige und optisch ansprechende Bauteile zu fertigen.
Jetzt neu in 7. Auflage
Die aktuelle Auflage baut auf den früheren Ausgaben auf, ist aber völlig überarbeitet, neu aufgebaut und erweitert. Hervorzuheben sind folgende neue Themen:
- Aktuelle Möglichkeiten des Rapid-Tooling
- Neue Konstruktionsbeispiele
- Ergänzung um hochaktuelle Sonderverfahren
Neu: E-Book Inside

Prof. Dr.-Ing. Christian Hopmann ist seit 2011 Leiter des Instituts für Kunststoffverarbeitung (IKV) in Industrie und Handwerk an der RWTH Aachen.

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Inhaltsverzeichnis

Vorwort	7
Zur 7.?Auflage	7
Die Autoren	11
Inhaltsverzeichnis	15
1Das Spritzgießverfahren	33
1.1?Ablauf des Spritzgießprozesses	34
1.2?Spritzgießen von Thermoplasten	35
1.3?Spritzgießen vernetzender Formmassen	36
1.3.1?Spritzgießen von Elastomeren	37
1.3.2?Spritzgießen von Duroplasten	38
Literatur Kapitel?1	38
2Formmassen für?das?Spritzgießen	39
2.1?Aufbau von Kunststoffen	39
2.2?Klassifikation von Kunststoffen aufgrund ihrer chemischen Struktur	40
2.2.1?Thermoplaste	40
2.2.1.1?Teilkristalline Thermoplaste	40
2.2.1.2?Amorphe Thermoplaste	41
2.2.2?Vernetzende Formmassen	43
2.2.2.1?Duroplaste	44
2.2.2.2?Elastomere	44
2.2.3?Zusatzstoffe	45
Literatur Kapitel?2	48
3Gestalten von Bauteilen für das Spritzgießen von?Thermoplasten	49
3.1?Kunststoff als Konstruktionswerkstoff	49
3.2?Gestaltungsregeln für die fertigungs- und werkstoffgerechte Konstruktion von?Spritzgießbauteilen	50
3.2.1?Wanddicke so dünn wie möglich auslegen	51
3.2.2?Gleichbleibende Wanddicken vorsehen	55
3.2.3?Masseanhäufungen vermeiden	59
3.2.4?Ecken und Kanten mit Radien versehen	61
3.2.5?Rippen spritzgießgerecht gestalten	65
3.2.6?Ebene Flächen vermeiden	70
3.2.7?Ausreichende Konizitäten vorsehen	72
3.2.8?Hinterschneidungen vermeiden	72
3.2.9?Keine genauere Bearbeitung als nötig	76
3.2.10?Das Potenzial der freien Formgebung ausschöpfen	78
3.2.11?Position des Angusses bei der Formgestaltung beachten	83
3.2.12?Kunststoff-Metall-Verbunde spannungsausgleichend gestalten	86
3.2.13?Löcher und Auskernungen kunststoffgerecht gestalten	92
3.2.14?Gewinde kunststoffgerecht gestalten	94
3.2.15?Formteile verfahrensgerecht optimieren	97
3.3?Prototypenfertigung mithilfe additiver Verfahren	99
Literatur Kapitel?3	101
4Maßänderungen, Schwindung und?Verzug	103
4.1?Einleitung	103
4.2?Definitionen zur Schwindung	103
4.3?Ursache der Schwindung	106
4.4?Ursachen des anisotropen Schwindungsverhaltens	107
4.5?Ursachen des Verzugs	109
4.6?Beeinflussung von Schwindung und?Verzug durch den Prozess	111
4.7?Hilfsmittel zur Schwindungsvorhersage	114
4.8?Toleranzen für Kunststoffformteile	115
4.8.1?Bestimmung der Toleranzgruppe	115
Literatur Kapitel?4	120
5Das Spritzgießwerkzeug, seine Bauarten und?Aufgaben	123
5.1?Bezeichnungen am Spritzgießwerkzeug	123
5.2?Einteilung der Werkzeuge	123
5.3?Aufgaben des Spritzgießwerkzeugs	125
5.3.1?Kriterien zur Einteilung der Werkzeuge in Gruppen	127
5.3.2?Prinzipielle Vorgehensweise bei der Werkzeugkonstruktion	131
5.3.3?Bestimmung der Werkzeuggröße	136
5.3.3.1?Maximale Formnestzahl	136
5.3.3.2?Zuhaltekraft	137
5.3.3.3?Maximale Aufspannfläche	138
5.3.3.4?Erforderlicher Öffnungshub	138
5.3.4?Fließweg-Wanddickenverhältnis	139
5.4?Anordnung der Formnester in?der?Trennebene	141
5.4.1?Allgemeine Forderungen	141
5.4.2?Darstellung der Lösungsmöglichkeiten	142
5.4.3?Kräftegleichgewicht des Werkzeugs beim Füllvorgang	142
5.4.4?Zahl der Trennebenen	144
5.4.4.1?Konstruktive Lösungsmöglichkeiten	145
Literatur Kapitel?5	145
6Verfahren zur?Abschätzung der?Werkzeugkosten	147
6.1?Allgemeines	147
6.2?Verfahren zur Werkzeugkalkulation	148
6.3?Das Prinzip der Kostenfunktion	150
6.3.1?Kalkulationsgruppe?I: Formnest (3.3.1–3.3.4?auszugsweise?aus?[6.9])	151
6.3.2?Kalkulationsgruppe?II: Grundaufbau	151
6.3.3?Kalkulationsgruppe?III: Grundfunktionseinheiten	153
6.3.4?Kalkulationsgruppe?IV: Sonderfunktionseinheiten	154
6.4?Das Prinzip der Kostenähnlichkeit	155
6.5?Weitere Kalkulationsansätze	158
6.5.1?Die ressourcenorientierte Prozesskostenrechnung	158
6.5.2?Das Prinzip der hierarchischen Ähnlichkeitssuche	159
6.6?Aktuelle Rechenprogramme	160
Literatur Kapitel?6	162
7Eintritt der Schmelze in das Werkzeug, ihre?Verteilung und?der Füllvorgang der Kavitäten	165
7.1?Beschreibung des Angusssystems	165
7.2?Prinzip und Definition verschiedener Angusskanalarten	166
7.2.1?Normale Verteilerkanäle	166
7.2.2?Heißkanäle	167
7.2.3?Kaltkanäle	167
7.3?Anforderungen an das Angusssystem	168
7.4?Angussformen	169
7.5?Angussbuchse	171
7.6?Gestaltung der Verteilerkanäle	174
7.7?Gestaltung der Angussstege (Anschnitte)	177
7.7.1?Lage des Anschnittes am Formteil	181
7.8?Verteilerkanäle für hochgefüllte Schmelzen	186
7.9?Verteilerkanäle und Anschnitte für?vernetzende Formmassen	188
7.9.1?Elastomere	188
7.9.2?Duroplaste	189
7.10?Rheologische Werkzeugauslegung	189
7.10.1?Rheologische Grundlagen [7.39]	191
7.10.1.1?Ermittlung des viskosen Fließverhaltens unter Scherung?mit Hilfe des Kapillarrheometers	200
7.10.1.2?Dehnviskosität	204
7.10.1.3?Gleichungen zur Druckverlustberechnung in Angüssen?und Angussverteilern	205
7.11?Auslegung von Angüssen und Angussverteilern für vernetzende Formmassen	208
7.11.1?Elastomere	208
7.11.1.1?Berechnung des Füllvorgangs	208
7.11.1.2?Einfluss der Verarbeitungseigenschaften ermittelt anhand von Verarbeitungsfenstern	209
7.11.1.3?Kritische Anmerkungen und Beispiele zum Modell des?Verarbeitungsfensters	211
7.11.2?Duroplaste	213
Literatur Kapitel?7	216
8Ausführung der?Angüsse	219
8.1?Stangenanguss	219
8.2?Band- oder Filmanguss	221
8.3?Schirmanguss	223
8.4?Ringanguss	225
8.5?Tunnelanguss	227
8.6?Abreiß-Punktanguss – Dreiplattenwerkzeug	229
8.7?Vorkammer-Punktanguss	232
8.8?Angussloses Anspritzen	236
8.9?Werkzeuge mit Isolierkanalverteilern [8.15]	236
8.10?Temperierte Angusssysteme – Heißkanal [8.16]	240
8.10.1?Heißkanalsysteme	240
8.10.1.1?Wirtschaftliche Vor- und Nachteile der Heißkanalsysteme	242
8.10.1.2?Heißkanäle für verschiedene Anwendungen und neue?Möglichkeiten	243
8.10.1.3?Aufbau und Bestandteile eines Heißkanalsystems	244
8.10.1.3.1?Außen- und Innenbeheizte Systeme	246
8.10.1.4?Angussbuchse	249
8.10.1.5?Schmelzefilter	250
8.10.1.6?Verteilerblöcke	251
8.10.1.7?Verteilerbalken	252
8.10.1.8?Heißkanaldüsen (Anspritzdüsen, Anschnittdüsen)	254
8.10.1.9?Daten zur Auslegung von Heißkanalverteilern	257
8.10.1.9.1?Verteilerbalken	257
8.10.1.9.2? Düsenauslegung	259
8.10.1.9.3?Hinweise zum Betrieb von Heißkanälen	260
8.10.1.10?Elemente zur Beheizung von Heißkanalsystemen	260
8.10.1.10.1?Beheizung von Düsen	260
8.10.1.10.2?Beheizung von Verteilern	261
8.10.1.10.3?Ermittlung der Heizleistung	263
8.10.1.10.4?Temperaturregelung in Heißkanälen	263
8.10.1.10.5?Anordnung der Temperaturfühler	264
8.10.2?Kaltkanäle	265
8.10.2.1?Kaltkanalsysteme für Elastomer-Spritzgießwerkzeuge	266
8.10.2.2?Kaltkanalwerkzeuge für Duroplaste	272
Literatur Kapitel?8	274
9Entlüften der?Werkzeuge	279
9.1?Passive Entlüftung	281
9.2?Aktive Entlüftung	290
9.3?Entlüften beim Gasgegendruckspritzgießen	292
Literatur Kapitel?9	294
10Die thermische Auslegung	297
10.1?Kühlzeit (Temperierzeit)	298
10.2?Kühlzeitermittlung bei Thermoplasten	302
10.2.1?Kühlzeit bei asymmetrischen Wandtemperaturen	303
10.2.2?Kühlzeit bei anderen Geometrien	304
10.3?Temperaturleitfähigkeit verschiedener?Formmassen	308
10.3.1?Die Temperaturleitfähigkeit duroplastischer Formmassen	309
10.4?Die Wärmeströme und?die?Temperierleistung	310
10.4.1?Thermoplaste	310
10.4.2?Vernetzende Formmassen [10.14]	315
10.5?Analytische thermische Berechnung anhand des spezifischen Wärmestroms (globale Auslegung)	318
10.5.1?Berechnungsablauf	318
10.5.1.1?Kühlzeitberechnung	322
10.5.1.2?Wärmestrombilanz	322
10.5.1.3?Temperiermitteldurchsatz	326
10.5.1.4?Temperierkanaldurchmesser	326
10.5.1.5?Lage der Temperierkanäle	331
10.5.1.6?Auslegung des Temperierkreislaufes	334
10.5.1.6.1?Temperiermitteldurchsatz	334
10.5.1.6.2?Berechnung des Druckbedarfs und der Pumpleistung	335
10.5.2?Beispiel für die Auslegung von Temperierkanälen [10.25]	336
10.6?Berechnung der Heizleistung von Werkzeugen für vernetzende Werkstoffe	341
10.7?Thermische Auslegung von Werkzeugen für vernetzende Kunststoffe [10.29]	341
10.7.1?Wärmehaushalt	341
10.7.2?Temperaturverteilung	346
10.8?Einfache Abschätzung der?unterschiedlichen Wärmeströme an kritischen?Stellen	347
10.9?Numerische Berechnung zur?thermischen Auslegung	349
10.9.1?Thermische Formteilsimulation	350
10.9.2?Simulation von Temperierkanälen	353
10.9.3?Simulation von Heizelementen	355
10.9.4?Simulation von Werkzeugelementen	356
Literatur Kapitel?10	357
11Temperierkonzepte	361
11.1?Praktische Ausführung der Kühlkanäle	361
11.1.1?Temperiersysteme für Kerne und rotationssymmetrische Formteile	361
11.1.2?Temperiersysteme für flächige Formteile	368
11.1.3?Abdichten der Temperiersysteme	372
11.1.4?Konturnahe Temperierung	373
11.1.5?Empirische Praxis zur Kompensation des Verzugs aus Wärmestromdifferenzen in Ecken bei thermoplastischen Formteilen	374
11.1.5.1?Änderung der Eckengeometrie	374
11.1.5.2?Partielle Anpassung der Wärmeströme	375
11.2?Praktische Ausführung der?elektrischen Beheizung von?Duroplastwerkzeugen	376
11.3?Temperiergeräte für Spritzgieß- und?Presswerkzeuge	377
11.3.1?Aufgabe, Prinzip, Einteilung	377
11.3.2?Kontinuierlich arbeitende Anlagen	378
11.3.2.1?Durchflusstemperierung	378
11.3.2.2?Temperiergeräte mit eigenem Kreislauf.	378
11.3.2.3?Diskontinuierlich arbeitende Temperieranlagen (Impulskühlung)	380
11.3.2.4?Diskontinuierlich mit alternativ wechselnder Temperatur arbeitende Temperieranlagen (sogenannte?variotherme?Temperierung)	382
11.3.3?Regelung	384
11.3.3.1?Regelungsarten	384
11.3.3.1.1?Regelung der Mediumstemperatur	384
11.3.3.1.2?Regelung der Werkzeugtemperatur	385
11.3.3.1.3?Kaskadenregelung	385
11.3.4?Auswahl eines geeigneten Temperiergeräts	387
11.3.5?Wartung, Reinigung	389
Literatur Kapitel?11	390
12Mechanische Auslegung von Spritzgießwerkzeugen	395
12.1?Die Werkzeugverformung	395
12.2?Analyse und Bewertung der?Verformungen	396
12.3?Grundlagen zur Beschreibung der?Deformationen	398
12.3.1?Einfache Rechnung zur Abschätzung der Spaltbildung	399
12.3.2?Genauere Rechnung zur Abschätzung der Spaltbildung und?Verhinderung von Schwimmhäuten und Graten	400
12.4?Das Überlagerungsverfahren	402
12.4.1?Zusammengeschaltete Federn als Ersatzelemente	403
12.4.1.1?Parallelschaltung von Elementen	404
12.4.1.2?Reihenschaltung von Elementen	404
12.5?Ermittlung der Werkzeugwanddicken und ihrer Verformungen	405
12.5.1?Darstellung der einzelnen Belastungsarten und Verformungen	406
12.5.2?Dimensionierung kreiszylindrischer Formnester	407
12.5.3?Dimensionierung von nichtrunden Werkzeugkonturen	408
12.5.4?Dimensionierung der Werkzeugplatten	410
12.6?Vorgehen bei der Dimensionierung einer Werkzeugwand unter?Forminnendruck	411
12.7?Verformung von Backenwerkzeugen unter Forminnendruck (auch?gültig?für?Schieberwerkzeuge)	412
12.8?Vorbereitungen der Verformungsrechnungen	419
12.8.1?Vereinfachungen der Geometrie	421
12.8.2?Hinweise zur Wahl der Randbedingungen	422
12.9?Rechenbeispiele	425
12.10?Identifizierung kritischer Formteilbereiche und deren Auslegung im?Rahmen eines Virtual?Prototyping	435
12.11?Versatz von Kernen und Einlegeteilen	439
12.11.1?Versatz von Kernen	439
12.11.1.1?Abschätzung des maximalen Kernversatzes	439
12.11.1.2?Kernversatz am runden Kern mit Punktanschnitt seitlich am Fuß (starre Einspannung)	440
12.11.1.3?Kernversatz am runden Kern mit Schirmanguss (starre?Einspannung)	443
12.11.1.4?Kernversatz bei verschiedenen Anguss- und Anschnittformen (starre Einspannung)	448
12.11.1.5?Numerische Berechnung des Kernversatzes	450
12.11.2?Versatz von Einlegeteilen	451
12.11.2.1?Analytische Berechnung der Verformung von Metalleinlegeteilen am Beispiel zylindrischer Walzenkörper [12.19]	451
12.11.2.2?Numerische Berechnung der Verformung von Einlegeteilen	454
12.11.3?Konstruktionsbeispiele für die Kerneinspannung und?für?die?Zentrierung tiefer Werkzeuge	455
12.12?Weitere Belastungen	457
12.12.1?Die Abschätzung der zusätzlich auftretenden Belastungen	457
Literatur Kapitel?12	458
13Zentrierung, Führung und Handling der?Werkzeuge	461
13.1?Aufgabe der Führung und Zentrierung	461
13.2?Zentrierung des Werkzeugs auf?der?Schließeinheit	462
13.3?Innere Führung und Zentrierung	463
13.4?Führung und Zentrierung bei?großen?Werkzeugen	471
Literatur Kapitel?13	474
14Werkzeugwechsel- und Spannsysteme	477
14.1?Werkzeugwechselsysteme	477
14.2?Manuell-mechanisch-arbeitende Werkzeugwechselsysteme	479
14.3?Hydraulisch arbeitende Spannsysteme	485
14.3.1?Adaptive Spannsysteme	485
14.3.2?Integrierte Spannsysteme	487
14.4?Magnetsysteme zum Spannen von?Spritzgießwerkzeugen	489
14.5?Automatische Kupplungssysteme für?Energietransport und Sensorik	492
14.6?Auswerferkupplungssysteme	495
14.7?Transportmittel für den Werkzeugwechsel	496
Literatur Kapitel?14	500
15Entformen gespritzter Teile	501
15.1?Übersicht über Entformungsarten	501
15.2?Auslegung des Entformungssystems – Entformungskräfte und Öffnungskräfte [15.5]	502
15.2.1?Allgemeines	502
15.2.2?Möglichkeiten zur Bestimmung der Entformungskräfte	506
15.2.2.1?Haftreibungskoeffizienten zur Ermittlung von Entformungs- und Öffnungskräften	506
15.2.2.2?Rechnerische Abschätzmethode für zylindrische Hülsen	508
15.2.2.3?Rechteckige Hülsen	512
15.2.2.4?Konische Hülsen	512
15.2.2.5?Zusammenstellung verschiedener Grundfälle	513
15.2.3?Entformungskraft für komplexe Formteile am Beispiel eines Lüfterrades	516
15.2.4?Numerische Berechnung von Entformungsvorgängen (bei?Elastomerformteilen)	520
15.2.5?Abschätzung der Öffnungskräfte	524
15.2.5.1?Zustandsverlauf im p-v-T-Diagramm bei unterschiedlichen Werkzeugsteifigkeiten	525
15.2.5.2?Mittlere Öffnungskräfte	525
15.2.5.3?Gesamte Öffnungskraft	525
15.3?Auswerferarten	526
15.3.1?Gestaltung und Dimensionierung von Auswerferstiften	526
15.3.2?Angriffsorte von Stiften und anderen Entformungselementen	530
15.3.3?Aufnahme der Auswerferstifte in den Auswerferplatten	535
15.4?Betätigung und Betätigungsmittel für?das Auswerfen	537
15.4.1?Betätigungsarten und Wahl des Angriffsortes	537
15.4.2?Betätigungsmittel	537
15.5?Besondere Auswerfersysteme	542
15.5.1?Doppeletagenauswurf (zweifacher Auswerferweg)	542
15.5.2?Gemischtes Auswerfen	544
15.5.3?Dreiplattenwerkzeug	545
15.5.3.1?Unterteilung der Auswerferbewegung durch Zuganker	546
15.5.3.2?Unterteilung der Auswerferbewegung durch einen Klinkenzug	546
15.5.3.3?Entformen auf der Düsenseite	548
15.6?Auswerferrückzug	548
15.7?Entformen von Formteilen mit?Hinterschneidungen	550
15.7.1?Entformen von Formteilen mit Hinterschneidungen durch Abschieben	551
15.7.2?Zulässige Hinterschnitthöhe am Beispiel von Schnappverbindungen	552
15.8?Entformen von Gewinden	554
15.8.1?Entformen von Formteilen mit Innengewinde	554
15.8.1.1?Abstreiferwerkzeuge	554
15.8.1.2?Zusammenklappende Kerne	555
15.8.1.3?Werkzeuge mit Wechselkernen	557
15.8.2?Abschraubwerkzeuge	557
15.8.3?Entformen von Formteilen mit Außengewinde	565
15.9?Hinterschneidungen in nicht rotationssymmetrischen Formteilen	566
15.9.1?Innere Hinterschneidungen	566
15.9.2?Äußere Hinterschneidungen	566
15.9.2.1?Schieberwerkzeuge	568
15.9.2.2?Backenwerkzeuge	575
15.9.3?Werkzeuge mit Kernzügen	580
Literatur Kapitel?15	582
16Rechnerunterstützte Werkzeugauslegung und CAD-Einsatz in der Werkzeugkonstruktion	585
16.1?CAD-Einsatz in der Werkzeugkonstruktion	585
16.1.1?Einleitung	585
16.1.1.1?Assoziativität, Parametrik/Varimetrik, Feature-Verarbeitung, Datenformate	586
16.1.2?CAD-Anwendung im Werkzeugbau	588
16.1.2.1?Geometrieerzeugung/Modellierung	588
16.1.3?Integrierte Funktionalitäten für den Werkzeugbau	592
16.1.3.1?Anwendungsspezifische Funktionserweiterung	595
16.1.3.2?Möglichkeiten des Concurrent-Engineering durch CAD?Einsatz	595
16.2?Spritzgießsimulation	598
16.2.1?Vorteile der Spritzgießsimulation während der Entwicklungsphase	599
16.2.2?Reduktion der Kosten durch den Einsatz von Simulationstechniken	600
16.2.3?Erstellung einer Spritzgießsimulation	602
16.2.4?Auslegung des Angusssystems	605
16.2.5?Schwindungs- und Verzugsberechnung	607
16.2.6?Simulation von Spritzgießsonderverfahren	607
16.2.7?Optimierte Spritzgießsimulation	611
Literatur Kapitel?16	613
17Spezielle Werkzeuge zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit	615
17.1?Familienwerkzeuge	615
17.2?Etagenwerkzeuge	617
17.2.1?Etagenwendetechnik – Würfeltechnik	622
17.2.2?Etagenwendetechnik – Quader mit umlaufenden Kavitäten	626
17.3?Werkzeuge mit modular umsetzbaren Kavitäten	627
17.3.1?Paternoster-Werkzeuge	627
17.3.2?Shuttle-Molding	629
17.4?Tandemwerkzeuge	631
17.4.1?Tandemwendetechnik	635
17.5?Injection-Transfer-Molding-Werkzeuge (ITM)	636
17.5.1?Werkzeuge für das ITM-Verfahren in der Elastomerverarbeitung	636
17.5.2?Werkzeuge für das ITM-Verfahren in der Thermoplastverarbeitung	640
Literatur Kapitel?17	641
18Werkzeuge für Spritzgießsonderverfahren	645
18.1?Mehrkomponenten-Spritzgießen	645
18.1.1?Additionsverfahren	645
18.1.2?Sequenzverfahren	652
18.1.2.1?Intervall-Spritzgießen	653
18.1.2.2?Sandwich-Spritzgießen	653
18.2?Fluidinjektionstechnik	658
18.2.1?Verfahrensvarianten	658
18.2.2?Verfahrenstechnische Aspekte	659
18.2.3?Injektortechnologie	662
18.2.4?Injektoren für die Gasinjektionstechnik	662
18.2.5?Injektoren für die Wasserinjektionstechnik	663
18.2.5.1?Selbstbetätigte Injektoren	665
18.2.5.2?Fremdbetätigte Injektoren	666
18.2.5.3?Ziehende und stechende Injektoren	667
18.2.5.4?Axial- und Radialinjektoren	668
18.2.5.5?Generelle Gestaltungshinweise für WIT-Injektoren	669
18.2.6?Designrichtlinien für Bauteile und Werkzeuge bei der FIT	670
18.2.6.1?Stabförmige FIT-Formteile	670
18.2.6.2?Flächige Formteile mit Rippen	673
18.2.6.3?Formteile mit dickwandigen Bereichen	675
18.2.6.4?Mehrkavitätenwerkzeuge	676
18.2.6.5?Gestaltung von Nebenkavitäten	677
18.3?Thermoplast-Schaumspritzgießen	678
18.3.1?Formteilgestaltung	680
18.3.1.1?Wanddicken, Wanddickensprünge	680
18.3.1.2?Rippen, Dome, Schnapphaken	683
18.3.1.3?Fließhindernisse	685
18.3.2?Angusssystem	686
18.3.2.1?Balancierung des Angusssystems	686
18.3.2.2?Angussbuchse	687
18.3.2.3?Anschnittarten	688
18.3.2.4?Lage der Anspritzpunkte	690
18.3.3?Temperierung beim Schaumspritzgießen	691
18.3.4?Entlüftung (vgl. Kapitel?9)	693
18.3.5?Werkzeugmaterialien beim Schaumspritzgießen	694
18.3.6?Möglichkeiten zur Verbesserung der Oberflächenqualität beim?Schaumspritzgießen	694
18.3.6.1?„Atmendes“ Werkzeug	694
18.3.6.2?Gasgegendruckverfahren	697
18.3.6.3?Werkzeuginnendrücke beim Schaumspritzgießen	700
18.3.6.4?Verwendung von Oberflächenstrukturierungen	701
18.3.6.5?Verwendung von Beschichtungen im Werkzeug	701
18.3.6.6?Variotherme Temperierung	702
18.4?Spritzprägen	704
18.4.1?Verfahrensvarianten	705
18.4.2?Werkzeugtechnik für das Spritzprägen	708
18.4.3?Anwendungsgebiete, Vor- und Nachteile des Spritzprägens	709
18.5?Hinterspritzen	711
18.5.1?Einleitung	711
18.5.2?Einstufige Dekorationsverfahren	712
18.5.2.1?Textilhinterspritztechnik/Textilmelttechnik	712
18.5.2.2?In-Mold-Labeling (IML)	712
18.5.2.3?In-Mold-Decoration (IMD)	713
18.5.2.4?In-Mold-Decoration/Insert-Molding/Insert-Molding-Decoration	713
18.5.2.5?Folienhinterspritztechnik (FHST)/In-Mold-Surfacing Technik (ISF)/Paintless-Film-Molding/In-Mold-Decoration (IMD-3D/F)	713
18.5.2.6?In-Mold Coating (IMC)/In-Mold-Painting (IMP)	717
18.5.2.7?Mehrfarbenspritzgießen/In-Lay-Technik	717
18.5.2.8?Kombinierter Tiefzieh- und Hinterspritzprozesses	718
18.5.3?Werkzeugtechnik	719
18.6?Spritzgießen von Mikroformteilen [18.182]	725
18.6.1?Werkzeugtechnik und Prozessführung	727
18.6.2?Herstellungsverfahren für Mikrokavitäten	730
18.7?Flüssigsilikonverarbeitung [18.199]	731
18.7.1?Maschinen- und Anlagentechnik für die LSR-Verarbeitung	731
18.7.2?Werkzeugtechnik	733
18.8?Spritzgießen von überlangen und?endlosen Bauteilen	736
18.8.1?Prozessführung	737
18.8.2?Werkzeugtechnik für das Exjection-Verfahren	739
Literatur Kapitel?18	741
19Messen in Spritzgießwerkzeugen	755
19.1?Werkzeuginnendrucksensoren	756
19.1.1?Positionierung von Werkzeuginnendrucksensoren	756
19.1.2?Sensoren zur Messung des Werkzeuginnendrucks	757
19.1.2.1?Direkt messende Werkzeuginnendrucksensoren	758
19.1.2.2?Indirekt messende Werkzeuginnendrucksensoren	764
19.2?Temperatursensoren	766
19.2.1?Temperatursensoren mit Schmelzekontakt	766
19.2.1.1?Kontakttemperatursensoren	767
19.2.1.2?IR-Sensoren	768
19.3?Prozessoptimierung mit Werkzeuginnendrucksensoren	769
19.4?Produktions-/Qualitätsüberwachung und Qualitätsdokumentation mit?Sensoren	774
19.4.1?Online-Qualitätsüberwachung auf der Basis von Prozessgrößen	775
19.4.2?Online-Qualitätsüberwachung auf Basis von Qualitätsmodellen	776
19.5?Eingebettete Datenerfassungs- und Diagnosesysteme in?Spritzgießwerkzeugen	777
19.6?Messtechnik beim Einfahren und zur praktischen Überprüfung von Spritzgießwerkzeugen im Betrieb [19.36]	779
19.7?Einsatz der IR-Thermografie [19.36]	781
19.7.1?Grundlagen	781
19.7.2?Anwendungen der Thermografie bei Spritzgießwerkzeugen	781
19.7.3?Ist-Analysen an Werkzeugen und Produktionsprozessen	782
19.7.4?Werkzeugwandtemperatur/Formteiloberflächentemperatur	783
19.7.5?Einsatzmöglichkeiten von IR-Thermografie	784
19.7.5.1?Thermografie der Formteile	784
19.7.5.2?Thermografie an Werkzeugen	785
19.7.6?Erkennung von Temperierfehler an Werkzeugen mittels?IR?Thermografie	785
19.7.6.1?Thermografie an Heißkanal-Systemen	787
19.7.6.2?Verstopfte Kühlbohrungen	788
19.7.7?Optimierungsbeispiel Stoßfänger	788
Literatur Kapitel?19	792
20Maßnahmen zur Beseitigung von Verarbeitungsfehlern beim Spritzgießen	797
Literatur Kapitel?20	811
21Instandhaltung von Spritzgießwerkzeugen	813
21.1?Instandhaltung	813
21.2?Vorgehensweise zur planmäßigen Werkzeug-Instandhaltung	815
21.2.1?Datenerfassung	815
21.2.2?Lagerung der Werkzeuge	817
21.2.3?Anforderungen an das Werkzeuglager	818
21.3?Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten	819
21.3.1?Pflege und Wartung der Werkzeugoberflächen	820
21.3.1.1?Wischen, Bürsten und Polieren	820
21.3.1.2?Reinigen durch Strahlen	821
21.3.1.2.1?Trocken-Nassdampf- oder Heißwassersprühstrahler	822
21.3.1.2.2?Organische Strahlmittel	822
21.3.1.2.3?Reinigen mit Trockeneis	822
21.3.1.2.4?Reinigen mit Laser	823
21.3.2?Reinigen mit Ultraschall	824
21.4?Pflege und Wartung der?Temperiersysteme	825
21.5?Pflege und Wartung des Heiz- und Regelsystems	826
21.6?Pflege und Wartung des Angusssystems	827
21.7?Pflege und Wartung von Gleitführungen	827
21.8?Pflegemaßnahmen vor der Einlagerung	828
21.9?Reparaturen und Änderungen an?Spritzgießwerkzeugen	828
21.9.1?Mechanische Nacharbeit und Austausch von Teilen oder Baugruppen	829
21.9.2?Einsetzen oder Einlöten von Stiften oder Kernen	831
21.9.3?Reparaturen und Änderungen durch Materialauftrag	832
21.9.3.1?Laserstrahlschweißen	833
21.9.3.2?Elektrische Schweißverfahren	835
21.9.3.3?Werkzeugreparaturen mit „Plastik-Stahl“	837
Literatur Kapitel?21	837
22Standardisierung – Werkzeugnormalien	841
Literatur Kapitel?22	856
23Werkstoffe und Beschichtungen für den Werkzeugbau	857
23.1?Stähle	858
23.2?Nichteisenmetallische Werkstoffe	861
23.2.1?Kupferlegierungen	861
23.2.2?Zink und dessen Legierungen	863
23.2.3?Aluminiumlegierungen	864
23.2.4?Zinn-Wismut-Legierungen	867
23.2.5?Keramische Werkstoffe	868
23.3?Galvanisch abgeschiedene Werkstoffe	868
23.4?Oberflächenbehandlung von Stählen für Spritzgießwerkzeuge	869
23.4.1?Generelle Hinweise	869
23.4.2?Thermische Behandlungsverfahren	871
23.4.3?Thermochemische Behandlungsverfahren	871
23.4.3.1?Einsatzhärten	871
23.4.3.2?Nitrieren	873
23.4.3.3?Borieren	874
23.4.4?Elektrochemische Behandlungsverfahren	874
23.4.4.1?Hartverchromen	875
23.4.4.2?Vernickeln	875
23.4.5?Beschichten bei niedrigen Drücken	876
23.4.5.1?Chemische Gasphasenabscheidung, CVD-Verfahren	877
23.4.5.2?Physikalische Gasphasenabscheidung, PVD-Verfahren	878
23.4.6?Laserstrahloberflächenbehandlung (LOB)	881
23.4.6.1?Laserstrahlhärten und -umschmelzen	882
23.4.6.2?Laserstrahllegieren, -dispergieren und -beschichten	883
23.4.7?Lamcoat-Beschichtung	883
Literatur Kapitel?23	884
24Fertigungsverfahren für?Spritzgießwerkzeuge	889
24.1?Spanende Bearbeitungsverfahren	892
24.1.1?Zerspanung mit definierter Schneide	892
24.1.1.1?Drehen	892
24.1.1.2?Bohren	893
24.1.1.3?Fräsen	893
24.1.1.3.1?Konventionelle Fräsbearbeitung	894
24.1.1.3.2?HSC-Fräsen	895
24.1.1.3.3?Hartfräsen	896
24.1.1.3.4?Fünfachsbearbeitung	897
24.1.1.4?Verfahrensabgrenzung	897
24.1.2?Zerspanung mit undefinierter Schneide	898
24.1.2.1?Flachschleifen	898
24.1.2.2?Koordinatenschleifen	899
24.1.2.3?Strahlläppen	899
24.1.2.4?Druckfließläppen	899
24.2?Abtragende Fertigungsverfahren	900
24.2.1?Funkenerosives Abtragen (EDM, Electric-Discharge-Machining)	900
24.2.1.1?Funkenerosives Senken	900
24.2.1.2?Funkenerosives Schneiden mit Drahtelektroden	904
24.2.2?Abtragen durch elektrochemische Auflösung (ECM,?Electric?Chemical-Machining)	905
24.2.2.1?Elektrochemisches Polieren	905
24.2.2.2?Elektrochemisches Ätzen	906
24.3?Polieren	909
24.3.1?Theorien zum Materialabtrag bei der Politur	909
24.3.2?Maschinensysteme	910
24.3.3?Aufbau und Zusammensetzung der Werkzeuge	911
24.3.3.1?Poliermittelträger	911
24.3.3.2?Poliermittel	912
24.4?Laser-Carving	913
24.5?Additive Fertigung für?Spritzgießwerkzeuge	916
24.5.1?Einleitung	916
24.5.2?Direkte additive Fertigung	919
24.5.2.1?Stereolithographie	921
24.5.2.2?Poly-Jet-Verfahren für duroplastische Werkzeugeinsätze	922
24.5.2.3?Schmelzeschichten/Fused-Layer-Modeling	923
24.5.2.4?Selektives Lasersintern von Metallen	925
24.5.2.5?Selektives Laserschmelzen von Stählen und Metallen	927
24.5.2.6?Nachbearbeitung von additiv gefertigten Bauteilen	934
24.6?Hybride Fertigungsstrategien	934
24.7?Herstellung von Spritzgießformen und?Formeinsätzen durch Gießen	936
24.7.1?Gießen in verlorenen Formen mit Dauermodellen	939
24.7.1.1?Sandgießen	939
24.7.1.2?Maskenformverfahren	941
24.7.1.3?Shaw-Verfahren	943
24.7.2?Gießen in verlorenen Formen mit verlorenen Modellen	943
24.7.2.1?Feingießen	943
24.7.2.2?Vollformgießen	945
24.7.2.3?Verfahren in Dauerformen	946
24.7.2.4?Kokillengießen	947
24.7.2.5?Druckgießen	947
24.7.2.6?Harzabgießen	949
24.7.2.7?Vakuumgießen	949
24.7.2.8?Metallspritzen	950
24.7.2.9?Galvanoformen	951
24.7.3?Wahl des Gießverfahrens beim Werkzeugbau	954
24.8?Einsenken	955
Literatur Kapitel?24	959
Stichwortverzeichnis	967

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