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E-Book

Industrielle Kunststoffprüfung

AutorAchim Frick, Claudia Stern, Günther Harsch
VerlagCarl Hanser Fachbuchverlag
Erscheinungsjahr2010
Seitenanzahl528 Seiten
ISBN9783446425750
FormatPDF
KopierschutzWasserzeichen/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis119,99 EUR
Die Bedeutung der Kunststoffe als Ingenieurwerkstoffe ist weiterhin wachsend. Kunststoffe besitzen vielfach ein ausgezeichnetes Preis-Leistungsverhältnis und lassen komplizierte, multifunktionale Formteile schnell mit hoher Präzision im Endbearbeitungszustand fertigen. Sie rücken damit, in Zeiten eines hohen Kosten- und Leistungsdruckes massiv ins Blickfeld des industriellen Interesses mit dem Ziel, klassische Konstruktionswerkstoffe in Anwendungen zu substituieren bzw. neuartige Entwicklungen erst zu ermöglichen.
Erfolgreiche Produkte bedürfen qualifizierter Werkstoffe für ihre Herstellung und eine leistungsfähige Qualitätssicherung während ihrer Fertigung. Auftretende Qualitätsmängel und Fehler müssen mittels Schadensanalytik systematisch erkannt und behoben werden. Dies ist das erste Buch, das sich praxisorientiert moderner Prüftechniken und -strategien annimmt.

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Blick ins Buch
Inhaltsverzeichnis
Vorwort6
Inhaltsverzeichnis8
1Einführung in die Kunststofftechnik12
1.1Kunststoffe12
1.1.1Arten von Kunststoffen12
1.2Aufbau, Struktur und Verhalten von Kunststoffen16
1.2.1Einfluss der Molmasse auf die Gebrauchseigenschaften19
1.2.1.1Homo- und Copolymere22
1.2.1.2Polymerblends23
1.3Schmelzen von Kunststoffen25
1.3.1Fließeigenschaften von Kunststoffschmelzen26
1.4Mechanisches Verhalten der Polymere28
1.4.1Relaxationsprozesse29
1.4.2Glasübergang31
1.4.3Schmelzen32
1.4.4Erstarren33
1.4.5Zeitabhängiges Verformungsverhalten37
1.4.6Zeitabhängigkeit und thermische Aktivierung42
1.5Verhalten unter mechanischer Zugbeanspruchung45
1.6Formmassen55
1.7Werkstoffauswahl57
1.7.1Qualitätskriterien58
1.8Verarbeiten von Kunststoffen59
1.8.1Vorbehandlung60
1.8.2Fertigungsprozesse61
1.8.3Auswirkungen auf die Qualität62
Literatur zu Kapitel 164
2Prüfaufgaben und Qualitätsfragen bei Kunststoffen und Formteilen mit Lösungsansätzen66
2.1Einführung66
2.2Prüfaufgaben67
2.3Auftretende Fehler70
2.3.1Fadenbildung71
2.3.2Kalter Pfropfen72
2.3.3Freistrahlbildung73
2.3.4Lufteinschlüsse75
2.3.5Dieseleffekt75
2.3.6Unvollständige Füllung76
2.3.7Einfallstellen77
2.3.8Überspritzungen78
2.3.9Lunker79
2.3.10Blasenbildung80
2.3.11Bindenaht81
2.3.12Schlierenbildung82
2.3.12.1Farbschlieren83
2.3.12.2Verbrennungsschlieren84
2.3.12.3Glasfaserschlieren85
2.3.12.4Feuchtigkeitsschlieren85
2.3.12.5Luftschlieren85
2.3.13Glanzunterschiede und matte Stellen86
2.3.14Dunkle Punkte87
2.3.15Schallplatteneffekt87
2.3.16Abblätterung88
2.3.17Belagbildung89
2.3.18Entformungsfehler89
2.3.18.1Auswerferabdrücke89
2.3.18.2Deformation beim Entformen90
2.3.18.3Auszugsmarkierungen90
2.3.19Verzug91
2.3.20Schrumpfung92
2.3.21Weißbruch92
2.3.22Spannungsrisse93
2.4Problemstellungen und Lösungsmöglichkeiten94
2.4.1Werkstoffqualifizierung94
2.4.2Bauteilqualifizierung97
2.4.3Werkstoffidentifikation106
2.4.4Füllstoffbeschreibung113
2.4.5Rezyklatverarbeitung116
2.4.6Werkstoffabbau – Degradation119
2.4.7Medienverträglichkeit123
2.4.8Quellung126
2.4.9Schwankende Verarbeitbarkeit129
2.4.10Vortrocknung132
2.4.11Thermische Vorgeschichte134
2.4.12Auswirkungen von Farbe und Farbänderungen137
2.4.13Auswirkungen von Schlagzähmodifikatoren141
2.4.14Orientierungen und Eigenspannungen, Verzug142
2.4.15Gütebeurteilung145
2.4.16Schadensbeurteilung149
2.4.17Innere Fehler154
2.4.18Tribologische Güteeigenschaften156
2.4.19Werkzeugkonstruktion und -auslegung158
2.4.20Verarbeitungsprozesskontrolle170
2.4.20.1Prozessablauf beim Spritzgießen von Thermoplasten170
2.4.20.2Werkzeugfüllung beim Spritzgießen178
Literatur zu Kapitel 2184
3Kunststoffprüfung188
3.1Zweck der Kunststoffprüfung189
3.2Systematik prüftechnischer Untersuchungen192
3.3Probenherstellung und Durchführung von Prüfungen196
3.3.1Probenentnahme196
3.3.2Arten von Proben197
3.3.3Durchführung von Prüfungen198
3.4Ergebnisdarstellung/Prüfbericht199
3.5Prüfung makromolekularer Eigenschaften199
3.5.1Infrarot-Spektroskopie201
3.5.2Gel-Permeationschromatografie211
3.5.3Lösungsviskosimetrie214
3.6Prüfung der Eigenschaften der Schmelze222
3.6.1Rheometrie230
3.6.1.1Rotationsverfahren232
3.6.1.2Oszillationsverfahren239
3.6.2Viskosimetrie246
3.6.2.1Schmelze-Massefließrate und Schmelze-Volumenfließrate247
3.6.2.2Hochdruckkapillarviskosimetrie (HKV)253
3.7Prüfung der geometrischen Eigenschaften von Formteilen263
3.7.1Maße263
3.7.2Verarbeitungsschwindung, Nachschwindung263
3.7.3Verzug266
3.7.4Schrumpfung267
3.8Prüfung der Struktureigenschaften von Formteilen268
3.8.1Orientierungen269
3.8.2Morphologie275
3.8.2.1Mikroskopische Strukturanalyse277
3.8.2.2Beugungsverfahren286
3.8.3Rasterkraftmikroskopie295
3.8.4Ultraschallprüfung299
3.8.5Röntgenprüfung302
3.8.5.1Durchstrahlungsprüfung302
3.8.5.2Röntgentomografie307
3.8.5.3Mikroradiografie310
3.9Mechanische Prüfungen311
3.9.1Quasistatische Beanspruchung314
3.9.1.1Zugprüfung315
3.9.1.2Druckprüfung324
3.9.1.3Biegeprüfung327
3.9.1.4Härteprüfung331
3.9.2Schlagartige Beanspruchung339
3.9.2.1Schlagzugprüfung340
3.9.2.2Schlagbiegeprüfung341
3.9.2.3Durchstoßprüfung344
3.9.2.4Bruchmechanik346
3.9.3Statische Langzeitbeanspruchung357
3.9.4Dynamische Langzeitbeanspruchung365
3.9.5Prüfungen unter Temperaturbeanspruchung373
3.10Optische Prüfungen376
3.10.1Sichtprüfung379
3.10.2Mikroskopische Prüfung379
3.10.2.1Lichtmikroskopie381
3.10.2.2Elektronenmikroskopie384
3.10.3Farbprüfung395
3.11Thermische Prüfungen397
3.11.1Dynamische Differenzkalorimetrie (DSC)400
3.11.2Dynamisch-mechanische Analyse (DMA)409
3.11.3Thermogravimetrie (TGA)418
3.11.4Thermomechanische Analyse (TMA) – Dilatometrie423
3.11.5Heiztischmikroskopie428
3.11.6Bestimmung von Einsatztemperaturgrenzen431
3.11.6.1Formbeständigkeit in der Wärme433
3.11.6.2Vicat-Erweichungstemperatur434
3.11.6.3Verhalten von Kunststoffen bei Temperatureinwirkung436
3.12Chemische Prüfungen438
3.12.1Medienbeständigkeit438
3.12.2Spannungsrissempfindlichkeit439
3.13Physikalische Prüfungen447
3.13.1Dichte447
3.13.2Masse450
3.13.3Feuchte- und Wasseraufnahme451
3.13.3.1Feuchtebestimmung durch Titration nach Karl Fischer453
3.13.3.2Manometrische Feuchtebestimmung453
3.13.4Bestimmung des Glührückstandes455
3.13.5Bewitterungsversuche457
3.14Tribologische Prüfungen459
3.15Brandprüfungen462
3.15.1Prüfung zur Ermittlung der Brandgefahr464
3.15.2Brennbarkeitsprüfungen nach UL465
3.15.3Bestimmung des Brennverhaltens durch den Sauerstoffindex466
3.16Elektrische Prüfungen467
Literatur zu Kapitel 3469
Anhang484
3.17Thermoanalytische Stoffdaten von Polymeren484
3.18Normen489
Weiterführende Literatur510
Sachverzeichnis516

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