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Industrielle Kunststoffprüfung

Autor	Achim Frick, Claudia Stern, Günther Harsch
Verlag	Carl Hanser Fachbuchverlag
Erscheinungsjahr	2010
Seitenanzahl	528 Seiten
ISBN	9783446425750
Format	PDF
Kopierschutz	Wasserzeichen/DRM
Geräte	PC/MAC/eReader/Tablet
Preis	119,99 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

Vorwort	6
Inhaltsverzeichnis	8
1Einführung in die Kunststofftechnik	12
1.1Kunststoffe	12
1.1.1Arten von Kunststoffen	12
1.2Aufbau, Struktur und Verhalten von Kunststoffen	16
1.2.1Einfluss der Molmasse auf die Gebrauchseigenschaften	19
1.2.1.1Homo- und Copolymere	22
1.2.1.2Polymerblends	23
1.3Schmelzen von Kunststoffen	25
1.3.1Fließeigenschaften von Kunststoffschmelzen	26
1.4Mechanisches Verhalten der Polymere	28
1.4.1Relaxationsprozesse	29
1.4.2Glasübergang	31
1.4.3Schmelzen	32
1.4.4Erstarren	33
1.4.5Zeitabhängiges Verformungsverhalten	37
1.4.6Zeitabhängigkeit und thermische Aktivierung	42
1.5Verhalten unter mechanischer Zugbeanspruchung	45
1.6Formmassen	55
1.7Werkstoffauswahl	57
1.7.1Qualitätskriterien	58
1.8Verarbeiten von Kunststoffen	59
1.8.1Vorbehandlung	60
1.8.2Fertigungsprozesse	61
1.8.3Auswirkungen auf die Qualität	62
Literatur zu Kapitel 1	64
2Prüfaufgaben und Qualitätsfragen bei Kunststoffen und Formteilen mit Lösungsansätzen	66
2.1Einführung	66
2.2Prüfaufgaben	67
2.3Auftretende Fehler	70
2.3.1Fadenbildung	71
2.3.2Kalter Pfropfen	72
2.3.3Freistrahlbildung	73
2.3.4Lufteinschlüsse	75
2.3.5Dieseleffekt	75
2.3.6Unvollständige Füllung	76
2.3.7Einfallstellen	77
2.3.8Überspritzungen	78
2.3.9Lunker	79
2.3.10Blasenbildung	80
2.3.11Bindenaht	81
2.3.12Schlierenbildung	82
2.3.12.1Farbschlieren	83
2.3.12.2Verbrennungsschlieren	84
2.3.12.3Glasfaserschlieren	85
2.3.12.4Feuchtigkeitsschlieren	85
2.3.12.5Luftschlieren	85
2.3.13Glanzunterschiede und matte Stellen	86
2.3.14Dunkle Punkte	87
2.3.15Schallplatteneffekt	87
2.3.16Abblätterung	88
2.3.17Belagbildung	89
2.3.18Entformungsfehler	89
2.3.18.1Auswerferabdrücke	89
2.3.18.2Deformation beim Entformen	90
2.3.18.3Auszugsmarkierungen	90
2.3.19Verzug	91
2.3.20Schrumpfung	92
2.3.21Weißbruch	92
2.3.22Spannungsrisse	93
2.4Problemstellungen und Lösungsmöglichkeiten	94
2.4.1Werkstoffqualifizierung	94
2.4.2Bauteilqualifizierung	97
2.4.3Werkstoffidentifikation	106
2.4.4Füllstoffbeschreibung	113
2.4.5Rezyklatverarbeitung	116
2.4.6Werkstoffabbau – Degradation	119
2.4.7Medienverträglichkeit	123
2.4.8Quellung	126
2.4.9Schwankende Verarbeitbarkeit	129
2.4.10Vortrocknung	132
2.4.11Thermische Vorgeschichte	134
2.4.12Auswirkungen von Farbe und Farbänderungen	137
2.4.13Auswirkungen von Schlagzähmodifikatoren	141
2.4.14Orientierungen und Eigenspannungen, Verzug	142
2.4.15Gütebeurteilung	145
2.4.16Schadensbeurteilung	149
2.4.17Innere Fehler	154
2.4.18Tribologische Güteeigenschaften	156
2.4.19Werkzeugkonstruktion und -auslegung	158
2.4.20Verarbeitungsprozesskontrolle	170
2.4.20.1Prozessablauf beim Spritzgießen von Thermoplasten	170
2.4.20.2Werkzeugfüllung beim Spritzgießen	178
Literatur zu Kapitel 2	184
3Kunststoffprüfung	188
3.1Zweck der Kunststoffprüfung	189
3.2Systematik prüftechnischer Untersuchungen	192
3.3Probenherstellung und Durchführung von Prüfungen	196
3.3.1Probenentnahme	196
3.3.2Arten von Proben	197
3.3.3Durchführung von Prüfungen	198
3.4Ergebnisdarstellung/Prüfbericht	199
3.5Prüfung makromolekularer Eigenschaften	199
3.5.1Infrarot-Spektroskopie	201
3.5.2Gel-Permeationschromatografie	211
3.5.3Lösungsviskosimetrie	214
3.6Prüfung der Eigenschaften der Schmelze	222
3.6.1Rheometrie	230
3.6.1.1Rotationsverfahren	232
3.6.1.2Oszillationsverfahren	239
3.6.2Viskosimetrie	246
3.6.2.1Schmelze-Massefließrate und Schmelze-Volumenfließrate	247
3.6.2.2Hochdruckkapillarviskosimetrie (HKV)	253
3.7Prüfung der geometrischen Eigenschaften von Formteilen	263
3.7.1Maße	263
3.7.2Verarbeitungsschwindung, Nachschwindung	263
3.7.3Verzug	266
3.7.4Schrumpfung	267
3.8Prüfung der Struktureigenschaften von Formteilen	268
3.8.1Orientierungen	269
3.8.2Morphologie	275
3.8.2.1Mikroskopische Strukturanalyse	277
3.8.2.2Beugungsverfahren	286
3.8.3Rasterkraftmikroskopie	295
3.8.4Ultraschallprüfung	299
3.8.5Röntgenprüfung	302
3.8.5.1Durchstrahlungsprüfung	302
3.8.5.2Röntgentomografie	307
3.8.5.3Mikroradiografie	310
3.9Mechanische Prüfungen	311
3.9.1Quasistatische Beanspruchung	314
3.9.1.1Zugprüfung	315
3.9.1.2Druckprüfung	324
3.9.1.3Biegeprüfung	327
3.9.1.4Härteprüfung	331
3.9.2Schlagartige Beanspruchung	339
3.9.2.1Schlagzugprüfung	340
3.9.2.2Schlagbiegeprüfung	341
3.9.2.3Durchstoßprüfung	344
3.9.2.4Bruchmechanik	346
3.9.3Statische Langzeitbeanspruchung	357
3.9.4Dynamische Langzeitbeanspruchung	365
3.9.5Prüfungen unter Temperaturbeanspruchung	373
3.10Optische Prüfungen	376
3.10.1Sichtprüfung	379
3.10.2Mikroskopische Prüfung	379
3.10.2.1Lichtmikroskopie	381
3.10.2.2Elektronenmikroskopie	384
3.10.3Farbprüfung	395
3.11Thermische Prüfungen	397
3.11.1Dynamische Differenzkalorimetrie (DSC)	400
3.11.2Dynamisch-mechanische Analyse (DMA)	409
3.11.3Thermogravimetrie (TGA)	418
3.11.4Thermomechanische Analyse (TMA) – Dilatometrie	423
3.11.5Heiztischmikroskopie	428
3.11.6Bestimmung von Einsatztemperaturgrenzen	431
3.11.6.1Formbeständigkeit in der Wärme	433
3.11.6.2Vicat-Erweichungstemperatur	434
3.11.6.3Verhalten von Kunststoffen bei Temperatureinwirkung	436
3.12Chemische Prüfungen	438
3.12.1Medienbeständigkeit	438
3.12.2Spannungsrissempfindlichkeit	439
3.13Physikalische Prüfungen	447
3.13.1Dichte	447
3.13.2Masse	450
3.13.3Feuchte- und Wasseraufnahme	451
3.13.3.1Feuchtebestimmung durch Titration nach Karl Fischer	453
3.13.3.2Manometrische Feuchtebestimmung	453
3.13.4Bestimmung des Glührückstandes	455
3.13.5Bewitterungsversuche	457
3.14Tribologische Prüfungen	459
3.15Brandprüfungen	462
3.15.1Prüfung zur Ermittlung der Brandgefahr	464
3.15.2Brennbarkeitsprüfungen nach UL	465
3.15.3Bestimmung des Brennverhaltens durch den Sauerstoffindex	466
3.16Elektrische Prüfungen	467
Literatur zu Kapitel 3	469
Anhang	484
3.17Thermoanalytische Stoffdaten von Polymeren	484
3.18Normen	489
Weiterführende Literatur	510
Sachverzeichnis	516

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