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E-Book

Maßhaltige Kunststoff-Formteile

Toleranzen und Formteilengineering

AutorBernd-Rüdiger Meyer, Dirk Falke
VerlagCarl Hanser Fachbuchverlag
Erscheinungsjahr2019
Seitenanzahl184 Seiten
ISBN9783446460683
FormatPDF
KopierschutzWasserzeichen/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis69,99 EUR
Die wichtigsten Entscheidungsfelder des Formteilengineering sind: der Werkstoff, das Werkzeug, die Fertigung und die Teilegeometrie. Diese Felder und deren Verflechtungen werden in Bezug auf das übergeordnete Qualitätskriterium Maßhaltigkeit im vorliegenden Fachbuch von erfahrenen Autoren beschrieben.
Schwerpunktmäßig werden die Themenfelder Werkstoff und Werkzeug behandelt, darüber hinaus wird das Thema Toleranzmanagement und der Einfluss der Anwendungs- und Fertigungsbedingungen auf die Formteilmaßhaltigkeit ausführlich erläutert.
Im Mittelpunkt aller Darstellungen steht, jetzt in der zweiten Auflage, die topaktuelle internationale Norm, auf die sich viele Ausführungen beziehen. Eine Aufforderung an Formteilentwickler ist die Akzeptanz einer inhaltlichen Trennung von Funktionstoleranzen (Konstruktionstoleranzen) und Fertigungstoleranzen.
Hinweise zum Stand der GPS-Normung werden gegeben, wobei die Form- und Lagetolerierung für Kunststoff-Formteile besonders hervorgehoben wird.
Eigene Erfahrungen der Autoren und praktische Beispiele sollen die Leser bei der Aneignung des Buchinhaltes unterstützen.
Die 2. Auflage beinhaltet alle Informationen zur topaktuellen internationalen Norm und der Bereich Projektmanagment wird erweitert. Darüber hinaus wurden Aktualisierungen und Verbesserungen vorgenommen.

Herr Prof. Meyer ist Chemieingenieur für Kunststofftechnologie (Ing.-Schule Fürstenwalde), Diplomingenieur für Maschinenbau und Fertigungstechnik (TU Dresden) und hat einen Diplomabschluss in Fachschulpädagogik (TU Dresden). Er war in der Industrie als Spritzgießtechnologe und als Abteilungsleiter Forschung und Entwicklung für Kunststoffanwendung in der Kältetechnik tätig. Im Rahmen seiner langjährigen Dozententätigkeit für Kunststofftechnik in der Ingenieurausbildung und als Inhaber einer Professur für den Studiengang Kunststofftechnik an der TH Wildau war er ständig mit Forschungs- und Entwicklungsaufgaben der Industrie befasst. Er ist Gesellschafter der Makrolar GbR Berlin für Entwicklung und Vertrieb kunststofftechnischer Software.
Herr Falke hat nach der Ausbildung zum Werkzeugmacher ein Fachhochschulstudium der Kunststofftechnik absolviert, anschließend ein berufsbegleitendes Maschinenbaustudium mit der Vertiefungsrichtung Konstruktion an der TU Chemnitz. Herr Falke hat seit 1992 ein eigenes Ingenieurbüro mit den Schwerpunkten Formteilentwicklung, Werkzeugkonstruktion, Füll- und Verzugssimulation und technische Beratung. Er ist Vorstandsmitglied des GKV-TecPart e. V.
Beide Autoren sind Mitglieder des Arbeitskreises selbständiger Kunststoffingenieure (K.I.B.), dem Herr Falke zwölf Jahre als Präsident vorstand. Weiterhin sind beide Autoren Mitglieder im Fachausschuss 'Toleranzen für Kunststoff-Formteile' am DIN-Institut Berlin zur Erarbeitung der DIN 16742 als Nachfolgenorm der DIN 16901. Herr Falke ist Obmann dieses Fachausschusses.

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Blick ins Buch
Inhaltsverzeichnis
Inhalt12
Die Autoren6
Vorwort8
1 Grundsätze zur Entwicklung maßhaltiger Formteile16
1.1 Partner bei der Produktionsvorbereitung von Kunststoffteilen16
1.2 Zeichnungen und Datensätze – Funktionen und Festlegungen18
1.3 Qualitätsanforderungen an Kunststoff-Formteile unter den Bedingungen der Globalisierung21
1.4 Sinn und Unsinn moderner Messdatenerfassung30
1.5 Stellungnahme zur DIN 1690131
1.6 Fachlich fundiertes Projektmanagement als Voraussetzung für den Projekterfolg33
2 Maßhaltigkeit und geometrische Produktspezifikation36
2.1 Geometrische Produktspezifikation und Toleranzarten36
2.2 Toleranzfeldlagen und Tolerierungsarten für die Formteilfertigung39
2.3 Wirkzusammenhänge von Maßen (Toleranzanalysen)42
2.4 Toleranzfestlegung45
2.5 Rauheitstoleranzen48
3 Einführung in das funktionsorientierte Toleranzdesign50
3.1 Bezüge53
3.2 Toleranzen56
4 Maßbezugsebenen für die Anwendung und Fertigung von Formteilen60
4.1 Definition der Maßbezugsebenen60
4.2 Bestimmung der anwendungsbedingten Maßverschiebung und Maßstreuung64
4.3 Demonstrationsbeispiel für den Übergang der Maßbezugsebenen71
5 Kunststoffeigenschaften und deren Einfluss auf die Formteile unter Berücksichtigung der Maßhaltigkeit76
5.1 Einführung76
5.2 Strukturbeschreibung der Polymere79
5.2.1 Chemische Strukturen (Konstitution der Makromoleküle)79
5.2.2 Morphologische Strukturen (Konformation und Aggregation der Makromoleküle)83
5.2.3 Vernetzte Strukturen88
5.2.4 Polymermodifizierung durch Mischungen und Verbunde89
5.3 Thermisch-mechanische Zustände von Polymeren89
5.3.1 Verformungsarten bei mechanischer Beanspruchung89
5.3.2 Thermische Zustände und Übergangsbereiche90
5.4 Deformations- und Fließverhalten von Polymeren96
5.4.1 Verarbeitungstechnologische Aspekte96
5.4.2 Steifigkeit und p-v-T-Verhalten96
5.4.3 Fließverhalten von Polymerschmelzen98
5.4.4 Quellströmung beim Spritzgießen101
5.5 Schwindungsverhalten von Kunststoff-Formteilen104
5.5.1 Gegenstand und Definitionen zur Verarbeitungsschwindung104
5.5.2 Beeinflussung der Verarbeitungsschwindung beim Thermoplastspritzgießen105
5.6 Verzugsverhalten von Kunststoff-Formteilen109
5.6.1 Verzug als Verformungs- und Stabilitätsproblem109
5.6.2 Gestaltungsbeispiele für maßhaltige Kunststoff-Formteile111
5.7 Richtwerte der Verarbeitungsschwindung für Kunststoffe114
5.7.1 Bewertungsgrundlagen114
5.7.2 Schwindmaßtabellen116
5.8 Wärmedehnung, Nachschwindung und Quellung von Kunststoffen121
5.8.1 Problemabgrenzung121
5.8.2 Wärmedehnung121
5.8.3 Nachschwindung122
5.8.4 Quellung125
6 Einfluss der Werkzeugkonzeption auf die Maßhaltigkeit128
6.1 Einführung – Besonderheiten im Werkzeugbau128
6.2 Deformation der Formteile beim Entformen130
6.2.1 Verfahrenstechnische Deformation des Formteils130
6.2.2 Werkzeugbedingte Deformationen des Formteils132
6.3 Das Werkzeugkonzept135
6.4 Die typischen Projektpartner136
6.5 Die insbesondere die Maßhaltigkeit beeinflussenden Werkzeugeigenschaften137
6.5.1 Allgemeines137
6.5.2 Werkzeugtemperierung138
6.5.3 Rheologische Ausbalancierung der Werkzeuge139
6.6 Relevante Kostenanteile der Werkzeugkosten142
6.7 Zusammenfassung143
7 Anwendungsmöglichkeiten der Konstruktions- und Simulationstechniken144
7.1 Grundlagen der Simulationsrechnungen144
7.2 Modellaufbereitung145
7.3 Füllsimulation146
7.4 Simulation der Werkzeugtemperierung148
7.5 Verzugssimulation149
7.6 Bewertung der Simulationsergebnisse152
8 Fertigungstolerierung nach DIN 16742/ ISO 20457156
8.1 Konzeptionelle Grundlagen und Anwendungsbereich der DIN 16742/ ISO 20457156
8.1.1 Konzeptionelle Grundlagen156
8.1.2 Anwendungsbereich160
8.2 Grenzabmaße für Größenmaße (Dimensionelle Tolerierung)162
8.2.1 Bestimmung der Toleranzgruppen und Toleranzreihen162
8.2.2 Einfluss von Recyclatzusätzen auf die Fertigungsgenauigkeit von Thermoplastformteilen169
8.3 Positions- und Profilformtolerierung (Geometrische Tolerierung)171
8.4 Beispiele für die dimensionelle Tolerierung173
9 Literatur178
10 Normenverzeichnis180
Register182

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