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Spritzgießwerkzeuge

Auslegung, Bau, Anwendung

AutorChristian Hopmann, Georg Menges, Paul Mohren, Walter Michaeli
VerlagCarl Hanser Fachbuchverlag
Erscheinungsjahr2018
Seitenanzahl1007 Seiten
ISBN9783446453906
FormatPDF
KopierschutzWasserzeichen/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis189,99 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
Vorwort7
Zur 7.?Auflage7
Die Autoren11
Inhaltsverzeichnis15
1Das Spritzgießverfahren33
1.1?Ablauf des Spritzgießprozesses34
1.2?Spritzgießen von Thermoplasten35
1.3?Spritzgießen vernetzender Formmassen36
1.3.1?Spritzgießen von Elastomeren37
1.3.2?Spritzgießen von Duroplasten38
Literatur Kapitel?138
2Formmassen für?das?Spritzgießen39
2.1?Aufbau von Kunststoffen39
2.2?Klassifikation von Kunststoffen aufgrund ihrer chemischen Struktur40
2.2.1?Thermoplaste40
2.2.1.1?Teilkristalline Thermoplaste40
2.2.1.2?Amorphe Thermoplaste41
2.2.2?Vernetzende Formmassen43
2.2.2.1?Duroplaste44
2.2.2.2?Elastomere44
2.2.3?Zusatzstoffe45
Literatur Kapitel?248
3Gestalten von Bauteilen für das Spritzgießen von?Thermoplasten49
3.1?Kunststoff als Konstruktionswerkstoff49
3.2?Gestaltungsregeln für die fertigungs- und werkstoffgerechte Konstruktion von?Spritzgießbauteilen50
3.2.1?Wanddicke so dünn wie möglich auslegen51
3.2.2?Gleichbleibende Wanddicken vorsehen55
3.2.3?Masseanhäufungen vermeiden59
3.2.4?Ecken und Kanten mit Radien versehen61
3.2.5?Rippen spritzgießgerecht gestalten65
3.2.6?Ebene Flächen vermeiden70
3.2.7?Ausreichende Konizitäten vorsehen72
3.2.8?Hinterschneidungen vermeiden72
3.2.9?Keine genauere Bearbeitung als nötig76
3.2.10?Das Potenzial der freien Formgebung ausschöpfen78
3.2.11?Position des Angusses bei der Formgestaltung beachten83
3.2.12?Kunststoff-Metall-Verbunde spannungsausgleichend gestalten86
3.2.13?Löcher und Auskernungen kunststoffgerecht gestalten92
3.2.14?Gewinde kunststoffgerecht gestalten94
3.2.15?Formteile verfahrensgerecht optimieren97
3.3?Prototypenfertigung mithilfe additiver Verfahren99
Literatur Kapitel?3101
4Maßänderungen, Schwindung und?Verzug103
4.1?Einleitung103
4.2?Definitionen zur Schwindung103
4.3?Ursache der Schwindung106
4.4?Ursachen des anisotropen Schwindungsverhaltens107
4.5?Ursachen des Verzugs109
4.6?Beeinflussung von Schwindung und?Verzug durch den Prozess111
4.7?Hilfsmittel zur Schwindungsvorhersage114
4.8?Toleranzen für Kunststoffformteile115
4.8.1?Bestimmung der Toleranzgruppe115
Literatur Kapitel?4120
5Das Spritzgießwerkzeug, seine Bauarten und?Aufgaben123
5.1?Bezeichnungen am Spritzgießwerkzeug123
5.2?Einteilung der Werkzeuge123
5.3?Aufgaben des Spritzgießwerkzeugs125
5.3.1?Kriterien zur Einteilung der Werkzeuge in Gruppen127
5.3.2?Prinzipielle Vorgehensweise bei der Werkzeugkonstruktion131
5.3.3?Bestimmung der Werkzeuggröße136
5.3.3.1?Maximale Formnestzahl136
5.3.3.2?Zuhaltekraft137
5.3.3.3?Maximale Aufspannfläche138
5.3.3.4?Erforderlicher Öffnungshub138
5.3.4?Fließweg-Wanddickenverhältnis139
5.4?Anordnung der Formnester in?der?Trennebene141
5.4.1?Allgemeine Forderungen141
5.4.2?Darstellung der Lösungsmöglichkeiten142
5.4.3?Kräftegleichgewicht des Werkzeugs beim Füllvorgang142
5.4.4?Zahl der Trennebenen144
5.4.4.1?Konstruktive Lösungsmöglichkeiten145
Literatur Kapitel?5145
6Verfahren zur?Abschätzung der?Werkzeugkosten147
6.1?Allgemeines147
6.2?Verfahren zur Werkzeugkalkulation148
6.3?Das Prinzip der Kostenfunktion150
6.3.1?Kalkulationsgruppe?I: Formnest (3.3.1–3.3.4?auszugsweise?aus?[6.9])151
6.3.2?Kalkulationsgruppe?II: Grundaufbau151
6.3.3?Kalkulationsgruppe?III: Grundfunktionseinheiten153
6.3.4?Kalkulationsgruppe?IV: Sonderfunktionseinheiten154
6.4?Das Prinzip der Kostenähnlichkeit155
6.5?Weitere Kalkulationsansätze158
6.5.1?Die ressourcenorientierte Prozesskostenrechnung158
6.5.2?Das Prinzip der hierarchischen Ähnlichkeitssuche159
6.6?Aktuelle Rechenprogramme160
Literatur Kapitel?6162
7Eintritt der Schmelze in das Werkzeug, ihre?Verteilung und?der Füllvorgang der Kavitäten165
7.1?Beschreibung des Angusssystems165
7.2?Prinzip und Definition verschiedener Angusskanalarten166
7.2.1?Normale Verteilerkanäle166
7.2.2?Heißkanäle167
7.2.3?Kaltkanäle167
7.3?Anforderungen an das Angusssystem168
7.4?Angussformen169
7.5?Angussbuchse171
7.6?Gestaltung der Verteilerkanäle174
7.7?Gestaltung der Angussstege (Anschnitte)177
7.7.1?Lage des Anschnittes am Formteil181
7.8?Verteilerkanäle für hochgefüllte Schmelzen186
7.9?Verteilerkanäle und Anschnitte für?vernetzende Formmassen188
7.9.1?Elastomere188
7.9.2?Duroplaste189
7.10?Rheologische Werkzeugauslegung189
7.10.1?Rheologische Grundlagen [7.39]191
7.10.1.1?Ermittlung des viskosen Fließverhaltens unter Scherung?mit Hilfe des Kapillarrheometers200
7.10.1.2?Dehnviskosität204
7.10.1.3?Gleichungen zur Druckverlustberechnung in Angüssen?und Angussverteilern205
7.11?Auslegung von Angüssen und Angussverteilern für vernetzende Formmassen208
7.11.1?Elastomere208
7.11.1.1?Berechnung des Füllvorgangs208
7.11.1.2?Einfluss der Verarbeitungseigenschaften ermittelt anhand von Verarbeitungsfenstern209
7.11.1.3?Kritische Anmerkungen und Beispiele zum Modell des?Verarbeitungsfensters211
7.11.2?Duroplaste213
Literatur Kapitel?7216
8Ausführung der?Angüsse219
8.1?Stangenanguss219
8.2?Band- oder Filmanguss221
8.3?Schirmanguss223
8.4?Ringanguss225
8.5?Tunnelanguss227
8.6?Abreiß-Punktanguss – Dreiplattenwerkzeug229
8.7?Vorkammer-Punktanguss232
8.8?Angussloses Anspritzen236
8.9?Werkzeuge mit Isolierkanalverteilern [8.15]236
8.10?Temperierte Angusssysteme – Heißkanal [8.16]240
8.10.1?Heißkanalsysteme240
8.10.1.1?Wirtschaftliche Vor- und Nachteile der Heißkanalsysteme242
8.10.1.2?Heißkanäle für verschiedene Anwendungen und neue?Möglichkeiten243
8.10.1.3?Aufbau und Bestandteile eines Heißkanalsystems244
8.10.1.3.1?Außen- und Innenbeheizte Systeme246
8.10.1.4?Angussbuchse249
8.10.1.5?Schmelzefilter250
8.10.1.6?Verteilerblöcke251
8.10.1.7?Verteilerbalken252
8.10.1.8?Heißkanaldüsen (Anspritzdüsen, Anschnittdüsen)254
8.10.1.9?Daten zur Auslegung von Heißkanalverteilern257
8.10.1.9.1?Verteilerbalken257
8.10.1.9.2? Düsenauslegung259
8.10.1.9.3?Hinweise zum Betrieb von Heißkanälen260
8.10.1.10?Elemente zur Beheizung von Heißkanalsystemen260
8.10.1.10.1?Beheizung von Düsen260
8.10.1.10.2?Beheizung von Verteilern261
8.10.1.10.3?Ermittlung der Heizleistung263
8.10.1.10.4?Temperaturregelung in Heißkanälen263
8.10.1.10.5?Anordnung der Temperaturfühler264
8.10.2?Kaltkanäle265
8.10.2.1?Kaltkanalsysteme für Elastomer-Spritzgießwerkzeuge266
8.10.2.2?Kaltkanalwerkzeuge für Duroplaste272
Literatur Kapitel?8274
9Entlüften der?Werkzeuge279
9.1?Passive Entlüftung281
9.2?Aktive Entlüftung290
9.3?Entlüften beim Gasgegendruckspritzgießen292
Literatur Kapitel?9294
10Die thermische Auslegung297
10.1?Kühlzeit (Temperierzeit)298
10.2?Kühlzeitermittlung bei Thermoplasten302
10.2.1?Kühlzeit bei asymmetrischen Wandtemperaturen303
10.2.2?Kühlzeit bei anderen Geometrien304
10.3?Temperaturleitfähigkeit verschiedener?Formmassen308
10.3.1?Die Temperaturleitfähigkeit duroplastischer Formmassen309
10.4?Die Wärmeströme und?die?Temperierleistung310
10.4.1?Thermoplaste310
10.4.2?Vernetzende Formmassen [10.14]315
10.5?Analytische thermische Berechnung anhand des spezifischen Wärmestroms (globale Auslegung)318
10.5.1?Berechnungsablauf318
10.5.1.1?Kühlzeitberechnung322
10.5.1.2?Wärmestrombilanz322
10.5.1.3?Temperiermitteldurchsatz326
10.5.1.4?Temperierkanaldurchmesser326
10.5.1.5?Lage der Temperierkanäle331
10.5.1.6?Auslegung des Temperierkreislaufes334
10.5.1.6.1?Temperiermitteldurchsatz334
10.5.1.6.2?Berechnung des Druckbedarfs und der Pumpleistung335
10.5.2?Beispiel für die Auslegung von Temperierkanälen [10.25]336
10.6?Berechnung der Heizleistung von Werkzeugen für vernetzende Werkstoffe341
10.7?Thermische Auslegung von Werkzeugen für vernetzende Kunststoffe [10.29]341
10.7.1?Wärmehaushalt341
10.7.2?Temperaturverteilung346
10.8?Einfache Abschätzung der?unterschiedlichen Wärmeströme an kritischen?Stellen347
10.9?Numerische Berechnung zur?thermischen Auslegung349
10.9.1?Thermische Formteilsimulation350
10.9.2?Simulation von Temperierkanälen353
10.9.3?Simulation von Heizelementen355
10.9.4?Simulation von Werkzeugelementen356
Literatur Kapitel?10357
11Temperierkonzepte361
11.1?Praktische Ausführung der Kühlkanäle361
11.1.1?Temperiersysteme für Kerne und rotationssymmetrische Formteile361
11.1.2?Temperiersysteme für flächige Formteile368
11.1.3?Abdichten der Temperiersysteme372
11.1.4?Konturnahe Temperierung373
11.1.5?Empirische Praxis zur Kompensation des Verzugs aus Wärmestromdifferenzen in Ecken bei thermoplastischen Formteilen374
11.1.5.1?Änderung der Eckengeometrie374
11.1.5.2?Partielle Anpassung der Wärmeströme375
11.2?Praktische Ausführung der?elektrischen Beheizung von?Duroplastwerkzeugen376
11.3?Temperiergeräte für Spritzgieß- und?Presswerkzeuge377
11.3.1?Aufgabe, Prinzip, Einteilung377
11.3.2?Kontinuierlich arbeitende Anlagen378
11.3.2.1?Durchflusstemperierung378
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?Regelung384
11.3.3.1?Regelungsarten384
11.3.3.1.1?Regelung der Mediumstemperatur384
11.3.3.1.2?Regelung der Werkzeugtemperatur385
11.3.3.1.3?Kaskadenregelung385
11.3.4?Auswahl eines geeigneten Temperiergeräts387
11.3.5?Wartung, Reinigung389
Literatur Kapitel?11390
12Mechanische Auslegung von Spritzgieß­werkzeugen395
12.1?Die Werkzeugverformung395
12.2?Analyse und Bewertung der?Verformungen396
12.3?Grundlagen zur Beschreibung der?Deformationen398
12.3.1?Einfache Rechnung zur Abschätzung der Spaltbildung399
12.3.2?Genauere Rechnung zur Abschätzung der Spaltbildung und?Verhinderung von Schwimmhäuten und Graten400
12.4?Das Überlagerungsverfahren402
12.4.1?Zusammengeschaltete Federn als Ersatzelemente403
12.4.1.1?Parallelschaltung von Elementen404
12.4.1.2?Reihenschaltung von Elementen404
12.5?Ermittlung der Werkzeugwanddicken und ihrer Verformungen405
12.5.1?Darstellung der einzelnen Belastungsarten und Verformungen406
12.5.2?Dimensionierung kreiszylindrischer Formnester407
12.5.3?Dimensionierung von nichtrunden Werkzeugkonturen408
12.5.4?Dimensionierung der Werkzeugplatten410
12.6?Vorgehen bei der Dimensionierung einer Werkzeugwand unter?Forminnendruck411
12.7?Verformung von Backenwerkzeugen unter Forminnendruck (auch?gültig?für?Schieberwerkzeuge)412
12.8?Vorbereitungen der Verformungsrechnungen419
12.8.1?Vereinfachungen der Geometrie421
12.8.2?Hinweise zur Wahl der Randbedingungen422
12.9?Rechenbeispiele425
12.10?Identifizierung kritischer Formteil­bereiche und deren Auslegung im?Rahmen eines Virtual?Prototyping435
12.11?Versatz von Kernen und Einlegeteilen439
12.11.1?Versatz von Kernen439
12.11.1.1?Abschätzung des maximalen Kernversatzes439
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 Kernversatzes450
12.11.2?Versatz von Einlegeteilen451
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 Einlegeteilen454
12.11.3?Konstruktionsbeispiele für die Kerneinspannung und?für?die?Zentrierung tiefer Werkzeuge455
12.12?Weitere Belastungen457
12.12.1?Die Abschätzung der zusätzlich auftretenden Belastungen457
Literatur Kapitel?12458
13Zentrierung, Führung und Handling der?Werkzeuge461
13.1?Aufgabe der Führung und Zentrierung461
13.2?Zentrierung des Werkzeugs auf?der?Schließeinheit462
13.3?Innere Führung und Zentrierung463
13.4?Führung und Zentrierung bei?großen?Werkzeugen471
Literatur Kapitel?13474
14Werkzeugwechsel- und Spannsysteme477
14.1?Werkzeugwechselsysteme477
14.2?Manuell-mechanisch-arbeitende Werkzeugwechselsysteme479
14.3?Hydraulisch arbeitende Spannsysteme485
14.3.1?Adaptive Spannsysteme485
14.3.2?Integrierte Spannsysteme487
14.4?Magnetsysteme zum Spannen von?Spritzgießwerkzeugen489
14.5?Automatische Kupplungssysteme für?Energietransport und Sensorik492
14.6?Auswerferkupplungssysteme495
14.7?Transportmittel für den Werkzeugwechsel496
Literatur Kapitel?14500
15Entformen gespritzter Teile501
15.1?Übersicht über Entformungsarten501
15.2?Auslegung des Entformungssystems – Entformungskräfte und Öffnungskräfte [15.5]502
15.2.1?Allgemeines502
15.2.2?Möglichkeiten zur Bestimmung der Entformungskräfte506
15.2.2.1?Haftreibungskoeffizienten zur Ermittlung von Entformungs- und Öffnungskräften506
15.2.2.2?Rechnerische Abschätzmethode für zylindrische Hülsen508
15.2.2.3?Rechteckige Hülsen512
15.2.2.4?Konische Hülsen512
15.2.2.5?Zusammenstellung verschiedener Grundfälle513
15.2.3?Entformungskraft für komplexe Formteile am Beispiel eines Lüfterrades516
15.2.4?Numerische Berechnung von Entformungsvorgängen (bei?Elastomerformteilen)520
15.2.5?Abschätzung der Öffnungskräfte524
15.2.5.1?Zustandsverlauf im p-v-T-Diagramm bei unterschiedlichen Werkzeugsteifigkeiten525
15.2.5.2?Mittlere Öffnungskräfte525
15.2.5.3?Gesamte Öffnungskraft525
15.3?Auswerferarten526
15.3.1?Gestaltung und Dimensionierung von Auswerferstiften526
15.3.2?Angriffsorte von Stiften und anderen Entformungselementen530
15.3.3?Aufnahme der Auswerferstifte in den Auswerferplatten535
15.4?Betätigung und Betätigungsmittel für?das Auswerfen537
15.4.1?Betätigungsarten und Wahl des Angriffsortes537
15.4.2?Betätigungsmittel537
15.5?Besondere Auswerfersysteme542
15.5.1?Doppeletagenauswurf (zweifacher Auswerferweg)542
15.5.2?Gemischtes Auswerfen544
15.5.3?Dreiplattenwerkzeug545
15.5.3.1?Unterteilung der Auswerferbewegung durch Zuganker546
15.5.3.2?Unterteilung der Auswerferbewegung durch einen Klinkenzug546
15.5.3.3?Entformen auf der Düsenseite548
15.6?Auswerferrückzug548
15.7?Entformen von Formteilen mit?Hinterschneidungen550
15.7.1?Entformen von Formteilen mit Hinterschneidungen durch Abschieben551
15.7.2?Zulässige Hinterschnitthöhe am Beispiel von Schnappverbindungen552
15.8?Entformen von Gewinden554
15.8.1?Entformen von Formteilen mit Innengewinde554
15.8.1.1?Abstreiferwerkzeuge554
15.8.1.2?Zusammenklappende Kerne555
15.8.1.3?Werkzeuge mit Wechselkernen557
15.8.2?Abschraubwerkzeuge557
15.8.3?Entformen von Formteilen mit Außengewinde565
15.9?Hinterschneidungen in nicht rotationssymmetrischen Formteilen566
15.9.1?Innere Hinterschneidungen566
15.9.2?Äußere Hinterschneidungen566
15.9.2.1?Schieberwerkzeuge568
15.9.2.2?Backenwerkzeuge575
15.9.3?Werkzeuge mit Kernzügen580
Literatur Kapitel?15582
16Rechnerunterstützte Werkzeugauslegung und CAD-Einsatz in der Werkzeug­konstruktion585
16.1?CAD-Einsatz in der Werkzeugkonstruktion585
16.1.1?Einleitung585
16.1.1.1?Assoziativität, Parametrik/Varimetrik, Feature-Verarbeitung, Datenformate586
16.1.2?CAD-Anwendung im Werkzeugbau588
16.1.2.1?Geometrieerzeugung/Modellierung588
16.1.3?Integrierte Funktionalitäten für den Werkzeugbau592
16.1.3.1?Anwendungsspezifische Funktionserweiterung595
16.1.3.2?Möglichkeiten des Concurrent-Engineering durch CAD?Einsatz595
16.2?Spritzgießsimulation598
16.2.1?Vorteile der Spritzgießsimulation während der Entwicklungsphase599
16.2.2?Reduktion der Kosten durch den Einsatz von Simulationstechniken600
16.2.3?Erstellung einer Spritzgießsimulation602
16.2.4?Auslegung des Angusssystems605
16.2.5?Schwindungs- und Verzugsberechnung607
16.2.6?Simulation von Spritzgießsonderverfahren607
16.2.7?Optimierte Spritzgießsimulation611
Literatur Kapitel?16613
17Spezielle Werkzeuge zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit615
17.1?Familienwerkzeuge615
17.2?Etagenwerkzeuge617
17.2.1?Etagenwendetechnik – Würfeltechnik622
17.2.2?Etagenwendetechnik – Quader mit umlaufenden Kavitäten626
17.3?Werkzeuge mit modular umsetzbaren Kavitäten627
17.3.1?Paternoster-Werkzeuge627
17.3.2?Shuttle-Molding629
17.4?Tandemwerkzeuge631
17.4.1?Tandemwendetechnik635
17.5?Injection-Transfer-Molding-Werkzeuge (ITM)636
17.5.1?Werkzeuge für das ITM-Verfahren in der Elastomerverarbeitung636
17.5.2?Werkzeuge für das ITM-Verfahren in der Thermoplastverarbeitung640
Literatur Kapitel?17641
18Werkzeuge für Spritzgieß­sonderverfahren645
18.1?Mehrkomponenten-Spritzgießen645
18.1.1?Additionsverfahren645
18.1.2?Sequenzverfahren652
18.1.2.1?Intervall-Spritzgießen653
18.1.2.2?Sandwich-Spritzgießen653
18.2?Fluidinjektionstechnik658
18.2.1?Verfahrensvarianten658
18.2.2?Verfahrenstechnische Aspekte659
18.2.3?Injektortechnologie662
18.2.4?Injektoren für die Gasinjektionstechnik662
18.2.5?Injektoren für die Wasserinjektionstechnik663
18.2.5.1?Selbstbetätigte Injektoren665
18.2.5.2?Fremdbetätigte Injektoren666
18.2.5.3?Ziehende und stechende Injektoren667
18.2.5.4?Axial- und Radialinjektoren668
18.2.5.5?Generelle Gestaltungshinweise für WIT-Injektoren669
18.2.6?Designrichtlinien für Bauteile und Werkzeuge bei der FIT670
18.2.6.1?Stabförmige FIT-Formteile670
18.2.6.2?Flächige Formteile mit Rippen673
18.2.6.3?Formteile mit dickwandigen Bereichen675
18.2.6.4?Mehrkavitätenwerkzeuge676
18.2.6.5?Gestaltung von Nebenkavitäten677
18.3?Thermoplast-Schaumspritzgießen678
18.3.1?Formteilgestaltung680
18.3.1.1?Wanddicken, Wanddickensprünge680
18.3.1.2?Rippen, Dome, Schnapphaken683
18.3.1.3?Fließhindernisse685
18.3.2?Angusssystem686
18.3.2.1?Balancierung des Angusssystems686
18.3.2.2?Angussbuchse687
18.3.2.3?Anschnittarten688
18.3.2.4?Lage der Anspritzpunkte690
18.3.3?Temperierung beim Schaumspritzgießen691
18.3.4?Entlüftung (vgl. Kapitel?9)693
18.3.5?Werkzeugmaterialien beim Schaumspritzgießen694
18.3.6?Möglichkeiten zur Verbesserung der Oberflächenqualität beim?Schaumspritzgießen694
18.3.6.1?„Atmendes“ Werkzeug694
18.3.6.2?Gasgegendruckverfahren697
18.3.6.3?Werkzeuginnendrücke beim Schaumspritzgießen700
18.3.6.4?Verwendung von Oberflächenstrukturierungen701
18.3.6.5?Verwendung von Beschichtungen im Werkzeug701
18.3.6.6?Variotherme Temperierung702
18.4?Spritzprägen704
18.4.1?Verfahrensvarianten705
18.4.2?Werkzeugtechnik für das Spritzprägen708
18.4.3?Anwendungsgebiete, Vor- und Nachteile des Spritzprägens709
18.5?Hinterspritzen711
18.5.1?Einleitung711
18.5.2?Einstufige Dekorationsverfahren712
18.5.2.1?Textilhinterspritztechnik/Textilmelttechnik712
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-Decoration713
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-Technik717
18.5.2.8?Kombinierter Tiefzieh- und Hinterspritzprozesses718
18.5.3?Werkzeugtechnik719
18.6?Spritzgießen von Mikroformteilen [18.182]725
18.6.1?Werkzeugtechnik und Prozessführung727
18.6.2?Herstellungsverfahren für Mikrokavitäten730
18.7?Flüssigsilikonverarbeitung [18.199]731
18.7.1?Maschinen- und Anlagentechnik für die LSR-Verarbeitung731
18.7.2?Werkzeugtechnik733
18.8?Spritzgießen von überlangen und?endlosen Bauteilen736
18.8.1?Prozessführung737
18.8.2?Werkzeugtechnik für das Exjection-Verfahren739
Literatur Kapitel?18741
19Messen in Spritzgießwerkzeugen755
19.1?Werkzeuginnendrucksensoren756
19.1.1?Positionierung von Werkzeuginnendrucksensoren756
19.1.2?Sensoren zur Messung des Werkzeuginnendrucks757
19.1.2.1?Direkt messende Werkzeuginnendrucksensoren758
19.1.2.2?Indirekt messende Werkzeuginnendrucksensoren764
19.2?Temperatursensoren766
19.2.1?Temperatursensoren mit Schmelzekontakt766
19.2.1.1?Kontakttemperatursensoren767
19.2.1.2?IR-Sensoren768
19.3?Prozessoptimierung mit Werkzeuginnendrucksensoren769
19.4?Produktions-/Qualitätsüberwachung und Qualitätsdokumentation mit?Sensoren774
19.4.1?Online-Qualitätsüberwachung auf der Basis von Prozessgrößen775
19.4.2?Online-Qualitätsüberwachung auf Basis von Qualitätsmodellen776
19.5?Eingebettete Datenerfassungs- und Diagnosesysteme in?Spritzgießwerkzeugen777
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?Grundlagen781
19.7.2?Anwendungen der Thermografie bei Spritzgießwerkzeugen781
19.7.3?Ist-Analysen an Werkzeugen und Produktionsprozessen782
19.7.4?Werkzeugwandtemperatur/Formteiloberflächentemperatur783
19.7.5?Einsatzmöglichkeiten von IR-Thermografie784
19.7.5.1?Thermografie der Formteile784
19.7.5.2?Thermografie an Werkzeugen785
19.7.6?Erkennung von Temperierfehler an Werkzeugen mittels?IR?Thermografie785
19.7.6.1?Thermografie an Heißkanal-Systemen787
19.7.6.2?Verstopfte Kühlbohrungen788
19.7.7?Optimierungsbeispiel Stoßfänger788
Literatur Kapitel?19792
20Maßnahmen zur Beseitigung von Verarbeitungsfehlern beim Spritzgießen797
Literatur Kapitel?20811
21Instandhaltung von Spritzgießwerkzeugen813
21.1?Instandhaltung813
21.2?Vorgehensweise zur planmäßigen Werkzeug-Instandhaltung815
21.2.1?Datenerfassung815
21.2.2?Lagerung der Werkzeuge817
21.2.3?Anforderungen an das Werkzeuglager818
21.3?Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten819
21.3.1?Pflege und Wartung der Werkzeugoberflächen820
21.3.1.1?Wischen, Bürsten und Polieren820
21.3.1.2?Reinigen durch Strahlen821
21.3.1.2.1?Trocken-Nassdampf- oder Heißwassersprühstrahler822
21.3.1.2.2?Organische Strahlmittel822
21.3.1.2.3?Reinigen mit Trockeneis822
21.3.1.2.4?Reinigen mit Laser823
21.3.2?Reinigen mit Ultraschall824
21.4?Pflege und Wartung der?Temperiersysteme825
21.5?Pflege und Wartung des Heiz- und Regelsystems826
21.6?Pflege und Wartung des Angusssystems827
21.7?Pflege und Wartung von Gleitführungen827
21.8?Pflegemaßnahmen vor der Einlagerung828
21.9?Reparaturen und Änderungen an?Spritzgießwerkzeugen828
21.9.1?Mechanische Nacharbeit und Austausch von Teilen oder Baugruppen829
21.9.2?Einsetzen oder Einlöten von Stiften oder Kernen831
21.9.3?Reparaturen und Änderungen durch Materialauftrag832
21.9.3.1?Laserstrahlschweißen833
21.9.3.2?Elektrische Schweißverfahren835
21.9.3.3?Werkzeugreparaturen mit „Plastik-Stahl“837
Literatur Kapitel?21837
22Standardisierung – Werkzeugnormalien841
Literatur Kapitel?22856
23Werkstoffe und Beschichtungen für den Werkzeugbau857
23.1?Stähle858
23.2?Nichteisenmetallische Werkstoffe861
23.2.1?Kupferlegierungen861
23.2.2?Zink und dessen Legierungen863
23.2.3?Aluminiumlegierungen864
23.2.4?Zinn-Wismut-Legierungen867
23.2.5?Keramische Werkstoffe868
23.3?Galvanisch abgeschiedene Werkstoffe868
23.4?Oberflächenbehandlung von Stählen für Spritzgießwerkzeuge869
23.4.1?Generelle Hinweise869
23.4.2?Thermische Behandlungsverfahren871
23.4.3?Thermochemische Behandlungsverfahren871
23.4.3.1?Einsatzhärten871
23.4.3.2?Nitrieren873
23.4.3.3?Borieren874
23.4.4?Elektrochemische Behandlungsverfahren874
23.4.4.1?Hartverchromen875
23.4.4.2?Vernickeln875
23.4.5?Beschichten bei niedrigen Drücken876
23.4.5.1?Chemische Gasphasenabscheidung, CVD-Verfahren877
23.4.5.2?Physikalische Gasphasenabscheidung, PVD-Verfahren878
23.4.6?Laserstrahloberflächenbehandlung (LOB)881
23.4.6.1?Laserstrahlhärten und -umschmelzen882
23.4.6.2?Laserstrahllegieren, -dispergieren und -beschichten883
23.4.7?Lamcoat-Beschichtung883
Literatur Kapitel?23884
24Fertigungsverfahren für?Spritzgießwerkzeuge889
24.1?Spanende Bearbeitungsverfahren892
24.1.1?Zerspanung mit definierter Schneide892
24.1.1.1?Drehen892
24.1.1.2?Bohren893
24.1.1.3?Fräsen893
24.1.1.3.1?Konventionelle Fräsbearbeitung894
24.1.1.3.2?HSC-Fräsen895
24.1.1.3.3?Hartfräsen896
24.1.1.3.4?Fünfachsbearbeitung897
24.1.1.4?Verfahrensabgrenzung897
24.1.2?Zerspanung mit undefinierter Schneide898
24.1.2.1?Flachschleifen898
24.1.2.2?Koordinatenschleifen899
24.1.2.3?Strahlläppen899
24.1.2.4?Druckfließläppen899
24.2?Abtragende Fertigungsverfahren900
24.2.1?Funkenerosives Abtragen (EDM, Electric-Discharge-Machining)900
24.2.1.1?Funkenerosives Senken900
24.2.1.2?Funkenerosives Schneiden mit Drahtelektroden904
24.2.2?Abtragen durch elektrochemische Auflösung (ECM,?Electric?Chemical-Machining)905
24.2.2.1?Elektrochemisches Polieren905
24.2.2.2?Elektrochemisches Ätzen906
24.3?Polieren909
24.3.1?Theorien zum Materialabtrag bei der Politur909
24.3.2?Maschinensysteme910
24.3.3?Aufbau und Zusammensetzung der Werkzeuge911
24.3.3.1?Poliermittelträger911
24.3.3.2?Poliermittel912
24.4?Laser-Carving913
24.5?Additive Fertigung für?Spritzgießwerkzeuge916
24.5.1?Einleitung916
24.5.2?Direkte additive Fertigung919
24.5.2.1?Stereolithographie921
24.5.2.2?Poly-Jet-Verfahren für duroplastische Werkzeugeinsätze922
24.5.2.3?Schmelzeschichten/Fused-Layer-Modeling923
24.5.2.4?Selektives Lasersintern von Metallen925
24.5.2.5?Selektives Laserschmelzen von Stählen und Metallen927
24.5.2.6?Nachbearbeitung von additiv gefertigten Bauteilen934
24.6?Hybride Fertigungsstrategien934
24.7?Herstellung von Spritzgießformen und?Formeinsätzen durch Gießen936
24.7.1?Gießen in verlorenen Formen mit Dauermodellen939
24.7.1.1?Sandgießen939
24.7.1.2?Maskenformverfahren941
24.7.1.3?Shaw-Verfahren943
24.7.2?Gießen in verlorenen Formen mit verlorenen Modellen943
24.7.2.1?Feingießen943
24.7.2.2?Vollformgießen945
24.7.2.3?Verfahren in Dauerformen946
24.7.2.4?Kokillengießen947
24.7.2.5?Druckgießen947
24.7.2.6?Harzabgießen949
24.7.2.7?Vakuumgießen949
24.7.2.8?Metallspritzen950
24.7.2.9?Galvanoformen951
24.7.3?Wahl des Gießverfahrens beim Werkzeugbau954
24.8?Einsenken955
Literatur Kapitel?24959
Stichwortverzeichnis967

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