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Spritzgießwerkzeuge - Auslegung, Bau, Anwendung  
Spritzgießwerkzeuge - Auslegung, Bau, Anwendung
von: Christian Hopmann, Georg Menges, Walter Michaeli, Paul Mohren
Carl Hanser Fachbuchverlag, 2018
ISBN: 9783446453906
1007 Seiten, Download: 45070 KB
 
Format:  PDF
geeignet für: Apple iPad, Android Tablet PC's Online-Lesen PC, MAC, Laptop

Typ: A (einfacher Zugriff)

 

 
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Inhaltsverzeichnis

  Vorwort 7  
     Zur 7.?Auflage 7  
  Die Autoren 11  
  Inhaltsverzeichnis 15  
  1 Das 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  
  2 Formmassen 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  
  3 Gestalten 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  
  4 Maßänderungen, 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  
  5 Das 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  
  6 Verfahren 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  
  7 Eintritt 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  
  8 Ausführung 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  
  9 Entlüften der?Werkzeuge 279  
     9.1? Passive Entlüftung 281  
     9.2? Aktive Entlüftung 290  
     9.3? Entlüften beim Gasgegendruckspritzgießen 292  
      Literatur Kapitel?9 294  
  10 Die 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  
  11 Temperierkonzepte 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  
  12 Mechanische 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  
  13 Zentrierung, 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  
  14 Werkzeugwechsel- 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  
  15 Entformen 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  
  16 Rechnerunterstützte 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  
  17 Spezielle 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  
  18 Werkzeuge 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  
  19 Messen 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  
  20 Maßnahmen zur Beseitigung von Verarbeitungsfehlern beim Spritzgießen 797  
      Literatur Kapitel?20 811  
  21 Instandhaltung 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  
  22 Standardisierung – Werkzeugnormalien 841  
      Literatur Kapitel?22 856  
  23 Werkstoffe 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  
  24 Fertigungsverfahren 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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