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Vorwort |
7 |
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Zur 7.?Auflage |
7 |
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Die Autoren |
11 |
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Inhaltsverzeichnis |
15 |
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1 Das Spritzgießverfahren |
33 |
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1.1? Ablauf des Spritzgießprozesses |
34 |
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1.2? Spritzgießen von Thermoplasten |
35 |
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1.3? Spritzgießen vernetzender Formmassen |
36 |
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1.3.1? Spritzgießen von Elastomeren |
37 |
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|
1.3.2? Spritzgießen von Duroplasten |
38 |
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|
Literatur Kapitel?1 |
38 |
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2 Formmassen für?das?Spritzgießen |
39 |
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2.1? Aufbau von Kunststoffen |
39 |
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2.2? Klassifikation von Kunststoffen aufgrund ihrer chemischen Struktur |
40 |
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|
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 |
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|
Literatur Kapitel?2 |
48 |
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|
3 Gestalten von Bauteilen für das Spritzgießen von?Thermoplasten |
49 |
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|
3.1? Kunststoff als Konstruktionswerkstoff |
49 |
|
|
3.2? Gestaltungsregeln für die fertigungs- und werkstoffgerechte Konstruktion von?Spritzgießbauteilen |
50 |
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|
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 |
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|
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 |
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24.2.1.2? Funkenerosives Schneiden mit Drahtelektroden |
904 |
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24.2.2? Abtragen durch elektrochemische Auflösung (ECM,?Electric?Chemical-Machining) |
905 |
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24.2.2.1? Elektrochemisches Polieren |
905 |
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24.2.2.2? Elektrochemisches Ätzen |
906 |
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24.3? Polieren |
909 |
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24.3.1? Theorien zum Materialabtrag bei der Politur |
909 |
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24.3.2? Maschinensysteme |
910 |
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24.3.3? Aufbau und Zusammensetzung der Werkzeuge |
911 |
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24.3.3.1? Poliermittelträger |
911 |
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24.3.3.2? Poliermittel |
912 |
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24.4? Laser-Carving |
913 |
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24.5? Additive Fertigung für?Spritzgießwerkzeuge |
916 |
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24.5.1? Einleitung |
916 |
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24.5.2? Direkte additive Fertigung |
919 |
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24.5.2.1? Stereolithographie |
921 |
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24.5.2.2? Poly-Jet-Verfahren für duroplastische Werkzeugeinsätze |
922 |
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24.5.2.3? Schmelzeschichten/Fused-Layer-Modeling |
923 |
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24.5.2.4? Selektives Lasersintern von Metallen |
925 |
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24.5.2.5? Selektives Laserschmelzen von Stählen und Metallen |
927 |
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24.5.2.6? Nachbearbeitung von additiv gefertigten Bauteilen |
934 |
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24.6? Hybride Fertigungsstrategien |
934 |
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24.7? Herstellung von Spritzgießformen und?Formeinsätzen durch Gießen |
936 |
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24.7.1? Gießen in verlorenen Formen mit Dauermodellen |
939 |
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24.7.1.1? Sandgießen |
939 |
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24.7.1.2? Maskenformverfahren |
941 |
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24.7.1.3? Shaw-Verfahren |
943 |
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24.7.2? Gießen in verlorenen Formen mit verlorenen Modellen |
943 |
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24.7.2.1? Feingießen |
943 |
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24.7.2.2? Vollformgießen |
945 |
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24.7.2.3? Verfahren in Dauerformen |
946 |
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24.7.2.4? Kokillengießen |
947 |
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24.7.2.5? Druckgießen |
947 |
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24.7.2.6? Harzabgießen |
949 |
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24.7.2.7? Vakuumgießen |
949 |
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24.7.2.8? Metallspritzen |
950 |
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24.7.2.9? Galvanoformen |
951 |
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24.7.3? Wahl des Gießverfahrens beim Werkzeugbau |
954 |
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24.8? Einsenken |
955 |
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Literatur Kapitel?24 |
959 |
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Stichwortverzeichnis |
967 |
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